Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Proses manufaktur

Baju Luar Angkasa

Pakaian luar angkasa adalah pakaian bertekanan yang dikenakan oleh astronot selama penerbangan luar angkasa. Ini dirancang untuk melindungi mereka dari kondisi yang berpotensi merusak yang dialami di luar angkasa. Pakaian antariksa juga dikenal sebagai Extravehicular Mobility Units (EMUs) untuk mencerminkan fakta bahwa mereka juga digunakan sebagai pembantu mobilitas ketika seorang astronot berjalan-jalan di luar angkasa di luar pesawat ruang angkasa yang mengorbit. Mereka terdiri dari banyak komponen yang dibuat khusus yang diproduksi oleh berbagai produsen dan dirakit oleh Badan Antariksa Penerbangan Nasional (NASA) di kantor pusat mereka di Houston. Pakaian luar angkasa pertama diperkenalkan pada 1950-an ketika eksplorasi ruang angkasa dimulai. Mereka telah berevolusi dari waktu ke waktu menjadi lebih fungsional dan rumit. Saat ini, NASA telah menyelesaikan 17 EMU, yang masing-masing membutuhkan biaya lebih dari $10,4 juta untuk membuatnya.

Latar Belakang

Di Bumi, atmosfer kita memberi kita kondisi lingkungan yang kita butuhkan untuk bertahan hidup. Kami menerima begitu saja hal-hal yang disediakannya seperti udara untuk bernafas, perlindungan dari radiasi matahari, pengaturan suhu dan tekanan yang konsisten. Di luar angkasa, tidak ada karakteristik pelindung ini. Misalnya, lingkungan tanpa tekanan yang konsisten tidak mengandung oksigen yang dapat bernapas. Juga, suhu di luar angkasa sedingin -459,4° F (-273° C). Agar manusia dapat bertahan hidup di luar angkasa, kondisi perlindungan ini harus disintesis.

Pakaian antariksa dirancang untuk menciptakan kembali kondisi lingkungan atmosfer bumi. Ini menyediakan kebutuhan dasar untuk mendukung kehidupan seperti oksigen, kontrol suhu, kandang bertekanan, penghapusan karbon dioksida, dan perlindungan dari sinar matahari, radiasi matahari dan mikrometeoroid kecil. Ini adalah sistem pendukung kehidupan bagi astronot yang bekerja di luar atmosfer bumi. Pakaian luar angkasa telah digunakan untuk banyak tugas penting di luar angkasa. Ini termasuk membantu dalam penyebaran muatan, pengambilan dan servis peralatan yang mengorbit, inspeksi eksternal dan perbaikan pengorbit, dan mengambil foto yang menakjubkan.

Sejarah

Pakaian antariksa telah berevolusi secara alami seiring dengan kemajuan teknologi di bidang material, elektronik, dan serat. Selama tahun-tahun awal program luar angkasa, pakaian antariksa dibuat khusus untuk setiap astronot. Ini jauh lebih kompleks daripada pakaian hari ini. Faktanya, setelan yang dikenakan oleh Alan Shepard pada suborbital pertama AS tidak lebih dari setelan tekanan yang diadaptasi dari setelan tekanan pesawat jet ketinggian tinggi Angkatan Laut AS. Setelan ini hanya memiliki dua lapisan dan sulit bagi pilot untuk menggerakkan tangan atau kakinya.

Pakaian antariksa generasi berikutnya dirancang untuk melindungi dari tekanan saat para astronot berada di pesawat ruang angkasa yang mengorbit. Namun, perjalanan luar angkasa dengan pakaian ini tidak mungkin dilakukan karena tidak melindungi dari lingkungan luar angkasa yang keras. Pakaian ini terdiri dari lima lapisan. Lapisan yang paling dekat dengan tubuh adalah pakaian dalam katun putih yang memiliki lampiran untuk perangkat biomedis. Lapisan nilon biru yang memberikan kenyamanan adalah yang berikutnya. Di atas lapisan nilon biru ada lapisan nilon berlapis neoprene hitam bertekanan. Ini memberikan oksigen jika tekanan kabin gagal. Lapisan Teflon berada di sebelahnya untuk menahan bentuk setelan saat diberi tekanan, dan lapisan terakhir adalah bahan nilon putih yang memantulkan sinar matahari dan melindungi dari kerusakan yang tidak disengaja.

Untuk perjalanan luar angkasa pertama yang terjadi selama Gemini misi pada tahun 1965, setelan tujuh lapis digunakan untuk perlindungan ekstra. Lapisan ekstra terdiri dari Mylar aluminized, yang memberikan lebih banyak perlindungan termal dan perlindungan dari mikrometeoroid. Setelan ini memiliki berat total 33 lb (15 kg). Sementara mereka memadai, ada masalah tertentu yang terkait dengan mereka. Misalnya, masker wajah di helm cepat berkabut sehingga penglihatan jadi terhambat. Selain itu, sistem pendingin gas tidak memadai karena tidak dapat menghilangkan panas dan kelembapan yang berlebihan dengan cukup cepat.

Sally Ride

Sally Ride paling dikenal sebagai wanita Amerika pertama yang dikirim ke luar angkasa. Baik sebagai ilmuwan maupun profesor, ia pernah menjabat sebagai rekan di Stanford University Center for International Security and Arms Control, anggota dewan direksi di Apple Computer Inc., dan direktur institut luar angkasa dan profesor fisika di University of California di San Diego. Ride telah memilih untuk menulis terutama untuk anak-anak tentang perjalanan dan eksplorasi ruang angkasa.

Sally Kristen Ride adalah putri tertua dari Dale Burdell dan Carol Joyce (Anderson) Ride dari Encino, California, dan lahir pada 26 Mei 1951. Sebagai penulis Karen O'Connor menggambarkan Ride tomboi dalam buku pembaca mudanya, Sally Ride dan Astronot Baru, Sally akan berlomba dengan ayahnya untuk bagian olahraga di surat kabar ketika dia baru berusia lima tahun. Keluarga yang aktif, suka berpetualang, namun juga terpelajar, Rides melakukan perjalanan ke seluruh Eropa selama setahun ketika Sally berusia sembilan tahun dan saudara perempuannya Karen berusia tujuh tahun. Sementara Karen terinspirasi untuk menjadi seorang pendeta, dalam semangat orang tuanya, yang adalah penatua di gereja Presbiterian mereka, selera eksplorasi Ride sendiri yang berkembang pada akhirnya akan membawanya untuk melamar program luar angkasa hampir secara tiba-tiba. "Saya tidak tahu mengapa saya ingin melakukannya," akunya kepada Newsweek sebelum memulai penerbangan luar angkasa pertamanya.

Kesempatan itu kebetulan, sejak tahun dia mulai mencari pekerjaan menandai pertama kalinya NASA membuka program luar angkasa untuk pelamar sejak akhir 1960-an, dan untuk pertama kalinya wanita tidak akan dikecualikan dari pertimbangan. Ride menjadi salah satu dari tiga puluh lima yang dipilih dari bidang asli pelamar berjumlah delapan ribu untuk pelatihan luar angkasa tahun 1978. "Mengapa saya dipilih tetap menjadi misteri yang lengkap," dia kemudian mengakui kepada John Grossmann dalam sebuah wawancara tahun 1985 di Health . "Tidak ada dari kita yang pernah diberitahu."

Ride kemudian menjadi, pada usia tiga puluh satu, orang termuda yang dikirim ke orbit serta wanita Amerika pertama di luar angkasa, wanita Amerika pertama yang melakukan dua penerbangan luar angkasa, dan, secara kebetulan, astronot pertama yang menikahi astronot lain yang aktif. tugas.

Ride meninggalkan NASA pada tahun 1987 untuk Stanford's Center for International Security and Arms Control, dan dua tahun kemudian ia menjadi direktur California Space Institute dan profesor fisika di University of California di San Diego.

Misi Apollo menggunakan pakaian yang lebih rumit yang memecahkan beberapa masalah ini. Untuk jalan-jalan di bulan, para astronot mengenakan pakaian tujuh lapis dengan ransel penopang kehidupan. Berat totalnya sekitar 57 lb (26 kg). Untuk misi Space Shuttle, NASA memperkenalkan Extravehicular Mobility Unit (EMU). Ini adalah pakaian luar angkasa yang dirancang untuk perjalanan luar angkasa yang tidak memerlukan koneksi ke pengorbit. Salah satu perbedaan utama dalam pakaian ini adalah bahwa mereka dirancang untuk digunakan beberapa astronot, bukan dibuat khusus seperti pakaian luar angkasa sebelumnya. Selama 20 tahun terakhir, EMU telah mengalami peningkatan yang stabil, namun tampilannya masih sama seperti saat program antar-jemput dimulai pada tahun 1981. Saat ini, EMU memiliki 14 lapisan perlindungan dan beratnya lebih dari 275 lb (125 kg).

Bahan Baku

Banyak bahan baku yang digunakan untuk membuat pakaian antariksa. Bahan kain mencakup berbagai polimer sintetis yang berbeda. Lapisan terdalam terbuat dari bahan triko Nylon. Lapisan lain terdiri dari spandeks, polimer elastis yang dapat dipakai. Ada juga lapisan nilon berlapis uretan, yang terlibat dalam tekanan. Dacron—sejenis poliester—digunakan untuk lapisan penahan tekanan. Kain sintetis lain yang digunakan antara lain Neoprene yang merupakan jenis karet spons, aluminized Mylar, Gortex, Kevlar, dan Nomex.

Di luar serat sintetis, bahan baku lain memiliki peran penting. Fiberglass adalah bahan utama untuk segmen tubuh bagian atas yang keras. Litium hidroksida digunakan dalam pembuatan filter yang menghilangkan karbon dioksida dan uap air selama perjalanan ruang angkasa. Campuran seng perak terdiri dari baterai yang memberi daya pada setelan itu. Tabung plastik ditenun ke dalam kain untuk mengangkut air pendingin ke seluruh setelan. Bahan polikarbonat digunakan untuk membuat cangkang helm. Berbagai komponen lain digunakan untuk membuat sirkuit elektronik dan kontrol setelan.

Desain

Satu pakaian antariksa EMU dibuat dari berbagai komponen yang dibuat khusus yang diproduksi oleh lebih dari 80 perusahaan. Ukuran suku cadang bervariasi mulai dari mesin cuci seperdelapan inci hingga tangki air sepanjang 30 inci (76,2 cm). EMU terdiri dari 18 item terpisah. Beberapa komponen utama diuraikan di bawah ini.

Sistem pendukung kehidupan utama adalah ransel mandiri yang dilengkapi dengan suplai oksigen, filter penghilang karbon dioksida, daya listrik, kipas ventilasi, dan peralatan komunikasi. Ini menyediakan astronot dengan sebagian besar hal yang dibutuhkan untuk bertahan hidup seperti oksigen, pemurnian udara, kontrol suhu dan komunikasi. Sebanyak tujuh jam oksigen dapat disimpan dalam tangki setelan itu. Paket oksigen sekunder juga ditemukan pada setelan itu. Ini memberikan tambahan 30 menit oksigen darurat.

Helm adalah plastik besar, gelembung bertekanan yang memiliki cincin leher dan bantalan distribusi ventilasi. Ini juga memiliki katup pembersih, yang digunakan dengan paket oksigen sekunder. Di helm, ada sedotan untuk kantong minuman jika astronot kehausan, pelindung yang melindungi sinar matahari yang terik, dan kamera yang merekam aktivitas kendaraan ekstra. Karena perjalanan ruang angkasa dapat berlangsung lebih dari tujuh jam setiap kali, setelan itu dilengkapi dengan sistem pengumpulan urin untuk memungkinkan istirahat di kamar mandi. Rakitan MSOR menempel pada bagian luar helm. Perangkat ini (juga dikenal sebagai "Snoopy Cap") terpasang pada tempatnya dengan tali dagu. Ini terdiri dari headphone dan mikrofon untuk komunikasi dua arah. Ia juga memiliki empat "lampu kepala" kecil yang menyinari cahaya ekstra jika diperlukan. Visor secara manual disesuaikan untuk melindungi mata astronot.

Untuk menjaga suhu, pakaian pendingin dan ventilasi cair dikenakan di bawah pakaian luar. Ini terdiri dari tabung pendingin, yang memiliki cairan yang mengalir melaluinya. Pakaian dalam adalah setelan one-piece mesh yang terdiri dari spandeks. Ini memiliki ritsleting untuk memungkinkan entri depan. Ini memiliki lebih dari 300 kaki tabung plastik terjalin di mana ia bersirkulasi air dingin. Biasanya, sirkulasi air dipertahankan dari 40-50 ° F (4,4-9,9 ° C). Suhu dikendalikan oleh katup pada panel kontrol tampilan. Pakaian bagian bawah memiliki berat 8,4 lb (3,8 kg) saat diisi dengan air.

Rakitan tubuh bagian bawah terdiri dari celana, sepatu bot, "unit singkat, sendi lutut dan pergelangan kaki dan sambungan pinggang. Ini terdiri dari kandung kemih tekanan nilon berlapis uretan. Lapisan penahan Dacron dan pakaian termal luar terdiri dari nilon berlapis Neoprene. Ini juga memiliki lima lapisan Mylar aluminized dan lapisan permukaan kain yang terdiri dari Teflon, Kevlar, dan Nomex. Bagian jas ini dapat dibuat lebih pendek atau lebih panjang dengan menyesuaikan cincin ukuran di bagian paha dan kaki Sepatu bot memiliki penutup kaki berinsulasi untuk meningkatkan retensi panas. Kaus kaki termal juga dikenakan. Perangkat penyimpanan urin juga terletak di bagian setelan ini. Model lama dapat menampung hingga 950 mililiter cairan. Saat ini, jenis popok sekali pakai pakaian yang digunakan.

Rakitan lengan dapat disesuaikan seperti halnya rakitan badan bagian bawah. Sarung tangan berisi: Unit Mobilitas Extravehicular (EMU). miniatur pemanas bertenaga baterai di setiap jari. Sisa unit ditutupi oleh bantalan dan lapisan luar pelindung tambahan.

Tubuh bagian atas yang keras dibangun dengan fiberglass dan logam. Di sinilah sebagian besar setelan jas dipasang termasuk helm, lengan, tampilan sistem pendukung kehidupan, modul kontrol, dan tubuh bagian bawah. Ini termasuk botol oksigen, tangki penyimpanan air, sublimator, kartrid kontrol kontaminan, regulator, sensor, katup, dan sistem komunikasi. Oksigen, karbon dioksida, dan uap air meninggalkan setelan melalui pakaian ventilasi di dekat kaki dan siku astronot. Sebuah kantong minuman di tubuh bagian atas dapat menampung sebanyak 32 oz (907,2 g) air. Para astronot dapat mengambil minuman melalui corong yang memanjang ke dalam helm.

Modul kontrol yang dipasang di dada memungkinkan astronot memantau status setelan dan terhubung ke sumber cairan dan listrik eksternal. Ini berisi semua kontrol operasi mekanik dan listrik dan juga panel tampilan visual. Sebuah seng perak, baterai isi ulang yang beroperasi pada 17 volt digunakan untuk memberi daya pada setelan itu. Modul kontrol ini terintegrasi dengan sistem peringatan yang terdapat di bagian atas tubuh yang keras untuk memastikan bahwa astronot mengetahui status lingkungan setelan itu. Setelan itu terhubung ke pengorbit melalui tali pusar. Itu terputus sebelum meninggalkan airlock.

Setelan putih memiliki berat sekitar 275 lb (124,8 kg) di bumi dan memiliki harapan hidup produk sekitar 15 tahun. Ini bertekanan hingga 4,3 lb (1,95 kg) per inci persegi dan dapat diisi ulang dengan menghubungkan langsung ke pengorbit. yang ada Sistem pendukung kehidupan utama adalah ransel mandiri yang dilengkapi dengan suplai oksigen, penghilang karbon dioksida filter, daya listrik, kipas ventilasi, dan peralatan komunikasi. pakaian antariksa bersifat modular sehingga dapat digunakan bersama oleh banyak astronot. Empat bagian dasar yang dapat dipertukarkan termasuk helm, batang tubuh bagian atas yang keras, lengan dan rakitan badan bagian bawah. Bagian-bagian ini dapat disesuaikan dan dapat diubah ukurannya agar sesuai dengan lebih dari 95% dari semua astronot. Setiap set lengan dan kaki memiliki ukuran berbeda yang dapat disesuaikan agar sesuai dengan astronot tertentu. Lengan memungkinkan penyesuaian satu inci. Kaki memungkinkan penyesuaian hingga tiga inci.

Dibutuhkan sekitar 15 menit untuk mengenakan pakaian antariksa. Untuk mengenakan pakaian antariksa, astronot pertama-tama mengenakan pakaian bawah yang berisi sistem pendingin dan ventilasi cair. Rakitan tubuh bagian bawah dipasang berikutnya dengan sepatu bot terpasang. Selanjutnya, astronot meluncur ke unit tubuh bagian atas yang dipasang dengan ransel penopang kehidupan pada konektor khusus di ruang airlock. Cincin limbah dihubungkan dan kemudian sarung tangan dan helm dipasang.

Manufaktur
Proses

Pembuatan pakaian antariksa adalah proses yang rumit. Ini dapat dipecah menjadi dua fase produksi. Pertama komponen individu dibangun. Kemudian bagian-bagian tersebut disatukan di lokasi pembuatan utama, seperti kantor pusat NASA di Houston, dan dirakit. Proses umumnya secara garis besar sebagai berikut.

Rakitan helm dan visor

Sistem pendukung kehidupan

Modul kontrol

Pakaian pendingin

Tubuh bagian atas dan bawah

Perakitan akhir

Kontrol Kualitas

Pemasok individu melakukan tes kontrol kualitas pada setiap langkah proses produksi. Ini memastikan bahwa setiap bagian dibuat dengan standar yang tepat dan akan berfungsi di lingkungan ruang yang ekstrem. NASA juga melakukan tes ekstensif pada setelan yang telah dirakit sepenuhnya. Mereka memeriksa hal-hal seperti kebocoran udara, depresurisasi, atau sistem pendukung kehidupan yang tidak berfungsi. Pengujian kontrol kualitas sangat penting karena satu kerusakan dapat memiliki konsekuensi yang mengerikan bagi seorang astronot.

Masa Depan

Desain EMU saat ini adalah hasil dari penelitian dan pengembangan selama bertahun-tahun. Meskipun mereka adalah alat yang ampuh untuk operasi orbital, banyak perbaikan yang mungkin dilakukan. Telah disarankan bahwa pakaian luar angkasa masa depan mungkin terlihat sangat berbeda dari pakaian saat ini. Salah satu area yang dapat ditingkatkan adalah pengembangan setelan yang dapat beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi daripada EMU saat ini. Ini akan memiliki keuntungan mengurangi waktu yang saat ini diperlukan untuk pra-pernapasan sebelum melakukan perjalanan luar angkasa. Untuk membuat setelan tekanan yang lebih tinggi, perbaikan harus dilakukan pada sambungan penghubung pada setiap bagian setelan. Peningkatan lain bisa dalam mengubah ukuran setelan di orbit. Saat ini, dibutuhkan banyak waktu untuk melepas atau menambahkan sisipan yang memanjang di area kaki dan lengan. Satu peningkatan lain yang mungkin adalah dalam kontrol elektronik dari setelan itu. Apa yang sekarang membutuhkan kode perintah yang kompleks akan dilakukan dengan menekan satu tombol di masa depan.


Proses manufaktur

  1. Kuning
  2. Sup Kental
  3. Topeng Penjaga
  4. Guillotine
  5. Nisan
  6. Tas Tinju
  7. Pyrex
  8. Silikon
  9. Vodka
  10. Besi