Padobranski skok iz stratosfere
Padobranski skok iz stratosfere vrsta je ekstremnog padobranskog skoka sa gornje granice stratosfere uz pomoć specijalno dizajnirane zaštitne opreme i balona za velike visine.[1] Kako su pedesetih godina 20. veka avioni na mlazni pogon leteli sve brže i sve više ratna vazduhoplovstva SAD i SSSR počela su da iskazuje sve veću zabrinutost za bezbednost posada u slučaju potrebe za napuštanjem aviona na velikim visinama. Testovi koji su izvođeni sa eksperimentalnim lutkama pokazali su da telo u slobodnom padu sa tako velikih visina često zapada u pljoštimični kovit, kada brzine rotacije (tumbanja) dostiže i preko 200 okreta u minuti, što može imati fatalne posledice po ljudski organizam. Zato se skokovima eksperimentalnih padobranaca iz stratosfer želelo da istraže efekati ubrzanja do supersoničnih brzine na ljudski organizam. I nakon dobijenih rezultata postave novi standardi u avijaciji, jer do skokova Feliksa i Justasa iz startos niko ranije nije dostigao. brzinu zvuka sopstveni telom, bez letenja u avionu. Ovim skokovima ne „testira“ se samo ljudsko telo već i nova visinska oprema i razvijaju procedura za boravak na velikim visinama u uslovima ekstremnog ubrzanja, namenjena. svemirskim profesionalcima, kao i potencijalnim svemirskom turistima.
Istorijat uredi
Prvi let balonom do nižih slojeva stratosfere, u kome je čovek u specijalno konstreuisanoj gondoli dostigao visinu od 15.785 m (51.788 ft) realizovan je 1931. od strane švajcarskog fizičara, pronalazača i istraživača Ogista Pikara.[2]
Projekti Manhajn i Ekselsior uredi
Prvi padobranski skok iz viših slojeva stratosfere započeli su 1955 godine u okviru dva projektra američkog vazduholovsta, Menhajn I, II III i Ekselsior I, II i III.
Prve rekorde u skokovima iz stratosfere (koji su preko 50 godina bili neoboreni) postavio je 1960. godine, pukovnik Džozef Kitindžer, (rođen 27. jula 1928, Tampa, Florida, Sjedinjene Američke Države). Ovaj danas bivši pilota, profesionalni oficir i penzionisani pukovnik američkog vazduhoplovstva, prve rekorde postavio je u okviru projekta Ekselzior III, skokom sa visine od oko 31 km. Projekat Ekselsior je naziv za niz eksperimentalnih padobranskih skokova iz stratosfere sproveden od strane Ratnog vazduhoplovstva SAD 1959. i 1960. godine Cilj ovog projekta bio je da se testiraju novi višestepeni padobranski sistemi. Skokove je izveo tada kapetan Ratnog vazduhoplovstva SAD Džozef Kitindžer. U jednom od skokova Kitindžer je oborio dva svetska vazduhoplovna rekorda (koja je 2012. oborio Feliks Baugartner), jedan za padobranski skok sa najveće visine, a drugi za najduži slobodni pad.
Projekat „Volga“ uredi
U okviru ruskok svemirskog programa 1. novembra 1962. dvočlana posada koju su činili pukovnik Dologov Ivanovič (vođa vazduhoplova) i major Jevgenij Andrejev trebalo je, nazavisno, da obavi skokove padobranom iz stratosfere uz pomoć specijalno konstruisanog balona sa gondolom „Volga“. Andrejev je prvi napustitio kabinu i njegov zadatak je bio da se sa visine od 25.500 m, bez otvaranja padobrana spusti što niže zemlji, i pri tome telom dostigne brzinu približnu brzini zvuka. Nakon Andrejeva sa visine od 25.600 m skok je izveo Ivanovič koji je trebalo da testira padobran sa automatskim otvaranjem, sopstvene konstrukcije. U stratosferskim uslovima približno sličnim vakuumu, to je bilo vrlo riskantno jer nije postojala adekvatna podrška vazduha za punjenje kupole padobrana. Pukovnik Dologov Ivanović i major Jevgenij Andrejev (jedan od najboljih svetskih padobranaca), u momentu skoka imali su svaki ponaosob preko 1.000 skokova, među kojima je bilo i dosta onih u kojima su se borili za sopstveni života, testirajući mnogobrojne vrste katapulta, padobrana, sistema veza, padobranskih automata.[3]
Ruski vojni probni padobranac i heroj SSSR[4] major Jevgenij Andrejev (1926—2004) u okviru sovjetskog kosmičkog programa 1. novembra1962. skočio je iz stratosfere iznad Sovjetskog grada Voljsk, sa visine od 25.458 m. Tokom slobodnog pada, do otvaranja stabilizacionog padobrana na visini od 958 m, on se kretao brzinom od 900 km na čas.[5] Ovo rastojanje Andrejev je savlado za 4 min i 30 sekundi. Ovim skokom on je postavio dva svetska rekorda; rekord u dužini slobodnog pada (24.500 m) i rekord u trajanju slobodnog pada (4 min i 30 sek). Andrejev je za razliku od pukovnika Dologova, bezbedno sleteo u blizini grada Saratova.[6][7]
Drugi ruski probni padobranac i heroj SSSR pukovnik Dolgov Ivanovič (1920—1962), koji je nakon majora Andrejava skoči iz iste gondole, 1. novembra 1962. godine, tragično je okončao život nakon skoka iz stratosfere sa visini od 25.600 m.[8] U test programu „Volga“, on je skočio iz specijalno konstruisane gondole u svemirskom odelu SI-3M od providnog materijala pod povišenim pritiskom, nakon čega je sledilo automatsko otvaralje padobrana i spuštanje do zemlje koje je trebalo da traje 38 minuta. Međutim u momentu napuštanja gondole, Ivanovič je slučajno udario o oštar klin na kabini i ošteti zaštitnu kacigu. Komisija za ispitivanje udesa zaključila je, da je zbog stvaranja otvora na zaštitnom šlemu pod povećanim pritiskom, u uslovima bliskim vakuumu došno do eksplozivne dekompresije i depresurizacije Ivanovičeve opreme, što je rezultiralo dekompresionom povredom i smrću izazvanom mehurićima gasa tokom hladnog ključanja krvi i hipoksije u uslovima sniženog parcijalnog pritiska kiseonika na velikim visinama.[9] Iako je padobranski sistem radio normalno, skok pukovnika Dolgova završio je smrtnim ishodom u vazduhu, pre njegovog prizeljenja.[10]
Projekat Red bul stratos uredi
Feliks Baumgartner, sportski padobarnac i ljubitelj eskstremnih sportova, 19. oktobra 2012, u okviru projekta Red bul stratos, nnakon više od 50 godina od postavljanja, oborio Kitindžerove rekorde, kada je iz specijalno konstruisane kapsule skočio sa visine od 128.000 fita (39 km).
Projekat Alana Justasa uredi
Alen Justas, američki računarski stručnjak, sportski padobranac i pilot, nakon opsežnih priprema koje su trajale 35 meseci, 24. oktobra 2014, skočio je iz stratosfere, sa visine od 41.842 m, i tako najverovatnije, postaće novi svetski rekorder u skokovima iz stratosfere (po objavljivanju zvaničnih podataka o rekordu od strane FAI).[11]
 |
 |
 |
Osnovni pojmovi uredi
- Zemljina atmosfera
Zemljina atmosfera predstavlja vazdušni omotač oko Zemljine kugle. Na osnovu usvojenih definicija, taj vazdušni omotač se deli na četiri sloja. Počev od Zemljine površine pa naviše, slojevi su: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera i ekzosfera (koja predstavlja granicu sa međuplanetarnim prostorom).[12]
- Stratosfera
Stratosfera je sloj zemljine atmosfere koji se prostire do visine od 50-55 km iznad Zemljine površine. U njoj se temperatura u početku ne menja, a zatim raste s visinom zbog prisustva velike količine ozona, koji se zagreva upijanjem štetnih ultraljubičastih zraka, štiteći na taj način živi svet na Zemlji. Koncentracija ozona je najveća na visini od 20–25 km. Sloj s ozonom naziva se ozonosfera. Zbog suvoće vazduha u stratosferi nema oblaka. Samo ponekad stvara se tanki sedefasti oblaci, sastavljeni od sitnih kapljica prehlađene vodene pare i kristalića leda. Stratosferu od troposfere odvaja tropopauza, a od mezosfere stratopauza. U gornjem delu stratosfere dominiraju zapadni vetrovi, dok se u gornjem sloju javljaju istočni vetrovi, naročito u toku leta.
- Karmanova linija
Karmanova linija je izračunata vrednost koja u stvarnosti nije baš 100 km (jer njena visina varira), ali je prihvaćen predlog Karmana da se za tu namenu koristi visina od 100 km, kao ceo broj koji se lakše pamti. Iako je Međunarodni komitet preporučio da linija bude na visini od 100 km, a ona postala široko prihvaćen kao donja granica svemira, još uvek u svetu ne postoji međunarodna pravna definicija razgraničenja između vazdušnog prostora zemlje i svemira, zbog neprihvatanja ove granice od strane SAD.[13][14]
Pre nego što je usvojena ova granica, brojne polemike vođene su dugo godina, među naučnicima i entuzijastima, oko definisanja granica gde se završava atmosfera i počinje svemir, i kako taj prostor od jednog letača čini astronauta. Striktno govoreći, Zemljina atmosfera se ne završava na određenoj visini, ali sa nadmorskom visinom ona postaje progresivno „tanja“ - razređenija.
„Kada je aeronautika bila mlada profesija, neki su mislili da svemir počinje na oko 15.000 m, pošto je na toj visini parcijalnog pritiska kiseonika u atmosferi toliko nizak da ne omogućava ljudima da u njoj funkcionišu duže vreme. Ova definicija uskoro je ustupila mesto drugim koje su za početak svemira uzimale; kraj stratosfere, termosfere ili egzospfere. Kako nijednu od ovih definicija nije ozvaničila bilo koje organizacije ili vlade, sve je brzo izbledelo iz leksikona.“
Tokom 1950-ih godina, kada je prethodnica agencije NASA, Nacionalni savetodavni komitet za vazduhoplovstvo, i američka vojska po prvi put razmišljala o letelicama koje bi mogle leteti svemirom, inženjeri su odlučili da se za prozvoljnu liniju početka svemira odredi nadmorska visini na kojoj bi dinamički pritisak atmosfere bio manje od jedne funte po kvadratnom metru, s obzirom da je tradicionalna kontrola aerodinamičkih površine koja je bila doneta u velikoj meri bila beskorisna u tom trenutku. Iako se ova visina razlikuje iz dana u dan iz područje u područje sa promenom vremenskih uslova, u celini gledano ona je prvobitno bila određena na oko 50 mi (80 km) (264,000 ft, or 81 km) i otprilike je označavala kraj mezosfere
Nešto kasnije Teodor fon Karman je izračunao da je ta visina oko 100 km (62 milje, 328.084 ft), i da bi iznad nje letelica trebalo da leti brže od orbitalne brzine, kako bi se svojim aeroidimaničkim osobinama mogla izvući iz atmosfere i ostati u semiru, što je i prihvaćeno od međunarodno priznatih institucija u ovoj oblasti. Nakon usvajanja, ove visine, kao linije razgraničenja, ona je postala međunarodno prihvaćena granica za mnoge namene; npr. određivanje početka svemira, vođenja evidencije svetskih rekorda dostignute visine i verifikaciju mnogih međunarodnih ugovora o svemiru.
Iznad ove linije može se govoriti o boravku ili letu u svemir. Zbog veoma razređenog vazduha tj zbog gubitka aerodinamičke potpore avionom se ne može leteti iznad ove visine. Iznad ove linije (granice) vladaju zakoni balistike, i kroz nju se kreću isključivo letelice na raketni pogon.[15]
Cilj uredi
Dr Džonatan Klark, medicinski direktor, Red Bul stratos projekta, u svojoj izjavi za javnost, najbolje ilustruje neke od ciljeva koji se ostvaruju skokovima padobranom iz stratosfere:
| „ | Mi ćemo ovim skokom postaviti nove standarde u avijaciji. Nikada pre Feliksa nije neko dostigao brzinu zvuka bez ulaženja u aviona Zato ovi projekti imaju za cilj da testiraju novu opremu i razviju nove procedure za boravak čoveka na velikim visinama i savladavanje ekstremnih ubrzanja. Cilj projekta je da se unapredi bezbednost „svemirskih profesionalaca“, kao i potencijalnih svemirskih turista.[16] | ” |
Prema tome ovi skokovi imaju više ciljeva;
- Naučnoistraživački
Sve do „ozbiljnijih“—naučnih istraživanja koja treba da daju odgovore na neka od pitanja, u brojnim neistraženim oblastima vazduhoplovne i kosmičke medicine, vazduhoplovstva i astronautike.
- Takmičarski
Pretežno sportski, sa namerom da se postave ili pravaziđu brojni rekordi u padobranstvu ostvareni pre više od 50 godina (1960),[17]
- Maraketinški
Koji se sprovode za potrebe kompanije koja su finansirala skok padobranom iz stratosfere (npr „Red Bull GmbH“).
Ovim projektima po prvi put je trebalo savladati zvučnu barijeru ljudskim telom (bez letelice) i saznati šta se u tom trenutku u njemu dešava. Takođe trebalo je prikupiti i mnoštvo drugih podataka o promenama u ljudskom telu koje se mogu javiti u slučaju hitnog napuštanja svemirskih i drugih letelica u stratosferi i prikupiti bezberoj naučnih podataka o karakteristikama promena u telu i zaštitnoj (visinskoj) opremi za buduće projekte.[17] kako bi se nastavilo sa unapređenjem bezbednosti letenja na velikim visinama.
Oprema uredi
Glavni delovi posebno dizajnirane oprem, za uspešno obavljanje padobranskih skokova iz stratosfere su: balon za velike visine (engl. high altide ballon), gondola ili kapsula (engl. capsule), visinsko (presurizovano) odelo (engl. pressure suit et hemmet), padobranski sitemi (engl. parachute system), grudni paket (engl. chest pack).[18]
Balon za velike visine uredi
| Karakteristike | |
|---|---|
| Tip |
|
| Materijal |
|
| Veličina, težina, obim i oblik |
|
 |
|
Visinsko (presurizovano) odelo uredi
Jedina zaštita tela, u toku slobodnog pada i spuštanja padobranom, kroz negostoljubivu stratosferu bilo je visinsko, presurizovano zaštitno odelo sa sistemima za održavanje života i zaštitnim šlemom (u koji je ugrađen sistem za komunikaciju sa kontrolom misije (mikrofon i slušalice)), posebno dizajnirano i konstruisano za ovu namenu, koje je od prvih skokova iz stratosfere do danas stalno usavršavano.
Odelo je projektovano i napravljeno po uzoru na odela koje nose piloti u toku leta na velikim visinama, ali je njegova konstrukcija određenim modifikacijama i podešavnjima poboljšavana u skladu sa rezultatima brojnih merenja i istraživanja u toku probnih faza pojedinih projekata.[19]
Odelo je tako dizajnirano da pruži zaštitu telu padobranca od niske i visoke temperature (u rasponu od +37,7 °C do -68 °C), radijacije, vetra i dekompresije na niskom atmosferskom pritisku od 0,135 bar-a (što je ekvivalentno atmosferskom pritisku na nadmorskoj visini od 10.677 m).
Za razliku od pilota koji su statični u toku leta i privezani za izbacivao sedište, i koriste šaku za upravljanje avionom, dotle padobranci u toku slobodnog pada i spuštanja padobranom moraju bez ograničenja da koriste pokrete svih delova tela kako bi stabilizovali telo u slobodnom padu i upravljali padobranom i glave kako bi primali vizuelne signale i uočavali orijentire na zemlji. Zato odelo i zaštitni šlem moraju da budu tako konstruisani da u optimalnim granicama omoguće pokrete tela i periferni vid.[20][21]
Odelo se sastoji od četiri sloja:
- Prvog ili unutrašnjeg koji pruža udobnost kretanja,
- Drugog pod nazivom „gasna membrana“, koji je pomagao u savladavanju razlike u vazdušnom pritisku
- Trećeg koji je održavao oblik odelu
- Četvrti ili spoljašnji, nezapaljiv koji je štitio od spoljašnjih temperaturnih uticaja i radijacije.
Dosadašnji padobranski rekordi ostvareni skokovima iz stratosfere uredi
| Naziv rekorda | Nosilac rekorda | Džozef Kitindžer SAD16. avgust 1960. |
Jevgenij Andrejev SSSR14. oktobar 2012. |
Feliks Baumgartner Austrija14. oktobar 2012. |
Alan Justas SAD 24. oktobar 2014 |
|---|---|---|---|---|---|
| SAD 44.420 m |
FAI[25] |
||||
| SAD 37.617 m |
FAI[25] |
||||
| SSSR
|
30 sec [a] |
20 sec |
27 sec | ||
| Austrija 1.357.6 km/h[24] FAI[25] |
FAI[25] |
||||
| Austrija 1.357.6 km/h[24] FAI[25] |
FAI[25] |
Napomene uredi
- ^ Jevgenij Andrejev je 1. novembra 1962, skočio sa visine od 25.458 m iznad Sovjetskog grada Voljsk i svoj padobran otvorio na 958 m. Ovim skokom on je postavio dva svetska rekorda; rekord u dužini slobodnog pada (24.500 m) i rekord u trajanju slobodnog pada (4 min i 30 sek). Andrejev je bezbedno sleteo u blizini grada Saratova.[27]
Izvori uredi
- ^ Speed Weed (25. 6. 2007). „High dive - Space diving”. Popular Science. New York: Bonnier Corporation. Arhivirano iz originala 22. 10. 2012. g. Pristupljeno 14. 11. 2014.
- ^ (jezik: engleski) Peter Stekel, Don Piccard - 50 Years of Ballooning Memories balloonlife.com Arhivirano na sajtu Wayback Machine (16. februar 2007), Pristupljeno 24. 4. 2013.
- ^ Pёtr Dolgov Arhivirano na sajtu Wayback Machine (24. decembar 2015).
- ^ Geroi Sovetskogo Soюza. Kratkiй biografičeskiй slovarь. T.1. – M., 1987.
- ^ Gofman G. B. Prыžok ot solnca. M., 1963
- ^ Babkin V. S., Birюkov A. I. Prыžok iz stratosferы. M., 1963
- ^ Geroi i podvigi. Kniga 1. M.: Voenizdat, 1966
- ^ Geroi i podvigi. Kn. 1. M. : Voenizdat, 1963. 366 s. Iz soderž.: Dolgov P. I. S. 324-329.
- ^ Zelinskaя, G. Dolgov prositsя v nebo / G. Zelinskaя // Mir lюdeй. 1994. 27 okt. (№ 43). S. 4.
- ^ Romanюk, V. G. Zametki parašюtista-ispыtatelя / V. G. Romanюk. 4-e izd., pererab., dop. M. : Voenizdat, 1973. 304 s. Iz soderž.: [P. I. Dolgov]. S. 278-286.
- ^ „Google VP's 135,908-foot leap breaks world record for highest free-fall parachute jump”. The Verge. 24. 10. 2014. Pristupljeno 24. 10. 2014.
- ^ Rendulić 1984, str. 14–15
- ^ Boczek 2005, str. 239
- ^ a b (jezik: engleski) Dennis Jenkins Special to the X-Press, A word about the definition of space NASA-News Arhivirano na sajtu Wayback Machine (21. avgust 2019)
- ^ Jovan M Davidović, Kako je čovek poleteo, istinita bajka o letenju, Izdavač autor, Beograd, 2008.
- ^ „Charting new possibilities in human flight, aerospace medicine, and high altitude escape systems”. Pristupljeno 20. 10. 2012.
- ^ a b (jezik: engleski)What is the mission? [1], Pristupljeno 5. 10. 2012.
- ^ Advanced tehnology, Redbullstratos.com Pristupljeno 10. 5. 2014
- ^ Baumgartner’s space suit Pristupljeno 9. 5. 2014.
- ^ „Ask an Astrophysicist, Human Body in a Vacuum”. NASA's Imagine the Universe. Pristupljeno 9. 5. 2014.
- ^ „Outer Space Exposure”. Damn Interesting. Pristupljeno 9. 5. 2014.
- ^ Ryan, Craig (1995). The Pre-Astronauts: Manned Ballooning on the Threshold of Space. Naval Institute Press. ISBN 978-1-55750-732-7.
- ^ a b (jezik: engleski) Freefall distance, Claimant: Eugene Andreev (URS) FAI Record File Num #1623, Arhivirano na sajtu Wayback Machine (14. jul 2014), Pristupljeno 16. 10. 2012.
- ^ a b v g d đ Red Bull Stratos Summary Report California Science Centar Los Angeles USA, 23.01.2013., Pristupljeno 27. 4. 2013.
- ^ a b v g d đ Baumgartner’s Records Ratified by FAI! Arhivirano na sajtu Wayback Machine (25. februar 2013), Pristupljeno 22. 2. 2013
- ^ Saйt Geroi stranы — Evgeniй Nikolaevič Andreev, Pristupljeno 27. 4. 2013.
- ^ (jezik: engleski) High Altitude World Record Jumps, World Records Parachute History.com, Pristupljeno 16. 10. 2012.
Literatura uredi
- Ryan, Craig (1995). The Pre-Astronauts: Manned Ballooning on the Threshold of Space. Naval Institute Press. ISBN 978-1-55750-732-7.
- Rendulić, Zlatko (1984). Aerodinamika. Savezni sekretarijat za narodnu odbranu. str. 14—15.
- Boczek, Boleslaw Adam (2005). International Law: A Dictionary. Scarecrow Press. str. 239. ISBN 978-0-8108-5078-1.