தமிழ்

விண்வெளி உடைகளின் பொறியியல் சவால்கள், உயிர் ஆதரவு மற்றும் கடுமையான சூழலில் இயக்கத்திற்கான தீர்வுகள் பற்றிய ஆழமான பார்வை.

விண்வெளி உடைப் பொறியியல்: தீவிரச் சூழல்களில் உயிர் ஆதரவு மற்றும் இயக்கம்

விண்வெளி உடைகள், விண்கலத்திற்கு வெளியே செயல்பாடு (EVA) உடைகள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. இவை அடிப்படையில் விண்வெளி வீரர்களை விண்வெளியின் விரோதமான சூழலில் இருந்து பாதுகாக்க வடிவமைக்கப்பட்ட தனிப்பட்ட விண்கலங்கள் ஆகும். வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் ஆக்சிஜன் விநியோகத்தை ஒழுங்குபடுத்துவதன் மூலம் ஒரு வாழக்கூடிய சூழலை வழங்குகின்றன, அதே நேரத்தில் இயக்கம் மற்றும் கதிர்வீச்சு மற்றும் மைக்ரோமீட்டியோராய்டுகளிலிருந்து பாதுகாப்பையும் அளிக்கின்றன. இந்த கட்டுரை இந்த அற்புதங்களின் பின்னணியில் உள்ள சிக்கலான பொறியியலை ஆராய்கிறது, விண்வெளி ஆய்வை சாத்தியமாக்கும் உயிர் ஆதரவு அமைப்புகள் மற்றும் இயக்கத் தீர்வுகளில் கவனம் செலுத்துகிறது.

விண்வெளியின் கடுமையான யதார்த்தம்: ஏன் விண்வெளி உடைகள் அவசியமானவை

விண்வெளிச் சூழல் முறையான பாதுகாப்பு இல்லாமல் மனிதர்களுக்கு உடனடியாக மரணத்தை விளைவிக்கும் பல சவால்களை முன்வைக்கிறது. அவையாவன:

ஒரு விண்வெளி உடை இந்த ஆபத்துகள் அனைத்தையும் நிவர்த்தி செய்கிறது, விண்வெளி வீரர்கள் ஒரு விண்கலம் அல்லது கோள் வாழ்விடத்திற்கு வெளியே வேலை செய்வதற்கு பாதுகாப்பான மற்றும் செயல்பாட்டு சூழலை வழங்குகிறது.

உயிர் ஆதரவு அமைப்புகள்: ஒரு வாழக்கூடிய சூழலை உருவாக்குதல்

உயிர் ஆதரவு அமைப்பு (LSS) ஒரு விண்வெளி உடையின் இதயம் போன்றது, இது மனித உயிர்வாழ்வதற்கான அத்தியாவசிய கூறுகளை வழங்குகிறது. முக்கிய கூறுகளில் அடங்குவன:

அழுத்தமூட்டல்

விண்வெளி உடைகள் ஒரு உள் அழுத்தத்தை பராமரிக்கின்றன, இது பொதுவாக பூமியின் வளிமண்டல அழுத்தத்தை விட மிகவும் குறைவாக உள்ளது (சுமார் 4.3 psi அல்லது 30 kPa). இது விண்வெளி வீரரின் உடல் திரவங்கள் கொதிப்பதைத் தடுக்க அவசியம். இருப்பினும், குறைந்த அழுத்தங்களுக்கு EVA-க்கு முன் பல மணிநேரம் தூய ஆக்ஸிஜனை முன்கூட்டியே சுவாசிக்க வேண்டும், இது அழுத்தக்குறைவு நோயைத் ("the bends") தவிர்க்க உதவுகிறது. புதிய உடை வடிவமைப்புகள் இந்த முன்கூட்டியே சுவாசிக்கும் தேவையை குறைக்க அல்லது அகற்ற அதிக இயக்க அழுத்தங்களை ஆராய்ந்து வருகின்றன, சாத்தியமான மேம்பட்ட பொருட்கள் மற்றும் மூட்டு வடிவமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி.

ஆக்சிஜன் விநியோகம்

விண்வெளி உடைகள் சுவாசிக்கக்கூடிய ஆக்ஸிஜனின் தொடர்ச்சியான விநியோகத்தை வழங்குகின்றன. இந்த ஆக்ஸிஜன் பொதுவாக உயர் அழுத்த தொட்டிகளில் சேமிக்கப்பட்டு, ஒரு சீரான ஓட்ட விகிதத்தை பராமரிக்க ஒழுங்குபடுத்தப்படுகிறது. சுவாசத்தின் ஒரு துணை விளைபொருளான கார்பன் டை ஆக்சைடு, ரசாயன ஸ்க்ரப்பர்களைப் பயன்படுத்தி, பொதுவாக லித்தியம் ஹைட்ராக்சைடு (LiOH) கலன்களைக் கொண்டு உடை வளிமண்டலத்திலிருந்து அகற்றப்படுகிறது. பலமுறை மீண்டும் பயன்படுத்தக்கூடிய மீளுருவாக்க CO2 அகற்றும் அமைப்புகள், எதிர்கால நீண்ட கால பயணங்களுக்காக உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன.

வெப்பநிலை ஒழுங்குமுறை

விண்வெளி வீரரின் வசதி மற்றும் செயல்திறனுக்கு ஒரு நிலையான வெப்பநிலையை பராமரிப்பது முக்கியம். விண்வெளி உடைகள் வெப்பநிலையை ஒழுங்குபடுத்த காப்பு, காற்றோட்டம் மற்றும் திரவ குளிரூட்டும் ஆடைகள் (LCGs) ஆகியவற்றின் கலவையைப் பயன்படுத்துகின்றன. LCG, தோலுக்கு நெருக்கமாக அணியும் குழாய்களின் வலையமைப்பு மூலம் குளிர்ந்த நீரைச் சுழற்றி, அதிகப்படியான வெப்பத்தை உறிஞ்சுகிறது. பின்னர் சூடான நீர், பொதுவாக உடையின் முதுகுப்பை அல்லது சிறிய உயிர் ஆதரவு அமைப்பில் (PLSS) அமைந்துள்ள ஒரு ரேடியேட்டரில் குளிர்விக்கப்படுகிறது. மேம்பட்ட பொருட்கள், அதாவது நிலை-மாற்றப் பொருட்கள் போன்றவை, வெப்ப ஒழுங்குமுறை திறனை மேம்படுத்த ஆராயப்படுகின்றன.

உதாரணமாக, அப்பல்லோ A7L உடையில் பல-அடுக்கு வடிவமைப்பு பயன்படுத்தப்பட்டது, இதில் அடங்குவன:

ஈரப்பதம் கட்டுப்பாடு

அதிகப்படியான ஈரப்பதம் முகக் கவசத்தில் மூடுபனி ஏற்படவும், அசௌகரியத்திற்கும் வழிவகுக்கும். விண்வெளி உடைகள் உடை வளிமண்டலத்திலிருந்து ஈரப்பதத்தை அகற்ற அமைப்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இது பெரும்பாலும் நீராவி ஒடுக்கி, அதை ஒரு நீர்த்தேக்கத்தில் சேகரிப்பதன் மூலம் அடையப்படுகிறது. நீர் இழப்பைக் குறைக்கவும், விண்வெளி வீரரின் வசதியை மேம்படுத்தவும் மேம்பட்ட ஈரப்பதக் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன.

மாசு கட்டுப்பாடு

விண்வெளி உடைகள் தூசி மற்றும் குப்பைகள் போன்ற தீங்கு விளைவிக்கும் அசுத்தங்களிலிருந்து விண்வெளி வீரர்களைப் பாதுகாக்க வேண்டும். உடை வளிமண்டலத்திலிருந்து துகள்களை அகற்ற வடிகட்டுதல் அமைப்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தூசியை ஈர்க்கக்கூடிய நிலையான மின்சாரத்தின் உருவாக்கத்தைத் தடுக்க சிறப்பு பூச்சுகள் மற்றும் பொருட்களும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சந்திர பயணங்களுக்கு, சந்திர தூசி சிராய்ப்புத்தன்மை கொண்டது மற்றும் உடை கூறுகளை சேதப்படுத்தும் என்பதால், தூசி தணிப்பு உத்திகள் குறித்து குறிப்பிடத்தக்க ஆராய்ச்சி செய்யப்படுகிறது.

இயக்கம்: ஒரு அழுத்தப்பட்ட சூழலில் அசைவை செயல்படுத்துதல்

இயக்கம் என்பது விண்வெளி உடை வடிவமைப்பின் ஒரு முக்கிய அம்சமாகும். விண்வெளி வீரர்கள் ஒரு பருமனான, அழுத்தப்பட்ட உடையை அணிந்துகொண்டு, எளிய கையாளுதல்கள் முதல் சிக்கலான பழுதுபார்ப்புகள் வரை பல்வேறு பணிகளைச் செய்ய வேண்டும். போதுமான இயக்கத்தை அடைவதற்கு மூட்டு வடிவமைப்பு, பொருள் தேர்வு மற்றும் உடை கட்டுமானம் ஆகியவற்றில் கவனமாக கவனம் தேவை.

மூட்டு வடிவமைப்பு

ஒரு விண்வெளி உடையின் மூட்டுகள், அதாவது தோள்கள், முழங்கைகள், இடுப்பு மற்றும் முழங்கால்கள் போன்றவை, இயக்கத்தை செயல்படுத்துவதற்கு முக்கியமானவை. இரண்டு முக்கிய வகை மூட்டு வடிவமைப்புகள் உள்ளன:

கலப்பின வடிவமைப்புகள், கடின மற்றும் மென்மையான மூட்டுகளை இணைக்கின்றன, இயக்கம் மற்றும் செயல்திறனை மேம்படுத்த பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உதாரணமாக, நாசாவால் பயன்படுத்தப்படும் தற்போதைய EMU (விண்கலத்திற்கு வெளியே இயக்கம் அலகு) கடினமான மேல் உடற்பகுதி மற்றும் மென்மையான கீழ் உடற்பகுதி மற்றும் கைகால்களின் கலவையைக் கொண்டுள்ளது.

கையுறை வடிவமைப்பு

கையுறை வடிவமைப்பு, இயக்கத்திற்காக ஒரு விண்வெளி உடையை வடிவமைப்பதில் மிகவும் சவாலான பகுதியாகும். விண்வெளி வீரர்கள் அழுத்தப்பட்ட கையுறைகளை அணிந்துகொண்டு தங்கள் கைகளால் நுட்பமான பணிகளைச் செய்ய வேண்டும். கையுறை வடிவமைப்பு இயக்கத்திற்கான எதிர்ப்பைக் குறைப்பது, திறமையை அதிகரிப்பது மற்றும் போதுமான வெப்ப மற்றும் கதிர்வீச்சுப் பாதுகாப்பை வழங்குவதில் கவனம் செலுத்துகிறது.

விண்வெளி உடை கையுறைகளின் முக்கிய அம்சங்கள் பின்வருமாறு:

இந்த முன்னேற்றங்கள் இருந்தபோதிலும், கையுறை வடிவமைப்பு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க சவாலாக உள்ளது. விண்வெளி வீரர்கள் பெரும்பாலும் கை சோர்வு மற்றும் விண்வெளி உடை கையுறைகளை அணியும்போது நுட்பமான மோட்டார் பணிகளைச் செய்வதில் சிரமம் இருப்பதாக தெரிவிக்கின்றனர். மேம்பட்ட திறமை மற்றும் வசதியை வழங்கும் மேம்பட்ட கையுறை வடிவமைப்புகளை உருவாக்க ஆராய்ச்சி தொடர்ந்து நடைபெறுகிறது.

பொருள் தேர்வு

ஒரு விண்வெளி உடையில் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்கள் வலுவானதாகவும், இலகுரகமாகவும், நெகிழ்வானதாகவும், தீவிர வெப்பநிலை மற்றும் கதிர்வீச்சுக்கு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டதாகவும் இருக்க வேண்டும். பொதுவான பொருட்களில் அடங்குவன:

கார்பன் நானோகுழாய்கள் மற்றும் வடிவம்-நினைவு உலோகக்கலவைகள் போன்ற மேம்பட்ட பொருட்கள் எதிர்கால விண்வெளி உடை வடிவமைப்புகளுக்கு ஆராயப்படுகின்றன. இந்த பொருட்கள் மேம்பட்ட வலிமை, நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் நீடித்துழைப்புக்கான சாத்தியக்கூறுகளை வழங்குகின்றன.

உடை கட்டுமானம்

ஒரு விண்வெளி உடையின் கட்டுமானம் என்பது வெவ்வேறு பொருட்கள் மற்றும் கூறுகளை கவனமாக அடுக்குவதை உள்ளடக்கிய ஒரு சிக்கலான செயல்முறையாகும். உடை காற்று புகாததாகவும், நெகிழ்வானதாகவும், அணிய வசதியாகவும் இருக்க வேண்டும். பிணைப்பு, வெல்டிங் மற்றும் தையல் போன்ற உற்பத்தி நுட்பங்கள் உடையை ஒன்று சேர்ப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உடை கடுமையான செயல்திறன் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதை உறுதிசெய்ய தரக் கட்டுப்பாடு அவசியம்.

விண்வெளி உடைப் பொறியியலில் எதிர்காலப் போக்குகள்

விண்வெளி உடை தொழில்நுட்பம் எதிர்கால விண்வெளி ஆய்வுப் பயணங்களின் சவால்களைச் சந்திக்க தொடர்ந்து உருவாகி வருகிறது. விண்வெளி உடைப் பொறியியலில் சில முக்கியப் போக்குகள் பின்வருமாறு:

அதிக இயக்க அழுத்தங்கள்

முன்பு குறிப்பிட்டபடி, விண்வெளி உடைகளின் இயக்க அழுத்தத்தை அதிகரிப்பது ஆக்ஸிஜனை முன்கூட்டியே சுவாசிப்பதற்கான தேவையை குறைக்கலாம் அல்லது அகற்றலாம். இது EVA செயல்பாடுகளை கணிசமாக எளிதாக்கும் மற்றும் விண்வெளி வீரர் பாதுகாப்பை மேம்படுத்தும். இருப்பினும், அதிக அழுத்தங்களுக்கு மிகவும் வலுவான உடை வடிவமைப்புகள் மற்றும் மேம்பட்ட மூட்டு தொழில்நுட்பம் தேவை.

மேம்பட்ட பொருட்கள்

மேம்பட்ட வலிமை, நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பு கொண்ட புதிய பொருட்களின் வளர்ச்சி எதிர்கால விண்வெளி உடை வடிவமைப்புகளுக்கு முக்கியமானது. கார்பன் நானோகுழாய்கள், கிராஃபீன் மற்றும் சுய-சீரமைப்பு பாலிமர்கள் அனைத்தும் நம்பிக்கைக்குரிய வேட்பாளர்கள்.

ரோபாட்டிக்ஸ் மற்றும் எக்ஸோஸ்கெலட்டன்கள்

ரோபாட்டிக்ஸ் மற்றும் எக்ஸோஸ்கெலட்டன்களை விண்வெளி உடைகளில் ஒருங்கிணைப்பது விண்வெளி வீரரின் வலிமையையும் சகிப்புத்தன்மையையும் மேம்படுத்தும். எக்ஸோஸ்கெலட்டன்கள் கைகால்களுக்கு கூடுதல் ஆதரவை வழங்க முடியும், நீண்ட EVA-க்களின் போது சோர்வைக் குறைக்கும். ரோபோ கைகள் சிக்கலான பணிகளுக்கு உதவலாம் மற்றும் விண்வெளி வீரர்கள் அபாயகரமான சூழல்களில் வேலை செய்ய அனுமதிக்கலாம்.

மெய்நிகர் மற்றும் மேம்பட்ட யதார்த்தம்

மெய்நிகர் மற்றும் மேம்பட்ட யதார்த்த தொழில்நுட்பங்கள் EVA-க்களின் போது விண்வெளி வீரர்களுக்கு நிகழ்நேரத் தகவல் மற்றும் வழிகாட்டுதலை வழங்க பயன்படுத்தப்படலாம். ஹெட்-அப் டிஸ்ப்ளேக்கள் விண்வெளி வீரரின் பார்வைப் புலத்தில் திட்டங்கள், சரிபார்ப்புப் பட்டியல்கள் மற்றும் வழிசெலுத்தல் தகவல்கள் போன்ற தரவை மேலடுக்கலாம். இது சூழ்நிலை விழிப்புணர்வை மேம்படுத்தி, பிழைகளின் அபாயத்தைக் குறைக்கும்.

3டி அச்சிடுதல் மற்றும் தேவைக்கேற்ப உற்பத்தி

3டி அச்சிடும் தொழில்நுட்பம் தேவைக்கேற்ப தனிப்பயன் விண்வெளி உடை கூறுகளைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம். இது விண்வெளி வீரர்கள் சேதமடைந்த உடைகளை சரிசெய்யவும், விண்வெளியில் புதிய கருவிகள் மற்றும் உபகரணங்களை உருவாக்கவும் அனுமதிக்கும். தேவைக்கேற்ப உற்பத்தி விண்வெளி உடைகளைத் தயாரிப்பதற்கான செலவையும், முன்னணி நேரத்தையும் குறைக்கக்கூடும்.

விண்வெளி உடை வளர்ச்சியில் சர்வதேச ஒத்துழைப்பு

விண்வெளி ஆய்வு ஒரு உலகளாவிய முயற்சியாகும், மற்றும் விண்வெளி உடை வளர்ச்சி பெரும்பாலும் சர்வதேச ஒத்துழைப்பை உள்ளடக்கியது. நாசா, ஈஎஸ்ஏ (ஐரோப்பிய விண்வெளி நிறுவனம்), ரோஸ்காஸ்மோஸ் (ரஷ்ய விண்வெளி நிறுவனம்), மற்றும் பிற விண்வெளி நிறுவனங்கள் அறிவு, வளங்கள் மற்றும் நிபுணத்துவத்தைப் பகிர்ந்து கொள்ள ஒன்றிணைந்து செயல்படுகின்றன. உதாரணமாக:

இந்த சர்வதேச ஒத்துழைப்பு விண்வெளி உடை தொழில்நுட்பத்தை முன்னேற்றுவதற்கும் எதிர்கால விண்வெளி ஆய்வுப் பயணங்களைச் செயல்படுத்துவதற்கும் அவசியமானது. ஒவ்வொரு நிறுவனமும் தனித்துவமான கண்ணோட்டங்களையும் நிபுணத்துவத்தையும் கொண்டுவருகிறது, இது மேலும் புதுமையான மற்றும் பயனுள்ள தீர்வுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது. உதாரணமாக, ஐரோப்பிய நிறுவனங்கள் வெப்பப் பாதுகாப்பிற்கான மேம்பட்ட துணிகளை உருவாக்குவதில் நிபுணத்துவம் பெற்றுள்ளன, அதே நேரத்தில் ரஷ்ய பொறியாளர்கள் மூடிய-சுற்று உயிர் ஆதரவு அமைப்புகளில் விரிவான அனுபவத்தைக் கொண்டுள்ளனர்.

வரலாறு முழுவதும் குறிப்பிடத்தக்க விண்வெளி உடைகளின் எடுத்துக்காட்டுகள்

பல முக்கிய விண்வெளி உடைகள் விண்வெளி ஆய்வில் குறிப்பிடத்தக்க மைல்கற்களைக் குறித்துள்ளன:

சவால்கள் மற்றும் கருத்தாய்வுகள்

விண்வெளி உடைப் பொறியியல் இயல்பாகவே ஒரு சவாலான முயற்சியாகும். சில முக்கிய கருத்தாய்வுகள்:

முடிவுரை

விண்வெளி உடைகள் மனித புத்தி கூர்மை மற்றும் பொறியியல் சிறப்பிற்கு ஒரு சான்றாகும். அவை ஒரு வாழக்கூடிய சூழலை வழங்கும் மற்றும் கற்பனை செய்ய முடியாத மிகவும் தீவிரமான சூழல்களில் விண்வெளி வீரர்கள் ஆராய்வதற்கும் வேலை செய்வதற்கும் உதவும் சிக்கலான அமைப்புகள். நாம் விண்வெளியில் மேலும் பயணிக்கும்போது, விண்வெளி உடை தொழில்நுட்பத்தின் மீதான கோரிக்கைகள் மட்டுமே அதிகரிக்கும். தொடர்ந்து புதுமைப்படுத்துவதன் மூலமும் ஒத்துழைப்பதன் மூலமும், எதிர்கால தலைமுறை ஆய்வாளர்கள் மனித அறிவு மற்றும் கண்டுபிடிப்புகளின் எல்லைகளைத் தள்ள உதவும் இன்னும் மேம்பட்ட விண்வெளி உடைகளை நாம் உருவாக்க முடியும். சந்திர வாழ்விடங்கள் முதல் செவ்வாய் கிரக பயணங்கள் வரை, விண்வெளி உடைகள் பிரபஞ்சத்தில் நமது இருப்பை விரிவுபடுத்துவதற்கான ஒரு அத்தியாவசிய கருவியாக இருக்கும்.

விண்வெளி ஆய்வின் எதிர்காலம் இந்த நம்பமுடியாத பொறியியல் துண்டுகளை பெரிதும் நம்பியுள்ளது. உயிர் ஆதரவு, இயக்கம் மற்றும் பாதுகாப்பின் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றம், சூரிய மண்டலம் மற்றும் அதற்கு அப்பால் அறிவியல் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் மனித விரிவாக்கத்திற்கான புதிய சாத்தியங்களைத் திறக்கும்.