Od przestrzeni wewn?trznej do zewn?trznej.

Transkrypt

1 Od przestrzeni wewn?trznej do zewn?trznej. Sk?d powinna NASA lub bran?a prywatna wybiera? nast?pn? generacj? swoich astronautów? Potrzebuj? one osobników z pragnieniem przygody, drobiazgowym zwracaniem uwagi na szczegó?y i nieposkromionym entuzjazmem dla poszukiwa?. Najlepszy wybór na nowych astronautach le?y w g??biach oceanu. Astronauci i akwanauci (NAUCI) s? bardzo podobni, a zwi?zki mi?dzy dwiema grupami ju? istniej?. Po opuszczeniu NASA, w 1965 roku, astronauta marynarki USA Scott Carpenter pracowa? jako lider zespo?u przy projekcie Cz?owiek w morzu, gdzie kierowa? zespo?em nurków. Aby odnie?? sukces, badacze przestrzeni i?rodowiska podwodnego musz? posiada? wiele podobnych cech. Od gwiazd nocnych do gwiazd morskich Przeniesienie po??danych nawyków przez wykorzystanie akwanautów do spe?niania roli astronautów, mog?oby znacz?co popchn?? eksploracj? kosmosu, dzi?ki skróceniu wymaganego czasu szkolenia. Dodatkowo, pewne?rodki bezpiecze?stwa i osobiste butle tlenowe u?ywane w aparatach oddechowych oraz nurkowanie ekspedycyjne / badawcze mog?yby by? u?ytecznymi narz?dziami przy eksploracji przestrzeni kosmicznej. Istniej? równie? ró?nice mi?dzy tymi dwiema subkulturami. Dzisiejsi astronauci podró?uj? w kosmos w wielkiej (maj?cej mas? dwóch tysi?cy ton) rakiecie, okr??aj? ziemi? z pr?dko?ci? 8 km/s na wysoko?ciach mi?dzy 180 a 650 km. Akwanauci zanurzaj? si? w dzwonie nurkowym, jako swobodnie p?ywaj?cy nurkowie lub w komorze na g??boko?ci mi?dzy 10 i 600 metrów, z pr?dko?ci? mi?dzy 3 a 40 m/min.; pozostaj?c w tym wysokoci?nieniowym?rodowisku a? do czasu dekompresji. Jednak, nawet ró?nice zawieraj? podobie?stwa. Gdy nurkowie zanurzaj? si?, ci?nienie cz?stkowe gazów, które wdychaj? (tlen, hel lub azot) ulega zwi?kszeniu, zgodnie z prawem Daltona. Prawo to rz?dzi delikatn? równowag? gazów oddechowych w komorze nurkowania nasyconego (komora SAT). Mimo, i? mi?dzynarodowa stacja kosmiczna (ISS) i dzisiejsze wahad?owce (orbitery) przez wi?ksz? cz??? czasu utrzymuj? normaln? zawarto?? tlenu pod ci?nieniem takim, jak na poziomie morza, prawo Daltona reguluje ci?nienie komory p?dników rakiety. Wielko?? komory spalania podyktowana jest wymogami równowagi spalania. Prawo Daltona rz?dzi relacjami mi?dzy ci?nieniem a innymi zmiennymi. Oba zespo?y s? regulowane przez wiele takich samych praw, chocia? nie s? one wykorzystywane w ten sam sposób. Astronauci oraz akwanauci s? na ogó? niewielkimi grupami dobrze zgranych, wysoce wyszkolonych i kierunkowanych na prac? zespo?ow? jednostek. Obie grupy opracowuj?,?wicz? oraz zapami?tuj? procedury awaryjne i obie w swoich misjach wymagaj? znacz?cego wsparcia zarówno osobowego jak i sprz?towego. Szkolenie logistyczne jest wa?nym sk?adnikiem ka?dej misji, a wydatne planowanie oraz?wiczenie wchodzi w sk?ad lotów kosmicznych i nurkowa? SAT. NAUCI obu typów musz??y? w ograniczonych kwaterach, od pi?ciu dni do sze?ciu miesi?cy.?aden zespó? nie ma ogólnego postrzegania dnia lub nocy; a s?o?ce dzienne rzadko przenika na

2 g??boko?ci nurkowa? SAT. Nawet ta minimalna ilo???wiat?a, która przenika g??bokie wody, traci swoje odcienie czerwone, pomara?czowe i?ó?te, a bez?wiat?a zewn?trznego, wszystko wydaje si? zielone i niebieskie. Dla kontrastu, astronauci do?wiadczaj? ka?dego dnia 32 wschodów i zachodów s?o?ca, gdy okr??aj? oni ziemi? z pr?dko?ci? wi?ksz? ni? 6,6 km/s. Kluczem jest elastyczno?? NAUCI s? przys?owiowymi rybami w misce, patrz?cymi przez portale i obserwuj?cymi okaza?o???wiata, gdy przemieszczaj? si? wzd?u? niego. Jednak?e, podczas przebywania w tym ciasnym?rodowisku, zasadnicze znaczenie ma jasne zdefiniowanie roli przywódczych, jak równie? konkretnych obszarów odpowiedzialno?ci. Poszczególni cz?onkowie zespo?u b?d? dzia?a? jako in?ynier, ichtiolog, geolog, mechanik, jak równie? sprz?tacz, pracz i kucharz. Mo?liwo?? wykonywania ró?nych czynno?ci jest bardzo warto?ciowa. Ze wzgl?du na szczególne?rodowisko pracy w przestrzeni i pod wod?, dla wszystkich NAUTÓW musi by? stworzony profil psychologiczny: osoby zgodne musz? by? umieszczane razem, tak aby istnia?a maksymalna zdolno?? komunikowania si? mi?dzy cz?onkami zespo?u. Fizyczny stres i zmienione?rodowisko, zmieniaj?cy si? wzorzec?wiat?a dziennego, stwarzaj?cy potencja? dla utraty snu, obfituj?cy w zadania harmonogram pracy i?ci?ni?te kwatery mieszkalne czyni? wspólne dzia?ania absolutn? konieczno?ci?. Nie mo?esz wywo?ywa? konfliktu spaceruj?c dooko?a, aby rozja?ni? umys?, gdy znajdujesz si? kilometry powy?ej lub poni?ej poziomu morza: wszyscy cz?onkowie zespo?u musz? od?o?y? na bok swoje osobiste cele i patrze? na cele wyznaczone dla zespo?u. Woda jest najlepszym i najbardziej ekonomicznym?rodowiskiem, w którym szkol? si? astronauci dla nieustannego swobodnego spadania w przestrzeni (symulowany stan niewa?ko?ci). W celu?wiczenia zada?, astronautom stwarza si? neutraln? p?ywalno?? ich skafandrów kosmicznych i zanurza w laboratorium o neutralnej p?ywalno?ci. Przed prób? manewrowania lub pracy w przestrzeni, przeprowadzaj? symulacje pod wod?. Aktualnie, astronauci NASA do zdalnych procedur medycznych s? szkoleni w komorach SAT. Jedynie oddalona i zwarta natura komór SAT imituje warunki mi?dzynarodowej stacji kosmicznej lub orbitera, gdzie technik medyczny ma ograniczon? przestrze?. Astronauci dysponuj? ograniczon? ilo?ci? materia?ów medycznych, zarówno powy?ej atmosfery, jak i poni?ej poziomu morza, wi?c szkolenie jest charakterystyczne do warunków rzeczywistych. Znajduj?c si? w komorze SAT, lekarz, dla którego symulowany jest pobyt w odleg?o?ci tysi?cy kilometrów od ziemi, mo?e omawia? specyficzne procedury medyczne z nieposzkodowanymi astronautami. Takie szkolenie jest korzystne dla spo?eczno?ci nurkowania nasyconego i astronautów i dalej demonstruje podobie?stwa mi?dzy dwiema spo?eczno?ciami. Dla misji o wyd?u?onym czasie trwania, astronauci odbyli równie? aklimatyzacj? w tych komorach SAT. NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO) (operacje misji w?rodowiskach ekstremalnych) s? programem, w którym astronauci mog? uzyska? wnikliwy wst?p w poznawaniu tech nik i technologii, mog?cych s?u?y? kosmicznym podró?nikom, gdy spe?niaj? oni dekret prezydencki i podró?uj? do ksi??yca oraz poza niego. Nurkuj? oni w komorze SAT przy wybrze?u Key Largo, gdzie na wiele sposobów do?wiadczaj??rodowiska, jako potencjalnie wrogiego, tak jak przestrze? kosmiczna oraz inne planety. W sze?ciu takich misjach podwodnych, astronauci przetestowali równie? sprz?t, który mo?e by? lataj?cym w przestrzeni. Po raz pierwszy od d?ugiego czasu, w tych nurkowaniach NEEMO

3 wykorzystywany jest badacz fizjologii cz?owieka. Cz?onkowie za?ogi astronautów cz?sto zauwa?aj? podobie?stwo pracowania pod wod? i w przestrzeni. Ekspedycje NEEMO nie s? pierwszymi, w których NASA zdobywa?a wiedz? z morza. W 1969, dwa dni przed wyniesieniem Apollo 11, NASA wypu?ci?a?ód? PX-15 Ben Franklin, która wywioz?a sze?cioosobow? za?og? na 30-dniowy podmorski rejs, w celu zbadania pr?du zatokowego i d?ugotrwa?ych skutków dla ludzi, przebywania w?rodowisku ograniczonym. NASA pragn??a zbada??rodowisko na pok?adzie?odzi podwodnej, jako analogi? do?ycia na pok?adzie stacji kosmicznej. Dane z tej misji zosta?y wprowadzone do misji badawczych NASA, lecz po?lizgi czasowe i wymóg precyzyjnej pracy, wykluczy? uko?czenie tej misji przed przeprowadzeniem wstrz?saj?cego naszym naturalnym satelit?, ksi??ycowego l?dowania Apollo 11. Ze wzgl?du na zbie?no?? czasow?, osi?gni?cia NAUTÓW w tej misji zosta?y usuni?te w cie? przez Amerykanów spogl?daj?cych w kierunku nieba, gdy? inna grupa badaczy przymierza?a si? do l?dowania na ksi??ycu. Informacje zebrane przez za?og??odzi Ben Franklin, nadal s? wykorzystywane jako wskazówki przy wszystkich ekspedycjach. NAUCI dziel? obawy o personel wspieraj?cy i zarz?dzaj?cy. W obu scenariuszach NAUCI posiadaj? bardzo niewielk? autonomi?, potwierdzaj?c potrzeb? wsparcia z ziemi lub z powierzchni, gdzie mo?e by? dost?pny wi?kszy zakres kompetencji. Ka?da chwila dnia, od pracy do snu jest zaaran?owana i koordynowana przez osoby, które w rzeczywisto?ci nie znajduj? si? na miejscu. Delikatna dynamika kontaktów z odleg?ym mened?erem potrzebuje pokonania znacz?cego czasu. Akwanauci przywykli ju? do zdalnego zarz?dzania i radz? sobie dobrze. Jednak, wszyscy NAUCI preferuj? samodzielne rozwi?zywanie problemów. Upowa?nienie ich do rozwi?zywania problemów indywidualnie lub w ramach zespo?u, daje im cenne do?wiadczenie w manipulowaniu ich w?asnym?rodowiskiem i sprz?tem oraz pomaga budowa? zespó? w wi?kszym stopniu samowystarczalny. Porównanie kwater mieszkalnych Atmosfera mo?e by? kontrolowana, wi?c wewn?trz ISS, orbitera lub komory SAT nie s? wymagane?adne specjalne skafandry. Metalowe?ciany utrzymuj? ci?nienie wewn?trz ISS lub orbitera (w pró?ni kosmosu) lub na zewn?trz komory SAT (w bardziej g?stej od powietrza wodzie). Poniewa? atmosfera wewn?trz ograniczonych pomieszcze? mieszkalnych jest autonomiczna, musi by? ona odpowiednio utrzymywana dla podtrzymania?ycia. Ssaki nie s? zdolne do prze?ycia przy wdychaniu innego medium ni? kombinacja gazów zawieraj?ca co najmniej 16 procent tlenu. Atmosfera jest utrzymywana w taki sam sposób w ISS i orbiterze, jak ma to miejsce w komorze SAT. W systemach zamkni?tych, nagromadzenie si? dwutlenku w?gla (CO2, produkt uboczny metabolizmu tlenu) przez okres tak krótki, jak 10 minut mo?e osi?gn?? poziom wi?kszy ni? tolerancja cz?owieka, w przybli?eniu 6 procent obj?to?ciowo. W celu rozwi?zania problemu w pojazdach orbituj?cych, prosty szereg wentylatorów wywo?uje obieg medium oddechowego i przepuszcza je przez oczyszczacze, które usuwaj? CO2. Te oczyszczacze chemicznie wi??? CO2 i w wyniku wytwarzaj? par? wodn?, wilgo? i kred?. Usuni?ta woda jest odsy?ana do podsystemu zarz?dzania odzyskiwaniem wody. Oczyszczacze cz?sto zawieraj? warstw? w?gla aktywnego do poch?aniania i redukowania niemi?ych woni. Inne systemy dodaj? i homogenizuj? tlen, wi?c nie wyst?puj? puste przestrzenie; sterowanie temperatur? i wilgotno?ci? pomaga cyrkulacji powietrza, usuwa wilgo? i utrzymuje ISS oraz orbiter w zakresie podobnym do normalnego ci?nienia na poziomie morza i z odpowiedni? zawarto?ci? tlenu. Kontrola ciep?a ma decyduj?ce znaczenie dla ISS i orbitera, ze wzgl?du na znacz?ce

4 zmiany temperatury w kosmicznej pró?ni. Nie istnieje atmosfera umo?liwiaj?ca utrzymywanie sta?ego ciep?a w 90-minutowym cyklu, gdy podczas orbitowania przechodz? one z dnia do nocy i ponownie z powrotem. Ze wzgl?du na pe?n? izolacj? kosmosu, szczególnie wa?ne jest wtórne przetwarzanie wody. Mimo, i? zwyk?e komory SAT nie zawieraj? tego poziomu komplikacji, ani potrzeby zbierania wody, przeprowadzaj? one w ten sam sposób oczyszczanie CO2, odwilgacanie, ogrzewanie oraz usuwanie woni. Ogrzewanie jest wyj?tkowo wa?ne w komorze SAT, poniewa? otaczaj?ca woda unosi ciep?o 25 razy szybciej ni? powietrze. Dodatkowo, metalowe?ciany komory oraz zwykle du?a zawarto?? helu powoduj? u nurków SAT uczucie niezno?nego zimna. Komory SAT s? zwykle utrzymywane pod sta?ym ci?nieniem (g??boko?? przebywania), bez wzgl?du na to, jak g??boko potrzebuj? pracowa? nurkowie podczas swojej misji. Je?eli wymagane jest nurkowanie SAT do maksymalnej g??boko?ci 120 msw (metry s?upa wody) (ci?nienie 13 razy wi?ksze ni? na poziomie morza), g??boko?? utrzymywania stacji powinna wynosi? ~90 msw. Atmosfera w komorze SAT by?aby mieszank? trzech gazów (trimix): helu, tlenu i azotu. Hel jest wykorzystywany do skompensowania potencjalnie narkotycznych konsekwencji azotu. Ci?nienie cz?stkowe tlenu (PPO2) musi by? ograniczone do 0,5 procenta (ekwiwalent oddychania 50 procentowym tlenem pod normalnym ci?nieniem na powierzchni), wi?c nurkowie nie do?wiadczaj? objawów p?ucnej toksyczno?ci tlenu. P?ucna toksyczno?? tlenu jest wypalaniem p?cherzyków p?ucnych z powodu d?ugotrwa?ego nara?ania na wy?sze st??enia tlenu i objawia si? przez podra?nienie poni?ej mostka, ból przy wdychaniu, zmniejszone pojemno?ci?yciowe. Cz?sto objawy te s? poprzedzone przez suchy kaszel oraz?askotanie z ty?u gard?a. Medium oddechowe w komorze SAT jest na ogó? zmieniane do czasu uko?czenia nurkowania i rozpocz?cia dekompresji nurków. Podczas dekompresji ci?nienie jest stopniowo zmniejszane, a? nurkowie zostan? przywróceni do normalnego ci?nienia atmosferycznego. Podczas d?ugich przystanków w tych domach z dala od domu, znacz?cym czynnikiem jest higiena. NAUCI wytwarzaj? produkty odpadowe. Ze wzgl?dów sanitarnych i dla wygody mieszka?ców, bardzo wa?ne jest ich przechowywanie i usuwanie. W kosmosie, odchody s? wsysane do komory, p?yn jest usuwany i wyrzucany za burt?, a to co zosta?o jest przechowywana w pró?ni. Pró?nia u?atwia przechwytywanie woni. Niektóre komory SAT posiadaj? armatur?, która pozwala mieszka?com korzysta? z toalet prawie tak?atwo jak w normalnej ubikacji, chocia? rury systemu musz? by? wzmocnione, aby wytrzyma? wy?sze ci?nienie. Wi?kszo?? komór SAT u?ywa przeno?nych zbiorników, a odpady p?ynne mog? by? natychmiast wyrzucone za burt?. Pozosta?o?ci musz? by??adowane do worków i wyci?gane na powierzchni? lub przechowywane. Ze wzgl?du na zamkni?te?rodowisko, tego drugiego na ogó? si? unika. Z powodu pe?nego zanurzenia komory SAT oraz natury pracy, usuwanie wilgoci z medium oddechowego jest trudne. Ta zwi?kszona wilgotno??, w po??czeniu ze zwi?kszonym ci?nieniem i nienaturalnymi?ród?ami?wiat?a, sprzyja wspania?ym pod?o?om rozrodczym dla bakterii. W celu zmniejszenia zagro?enia infekcjami uszu, nurkowie SAT musz? stosowa? jako?rodek zapobiegawczy roztwór przeciwbakteryjny / grzybobójczy. Poniewa? ci??ki sprz?t mo?e ociera? pewne obszary skóry, NAUCI s? równie? nara?eni na

5 ryzyko styczno?ci z zapaleniem skóry. Mimo, i? astronauci nie do?wiadczaj? zwi?kszonych poziomów wilgoci i ci?nienia, musz? oni zachowa? ostro?no??, aby unikn?? otwartych ran oraz infekcji. NAUCI zwykle zachowuj? sprawno?? fizyczn? do walki z przeci??eniami i stresami dekompresji. Po wyznaczeniu, na ogó? dbaj? o swoj? fizyczn? sprawno??. U astronautów brak wysi?ku móg?by spowodowa? os?abienie mi??ni do punktu, w którym mogliby nie by? w stanie usta? lub chodzi?, po powrocie do?rodowiska ziemskiej grawitacji. Ponadto, je?eli mi?sie? sercowy nie jest?wiczony, mo?e tak?e ulec os?abieniu. Dodatkowo, ko?ci s? biologicznie zakodowane do absorbowania oddzia?ywa?. Brak oddzia?ywa? powoduje,?e ko?ci staj? si? mniej g?ste, przez pozbycie si? wapnia. Je?eli nie s??wiczone, ko?ci mog? sta? si? bardziej?amliwe i z?ama? po wprowadzeniu do?rodowiska pe?nej grawitacji. W wyniku?wicze?, NAUCI poc? si?. Dla akwanautów, takie?wiczenie dok?ada si? do ju? wysokiego poziomu wilgotno?ci, lecz na ogó? nie stanowi problemu. Astronauci nie posiadaj? grawitacji, która pomog?aby usun?? pot. W osuszeniu potu pomaga wydmuchiwane z duktów powietrze, jak równie? u?ycie r?czników. Je?eli to poruszaj?ce si? powietrze nie osuszy?oby astronauty, pot przylgn??by do skóry i nieustannie coraz grubiej narasta?. S?odka woda jest na wag? z?ota dla obu grup NAUTÓW. W orbiterze lub ISS nie ma prysznica. Astronauci u?ywaj? wilgotnych?ciereczek lub g?bek z myd?em, które?ciera si? r?cznikiem. W komorze SAT, NAUCI bior? prysznic pocz?tkowo w s?onej wodzie, a wod? s?odk? wykorzystuj? do ko?cowego sp?ukania. Wymagaj? oni specjalnego myd?a, które nie zepsuje si? w s?onej wodzie. Ca?a brudna woda (lecz nie s?odka) jest wyrzucana za burt?. Bez?adnej si?y zmuszaj?cej wod? do sp?yni?cia, prysznic w kosmosie u?atwi?by swobodne fruwanie wody. Przy du?ej ilo?ci elektroniki w ISS i orbiterze, swobodnie fruwaj?ca woda mog?aby uszkodzi? czu?y sprz?t. Ze wzgl?du na brak mo?liwo?ci?atwego uzupe?nienia zbiorników w kosmosie, podsystem odzyskiwania wody i gospodarowania ni? odzyskuje i wtórnie przetwarza wod? ze zlewu, moczu, ogniw paliwowych orbitera oraz skroplin z powietrza wydychanego przez astronautów. Procesor wody pitnej oczyszcza wod? zanieczyszczon? do wody pitnej. Inny system?ci?le monitoruje jako?? wody. Ogie? stanowi jedno z najwi?kszych zagro?e? w kosmosie lub pomieszczeniach podwodnych, wi?c podj?te s? odpowiednie?rodki maj?ce na celu zmniejszenie ryzyka po?aru. Czterema elementami czworo?cianu po?aru potrzebnymi do spalania s? ciep?o, paliwo, tlen i reakcja chemiczna. Gdy jeden lub kilka z tych elementów s? wyolbrzymione, ryzyko spalania znacz?co wzrasta. By? mo?e najbardziej niebezpieczn? cz??ci? ka?dego lotu kosmicznego jest ponowne wej?cie w atmosfer?. Temperatura p?ytek mo?e osi?ga? 938 C, a kraw?d? natarcia skrzyde? C. Taki wzrost temperatury mo?e by? problematyczny, je?eli dostarczone jest do prawid?owe paliwo i wystarczaj?ca ilo?? tlenu. Podobnie, podczas ostatniej cz??ci dekompresji, nurkowie SAT do?wiadczaj? znacznego ryzyka spalenia. W celu skrócenia czasu dekompresji, PPO2 jest podnoszona do poziomów tak wysokich jak 1,2 procenta. Jest to ekwiwalent?rodowiska o 120 procentowej zawarto?ci tlenu. W celu zmniejszenia zagro?enia po?arem, wszystkie pozosta?e elementy czworo?cianu ognia s? kolejno

6 zmniejszane lub odwracane. Podobie?stwa podczas opuszczania pomieszczenia mieszkalnego Gdy nurek opuszcza komor? g??bokiego przechowywania, nazywane jest to wycieczk?. Wymagania dekompresji dla wycieczki opieraj? si? na ilo?ci gazu oboj?tnego w medium oddechowym. Jedynym sposobem zmniejszenia zawarto?ci gazu oboj?tnego jest zwi?kszenie zawarto?ci tlenu w medium oddechowym. Nurkowie SAT u?ywaj? regeneratorów lub aparatów oddechowych zamkni?tego obiegu (rebreatherów) do recyrkulacji ich medium oddechowego, zamiast wydalania go do wody. Te aparaty oddechowe przechwytuj? gaz, usuwaj? z niego CO2 i dodaj? tlen, tak jak systemy w kwaterach mieszkalnych, aczkolwiek na mniejsz? skal?. Nurkowie podczas pracy potrzebuj? wi?kszego st??enia tlenu w ich medium oddechowym. Podczas wypadów astronautów poza pojazd kosmiczny, wymagaj? oni mniejszych zmian w ich skafandrach. Aby zwalczy? wysok? pró?ni? na niskiej orbicie oko?oziemskiej (Low Earth Orbit - LEO), astronauci ubieraj? pe?ne skafandry ci?nieniowe, nazywane skafandrami dzia?a? poza statkiem kosmicznym (Extravehicular Activity suit - EVA). Skafandry te dostarczaj? tlen do oddychania, jak równie? utrzymuj? ci?nienie wokó? cia?a, aby utrzyma? p?yny ustrojowe w stanie ciek?ym. Skafander EVA jest podobny do najnowocze?niejszych aparatów oddechowych u?ywanych przez nurków technicznych. Skafander kosmiczny posiada dodatkow? funkcj? zabezpieczenia przed niewielkimi meteoroidami oraz izoluje ubieraj?cego przed ekstremalnymi temperaturami kosmosu z systemem aktywnego ch?odzenia i ogrzewania. Bez atmosfery zdolnej filtrowa??wiat?o s?oneczne, strona skafandra zwrócona do s?o?ca mo?e by? nagrzana do temperatury 115 C, podczas gdy druga strona, wystawiona w przestrze?, mo?e by? sch?odzona do -155 C. Wymagania ci?nieniowe skafandra EVA s? ró?ne od ci?nienia na poziomie morza panuj?cego wewn?trz ISS lub orbitera. Je?eli skafander EVA by?by nape?niony powietrzem pod normalnym ci?nieniem panuj?cym na poziomie morza, w pró?ni u?ytkownik nie móg?by si? rusza?. (Nurek, który kiedykolwiek mia? przepe?niony suchy skafander, nawet w niewielkim stopniu, wie jak ci??ko jest si? porusza?.) Skafander by?by zbyt sztywny; ramiona i stopy nie mog?yby si? zgina?, a astronauta nie móg?by pracowa?. Korzystne jest niskie ci?nienie w skafandrze (prawie 1/3 normalnego ci?nienia na poziomie morza), poniewa? pozwala na elastyczno?? i mobilno?? skafandra podczas EVA. Ze wzgl?du na prawo Daltona, obni?enie ci?nienia skutkuje zmniejszeniem ca?kowitej ilo?ci tlenu w przestrzeni oddechowej; dlatego, do podtrzymania?ycia wymagane jest zwi?kszenie PPO2. Zwi?kszone zagro?enie po?arem jest dopuszczalnym ryzykiem w kombinezonie EVA, poniewa? nie ma on elektronicznych komponentów. Jednak?e, ISS oraz orbiter posiadaj? wiele elektronicznych elementów i zagro?enie po?arowe by?oby wi?ksze, je?eli poziom tlenu sta?by si? wi?kszy od normalnego. Nurkowie nasyceni musz? by? zabezpieczeni przed czynnikami, na które byliby nara?eni w mokrych, suchych lub nape?nianych gor?c? wod? skafandrach. Przed wszystkim, zabezpiecza to nurka przed zimnem i dodatkowym ch?odzeniem przez otaczaj?c? wod? morsk? (na skutek parowania). W wi?kszo?ci obszarów kuli ziemskiej,?wiat?o s?oneczne nie przenika do g??boko?ci nurkowania SAT; dlatego woda na tej g??boko?ci mo?e mie? temperatur? nawet 2 C. W przeciwie?stwie do pró?ni kosmosu, akwanauci mog? by? nara?eni na wod? bez skafandra,

7 aczkolwiek tylko na krótki czas trwania. Dla nurków, g?ówn? trosk? jest medium oddechowe. Ryzyko odseparowania od kwater mieszkalnych jest znacz?ce. Astronauci radz? sobie dobrze z tym problemem, poniewa? zwykle podczas spaceru kosmicznego u?ywaj? dwóch punktów po??czenia i przemieszczaj? si? przek?adaj?c r?k? za r?k? lub odpychaj?c si?. Astronauci nie mog? porusza? si? przez wios?owanie lub p?ywanie, poniewa? w kosmosie nie ma od czego odepchn?? si?. Ryzyko odseparowania w komorze SAT jest równie? realne. Dzisiejsi nurkowie SAT, nieprzywi?zani do miejsca zamieszkania, musz? zachowa? du?? ostro?no??, aby nie straci? orientacji. Jedn? znacz?c? ró?nic? jest to,?e akwanauci s? nara?eni na utrat? wagi, tylko gdy ich cia?a znajduj? si? w wodzie, podczas gdy astronauci s? w stanie niewa?ko?ci a? do powrotu na ziemi?. Je?eli astronauci s? z misj? planetarn?, mog? cieszy? si? cz??ciow? grawitacj?. Podobie?stwa w fizjologii Znajduj?c si? nadal w ISS lub orbiterze przed jakim? spacerem kosmicznym, astronauci musz? wdycha? wst?pnie tlen, ze wzgl?du na du?e ró?nice ci?nienia mi?dzy kwaterami mieszkalnymi a skafandrem EVA. Zaniedbanie przeprowadzenia wst?pnego oddychania (lub wyregulowania ci?nie? kabiny przed spacerem kosmicznym) mog?oby skutkowa? przekazaniem rozpuszczonego azotu z tkanek do obiegu krwiono?nego astronauty. Ze wzgl?du na gwa?towne zmniejszenie ci?nienia, we krwi tworzy?yby si? p?cherzyki azotu. Po zaatako waniu przez fagocyty (komórki, które wch?aniaj? obce cia?a), mog?yby one by? potraktowane jako obca materia przez towarzysz?ce im leukocyty (bia?e cia?ka krwi). W skrócie, astronauta móg?by zosta? pogi?ty przez chorob? dekompresyjn?. Objawy maj? sk?onno?? do wyst?powania podczas lub po EVA (wyj?ciu poza pojazd) i w powa?nych przypadkach mog? mie? skutek?miertelny. Procedura oddychania wst?pnego jest podobna do oddychania wst?pnego z tlenowym aparatem oddechowym. Oddychanie wst?pne jest przeprowadzane przez wdychanie z odizolowanej maski wewn?trz kwatery mieszkalnej. Procedury te s? równie? przeprowadzane w skafandrach EVA. Zapewnia to,?e tylko astronauta, a nie za?oga statku kosmicznego, jest nara?ony na wi?ksz? procentowo zawarto?? tlenu. Podczas tego procesu, azot wch?oni?ty do tkanek jest redukowany do punktu, w którym ryzyko choroby dekompresyjnej jest zminimalizowane. Zmienianie ci?nienia atmosferycznego zmniejszy?oby czas wymagany dla oddychania wst?pnego. Mimo, i? nie istniej? raporty o kosmicznej chorobie dekompresyjnej (DCS), NASA odnotowuje ca?kiem wysokie wyst?powanie DCS w naziemnych próbach w komorach hiperbarycznych. Jednak, maj? oni bardzo konserwatywne kryteria akceptacji protoko?u wst?pnego oddychania w przestrzeni. Przed lotem wprowadzony jest ogromny dodatkowy margines bezpiecze?stwa. Szybko?? metabolizmu w skafandrze podczas wst?pnego oddychania tlenem jest nieco wy?sza, ni? u podmiotów badanych w spoczynku. Dlaczego tak? Dzieje si? tak dlatego, poniewa? astronauci poruszaj? si? dooko?a i pracuj? w skafandrach ci?nieniowych. Badania przeprowadzone przez Dr Michaela Gernhardta (astronauta NASA, mened?er Laboratorium Fizjologii?rodowiskowej oraz g?ówny badacz programu redukcji oddychania wst?pnego, w centrum kosmicznym Johnsona) z NASA pokaza?,?e nawet nieco zwi?kszona pr?dko?? metabolizmu mo?e zwi?kszy? eliminacj? azotu i zredukowa? stres dekompresyjny. W rezultacie, astronauci podczas oddychania tlenem stosuj??wiczenia, w celu

8 poprawy eliminacji azotu. Ten plan dzia?a dobrze, lecz musi istnie? bardzo precyzyjny przepis?wicze?. Najlepsze dla redukcji p?cherzyków azotu by?o tworzenie par?wicze? wysoce intensywnych z?wiczeniami o niskiej intensywno?ci. Podobne obawy dotycz?ce DCS ujawniaj? si? gdy nurek nasycony przeprowadza wycieczki. Nurkowie, którzy zwi?kszaj? g??boko?? (znacznie) w wyniku wymaganej dzia?alno?ci poni?ej g??boko?ci przechowywania, mog? odczu? potrzeb? dekompresji z powrotem do ich kwater mieszkalnych. Dodatkowo, wszyscy nurkowie potrzebuj? dekompresji z ka?dego nurkowania, bez wzgl?du na g??boko??. Dekompresja ta ma zwykle posta? kontrolowanej pr?dko?ci wynurzania. Gdy nurkowie pod??aj? do dna g??bokiego nurkowania nasyconego, musz? by? oni?wiadomi oznak neurologicznego zespo?u wysokich ci?nie? (HPNS). Objawia si? on u ludzi przez zawroty g?owy, nudno?ci, wymiotowanie, dreszcze cia?a, zm?czenie, senno??, szarpanie, skurcze?o??dka, pogorszenie mo?liwo?ci intelektualnych i sychomotorycznych, p?ytki sen z koszmarami oraz zwi?kszona krótkofalowa i zmniejszona d?ugofalowa dzia?alno?? mózgu, przy mierzeniu elektroencefalografem. Mimo, i? dok?adne pochodzenie nie jest znane, HPNS jest uznawane za powodowane wysokimi ci?nieniami zewn?trznymi i pogarszane przez wybór medium oddechowego oraz pr?dko?ci zanurzania. Na przyk?ad, niektórzy nurkowie do?wiadczaj??agodnej postaci HPNS okre?lanej jako pobudzenie helowe podczas szybkiego zanurzania si? przy oddychaniu mieszankami helowo- tlenowymi do g??boko?ci tak ma?ej, jak 92 msw. Poza pewnymi ci?nieniami (g??boko?ciami), sprawno?? nurka staje si? bardzo ograniczona. Dla kontrastu, gdy astronauci przy?pieszaj? poza 6,5 km/s i zaczynaj? orbit? sta?ego swobodnego opadania, wielu z nich do?wiadcza syndromu adaptacji kosmicznej (Space Adaptation Syndrome - SAS), który podobny jest to choroby lokomocyjnej. Objawy mog? zmienia? si? od?agodnych nudno?ci, dezorientacji, wymiotowania do intensywnego dyskomfortu. Cz?sto zg?aszane s? bóle g?owy i nudno?ci o zmiennym stopniu. Ta dolegliwo?? podobno trwa dwa do czterech dni. Mimo, i? pigu?ki przeciw chorobie lokomocyjnej mog?yby zmniejszy? powag? objawów, konsekwencje tej terapii mog?yby utrudni? zasypianie astronauty. Chocia? astronauci na ogó? nie cierpi? na dolegliwo?ci nurków SAT, takie jak aseptyczna nekroza ko?ci (?mier? ko?ci z powodu rozpuszczonego w niej gazu oboj?tnego wydobywaj?cego si? w gwa?towny sposób z roztworu i niszcz?cego ko??), do?wiadczaj? utraty masy ko?ci ze wzgl?du na przebywanie w warunkach mikrograwitacji. Astronauci maj? ograniczone napr??enia w ich ko?ciach, lecz utrata grawitacji powoduje ich odwapnienie. W celu zwi?kszenia odporno?ci, u?ywane s? specjalne maszyny do?wicze?. Dla aktywno?ci sercowo-naczyniowej i w celu zmniejszenia utraty ko?ci, astronauci przywi?zuj? si? i codziennie pracuj? przez 15 minut podczas misji 7 do 14-dniowych i 30 minut podczas misji 30- dniowych. Nurkowie techniczni i korzystaj?cy z aparatów oddechowych maj? do czynienia z objawami powszechnie nazywanymi uchem tlenowym lub zespo?em absorpcji tlenu przez ucho?rodkowe, które wyst?puj? po wdychaniu bogatego w tlen gazu podczas nurkowania. Ucho?rodkowe mo?e nadal by? wype?nione tlenem, a tkanki otaczaj?ce obszar wch?aniaj? tlen. Masa gazu powoli si? zmniejsza, w miar? metabolizmu tlenu, powoduj?c niezrównowa?enie ci?nienia pomi?dzy uchem zewn?trznym i?rodkowym. Na ogó?, nurkowie mog? kontynuowa? usuwanie tego ró?nicowego ci?nienia po nurkowaniu, bez incydentów. Z tego samego powodu równie? astronauci cz?sto

9 do?wiadczaj? ucha tlenowego. Najcz??ciej ma to miejsce po ich lotach szkoleniowych w T-38 lub po spacerze kosmicznym. Akwanauci i astronauci stanowi? przyk?ad ludzkiego ducha odkrywania. Trzon astronautów w NASA obejmuje tylko dwóch zawodowych nurków: Dr Michaela L. Gernharda, by?ego nurka komercyjnego (wspomniany powy?ej); oraz Kpt. Heidemarie M. Stefanyshyn-Piper a, nurkuj?cego oficera Marynarki. Aktualny trzon astronautów NASA pokazuje,?e ponad 50 procent stanowi? powa?ni p?ywacy lub wykwalifikowani nurkowie cywilni, którzy uprawiaj? nurkowanie dla sportu. Nadrz?dnym konsensusem wydaje si? by?, aby wodna zdolno?? adaptacji by?a wymogiem wst?pnym do odniesienia sukcesu w roli astronauty.?aden osobnik nie posiada wszystkich cech koniecznych do tego, aby by? astronaut? doskona?ym. Niektórzy akwanauci s? lepsi w takielunku i mog? bez wysi?ku manewrowa? przez wod?, podczas gdy inni s? bardziej zr?czni i mog? r?k? z?owi? ryb?. Podobnie, niektórzy astronauci s? lepsi w spacerach kosmicznych, a inni s? lepsi w operowaniu ramieniem orbitera. Kluczem wydaje si? by? prawid?owa kombinacja ludzi, którzy równowa?? wzajemnie s?abo?ci i mocne strony, tworz?c zespó? z w pe?ni sprawnej za?ogi. Akwanauci s? grup? najlepiej wyposa?on? do wkraczania do g??bi oceanu i wznoszenia si? do wysoko?ci kosmosu. Wybieranie akwanautów do misji lotów kosmicznych jest bardziej chwytaj?c? za serce drog? do sukcesu i zwi?ksza szanse triumfuj?cego zespo?u.