Dunia ujian kekuatan dan kelangsungan hidup adalah dunia di mana manusia dan besi berkuasa. Laboratorium pengujian di Pusat Penelitian Transportasi Ohio adalah aula bergema seukuran hanggar yang bagus. Hampir tidak ada tempat untuk duduk, dan kursi yang tersedia terbuat dari logam tanpa pelapis. Ruangan itu hampir kosong - hanya kereta luncur uji singkat yang dipasang tepat di tengah, dan beberapa insinyur dengan kacamata, terus mondar-mandir dengan cangkir kopi di tangan mereka. Hampir semua skema warna ruangan terdiri dari bintik-bintik oranye dan merah - ini adalah tanda peringatan dan lampu darurat.
Penampilan almarhum kami hampir di rumah. Dia mengenakan (sebut saja dia "subjek F") celana dalam biru langit dan tanpa kemeja - seolah-olah dia sedang bersantai di apartemennya sendiri. Dia terlihat sangat santai - seperti yang seharusnya dilakukan oleh almarhum sejati. Dia terkapar kembali di kursinya, tangan lemas di pinggul. Jika F kita masih hidup, dia akan sangat gugup sekarang. Setelah beberapa jam, udara terkompresi akan mendorong piston yang besar, dengan kelembutan balok kayu ek, tepat di bawah jok tempat F diikat. Pada saat yang sama, penguji akan dapat menyesuaikan kekuatan tumbukan dan posisi kursi, bergantung pada tujuan eksperimen tertentu. Saat ini, para insinyur bekerja untuk NASA dengan kapsul pendaratan Orion yang baru, mensimulasikan bagaimana kapsul itu akan jatuh dari luar angkasa ke laut. Tuan F berperan sebagai astronot dalam eksperimen ini.
Dalam kendaraan masuk kembali, setiap pendaratan adalah uji kekuatan. Berbeda dengan pesawat ulang-alik, yang akan digantikan oleh Orion dengan roket pendorongnya, kapsul reentry ini tidak memiliki sayap atau roda pendaratan. Itu tidak datang dari luar angkasa - itu hanya jatuh. (Jika Presiden Obama mencapai penutupan program Constellation, tujuan kapsul Orion hanya akan jatuh ke tanah dan digunakan sebagai sekoci untuk evakuasi darurat awak ISS.) Kapsul ini dilengkapi dengan pendorong yang dapat memperbaiki arah atau memperlambat untuk keluar. orbit, bagaimanapun, kekuatan mereka tidak cukup untuk melunakkan pendaratan. Saat kapsul memasuki atmosfer atas,pantatnya yang lebar dan rata akan memperlambat udara yang secara bertahap menebal. Hambatan besar seharusnya memperlambat jatuhnya kapsul ke kecepatan tersebut ketika parasut dapat dibuka tanpa takut akan pecah.
Sebuah boneka uji humanoid di Pangkalan Angkatan Udara Wright-Patterson. Itu duduk di kereta luncur uji tumbukan yang meniru bentuk kursi di kapsul Orion.
Setelah itu, kapsul akan dengan lancar turun ke laut dan jatuh ke dalam air dengan relatif lembut. Dampaknya akan seperti kecelakaan kecil di jalan - dari 2 menjadi 3g, maksimum 7g.
Untuk mengurangi pukulan terakhir inilah pendaratan di atas air dipilih, tetapi di sini juga ada kesulitan. Lautan tidak bisa ditebak. Bagaimana jika pada saat mendarat kapsul terkena dampak samping dari gelombang tinggi? Ternyata penumpangnya membutuhkan perlindungan tidak hanya dari beban berlebih yang terkait dengan jatuh vertikal langsung, tetapi juga dari benturan samping bahkan dari terjatuh.
Tapi apapun trik yang dilemparkan lautan, kita harus memastikan kru kapsul tetap aman dan sehat. Untuk melakukan ini, di sini, di pusat penelitian, boneka khusus digulingkan berulang kali di atas kereta luncur rig uji perkusi di kursi dari kapal Orion. Baru-baru ini, mayat sungguhan juga telah digunakan dalam eksperimen ini. Informasi yang diperoleh dengan bantuan boneka khusus tidak cukup. Desainnya yang kaku sangat berguna untuk menganalisis benturan frontal atau samping, itulah sebabnya mereka sangat populer di kalangan pembuat mobil. Tetapi untuk mengevaluasi bagaimana dampak pada saat pendaratan dapat bekerja pada kerangka tulang atau jaringan lunak seseorang, sangat diinginkan bagi para peneliti untuk melakukan percobaan pada tubuh manusia yang asli. Mereka ditemukan di antara mereka yang disumbangkan untuk kebutuhan sains. Tes yang dijelaskan di sini adalah hasil kolaborasi antara tiga organisasi: fasilitas pengujian, NASA, dan Laboratorium Penelitian Trauma Biomekanik Universitas Negeri Ohio (OSU).
Kecelakaan di balapan NASCAR, seperti yang terjadi pada Carl Edwards pada 26 April 2009, dapat menjadi contoh yang baik tentang apa yang menunggu astronot ketika kapsul Orion mendarat keras.
Video promosi:
Yang hidup dan yang mati
Bekerja dengan orang mati, karyawan NASA merasa sedikit canggung. Mereka tidak menggunakan kata "mayat" dalam dokumen mereka. Sebaliknya, eufemisme diperkenalkan ke dalam sirkulasi - "benda manusia anumerta". Mayat berakhir di tempat yang tidak pernah diimpikan oleh pemiliknya - di kapal Challenger, Columbia, Apollo1. Namun, kaum muda melihat hal ini dengan lebih mudah. Berikut adalah dua siswa di samping Subjek F yang mengobrol dan terkekeh saat mereka melepaskan kabel panjang dari sel beban yang dipasang tepat di tulang Subjek F. Di mata mereka, jenazah ini berada di area perantara kehidupan. Ini bukan lagi manusia, tapi juga bukan hanya sepotong jaringan mati. Mereka berbicara tentang dia sebagai sesuatu yang hidup, tetapi mereka tidak memperlakukan dia sebagai sesuatu yang mampu mengalami rasa sakit.
Subjek F sekarang duduk di kursi logam tinggi di samping rel piston shock. Yun-Seok Kang, seorang mahasiswa pascasarjana dari OSU, berdiri di belakangnya dan menggunakan kunci pas untuk memasukkan unit elektronik seukuran jam tangan tepat ke tulang punggungnya yang terbuka. Bersama dengan sensor stres dinamis, perangkat ini akan mengukur gaya yang bekerja pada tubuh saat terjadi benturan. Sarung tangan Kang mengilap karena minyak. Dia banyak di sini, karena jari-jarinya terpeleset, pekerjaan Kang tidak berjalan dengan baik. Dia sudah bermain-main selama lebih dari setengah jam. Pada saat yang sama, orang mati itu tetap tenang tanpa batas.
Jadi, perlu untuk mempersiapkan pukulan tak terduga dari segala arah - situasi ini memiliki analogi yang baik - kecelakaan dalam balapan mobil. Pada April 2009, pembalap NASCAR Carl Edwards menabrak mobil lain saat terbang dengan kecepatan 320 km / jam. Aparatnya terbang ke udara dan, jatuh, seperti koin yang dilemparkan untuk keberuntungan, menabrak dinding. Setelah itu, Edwards, seolah tidak terjadi apa-apa, keluar dari mobil dan terhuyung-huyung menjauh dari tempat kejadian tanpa masalah. Bagaimana ini mungkin? Mengutip artikel dari Stapp Car Crash Journal: "Ini semua tentang ukuran yang tepat dan kepompong yang membungkus erat untuk pilot." Mari perhatikan pilihan kata - katanya bukan "seat", tapi "cocoon". Tugas menyelamatkan seseorang dari pukulan yang tidak terduga tidak jauh berbeda dengan tugas mengemas vas yang rapuh, mengandalkan perjalanan yang jauh. Anda tidak dapat memprediksi sisi mana loader akan melempar vas Anda ke belakang,oleh karena itu harus dilindungi dari semua sisi. Pada mobil balap, kursi dibuat untuk mengukur setiap pilot. Itu diikat dengan tali pinggang, dua tali bahu dan tali dada (melewati di antara kaki). Sistem HANS (Head and Neck Support) mencegah kepala bergerak maju, dan roller penyangga vertikal di sisi kursi menjaga kepala dan punggung agar tidak menyentak ke kiri atau ke kanan.
NASA baru-baru ini membatalkan penggunaan jok mobil balap sebagai referensi untuk kapsul Orion. Pertama, pengendara tetap duduk, tidak berbaring. Bagi para astronot, terutama mereka yang telah menghabiskan beberapa waktu di luar angkasa, ini bukanlah pilihan terbaik. Posisi berbaring tidak hanya kurang berbahaya - tetapi juga menjamin hilangnya kesadaran. Saat kita berdiri, pembuluh darah di kaki kita menegang dan mencegah semua darah mengalir ke bawah. Jika seorang astronot menghabiskan beberapa minggu dalam gravitasi nol, mekanisme pertahanan ini dimatikan begitu saja. Namun, ada masalah lain di sini. "Kami meletakkan kursi dari mobil balap di bagian belakang, meletakkan subjek uji di dalamnya, dan memintanya untuk berdiri sendiri," kata Dustin Homert, pakar kelangsungan hidup kru NASA. "Orang itu merasa seperti kura-kura yang telentang."
Ada juga kekhawatiran bahwa sistem sabuk pengaman rumit yang digunakan pada balapan seperti NASCAR dapat secara signifikan menunda prosedur pelepasan dan astronot tidak dapat meninggalkan kapsul Orion tepat waktu. Untuk mengatasi masalah ini, Homert dan rekannya melakukan beberapa eksperimen menggunakan boneka uji mobil standar hanya dengan menggunakan tali penyangga kepala. Homert menyarankan agar saya mengambil gambar tentang perilaku boneka-boneka ini, yang mengenakan pakaian biasa dari supermarket,. Manekin yang malang! Menggulir video dalam gerakan lambat, Homert menjelaskan: “Di sini kepala tetap di tempatnya, dan seluruh tubuh bergerak maju. Kami sudah takut boneka itu akan benar-benar rusak. Sebagai kompromi, varian dengan strap bahu yang disederhanakan dipilih.
Dan inilah tantangan lain yang dihadapi astronot. Di pakaian luar angkasanya ada sekumpulan selang - saluran udara, alat kelengkapan, kabel, sakelar, dan konektor. Bagian keras dari pakaian antariksa harus dipastikan tidak akan merusak jaringan lunak astronot selama pendaratan yang sulit. Untuk ini, "subjek F" didandani dengan meniru pakaian antariksa - banyak cincin berbeda yang direkatkan padanya dengan pita perekat di berbagai bagian leher, bahu, dan pinggulnya. Cincin ini dimaksudkan untuk meniru kelenturan atau jahitan yang dijahit ke setelan jas. Dan satu kekhawatiran lagi yang membuat para penguji khawatir: jika terjadi pendaratan miring, salah satu cincin sistem fleksibilitas pakaian antariksa (yang memberi astronot mobilitas yang cukup) dapat bersandar pada roller pendukung lateral dan akan ditekan ke lengan astronot dengan kekuatan sedemikian rupa sehingga bahkan patah tulang pun mungkin terjadi.
Tempat duduk Subjek F di kursi yang dipasang di kereta luncur perkusi tidaklah mudah. Bayangkan seorang teman mabuk yang sudah mati naik taksi. Dua siswa mendukung F di pinggul, dan satu di belakang. F berbaring dengan kaki tertekuk terangkat, - seseorang berbaring dengan cara yang sama jika kursinya tiba-tiba patah di kaki belakangnya. Proses ini dipimpin oleh John Bolt, Laboratorium Trauma Biomekanik OSU. Dia berteriak kepada murid-muridnya: "Satu, dua, tiga!" Pendorong piston diarahkan ke sisi kanan "subjek F", yaitu melintasi gerakan normal. Ini adalah yang paling berbahaya dari semua arah.
Saat kepala yang tidak aman berayun dari sisi ke sisi, otak menggantung di dalam tengkorak. Zat yang sangat halus ini mengalami kompresi dan peregangan secara berkala selama pukulan semacam itu. Dampak samping yang parah dapat menyebabkan cedera otak, perdarahan, edema, dan akhirnya koma dan kematian.
Hal serupa terjadi pada hati. Jantung yang penuh darah bisa memiliki berat tiga ratus gram. Ada banyak ruang di sekitar, dan pada benturan samping, ia dapat berayun bebas dari sisi ke sisi, menarik aorta. Jika jantung yang berat menarik terlalu kuat pada aorta, mereka dapat menjauh satu sama lain. "Pecahnya aorta" - ini adalah keputusan Homert.
Dan sekarang "subjek F" sudah siap. Kami naik ke atas untuk melihat apa yang terjadi dari panel kendali. Lautan lampu menyala dan ada desahan keras. Tidak terlalu dramatis. Karena udara terkompresi melakukan semua pekerjaan di sini, pengujian kereta luncur tumbukan secara mengejutkan tenang, tanpa suara benturan. Selain itu, semuanya terjadi begitu cepat sehingga Anda hampir tidak memperhatikan apa pun dengan mata Anda. Seluruh proses difilmkan pada kecepatan bingkai sangat tinggi. Kemudian semua ini dapat diperiksa dengan cermat dalam gerakan lambat.
Kami berpegangan pada layar. Lengan subjek F terangkat di bawah tali bahu - tepat di tempat tali dada tambahan telah dilepas. Sepertinya tangan tersebut memiliki sendi tambahan dan bengkok di tempat yang seharusnya tidak ditekuk. "Ini tidak bagus," komentar seseorang terdengar.
Subjek F menerima klik yang sesuai dengan 12-15g. Tepat di garis inilah cedera serius hampir tak terhindarkan. Besarnya kerusakan yang diterima oleh korban tidak hanya bergantung pada kekuatan pukulan, tetapi juga pada waktu pemaparan. Dan percepatannya sendiri juga tergantung dari waktu yang dibutuhkan untuk berhenti. Jika, katakanlah, sebuah mobil berhenti tiba-tiba setelah menabrak tembok, dalam sepersekian detik pengemudi dapat melewati beban berlebih hingga 100 gram. Jika mobil yang sama memiliki kap yang kusut (dan saat ini fitur keselamatan seperti itu tidak lagi langka), pengereman diperpanjang seiring waktu dan beban puncak akan mencapai, katakanlah, hanya sepuluh g. Opsi ini menyisakan banyak peluang untuk bertahan hidup.
Siswa menempatkan Subjek F di atas tandu dan memasukkannya ke dalam mobil van. Di OSU Medical Center, itu akan dipindai dan dirontgen. Hasil cetakan, radiograf, dan kemudian hasil otopsi akan menunjukkan semua kerusakan yang disebabkan oleh benturan, berkontribusi pada pengetahuan umum yang akan membantu astronot masa depan untuk tidak mengulangi nasib "subjek F" di kursi pesawat luar angkasa mereka.
© 2010 Mary Roach. Kutipan dari Packing forMars: The Curious Science Of Life in the Void, diterbitkan 2 Agustus 2010 oleh WWNorton. Diterjemahkan oleh Andrey Rakin.
Mary Roach
