في يوليو الماضي، مرت خمسون سنة
على صعود البشر لسطح القمر لأول مرة
ما أعاد تعريف كيفية إدراكنا لكوكبنا.
في كل مرة رأيتَ فيها شخصًا يمشي على سطح القمر أو في الفضاء،
كنتَ تراهم مرتدين بدلة الفضاء.
تجسد بدلة الفضاء معنى أن تكون جزءًا من الجنس البشري
وتستكشف وتحقق شيئا اعتقدنا أنه مستحيل.
لكن البدلة ليست مجرد قطعة ملابس بسيطة.
تعتبر بدلة الفضاء أحد أعظم الإنجازات الهندسية الفنية التي حققناها على الإطلاق.
فهي تفعل كل ما تقوم به المركبة الفضائية
لإبقاء الشخص على قيد الحياة
باستثناء أنه يمكن ارتداؤها.
ولكن على الرغم من مدى تقدمها
إلا أن ارتداء بدلة الفضاء خطر بشكل مدهش.
لا يمكن معرفة ذلك بمجرد النظر إليها،
لكن هذه البدلة تسبب الأذى لرواد الفضاء
فتصيبهم بالكدمات والالتواءات وانضغاط الأعصاب،
وحتى اقتلاع الأظافر.
احتاج 23 رائد فضاء إلى جراحات على مستوى الكتف
لإصلاح التمزقات في عضلات الكُفة المُدورَة.
إذا حدث شيء من هذا القبيل على سطح القمر أو المريخ،
فهذا يمكنه تخريب المهمة.
خلاصة القول أن تحسين بدلة الفضاء
يعتبر واحدا من أكبر الحواجز التي تعرقل استكشاف الإنسان للفضاء
والتي لا يتحدث عنها أحد.
أعتقد أن أحد أهم الأشياء التي يمكننا القيام بها لتطوير العلوم
هي إرسال إنسان إلى المريخ.
لقد تعلمنا الكثير من مسابيرنا الاستكشافية،
لكنها آلات محدودة الإمكانيات.
شخص واحد على سطح ذلك الكوكب
يمكنه أن يفك ألغاز تاريخ تشكل نظامنا الشمسي،
أو ربما حتى كيف بدأت الحياة.
سوف يتطلب الأمر مليارات الدولارات لإرسال الناس إلى المريخ،
ولكن الذهاب للمريخ لن يكون لمجرد البقاء داخل المحضنة طوال الوقت.
بل إن رواد الفضاء سيستكشفون وسيرتدون البدلة
كثيرًا.
مع خطط ناسا الحالية،
إذا أرسلت خمسة أشخاص إلى السطح لمدة 500 يوم،
فسيتطلب ذلك حوالي 1000 عملية سير في الفضاء
على مدار مهمة واحدة.
لإعطائكم منظورًا،
لقد قمنا فقط بـ 400 عملية سير في الفضاء أو أكثر بقليل
على مدار كامل تاريخ بعثات الإنسان إلى الفضاء.
هذا تقدم هائل في القدرة.
إن كنا سننجح في ذلك، وأعتقد أننا سننجح،
فنحن بحاجة إلى إعادة تعريف بدلة الفضاء جذريًا.
أصبحتُ مهتمة باستكشاف الفضاء
عندما كنت في الصف الثالث
عندما قضى أستاذي اليوم بطوله يخبرنا عن رواد الفضاء.
كانت المرة الأولى التي أدرك فيها بحق أن الناس يمكنهم الذهاب إلى هناك.
منذ ذلك الوقت، كانت رحلات الفضاء البشرية الشغف الدافع لحياتي.
ولكنني بدأت بفهم مدى صعوبة عمل رواد الفضاء وهم داخل بدلاتهم الفضائية
عندما ذهبت إلى المدرسة العليا.
كان يتم ضغط بدلة الفضاء بالأكسجين للسماح للرواد بالتنفس،
لكن هذا الضغط كان يجعلها قاسية وصلبة.
تصور محاولة صنع حيوان بالبالون.
عندما يُطوى البالون
فإنه يريد العودة إلى شكله الأصلي.
حاول المهندسون حل هذه المشكلة
من خلال دمج مفاصل البدلة بالثنايا والمحامل،
لكنها لا تزال تجبر الناس على التحرك بمِشية خرقاء وغير طبيعية.
للتحرك بالبدلة،
عليك أولًا تحريك جسمك حتى يلامس البدلة.
عندها فقط تبدأ البدلة نفسها في التحرك.
لا يمكنك أن تلمس رأسك ببساطة هكذا،
بدلًا من ذلك يجب على رواد الفضاء أن يأرجحوا أكتافهم
ثم يثنوا كوعهم للمس الخوذة.
تذكر كيفية فعل هذا صعب بما يكفي على الأرض،
ناهيكم عن صعوبته عندما تكون خارج مركبتك الفضائية،
وأنت تسافر بسرعة تزيد عن 27000 كيلومتر في الساعة.
تناسبية البدلة قضية رئيسية أخرى.
في مارس 2019،
كان على وكالة ناسا إلغاء أول سير في الفضاء لمجموعة مكونة من النساء
لأن البدلات المتاحة لم تلائم أفراد الطاقم،
وكان سيستغرقهم الكثير من الوقت
لصنع بدلة مختلفة مناسبة الحجم وهُم في المدار.
لذلك فالضغط وعدم التناسبية هما السببان في تعرض رواد الفضاء للإصابات
في كل مرة يستعملون البدلة.
ولهذا السبب كرست حياتي المهنية لتصميم بدلة فضائية أفضل.
الخطوة الأولى تكمن في فهم كيفية تحرك الناس أثناء ارتداء البدلة.
لا يمكن رؤية داخل البدلة ببساطة
لفهم كيف ولماذا يصاب رواد الفضاء.
لذا وبمساعدة طلابي في جامعة كولورادو بولدر،
طورنا أجهزة استشعار يمكن ارتداؤها لرؤية البدلة من الداخل
ومعرفة كيفية تحرك الرواد في البدلة وتفاعلهم معها.
باستخدام هذه البيانات
نأمل أن نكون قادرين على التنبؤ بأريحية البذلة من عدمها
أو هل تسبب الإصابات
بعد أن يرتديها شخص ما لبضع مئات المرات.
عندما يخطوا البشر خطواتهم الأولى على سطح المريخ.
ستكون أحذيتهم أول ما يلمس السطح.
لم يضطر رواد الفضاء إلى السير في بدلاتهم الفضائية
منذ أن غادر رواد بعثة أبولو القمر عام 1972.
لا تكون القدم مُحكمة داخل الحذاء لأنه مضغوط أيضًا.
سيكون الأمر مثل ارتداء زوج من أحذية المشي
ذات قياس أكبر من قدمك.
في كل مرة تخطو،
يرتفع الكعب من الخلف
مما يتسبب في ظهور بثور وطاقة مهدرة وحركة خرقاء.
خلاصة الموضوع،
إذا أصابك تقرح في نزهة فستفسد النزهة فقط.
لكن إذا أصابك تقرح على سطح المريخ،
فسيصعُب عليك القيام بعملك.
ويمكن أن يكون أكثر إيلامًا.
واجه أحد رواد الفضاء مشكلة في الحذاء
وقال أن الألم كان كطعنات السكين.
لتصميم حذاء بدلة فضاء أفضل،
بنى طالبي أوبي نظام التقاط حركة رباعي الأبعاد
والذي يقيس شكل القدم أثناء المشي.
باستعمال هذه البيانات
نخطط لإعادة تصميم كيفية تناسب القدم مع الحذاء
لضمان قدرة رواد الفضاء على استكشاف المزيد والمزيد.
ولكن إذا أردنا حقًا إحداث ثورة في بدلات الفضاء للمريخ،
فعلينا حماية الجسم
بطريقة جذرية ومختلفة عما نفعله الآن.
أعتقد أن الحل لبدلة الفضاء المريخية
يعتمد على تصور بدلة مرنة كالجلد،
كان الدكتور بول ويب أول من اقترح هذا التصور في الستينيات.
وتتمحور حول استخدام مفهوم يسمى بالضغط الميكانيكي المضاد،
مما يعني أنه بدلًا من استخدام الملابس المتضخمة
للضغط على الجلد،
ستضغط البدلة نفسها على الجسم.
لسوء الحظ لم تلقى هذه البدلات رواجا أبدًا
لأنه من الصعوبة بمكان خلق ضغط على الأشكال المعقدة للجسم،
مثل منطقة الإبط.
عندما كنت طالبة دراسات عليا أرسلني مستشاري إلى إيطاليا
للعمل مع شركة داينيزي التي تصمم بدلات سباق الدراجات النارية.
قال لي ديفيد:
"هؤلاء الأشخاص هم أفضل المصممين الذين ستقابلين على الإطلاق.
أريدك أن تستخدمي مهاراتك الهندسية مع مهاراتهم في التصميم
لصنع بعض النماذج الميكانيكية لبدلات الضغط المضاد. "
لذا ذهبت إلى إيطاليا.
كان ذلك الصيف من أكثر التجارب إبداعًا وإلهامًا
التي خضتها بصفتي مهندسة.
كل يوم كنا نحَضر أنا وستيفانو بعض النماذج الأولية لبدلات الفضاء،
ثم نختبرها ثم نغير التصميم،
كنا ندنو دائمًا من صنع بدلة الفضاء الميكانيكية المضادة للضغط،
لكننا ما زلنا بعيدين عن بدلة صالحة لرحلات الفضاء.
مذاك الحين وأنا أواظب على العمل مع فريق الأصدقاء هذا
القادمين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومن جامعة مينيسوتا
ومن معهد ملبورن الملكي للتكنولوجيا في أستراليا
ومن شركة ديفيد كلارك ومن وكالة ناسا
لمواصلة العمل الدؤوب على قضية التصميم هذه.
في مختبري الآن،
نحن نتحدى أسلوب تفكيرنا في استخدام الضغط الميكانيكي في بدلات الفضاء.
فبدلًا من اختيار إما الضغط الميكانيكي المضاد
أو ضغط الغاز،
لماذا لا نختار الاثنين معا؟
إذا قطعنا مشكلة التصميم إلى النصف
وطبقنا على سبيل المثال 50% من الضغط بطبقة ضيقة مرنة
والـ %50 المتبقية ببدلة غاز تقليدية مضغوطة مثل التي نستخدمها الآن،
فسنكون قادرين على حماية روادنا ببدلة أقل صلابة
ولكنها أكثر أمانًا بتكرار العناصر الحيوية.
فبدلة مثل تلك
ستمكن من إرسال بعثة بشرية إلى المريخ.
أؤمن أنني سأكون محظوظة بما فيه الكفاية
لرؤية الناس يمشون على سطح المريخ قبل أن أموت.
ولكن لجعل مهمة بهذا الحجم جديرة بالاهتمام،
علينا أن نضمن سلامة رواد الفضاء.
وعلينا التأكد من قدرتهم على الاستكشاف وإجراء التجارب
يوما بعد يوم.
حان الوقت لتخيل تصميم جديد لبدلة الفضاء الأيقونية الخاصة بنا.
شكرًا لكم.
(تصفيق)