Uzay yürüyüşü nasıl yapılır? Uzay giysisi, hazırlık ve riskler

Uzay yürüyüşü, kapıyı açıp dışarı çıkmak değildir; saatler süren bir hazırlığın sonunda yapılan, planı dakikasına kadar yazılmış bir operasyondur. Astronot kendi başına bir uzay aracı sayılan giysiyi giyer — Amerikan EMU giysisinin kütlesi 49 ile 55 kilogram arasında, içinde 8 saatlik yaşam desteği ve 30 dakikalık yedek sistem var. Giysinin içi istasyonun havasından çok daha düşük bir basınçta, 4,3 psi (29,6 kPa) saf oksijenle çalışır; bu yüzden astronotun kanındaki azotu atması için önce saatler süren bir ön soluma gerekir, yoksa dalgıçların “vurgun” dediği dekompresyon hastalığı ortaya çıkar. Dışarıda geçirilen tipik süre birkaç saat; istasyon tarihindeki en uzun yürüyüş 8 saat 56 dakika sürdü.

Verileri göster

ISS için yapılan yürüyüş	245 (2 Aralık 2021)
Toplam süre	1.548 saat 26 dakika
En uzun yürüyüş	8 saat 56 dakika
Giysi iç basıncı	4,3 psi (29,6 kPa)
Giysi kütlesi	49-55 kg
Yaşam desteği	8 saat + 30 dk yedek
ISS öncesi ön soluma	~4 saat
Üretilen EMU giysisi	18 adet

Neden dışarı çıkılır?

Üç sebeple: montaj, bakım ve bilim. İstasyonun kafes yapısı, güneş panelleri ve radyatörleri yörüngede, giysi eldivenleriyle birleştirildi. Bugün ise ağırlıklı olarak bakım yapılıyor — bozulan pompaların, anten ve kameraların, batarya ünitelerinin değişimi; dışarıdaki deney platformlarına yeni yüklerin takılması. Robot kollar işin bir bölümünü insan çıkmadan yapabilir (Kanada'nın Dextre'si tam bu amaçla tasarlandı), ama bazı işler hâlâ insan eli gerektiriyor.

İlk uzay yürüyüşleri

Tarihteki ilk uzay yürüyüşünü 18 Mart 1965'te Sovyet kozmonot Aleksey Leonov, Voskhod 2 görevi sırasında yaptı: dışarıda 12 dakika 9 saniye kaldı. İlk Amerikan yürüyüşü 3 Haziran 1965'te Gemini IV göreviyle Ed White'a ait; 21 dakika sürdü. Uluslararası Uzay İstasyonu için ilk yürüyüş ise 7 Aralık 1998'de yapıldı: STS-88 mürettebatından Jerry Ross ve James Newman, yeni birleştirilen Unity ve Zarya modülleri arasındaki bilgisayar ve elektrik kablolarını bağladı.

İstasyonun montajı ve bakımı için yapılan yürüyüşlerin sayısı 2 Aralık 2021 itibarıyla 245, toplam süresi 1.548 saat 26 dakikaydı; bunların 93'ü Quest hava kilidinden, 32'si Pirs'ten, 37'si uzay mekiklerinin hava kilidinden, 2'si Zvezda'nın geçiş bölmesinden çıkılarak yapıldı. NASA, 1998'den bugüne istasyon için gerçekleştirilen uzay yürüyüşü sayısını — Amerikan EMU ve Rus Orlan giysileriyle birlikte — “280'den fazla” olarak veriyor.

İstasyon tarihindeki en uzun yürüyüş 11 Mart 2001'de Susan Helms ve James Voss'a ait: 8 saat 56 dakika. Bugünkü genel rekor ise 17 Aralık 2024'te Çinli astronotlar Cai Xuzhe ve Song Lingdong'un Tiangong istasyonunda yaptığı 9 saat 6 dakikalık yürüyüş.

Giysi: üzerine giyilen uzay aracı

Amerikan Extravehicular Mobility Unit (EMU) üç ana parçadan oluşur: sert üst gövde (HUT), alt gövde takımı (LTA) ve yaşam destek sistemi. Yaşam desteği oksijen sağlar, karbondioksiti tutar, basıncı korur ve soğutmayı yürütür. Soğutma işini içe giyilen bir tulum yapar: Liquid Cooling and Ventilation Garment, bedenin üzerine sarılmış ince şeffaf borulardan soğutulmuş su dolaştırır — çünkü vakumda ısı dışarı atılamaz ve çalışan bir insan giysinin içinde kısa sürede aşırı ısınır.

Giysinin birincil yaşam desteği 8 saat (480 dakika), yedeği 30 dakika dayanır. Kütlesi temel modelde 49,4 kilogram, geliştirilmiş modelde 55,3 kilogram — ağırlıksızlıkta bu bir yük değil ama atalet demektir: giysiyle birlikte hareket eden kütleyi durdurmak güç gerektirir, bu yüzden dışarıda her hareket yavaş ve tutamaklardan tutularak yapılır. Toplam 18 EMU üretildi; beşi görevlerde, biri yer testinde kaybedildi, 2017 itibarıyla 11'i eksiksiz ve çalışır durumdaydı.

Hazırlık: azot, basınç ve “kampa çıkmak”

İstasyonun içi 1 atmosfer (14,7 psi) basınçta, yüzde 79 azot-yüzde 21 oksijen karışımıyla doludur. Giysi ise 4,3 psi saf oksijenle çalışır. Basınç bu kadar düşürülünce kanda çözünmüş azot gaz halinde ayrışıp baloncuk yapabilir — tıpkı derinden hızla çıkan bir dalgıçta olduğu gibi. Bunu önlemek için iki yöntem kullanılır:

• Ön soluma: Yürüyüşten önce saf oksijen solunarak kandaki azot atılır. İstasyon yürüyüşlerinde bu süre yaklaşık 4 saat.
• “Kampa çıkmak” (camp-out): Astronotlar geceyi Quest hava kilidinin içinde, basıncı 14,7 psi'den 10,2 psi'ye (70 kPa) düşürülmüş halde geçirir. Böylece azotun bir bölümü uyurken atılmış olur. Bu yöntem, eskiden kullanılan birkaç saatlik saf oksijen solumanın yerini aldı.

Hava kilidinin kendisi iki bölmelidir: biri giysilerin ve ekipmanın durduğu donanım bölmesi, diğeri basıncı boşaltılıp kapının açıldığı mürettebat bölmesi. Quest'in bir özelliği hem Amerikan EMU hem Rus Orlan giysileriyle çıkışa izin vermesidir; Amerikan giysisi Rus hava kilidinin kapısından geçemediği için bu uyumluluk önemliydi.

Eğitim: havuzun dibinde geçen saatler

Uzay yürüyüşü yerde, su altında öğrenilir. Nötr yüzerlilik havuzlarında, istasyonun gerçek boyutlu maketleri suya batırılır ve astronot giysiyle, ne batmayacak ne yüzecek şekilde dengelenip saatlerce çalışır. Su, ağırlıksızlığı tam olarak taklit etmez (direnç yaratır) ama üç boyutlu bir yapıda yönünü bulmayı, aletleri kaybetmeden kullanmayı ve kendini sabitlemeyi öğretir. Bu yöntemin fikir babası, Gemini döneminde dalgıçlık deneyiminden yararlanan Buzz Aldrin'di.

Riskler

Dışarıda insanın üzerinde yalnız bir kat kumaş ve metal vardır. Bilinen riskler şunlar:

• Mikrometeor ve uzay çöpü: Küçük bir parça bile yüksek bağıl hızda giysiyi delebilir. Risk istatistiksel olarak düşüktür ama sıfır değildir.
• Giysi arızası: Yaşam desteğinin, soğutmanın ya da iletişimin kesilmesi yürüyüşün derhal bitirilmesi anlamına gelir. Geçmişte giysinin içine su sızması gibi olaylar yaşandı ve bu tür arızalar yürüyüşlerin iptal edilmesine yol açtı.
• Dekompresyon hastalığı: Ön soluma ya da kampa çıkma adımları atlanırsa ciddi tehlike.
• Sürüklenmek: Astronot dışarıda halatlarla istasyona bağlı çalışır; bağlantıyı değiştirirken bile her an en az bir noktadan tutunmuş olmak esastır.
• Yorgunluk: Basınçlı bir giysinin içinde saatlerce tutamak kavrayıp alet kullanmak, özellikle ellerde ciddi bir zorlanma yaratır.

Merak edebilecekleriniz

Bir yürüyüş ne kadar sürebilir? Giysinin yaşam desteği 8 saat, yedeği 30 dakika dayanıyor; pratikte yürüyüşler birkaç saat sürer. İstasyondaki en uzun örnek 8 saat 56 dakika.

Kaç kişi çıkar? Genellikle iki astronot birlikte çıkar; operasyon içerideki mürettebat ve yerdeki kontrol ekibiyle adım adım koordine edilerek yürütülür.

Rus giysisi farklı mı? Evet, Orlan ayrı bir tasarımdır ve Rus hava kilitlerinden (önce Pirs, sonra Poisk) kullanılır. Quest hava kilidi ise her iki giysiyle çıkışa izin verecek şekilde yapıldı; çünkü Amerikan EMU'su Rus hava kilidinin kapağından geçmiyor.

Dışarıdaki işler hep insanla mı yapılıyor? Hayır — Canadarm2, Dextre ve Nauka'nın üzerindeki Avrupa yapımı ERA kolu pek çok bakım işini insan çıkmadan yapıyor. Donanımın tamamı “ISS'in modülleri” sayfasında.