Zeit, sich auf EVA von der ISS vorzubereiten

An Bord der Internationalen Raumstation (ISS) gibt es kein Notfluchtverfahren, das Extravehicular Activity (EVA) beinhalten würde. Wenn Sie in Ihrem Raumanzug rasen würden, seien es die Extravehicular Mobility Units (EMU) oder der russische Raumanzug Orlan-M, wäre es von Ihrer EVA zurück zur gemeinsamen Luftschleuse "Quest" der ISS, wie die italienische ESA ( European Space Agency) Astronaut Luca Parmitano tat während seiner zweiten EVA, als sein EMU-Helm begann, sich mit Kühlwasser zu füllen, das aus seiner PLSS (Portable Life Support Unit) stammte:

      ^{Blick auf die Quest-Luftschleuse (links), aufgenommen vom Space Shuttle Atlantis während des Andockvorgangs am 9. April 2002 als Teil der
      STS-110-Mission zur Internationalen Raumstation. (Bild: NASA)}

Welche Raumanzüge an Bord der ISS sind, wurde auch bereits in dieser Antwort behandelt , und ich sage das alles, damit nicht erwartet wird, dass das Verfahren, in den eigenen Raumanzug zu steigen, ein zeitgesteuertes oder lebensrettendes Rennen sein würde Veranstaltung.

Bevor die Schleusenluke geöffnet wird und die EVA losfährt, müssen viele Vorbereitungen getroffen werden, um sicherzustellen, dass die EVA reibungslos abläuft. Wir werden am meisten am EVA-Anlegeverfahren interessiert sein, aber der Vollständigkeit halber füge ich gekürzte Versionen der vollständigen Standard-EVA-Vorbereitungen bei, die aus der EVA-Support-Informationsbroschüre (PDF) der ESA stammen:

• Airlock-Vorbereitung :

  Am Tag vor dem Start der ersten EVA muss die ISS Quest Joint Airlock konfiguriert und aktiviert werden. Die Ausrüstung muss so ausgelegt sein, dass sie für die EVA-Astronauten während der EVA leicht zugänglich ist. Dazu gehören Hardware für die Installation während der EVA und Werkzeuge, die für die Durchführung der entsprechenden Arbeiten erforderlich sind, die auch vor Beginn der EVA (und während) konfiguriert werden müssen.

• Kasse des EVA-Anzugs :

  Die EVA-Anzüge sind als Extravehicular Mobility Units oder EMUs bekannt. Diese Verfahren werden mindestens 1 Tag vor der EVA durchgeführt. Der Zweck der EMU-Prüfung besteht darin, die Integrität der Anzüge sicherzustellen. Dies kann Aufgaben wie das Einschalten und Einlegen der während der EVA erforderlichen Anzügebatterien, das Überprüfen der Lebenserhaltungssysteme und der Safer-Einheiten (Simplified Aid for EVA Rescue) umfassen, die es einem Astronauten ermöglichen, zur ISS zurückzukehren, wenn er während der EVA ungebunden kommt und Prüfen, ob die Kommunikationsgeräte des Anzugs funktionieren.

• Camping Out (Stickstoffspülung) :

  Astronauten müssen in sehr guter körperlicher Verfassung sein, um eine Aktivität außerhalb des Fahrzeugs durchführen zu können. Eines der potenziellen Risiken im Zusammenhang mit EVA-Arbeiten ist die Dekompressionskrankheit. Aus diesem Grund atmen die Astronauten vor der EVA reinen Sauerstoff ein, um Stickstoff aus ihrem Blutsystem zu entfernen.
  
  Am Tag vor der EVA schlafen die betreffenden Astronauten in der Schleuse, die abgedichtet und der Druck von 1 bar auf 0,7 bar reduziert wird. 1 bar ist der normale ISS-Druck (und der Erde auf Meereshöhe). Dieser Vorgang wird als Campingout bezeichnet.

• Anziehen von EVA-Anzügen :

  Die als Extravehicular Mobility Units oder EMUs bekannten EVA-Anzüge sind äußerst komplex und enthalten viele verschiedene Schichten und Systeme, um dem Astronauten während EVAs eine möglichst sichere und komfortable Umgebung zu bieten und gleichzeitig für die Erfüllung der anstehenden Aufgaben funktionsfähig zu bleiben. Die EVA-Astronauten werden normalerweise von einem oder mehreren Astronauten beim Anziehen ihrer Anzüge unterstützt, wobei während dieses Vorgangs entsprechende Kontrollen durchgeführt werden.
  
  Beim Anziehen zieht der Astronaut zuerst das Urinsammelgerät und dann ein Kleidungsstück zur Flüssigkeitskühlung und -belüftung an. Durch dieses Spandex-Kleidungsstück verlaufen Wasserkühlschläuche und es unterstützt auch ein Kanalnetz, das Belüftungsgas aus den Extremitäten des Anzugs zieht und es zurück zum primären Lebenserhaltungssystem leitet.
  
  Der Astronaut steigt nun in die Lower Torso Assembly des Raumanzugs und steigt dann in den Hard Upper Torso Abschnitt, der durch einen Adapter an der Luftschleusenwand befestigt ist. Die Lower Torso Assembly kann als Taille, Hose und Stiefel der EMU angesehen werden und hat Trennfugen über dem Knie und über dem Knöchel. Der flexible Taillenabschnitt und die Hüftlagerung ermöglichen dem Astronauten ein hohes Maß an Bewegung um die Taille herum, z. B. Beugen und Hüftrotation.
  
  
  ^{ISS-Expedition 12-Flugingenieur Valery Tokarev wird
  am 23. Oktober 2005 von Expedition 12-Kommandant Bill McArthur in den harten Oberkörperabschnitt einer EMU unterstützt. (Bild: NASA)}
  Der harte obere Torso ist eine starre Glasfaserweste, an der die untere Torso-Baugruppe befestigt wird. Es fungiert auch als Befestigungspunkt für den Helm und die flexiblen Armabschnitte, die ein Armlager haben, um eine Armrotation zu ermöglichen. Das Lebenserhaltungssystem ist an der Rückseite dieser Baugruppe angebracht, wobei die Lebenserhaltungssteuerungen an der Vorderseite angebracht sind und für den Astronauten leicht erreichbar sind. Die Verbindungen zwischen den beiden Teilen müssen ausgerichtet sein, um die Zirkulation von Wasser und Gas in das Liquid Cooling Ventilation Garment und den Rücklauf zu ermöglichen. Das Lebenserhaltungssystem versorgt das Besatzungsmitglied mit reinem Sauerstoff zum Atmen, entfernt ausgeatmetes Kohlendioxid, reguliert die Temperatur im Anzug und hält den Druck während des EVA auf 0,3 bar, das sind 30 % des Luftdrucks auf Meereshöhe und auf der Erde 30 % des normalen ISS-Luftdrucks. Dieser niedrige Druck ist notwendig, um die Flexibilität des Anzugs zu erhalten. Wenn das Druckniveau höher wäre, würde der Anzug zu steif werden, um zu funktionieren.
  
  Sobald der Oberkörperteil angelegt ist, setzen die Astronauten ihr Kommunikations-Headset auf, das auch als Schnüffelmütze bekannt ist, mit Kopfhörern und Mikrofonen für die bidirektionale Kommunikation zwischen Besatzungsmitgliedern und der Missionskontrolle. Darauf folgen die Handschuhe und zuletzt die Visier- und Helmbaugruppe für den Außeneinsatz.
  
  Dies bietet Schutz vor Mikrometeoroiden und vor ultravioletter und infraroter Sonnenstrahlung. Diese besteht aus einem robusten, schlagfesten Polycarbonat-Material. Eine Entlüftungsbaugruppe, die an der Innenseite der Rückseite der Polycarbonatschale befestigt ist, dient dazu, das einströmende Gas über das Gesicht des Astronauten zu verteilen.
  
  Die fahrzeugexterne Visierbaugruppe ist eine licht- und wärmedämpfende Schale, die über die Helmbaugruppe passt. Es wurde entwickelt, um Schutz vor Mikrometeoroiden und versehentlichen Aufprallschäden zu bieten und das Besatzungsmitglied vor Sonneneinstrahlung zu schützen. Eine spezielle Beschichtung verleiht der Sonnenblende optische Eigenschaften ähnlich denen eines Zwei-Wege-Spiegels; es reflektiert Sonnenwärme und Licht, erlaubt dem Astronauten jedoch zu sehen. Verstellbare Augenmuscheln können über das Visier heruntergezogen werden, um zusätzlichen Schutz vor Sonnenlicht und Blendung zu bieten.
  
  Eine zusätzliche Einheit, die an der EMU angebracht wird, sobald sie angelegt ist, ist die SAFER-Einheit. Dies ist ein kleines, in sich geschlossenes, antreibendes Rucksacksystem, das verwendet wird, um einem EVA-Crewmitglied eine frei fliegende Selbstrettungsfähigkeit zu bieten, wenn es während eines EVA von der ISS getrennt wird.
  
  Um die EMU-Batterieleistung nicht unnötig zu verbrauchen, bleiben die EMUs über eine Nabelschnur mit der Stromversorgung der ISS verbunden. Die Raumanzüge werden dann mit reinem Sauerstoff belüftet und die Luftschleuse wieder auf 1 bar unter Druck gesetzt. Die EVA-Besatzungsmitglieder werden das Voratmen von reinem Sauerstoff in ihren Raumanzügen 50 Minuten lang fortsetzen. Die EVA-Astronauten gehen in die Mannschaftsschleuse der Quest-Luftschleuse, wo die Luke geschlossen wird. Die Druckentlastung der Crewlock wird nun eingeleitet.

• Druckentlastung :

  Der übliche Druck innerhalb der ISS beträgt 1 bar, in der Quest-Schleuse jedoch 0,7 bar während der Druckentlastung in Verbindung mit der Stickstoffspülung. Wenn sich die Astronauten in der Crewlock befinden und bereit sind, ihre EVA zu starten, wird dieser Druck zunächst auf 0,35 bar reduziert, wenn eine Dichtheitsprüfung an den Anzügen durchgeführt wird. Wenn dies in Ordnung ist, wird der Druck im Crewlock auf 0,2 bar reduziert. Die endgültige Druckentlastung auf Vakuum erfolgt durch Entlüften durch ein Ventil in der EVA-Luke. Die Luke kann nun geöffnet werden und die EVA kann beginnen.

Ich habe die anderen Punkte, die uns nicht so sehr interessieren, etwas gekürzt, um Ihre Fragen zu beantworten, aber die vollständige Beschreibung und viele weitere Fotos, die das Verfahren erklären, finden Sie in der verlinkten Broschüre. Wie Sie sehen können, sind diese Verfahren mühsam und zeitaufwändig. Das Anziehen des Raumanzugs könnte das kürzeste der Verfahren sein, würde aber in Wirklichkeit immer noch Stunden dauern, da die bald zu EVA-Astronauten möglicherweise schon lange in der Unterkörperversammlung sind, bevor sie den Rest des Raumanzugs und die gesamte daran befestigte Ausrüstung anziehen .

Abschließend können wir also sagen, dass alle Eingriffe mindestens einen Tag dauern und das Anziehen des Raumanzugs selbst vielleicht ein paar Stunden? Niemand würde auch Rennen fahren, es gibt viel zu viele Dinge zu überprüfen und erneut zu überprüfen, komplette Raumanzüge sind im Wesentlichen Ihre persönlichen Mini-Raumschiffe mit allem Schnickschnack, und das bedeutet, dass sie komplex sind und gleichzeitig versuchen, so ergonomisch wie möglich zu sein, sobald Sie drin sind Sie. Dafür wurde der Komfort beim Ein- und Aussteigen etwas geopfert. Und Sie können nicht einfach aus dem Bahnhof gehenentweder einmal im Anzug. Die Druckentlastung der Luftschleuse vor dem Austritt wird einige Zeit in Anspruch nehmen, ebenso wie die erneute Druckbeaufschlagung und manchmal das Entfernen möglicher Verunreinigungen (wie Ammoniak, das als externe Kühlflüssigkeit verwendet wird und an diesen Systemen wird häufig während EVAs gearbeitet, wenn es nicht gebacken werden konnte -off während EVA mit Sonneneinstrahlung oder Luftschleusensensoren erkannten immer noch einige, obwohl versucht wurde, keine einzubringen) während des Eindringens.

Einiges davon hängt davon ab, welchen Raumanzug sie verwenden werden. An der Station gibt es zwei Sätze von Anzügen. Die russischen Orlan-Anzüge und die US-Anzüge.

Die US-Anzüge müssen angepasst werden, um Bits zu verlängern / zu verkürzen, damit sie richtig passen. Frühere Anzüge wurden auf Shuttle-Flügen individuell angepasst und die Anpassung durch geschulte Techniker dauerte Stunden oder Tage. Die aktuellen Anzüge auf der Station sind Upgrades, die einfacher und schneller sind, aber dennoch einige Zeit brauchen, um sich anzupassen.

Daher dauert die erste EVA eines Astronauten in einem US-Anzug aufgrund dieses Problems länger als die zweite.