Dunia ujian kekuatan dan kelangsungan hidup adalah dunia di mana manusia dan besi memerintah. Makmal ujian di Pusat Penyelidikan Pengangkutan Ohio adalah ruang gema dengan ukuran hangar yang baik. Hampir tidak ada tempat duduk, dan tempat duduk yang tersedia adalah logam kosong tanpa pelapis. Bilik hampir kosong - hanya kereta luncur ujian dipasang di tengah, dan beberapa jurutera berkacamata, sentiasa bergerak naik turun dengan cawan kopi di tangan mereka. Hampir semua skema warna bilik terdiri daripada bintik-bintik oren dan merah - ini adalah tanda amaran dan lampu kecemasan.
Almarhum kami kelihatan hampir di rumah. Dia mengenakan celana dalam berwarna biru langit (mari kita memanggilnya "subjek F") dan tidak berbaju - seolah-olah dia sedang bersantai di apartmennya sendiri. Dia kelihatan sangat santai - seperti yang seharusnya dimiliki oleh si mati. Dia melabuhkan punggung di kerusinya, tangannya yang lemas di pinggulnya. Sekiranya F kita masih hidup, dia akan merasa gementar sekarang. Setelah beberapa jam, udara termampat akan mendorong omboh yang kuat, dengan kelembutan blok oak, tepat di bawah tempat duduk di mana F diikat. Pada masa yang sama, penguji akan dapat menyesuaikan kekuatan hentakan dan kedudukan kerusi, bergantung pada tujuan eksperimen tertentu. Hari ini, jurutera bekerja untuk NASA dengan kapsul pendaratan Orion yang baru, mensimulasikan bagaimana ia akan jatuh dari angkasa ke lautan. Mr. F memainkan peranan sebagai angkasawan dalam eksperimen ini.
Dalam kenderaan masuk semula, setiap pendaratan adalah ujian kekuatan. Tidak seperti pesawat ruang angkasa, yang akan digantikan oleh Orion dengan roket penggalaknya, kapsul masuk semula ini tidak mempunyai sayap atau alat pendaratan. Ia tidak datang dari angkasa - hanya jatuh. (Sekiranya Presiden Obama berjaya menutup program Konstelasi, satu-satunya tujuan kapsul Orion adalah hanya jatuh ke tanah dan digunakan sebagai kapal penyelamat untuk pemindahan darurat kru ISS.) orbit, bagaimanapun, kekuatan mereka tidak cukup untuk melembutkan pendaratan. Apabila kapsul memasuki atmosfera atas,bahagian bawahnya yang lebar dan rata akan melambatkan udara yang semakin menebal. Seretan besar harus memperlambat kejatuhan kapsul ke kelajuan tersebut apabila mungkin membuka payung terjun tanpa rasa takut ia akan pecah.
Seorang dummy ujian humanoid di Pangkalan Tentera Udara Wright-Patterson. Ia berada di sled test impak yang meniru bentuk tempat duduk kapsul Orion.
Selepas itu, kapsul akan turun ke laut dengan lancar dan jatuh dengan perlahan ke dalam air. Kesannya akan seperti kemalangan jalan raya kecil - dari 2 hingga 3g, maksimum 7g.
Untuk mengurangkan pukulan terakhir ini, pendaratan di atas air dipilih, tetapi di sini juga ada kesulitan. Lautan tidak dapat diramalkan. Bagaimana jika, pada saat pendaratan, kapsul menerima kesan sampingan dari gelombang tinggi? Ternyata penumpangnya memerlukan perlindungan bukan hanya dari beban berlebihan yang berkaitan dengan kejatuhan tegak langsung, tetapi juga dari kesan sampingan dan bahkan dari jatuh terbalik.
Tetapi apa jua muslihat yang dilemparkan lautan, kita harus memastikan kru kapsul tetap selamat dan sihat. Untuk melakukan ini, di sini, di pusat penyelidikan, boneka khas digulung berulang kali di kereta luncur pelantar ujian perkusi di kerusi dari kapal Orion. Baru-baru ini, mayat sebenar juga telah digunakan dalam eksperimen ini. Maklumat yang diperoleh dengan bantuan boneka khas tidak mencukupi. Reka bentuknya yang kaku sangat berguna untuk menganalisis kesan frontal atau sampingan, sebab itulah ia sangat digemari oleh pembuat kenderaan. Tetapi untuk menilai bagaimana kesan pada saat pendaratan dapat mempengaruhi kerangka tulang atau tisu lembut seseorang, sangat wajar bagi penyelidik untuk melakukan eksperimen pada tubuh manusia yang asli. Mereka dijumpai di antara mereka yang disumbangkan untuk keperluan sains. Percubaan yang dijelaskan di sini adalah hasil kerjasama antara tiga organisasi: kemudahan ujian, NASA, dan Laboratorium Penyelidikan Trauma Biomekanik Ohio State University (OSU).
Kemalangan di perlumbaan NASCAR seperti Carl Edwards pada 26 April 2009 adalah contoh yang baik dari apa yang menanti angkasawan ketika kapsul Orion turun dengan keras.
Video promosi:
Yang hidup dan yang mati
Bekerja dengan orang mati, pekerja NASA berasa sedikit janggal. Mereka tidak menggunakan perkataan "mayat" dalam dokumen mereka. Sebagai gantinya, eufemisme diperkenalkan ke dalam peredaran - "objek manusia setelah kematian". Mayat mati di mana pemiliknya tidak pernah bermimpi mendapatkannya - di kapal Challenger, Columbia, Apollo1. Walau bagaimanapun, orang muda melihat ini lebih mudah. Berikut adalah dua pelajar di sebelah Subjek F yang berbual dan tergelak ketika mereka melepaskan wayar panjang dari sel beban yang dipasang tepat di tulang Subjek F. Di mata mereka, mayat ini berada di kawasan kehidupan yang agak menengah. Ini bukan lagi orang, tetapi juga bukan hanya sekeping tisu mati. Mereka menyebutnya sebagai sesuatu yang bernyawa, tetapi mereka tidak memperlakukannya sebagai sesuatu yang mampu mengalami kesakitan.
Subjek F kini duduk di kerusi logam tinggi di sebelah rel omboh kejutan. Yun-Seok Kang, seorang pelajar siswazah di OSU, berdiri di belakangnya dan menggunakan sepana allen untuk memasukkan unit elektronik jam tangan tepat ke tulang belakangnya yang terbuka. Bersama dengan sensor tekanan dinamik, peranti ini akan mengukur daya yang bertindak ke atas badan semasa terkena hentaman. Sarung tangan Kang berkilat dengan minyak. Terdapat banyak dia di sini, kerana jari-jarinya tergelincir, kerja Kang tidak berjalan lancar. Dia telah bermain-main selama lebih dari setengah jam. Pada masa yang sama, si mati tetap tenang.
Jadi, adalah perlu untuk mempersiapkan pukulan yang tidak dapat diramalkan dari mana-mana arah - keadaan ini mempunyai analogi yang baik - kemalangan dalam perlumbaan auto. Pada bulan April 2009, pelumba NASCAR Carl Edwards merempuh kereta lain ketika terbang dengan kecepatan 320 km / jam. Peralatannya terbang ke udara dan, jatuh, seperti duit syiling yang dilemparkan untuk nasib baik, jatuh ke dinding. Selepas itu, Edwards, seolah-olah tidak ada yang terjadi, keluar dari kereta dan berjalan keluar dari tempat kejadian tanpa masalah. Bagaimana ini boleh berlaku? Untuk memetik artikel dari Stapp Car Crash Journal: "Ini semua mengenai kepompong yang tepat dan kemas untuk juruterbang." Mari kita perhatikan pilihan kata - kata itu bukan "tempat duduk", tetapi "kepompong". Tugas menyelamatkan seseorang dari pukulan yang tidak dapat diramalkan tidak jauh berbeza dengan tugas mengemas pasu yang rapuh, bergantung pada perjalanan yang panjang. Anda tidak dapat meramalkan sisi mana pemuat akan membuang pasu anda ke belakang,oleh itu ia mesti dilindungi dari semua pihak. Dalam kereta lumba, tempat duduk dibuat untuk mengukur bagi setiap juruterbang. Ia diikat dengan tali pinggang, dua tali bahu dan tali payudara (melewati antara kaki). Sistem HANS (Sokongan Kepala dan Leher) menghalang kepala bergerak ke hadapan dengan tajam, dan penggelek sokongan menegak di sisi tempat duduk menahan kepala dan belakang dari tersentak ke kiri atau kanan.
NASA baru-baru ini membuang penggunaan tempat duduk kereta lumba sebagai rujukan kapsul Orion. Pertama, penunggang masih menunggang duduk, tidak berbaring. Bagi angkasawan, terutama yang sudah meluangkan masa di angkasa lepas, ini bukan pilihan terbaik. Kedudukan berbohong bukan sahaja tidak berbahaya - ia juga menjamin kehilangan kesedaran. Semasa kita berdiri, urat di kaki kita menegang dan mencegah semua darah mengalir ke bawah. Sekiranya angkasawan menghabiskan beberapa minggu dalam graviti sifar, mekanisme pertahanan ini hanya dimatikan. Walau bagaimanapun, ada masalah lain di sini. "Kami meletakkan tempat duduk dari kereta lumba di belakang, meletakkan subjek ujian di dalamnya dan memintanya untuk berdiri sendiri," kata Dustin Homert, ahli keselamatan kru NASA. "Lelaki itu terasa seperti kura-kura berpusing di belakangnya."
Terdapat juga kebimbangan bahawa sistem tali pinggang keledar yang rumit yang digunakan pada perlumbaan seperti NASCAR dapat melambatkan prosedur pelepasan dengan ketara dan angkasawan tidak dapat meninggalkan kapsul Orion pada waktunya. Untuk mengatasi masalah ini, Homert dan rakan-rakannya melakukan beberapa eksperimen menggunakan dummies ujian kereta standard dengan hanya menggunakan tali sokongan kepala. Homert mencadangkan agar saya mengambil gambar bagaimana tingkah laku manekin ini, yang memakai pakaian biasa dari pasar raya. Manekin yang lemah! Menggelecek video dalam gerakan perlahan, Homert menerangkan: “Di sini kepala tetap di tempatnya, dan seluruh badan bergerak ke depan. Kami sudah takut bahawa boneka itu akan dimanjakan sepenuhnya. Sebagai kompromi, varian dengan tali bahu dipermudah dipilih.
Dan inilah cabaran lain yang dihadapi angkasawan. Dilampirkan ke ruang angkasa adalah sekumpulan selang - saluran udara, kelengkapan, kabel, suis dan penyambung. Adalah perlu untuk memastikan bahawa bahagian-bahagian yang sukar dari ruang angkasa tidak akan merosakkan tisu lembut angkasawan semasa pendaratan keras. Untuk ini, "subjek F" mengenakan tiruan spacesuit - cincin yang berlainan dilekatkan kepadanya dengan pita pelekat pada bahagian leher, bahu dan pinggulnya yang berlainan. Cincin ini dimaksudkan untuk meniru kelenturan atau jahitan yang dijahit ke dalam jas. Dan satu lagi kebimbangan membimbangkan para penguji: sekiranya mendarat di sisinya, salah satu gelang sistem fleksibiliti ruang angkasa (yang menyediakan angkasawan dengan mobiliti yang mencukupi) dapat bersandar pada roller sokongan lateral dan menekannya ke lengan dengan kekuatan sehingga patah tulang mungkin terjadi.
Tempat duduk Subjek F di kerusi yang dipasang di kereta luncur perkusi tidak mudah. Bayangkan membawa rakan yang mabuk mati ke dalam teksi. Dua pelajar menyokong F di pinggul, dan satu di belakang. F terletak dengan kaki yang bengkok diangkat, - seseorang berbaring dengan cara yang sama jika kursinya tiba-tiba patah di kaki belakangnya. Proses ini diketuai oleh John Bolt, Laboratorium Trauma Biomekanik OSU. Dia berteriak kepada pelajar: "Satu, dua, tiga!" Penolak omboh ditujukan ke sebelah kanan "subjek F", iaitu melintasi pergerakan normal. Ini adalah yang paling berbahaya dari semua arah.
Apabila kepala yang tidak selamat berayun dari sisi ke sisi, otak tergantung di dalam tengkorak. Bahan yang sangat halus ini mengalami tekanan dan regangan berkala semasa pukulan seperti itu. Kesan sampingan yang teruk boleh menyebabkan kecederaan otak, pendarahan, edema, dan akhirnya koma dan kematian.
Perkara serupa berlaku pada hati. Hati yang penuh dengan darah dapat menimbang tiga ratus gram. Terdapat banyak ruang di sekitarnya, dan dalam kesan sampingan, ia dapat berayun secara bebas dari sisi ke sisi, menarik aorta. Sekiranya jantung yang berat menarik terlalu kuat pada aorta, mereka dapat menarik diri dari satu sama lain. "Pecah aorta" - ini adalah keputusan Homert.
Dan sekarang "subjek F" sudah siap. Kami naik ke tingkat atas untuk melihat apa yang berlaku dari panel kawalan. Lautan cahaya menyala dan ada desahan yang kuat. Tidak ada yang terlalu dramatik. Oleh kerana udara termampat melakukan semua pekerjaan di sini, ujian sled impak secara senyap-senyap sunyi, tanpa bunyi hentakan. Di samping itu, semuanya berlaku dengan begitu cepat sehingga anda tidak dapat melihat apa-apa dengan mata anda. Keseluruhan proses difilemkan pada kadar bingkai ultra tinggi. Maka semua ini dapat diperiksa dengan teliti dalam gerakan perlahan.
Kami berpaut pada skrin. Lengan subjek F diangkat di bawah tali bahu - tepat di mana tali dada tambahan telah dilepaskan. Seolah-olah tangan mempunyai sendi tambahan dan membengkokkan di mana tangan tidak seharusnya dibengkokkan. "Ini tidak baik," komentar seseorang didengar.
Subjek F menerima hit yang sesuai dengan 12-15g. Inilah garis tepat di mana kecederaan serius hampir tidak dapat dielakkan. Jumlah kerosakan yang diterima oleh mangsa tidak hanya bergantung pada kekuatan pukulan, tetapi juga pada waktu pendedahan. Dan pecutan itu sendiri juga bergantung pada masa yang diperlukan untuk berhenti. Sekiranya, katakan, sebuah kereta berhenti secara tiba-tiba setelah memukul dinding, dalam sekejap saat, pemandu boleh melalui 100g. Sekiranya kereta yang sama mempunyai tudung yang kusut (dan sekarang ini ciri keselamatan tidak lagi biasa), pengereman dilanjutkan dari masa ke masa dan beban puncak akan mencapai, katakanlah, hanya selusin g. Pilihan ini meninggalkan banyak peluang untuk bertahan.
Pelajar meletakkan Subjek F di atas tandu dan memuatkan ke dalam van. Di Pusat Perubatan OSU, ia akan diimbas dan sinar-x. Hasil cetakan, radiografi, dan kemudian hasil autopsi akan menunjukkan semua kerosakan yang disebabkan oleh kesan tersebut, menyumbang kepada pengetahuan umum yang akan membantu angkasawan masa depan untuk tidak mengulangi nasib "subjek F" di kerusi kapal angkasa mereka.
© 2010 Mary Roach. Petikan dari Packing forMars: The Curious Science Of Life in the Void, diterbitkan pada 2 Ogos 2010 oleh WWNorton. Diterjemahkan oleh Andrey Rakin.
Mary Roach
