המעבדה לציפה נייטרלית
המעבדה לציפה נייטרלית (Neutral Buoyancy Laboratory) היא מתקן של מנהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי של ארצות הברית, המיועד לאימון של אסטרונאוטים בתנאים המדמים חוסר משקל, באמצעות פעילות בתוך ברכת מים לציפה נייטרלית. המתקן ממוקם בסמוך למרכז החלל ג'ונסון בעיר יוסטון שבטקסס.
המתקן
המעבדה ממוקמת במתקן האימון על שם סוני קרטר ביוסטון. הפעילות העיקרית במעבדה מתרחשת בברכת מים השוכנת במבנה מקורה. ממדי הברכה הם 61 מטר לאורך, 31 מטר לרוחב ו-12.34 מטר לעומק (מהם 6.17 מטר מתחת למפלס הקרקע[1]). היא מכילה 23.5 מיליון ליטר מים. היא הברכה הגדולה ביותר בעולם מסוגה. מי הברכה מוחזקים בטמפרטורה קבועה של 30 מעלות צלזיוס.
ההחלטה על הקמת המתקן התקבלה בשלהי שנות השמונים, לאחר שמתקן דומה (ה-WETF - ראו להלן) במרכז החלל על שם ג'ונסון נמצא כקטן מכדי להתאים למשימות האימונים החדשות של נאס"א. הברכה החדשה נועדה להיבנות בממדים של 72 מטר לאורך, 41 מטר לרוחב ו-18 מטר לעומק. ממדיה הוקטנו כדי שאפשר יהיה לבנות אותה בתוך מבנה קיים ביוסטון, שנאס"א רכשה בראשית שנות התשעים מחברת מקדונל דאגלס. הקמת המתקן החלה בשנת 1995.
האימונים במתקן
האסטרונאוטים מתאמנים בברכה כשהם עוטים חליפות הדומות לחליפות המיועדות לפעילות חוץ-רכבית ונושמים תערובת נייטרוקס. הם מוכנסים לברכה באמצעות מנוף. לאחר כניסתם למים נבדק משקלם ומוספות להם משקולות על מנת שיהיו במצב של ציפה נייטרלית (כלומר ללא נטייה לצוף כלפי מעלה וגם ללא נטייה לצלילה כלפי מטה). גם מכשירי האימון שבהם משתמשים האסטרונאוטים, כמו כלי עבודה, נבנו במיוחד על מנת שתהיה להם ציפה נייטרלית. האימון בתוך הברכה נמשך לעיתים מספר שעות ברצף. הוא נערך בפיקוחם של צוללי עזר המשתמשים בציוד נשימה סטנדרטי.
בתוך הברכה משוקעים דגמים של רכבי חלל, אשר האסטרונאוטים מתאמנים בטיפול בחלקיהם על פי צורכי נאס"א וסוכנויות החלל שעמן היא משתפת פעולה. כיום (2018) מתאמנים אסטרונאוטים בברכה בעיקר על דגם חלקי של תחנת החלל הבינלאומית. דגמים נוספים של חלליות שהובאו לברכה לצורך אימונים היו של הסוכנות היפנית לחקר החלל (חללית HTV) וסוכנות החלל האירופית (חללית ATV) ודגמי החלליות דרגון וסיגנוס. בעבר התאמנו אסטרונאוטים בברכה על דגמים של מעבורת החלל של ארצות הברית ושל טלסקופ החלל האבל, אך דגמים אלו הוצאו מן הברכה לאחר שהסתיים הצורך באימונים עליהם.
אחד החסרונות של אימונים בברכת ציפה נייטרלית הוא כוח הגרר של המים שבתוכה. כוח זה מקשה על הכנסת עצם לתנועה ומקל על השארתו במצב נייח - ההפך מהמתרחש בסביבה אמיתית של חוסר משקל. כמו כן, כיוון שעל המתאמנים פועל כוח כובד, חשוב שהם לא ייטלטלו בתוך חליפות האימונים שלהם. דבר זה מושג על ידי התאמה מדויקת שלה למידות גופם.
מתקנים קודמים של נאס"א
לפני הפעלת המעבדה לציפה חיובית הפעילה נאס"א מספר ברכות ציפה נייטרלית אחרות.
מתקן האימון הראשון מסוג זה - הסימולטור לציפה נייטרלית (Neutral Buoyancy Simulator) (NBS) - נמצא במרכז טיסות החלל על שם מרשל במדינת אלבמה. הוא היה פעיל בשנים 1967-1997. היו בו שלושה מכלי אימון:
- מכל עגול בקוטר של 2.4 מטר ובעומק של 2.4 מטר
- מכל עגול בקוטר של 7.6 מטר ובעומק של 4.6 מטר.
- מכל עגול שהוסף ב-1968 בקוטר של 23 מטר ובעומק של 12 מטר.
המתקן האימון השני היה מתקן הטבילה במים (Water Immersion Facility) (WIF) ששכן בבניין 5 במרכז החלל על שם ג'ונסון ביוסטון. הייתה זו ברכה עגולה בקוטר של 7.6 מטר ובעומק של 4.9 מטר.
המתקן השלישי שכן בבניין 29 במרכז החלל על שם ג'ונסון. מתקן האימון בסביבה חסרת משקל (Weightless Environment Training Facility) (WETF) היה ברכה מלבנית באורך של 24 מטר, ברוחב של 10 מטר ובעומק של 7.6 מטר. המתקן היה פעיל בשנים 1980-1998. משום שהברכה הייתה קטנה מלהכיל דגמים של רכבי החלל החדשים - תחנת החלל פרידום ותחנת החלל הבינלאומית - נבנתה במקומה המעבדה לציפה נייטרלית.
מתקנים דומים בעולם
- ב-1980 נפתחה במרכז האימונים לקוסמונאוטים על שם גגארין בסטאר סיטי שברוסיה ההידרו לאב (Hydro Lab) - ברכה עגולה בקוטר של 23 מטר ובעומק של 12 מטר. הברכה נבנתה בין השאר לאחר ביקור של קוסמונאוטים בסימולטור לציפה נייטרלית של נאס"א
- מתקן לציפה נייטרלית (Neutral Buoyancy Facility) ממוקם במרכז האימונים של תוכנית החלל הסינית בבייג'ינג. מצויה בו ברכה עגולה בקוטר של 23 מטר ובעומק של 10 מטר
- מתקן לציפה נייטרלית ממוקם במרכז האסטרונאוטים האירופי בקלן שבגרמניה. מצויה בו ברכה מתומנת באורך של 22 מטר, ברוחב של 17 מטר ובעומק של 10 מטר.
- במרכז החלל צוקובה באיברקי שביפן הייתה ממוקמת ברכת ציפה נייטרלית (Weightlessness Environment Test System). הברכה הייתה עגולה, בקוטר של 16 מטר ובעומק של 10.5 מטר. היא נפתחה ב-1997 והושבתה ב-2011 בעקבות נזקים שנגרמו לה ברעידת אדמה.
- באוניברסיטת מרילנד בארצות הברית ממוקם מתקן המחקר בציפה נייטרלית (Neutral Buoyancy Research Facility), ברכה עגולה בקוטר של 15 מטר ובעומק של 7.6 מטר, שנבנתה ב-1992. המתקן הוא חלק מהמעבדה למערכות חלל, שהייתה ממוקמת במקור במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס. הברכה הוקמה במרילנד בנפרד מ-MIT לאחר שנאס"א העניקה למעבדה למערכות חלל מענק לבניית הברכה והתברר שאין ב-MIT מקום מספיק להקמתה.
קישורים חיצוניים
- מאמר על הפעילות במעבדה לציפה נייטרלית (באנגלית)
הערות שוליים
23510385המעבדה לציפה נייטרלית