Astronotların parlak beyaz renkli ve oldukça iri görünen uzay elbiseleri akıllarda az çok belli bir şekilde yer etmiştir. Giyen kişiye göre oldukça bol bu özel elbiselerin içinde olmayı isteyen oldukça fazla kişi olduğuna eminim. Peki bu elbiseleri ne kadar yakından tanıyoruz, nasıl üretilir, neden gerekli ve ne derece güvenli? Yazımızda önce uzay elbiselerini genel anlamda inceleyecek, bilahare YM7XKA Kulübü’nün Lokal Mars Projesi (LMP) için yaptığımız çalışmaları göreceğiz. İlk bilinmesi gereken şey uzay elbisesinin, astronotu tüm uzay şartlarından sorunsuz bir şekilde koruduğunun doğru olmadığıdır.

LMP’de en çok uğraştıracak olan bölüm, kısıtlı imkanlarla giyilebilir bir uzay elbisesinin geliştirilmesi olarak öne çıktı. Gerçeği oldukça pahalı ve ileri teknoloji gerektiren bu donanımı sadece görsellik katacak olan bir tulum ve çanta şeklinden daha öteye taşımak asıl hedefti. Bu maksatla var olan uzay elbiseleri incelendi ve genel karakteristikleri ortaya kondu, tartışıldı. Gerçeğe olabildiğince yaklaşmak, bazı fonksiyonları gerçeklemek suretiyle karma bir yapı en nihayetinde tamamlandı. Kullanıcıların güvenliği de ön planda tutularak düşünülerek iç basınç, sızdırmazlık vb. gibi konular çalışmaya dahil edilmedi. Makalede hem gerçek uzay şartlarında kullanılan elbiseler ve ek donanımları hakkında ön bilgi verilecek hem de bunlara karşılık ne tür benzetimler yapılarak uygulamaya konulduğuna yer verilmiştir.

Uzay Giysisi

Ortalama 15 kattan oluşan bu elbise astronotu radyasyon, sıcaklık-soğuk (termal) ve mikro meteor gibi aktivitelerinden koruyabilmektedir.

Resim-1. Astronot havuz çalışmalarında elbiseyi giymeden önce test ederken (Image Copyright © ESA)

Astronotlar bu elbiseleri önceden Ay yüzeyinde kullanmış olsalar da günümüzde daha çok uzay yürüyüşü adı verilen (ISS’deki faaliyetlere benzeri) çalışmalarda kullanmaktadırlar. Diğer yandan uzay, sanıldığı ve hayal edildiğinden çok daha ciddi ve ölümcül tehlikeler barındırmaktadır. Bunlarda biri de konumuz olan uzay yürüyüşleridir. Dolayısıyla her uzay yürüyüşü önceden tespit edilemeyen 5 cm ve altı meteor ya da dağılmış uydu parçacıklarına karşı oldukça hassas ve tehlike içermektedir.

Resim-2. Astronot ISS’de elbiseyi giymeden önce. Üzerinde içlik olarak giyilen soğutma elbisesi görünmektedir. (Image Copyright © ESA)

Uzayda her şeyin binlerce kilometre ile ifade edilen hızlarla yer değiştirdiğini düşünürseniz başıboş bir cıvatanın bile ne kadar büyük bir tehlike oluşturduğunu az çok tahmin edebilirsiniz. Hatırlarsanız “Yerçekimi” (Gravity) filminde de bu konuda oldukça geniş bir aksiyona yer verilmiştir. (Kısa tanıtım videosunu aşağıda izleyebilirsiniz.)

httpv://www.youtube.com/watch?v=ufsrgE0BYf0

Sorunlar bu kadar mı?

Elbette değil. Bunlar sadece bir başlangıçtı. Evrenimizde Dünyamızın güzelliği ve yaşanabilirliği, oksijen kadar ısı değerlerinde de ortaya çıkmaktadır. Atmosfer dışına çıkılmasından itibaren gerek uzay araçları ve gerekse astronotlar değişen ve çoğu kez birbirine uç noktalarda ısı değerlerine maruz kalmaktadırlar. Öyle ki yörüngedeki bir haberleşme uydusunun güneş gören yüzeyi +120 derece sıcaklığa ulaşırken, gölgede kalan yüzeyi -60 dereceye kadar soğuyabilmektedir. Isıyı iletebilecek bir hava ortamı olmadığından sıcaklık ve soğuk güneş ışığının çarptığı veya çarpmadığı yüzey ısınması şeklinde gerçekleşmektedir.

Resim-3. Apollo-11 mürettabatı için hazırlanmış olan uzay giysisi.

Uzay elbiseleri her ne kadar 15 kat malzemeden dikilse de ısı konusunda da katman olarak tek başına astronotu tam olarak koruyamamaktadır. Bu nedenle yörüngede, uzay havasında ya da ilgili gezegenin yüzeyinde çalışacak uzay araçları gibi uzay elbiseleri de özel ısıtma/soğutma sistemleri ile donatılmıştır.

Elbisenin görünen beyaz renkli dış yüzü Ortho kumaştan yapılmış olup, katmanları arasında Goratex, Nomex ve dayanıklılığı ile bilinen Kevlar da kullanılmıştır. Katmanlar sayesinde astronota dış uzay sıcaklığından -/+ 140 ile 150 santigrat dereceye kadar koruma sağlanır.

Elbiseyi giymek derseniz o apayrı bir dert adeta. Giyimi zor ve zahmetli olup, uyulması gereken prosedürleri oldukça uzun sürmektedir. Bu prosedürler elbisenin içliklerinin giyilmesinden, başlık, ayakkabı, eldiven vs. hava kilitlerinden basınç dengeleme, bekleme zamanlamalarına kadar bir dizi işlemden ibarettir. Anlayacağınız sırtımıza ceket giyer gibi beş dakikada giyinip uzay boşluğunun keyfini çıkaramazsınız.

Sıvı Soğutma ve Ventilasyon Elbisesi (Liquid Cooling and Vantilation Garmant-LCVG)

Uzay elbisesinin görünen dış kısmından hariç, astronotun bir içlik gibi vücuduna giydiği gözenekli, fermuarlı ve Spandex kumaştan elbisedir. Bu elbisenin ince iki katmanı arasına tıpkı bir yerden ısıtma sistemi gibi esnek hortumlar döşenmiştir. Elbisenin de altında ikinci ince bir içlik de çıplak ten üzerine giyilmektedir. Aklınıza şöyle bir soru takılabilir.

“Madem ki elbise -+/140-150 dereceye kadar astronotu koruyor, o zaman neden bir iklimlendirme sistemini ihtiyaç duyuluyor?”

Belirtilen sıcaklık değerleri astronotu dış uzay sıcaklığından korumak içindir. Ancak bu kadar çok katmanlı bir elbise giyen astronotun da terlediğinde bu teri normal elbise gibi dışarı atamayacağını unutmamak gerekir.

Yoğun ve zorlu görevlerde tıpkı Dünyadaki bizler gibi astronotlar da terlemektedirler. Bazı görevlerde astronotların 3 litreye yakın suyu terleme ile kaybettiği gözlenmiştir. İşin kötü yanı, yer çekiminin olmadığı bir ortamda ter, astronotun vücudundan akıp gitmemekte ve adeta yapışmaktadır.

Bir diğer husus ise astronotun vücut sıcaklığını düşürme gereksinimidir. Her yeri sızdırmaz şekilde kapalı bulunan uzay elbisesinin içerisinde, astronotun vücudundan kaynaklı bu ısıyı yok etmek ancak termal radyasyon yayılımı ile mümkündür. Yani ısı iletimi. Termal radyasyonla soğutma işlemini dizüstü bilgisayarlarda da görebileceğiniz bakır borudan oluşan ısı soğutma sistemine benzetebilirsiniz.

Çalışma sisteminde ise; PLSS içerisinde bulunan bir pompa motoru ile bu dolaşım sağlanmakta ve vücut ısısı soğutma sıvısı içeren borulara aktarılmaktadır. Astronot bu işlemi göğüs kısmındaki Görüntüleme ve Kontrol Modülü (Display and Control Module-DCM) üzerinden de kontrol edebilmektedir.

YM7XKA Kulübü – Model Elbise

Uzay elbiseleri giyilme şekli itibariyle çeşitlilik arz etmektedir. Genel anlamda bunlar (orta-bel kısmından) geçmeli iki parça, yekpare elbise olup sırttan içinde girilen bir yapı şeklindedir.

Resim-4. Elbisenin armaları takılmadan önceki görünümü.

LMP’nin model uzay elbisesi ise, ön kısmındaki donanımın rahat kullanılabilmesi amacıyla sırttan fermuarlı ve buradan içine girilebilecek/giyilebilecek tulum şekilde dizayn edildi.

Resim-5. Sol arma ve sağ isimlik yerleşimi.

Çalışmalarda karşılıklı olarak half-dubleks haberleşme sisteminin aktif olarak kullanılabilmesi, model görev kontrol merkezinin ortak frekansta muhabere imkan ve zorluklarının daha iyi görülmesi ve yönetimi ve iki model astronot ile müşterek yapılabilecek görevlerin icrası hedeflendiğinden elbiselerden toplamda bir yerine iki elbisenin  dikilmesi ön görüldü.

Resim-6. Sırttan giyimi kolaylaştıran fermuar yapısı.

Öncelikle çeşitli uzay elbiseleri incelenerek öğrencilerin LMP çalışmalarında kullanılabilecek dayanıklı bir elbise formu oluşturuldu. Daha sonra da taslak çizimlerin tamamlanması ile birlikte DOKA Teks  firmasında taslağa göre üretim süreci başladı.

Resim-7. Diz altında bulunan körüklü kolaylık cepleri.

Kumaş tipi seçiminde de yıkanabilir, sık dokunmuş ancak hafif  esnek bir kumaş tercih edildi. Farklı tonlarda açık renk kumaş kullanılarak, model uzay elbisesi ve diğer donanım (sırt çantası, eldiven vb) ayrımında görsel kontrast sağlandı.

Resim-8. Diz yapısındaki körük sistemi.

Kulüp üyelerinin 1.65-1.80 cm. aralığında değişen boy ölçülerine uyum sağlayabilecek şekilde dikimi yapılan elbisede, kol ve ayak diz bölgesinde kasılmalar yaşanmaması amacıyla körük sistemli dikim yapıldı.

Resim-9. Körüklü üst kolaylık cebi.

Boyun kısmı güvenlik amacıyla yakasız ve düz bir şekilde tanımlandı. Kask ile elbisenin boyun arasında oluşan boşluk ise alt ek giyim desteği ile kapatıldı.

Resim-10. Paçada fermajüp.

Her iki kol ve paçada ayrıca giyim kolaylığı sağlayacak şekilde cırt-cırt (fermajüp) kapatıcılar kullanıldı.

Resim-11. Kollarda fermajüp.

Ayrıca dikilen elbise üzerinde;

– Sağ omuz kolun üst kısmında Türk Bayrağı ve kapaksız kolaylık cebi,
– Sağ omuz kolun üst kısmında uçuş görev arması ve kapaksız kolaylık cebi,
– Sol göğüs üzerinde astronotu tanımlayıcı isimlik,
– Sağ göğüste görev tanım arması,
– Sol diz üstü körüklü kolaylık cebi,
– Sol diz altı körüklü kolaylık cebi,
– Sağ diz üstü körüklü kolaylık cebi,
– Sağ diz altı körüklü kolaylık cebi bulunmaktadır.

Resim-12. İç kapitone kaplama.

Model elbisenin iç kısımda giyen kişiye belli bir seviyede ısı yalıtımının sağlanması, giyilip çıkarılmasında astar gibi kolaylık sağlaması amacıyla kapitone kumaş kaplandı. (Kapitone, iki kumaş arasına elyaf, keçe, sünger gibi dolgu malzemesi konularak dikilip birleştirilmesi işlemidir.)

Resim-13. Elbise kemer yapısı.

Son olarak da model uzay elbisesi, elbise üzerine bele köprüsüz olarak dıştan takılan ve tek hareketle kolayca kilidi açılabilen bir kemer aksesuarı ile tamamlandı.

Aktif görev, pratik kullanım ve hijyen sağlanması amacıyla, bu çalışma için öncelik değeri düşük olan astronot botları için ayrıca tasarım ya galoş kullanılmadı. Bunun yerine kullanımı daha pratik, her öğrencinin değişik ayakkabı numarasına uyarlanabilen ve elbise rengine uyumlu açık renk tozluklar kullanıldı.

Resim-14. İnce kağıt içlik elbise.

Elbiselerin kulüp üyeleri arasında birden fazla kişinin kullanımı öngörülerek hijyen maksatlı elbise altına giyilebilecek kadar ince ve düşük maliyetli bir giyim formu kullanıldı.

Bu form; çok düşük maliyetli, tek kullanımlık, beyaz renkli, 20 Gr/m2 ince kumaştan (Nonwonen Spunbond–Tela) üretilmiş, tek kullanımlık, kapüşon kenarlı, bel-paça ve kol ağızları lastikli, önden fermuarlı, hava geçirgen, su itici, alev geciktirici, partikül geçirmez, bakteri oluşturmaz ve yumuşak dokusu bulunan bir yapıdan oluşmaktadır. Bu iç giyim sayesinde, formun kapüşonlu yapısı ile model PLSS ile kask arasındaki boşluk da kapatılmış oldu.

Yazı dizisinin diğer bölümleri:

Lokal Mars Projesi (LMP) 1.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)
Lokal Mars Projesi (LMP) 2.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)
Lokal Mars Projesi (LMP) 3.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)
Lokal Mars Projesi (LMP) 4.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)
Lokal Mars Projesi (LMP) 5.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)
Lokal Mars Projesi (LMP) 6.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)
Lokal Mars Projesi (LMP) 7.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)
Lokal Mars Projesi (LMP) 8.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)
Lokal Mars Projesi (LMP) 9.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)
Lokal Mars Projesi (LMP) 10.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)
Lokal Mars Projesi (LMP) 11.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)
Lokal Mars Projesi (LMP) 12.Bölüm / (Google Translate – English Lang.)