دستگاه اولیه پشتیبانی حیات

[بندانگشتی|یک سیستم اولیه پشتیبانی حیات مربوط به لباس آپولو [آپولو/اسکای‌لب ای۷ال|A7L که پوشش بیرونی آن برداشته شده است]]

**دستگاه اولیه پشتیبانی حیات** (یا قابل حمل یا شخصی) () که به اختصار **PLSS** نامیده می‌شود، دستگاهی متصل به لباس فضانوردی فضانورد یا کیهان‌نورد است که اجازه می‌دهد راه‌پیمایی فضایی (EVA) با حداکثر آزادی و مستقل از سامانه پشتیبان حیات فضاپیما انجام شود. یک PLSS عموماً مانند یک کوله‌پشتی پوشیده می‌شود. وظایف انجام شده توسط PLSS عبارتند از:
* تنظیم فشار لباس
* تأمین اکسیژن قابل تنفس
* حذف کربن دی‌اکسید، رطوبت، بوها و آلاینده‌ها از اکسیژن تنفسی
* خنک‌سازی و به‌گردش درآوردن اکسیژن در لباس فشار، و آب در لباس خنک‌کننده و تهویه مایع یا لباس خنک‌کننده مایع
* ارتباط صوتی دوطرفه
* نمایش یا دورسنجی پارامترهای سلامت لباس
* دورسنجی شاخص‌های سلامت فوری پوشنده (مانند ضربان قلب)

عملکرد جابه‌جایی هوا در یک PLSS مشابه عملکرد یک مدار بسته تنفسی غواصی است، از این جهت که گازهای بازدمی در یک چرخه بسته مجدداً به گاز تنفسی تبدیل می‌شوند.

هنگامی که از این سیستم در محیط بی‌وزنی استفاده می‌شود، به دلیل نبود اتصال فیزیکی به فضاپیما، عموماً برای ایمنی و کنترل به یک واحد پیشران فضانوردان نیاز است.

## دستگاه پشتیبانی حیات آپولو
بندانگشتی|چپ|نمای داخلی PLSS آپولو
[بندانگشتی|نمودار PLSS و OPS در لباس A7L و رابط‌های آن با فضانورد و کابین [ماه‌نشین آپولو]]

دستگاه اولیه پشتیبانی حیات که در مأموریت‌های فرود بر ماه برنامه فضایی آپولو استفاده می‌شد، از لیتیم هیدروکسید برای حذف دی‌اکسید کربن از هوای تنفسی استفاده می‌کرد و آب را در یک چرخه باز از میان یک لباس خنک‌کننده و تهویه مایع به گردش درمی‌آورد و آب را به فضا تخلیه می‌کرد؛ جایی که آب به بلورهای یخ تبدیل می‌شد. بخشی از آب نیز برای حذف گرمای اضافی از هوای تنفسی فضانورد استفاده می‌شد و برای تخلیه در مخزن فاضلاب ماه‌نشین آپولو پس از راه‌پیمایی فضایی جمع‌آوری می‌گشت. PLSS همچنین شامل یک فرستنده-گیرنده و آنتن برای ارتباطات بود که از طریق سیستم ارتباطی فضاپیما به زمین مخابره می‌شد. کنترل‌های PLSS در واحد کنترل از راه دور (RCU) که روی سینه فضانورد نصب شده بود، قرار داشت. اکسیژن و آب برای انجام چندین راه‌پیمایی فضایی، از سامانهٔ کنترل محیطی فضاپیما قابل شارژ مجدد بودند.

زمان‌های راه‌پیمایی روی سطح ماه برای چهار مأموریت اول (آپولو ۱۱ تا ۱۴) به ۴ ساعت محدود بود که با ذخیره اکسیژن در فشار ، مقدار  لیتیم هیدروکسید، ۸٫۵ پوند (۳٫۹ لیتر) آب خنک‌کننده و یک باتری ۲۷۹ وات-ساعت انجام می‌شد. برای مأموریت‌های گسترده آپولو ۱۵ تا ۱۷، زمان اقامت در راه‌پیمایی فضایی با افزایش اکسیژن به ، لیتیم هیدروکسید به ، آب خنک‌کننده به ۱۱٫۵ پوند (۵٫۲ لیتر) و ظرفیت باتری به ۳۹۰ وات-ساعت، به دو برابر یعنی ۸ ساعت افزایش یافت.

یک پشتیبان اضطراری برای موارد از کار افتادن سیستم اصلی پیش‌بینی شده بود که توسط واحد مجزایی به نام «سامانهٔ پاکسازی اکسیژن» (OPS) انجام می‌شد؛ این واحد در بالای PLSS و دقیقاً پشت کلاه ایمنی فضانورد نصب می‌گشت. OPS فشار لباس را حفظ کرده و دی‌اکسید کربن، گرما و بخار آب را از طریق یک جریان هوای یک‌طرفه مداوم که به فضا تخلیه می‌شد، حذف می‌کرد. در صورت فعال شدن، OPS اکسیژن را به ورودی مجزایی در لباس فشار می‌رساند، مشروط بر اینکه دریچه تخلیه در خروجی دیگر لباس به صورت دستی باز شده باشد. OPS حداکثر حدود ۳۰ دقیقه اکسیژن اضطراری برای تنفس و خنک‌سازی فراهم می‌کرد. این مدت با استفاده از شلنگ «سیستم رفیق» که از PLSS سالم فضانورد دیگر (فقط) برای خنک‌سازی استفاده می‌کرد، می‌توانست به ۷۵ تا ۹۰ دقیقه افزایش یابد. این کار اجازه می‌داد تا دریچه تخلیه برای کاهش نرخ جریان اکسیژن تا حدودی بسته شود.

بندانگشتی|جیمز پی. لوکاس در حال آزمایش PLSS در مرکز پرواز هیوستون

ابعاد PLSS شامل ارتفاع ، عرض  و عمق  بود. این سامانهٔ در مرکز پرواز هیوستون توسط جیمز پی. لوکاس که برای همیلتون استاندارد کار می‌کرد، و توسط فضانوردان مختلف در مخازن شناوری خنثی در دالاس آزمایش شد. این سیستم برای نخستین بار توسط راستی شوایکارت در یک راه‌پیمایی فضایی ایستاده در مدار زمین در مأموریت آپولو ۹ در فضا آزمایش شد. PLSS او بر روی زمین  وزن داشت، اما در ماه وزن آن تنها ۱۴ پوند بود. وزن OPS روی زمین  (در ماه ۶٫۸ پوند) بود.

## سامانهٔ پشتیبانی حیات شاتل فضایی و ایستگاه فضایی بین‌المللی
دستگاه‌های مشابهی توسط فضانوردان شاتل فضایی استفاده شده است و در حال حاضر توسط خدمه ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده می‌شود.

سامانهٔ اولیه پشتیبانی حیات برای لباس واحد تحرک خارج از سفینه (EMU) که در شاتل فضایی و ایستگاه فضایی بین‌المللی به کار می‌رود، توسط همیلتون ساندسترند ساخته شده است. این سیستم روی پشت بخش تنه بالایی سخت (HUT) نصب می‌شود.

اکسیژن (O2)، کربن دی‌اکسید (CO2) و بخار آب از انتهای لباس توسط لباس خنک‌کننده و تهویه مایع یا LCVG کشیده شده و گاز را به PLSS می‌فرستد. هنگامی که گاز وارد PLSS می‌شود، کربن فعال بوها را حذف کرده و لیتیم هیدروکسید (LiOH) دی‌اکسید کربن را از بین می‌برد. سپس گاز از یک فن عبور می‌کند که دبی حجمی حدود شش فوت مکعب در دقیقه را حفظ می‌کند. سپس یک تصعیدکننده بخار آب را چگالیده می‌کند که توسط یک مکنده و یک جداکننده دوار حذف می‌شود. آب حذف شده ذخیره گشته و برای تکمیل ذخیره آب مورد استفاده در LCVG به کار می‌رود. تصعیدکننده همچنین اکسیژن باقی‌مانده را تا حدود  خنک می‌کند. یک حسگر جریان نرخ جریان را پایش می‌کند.

اکسیژن اضافی در صورت نیاز از یک مخزن ذخیره در پایین‌دست حسگر جریان به جریان اضافه می‌شود. سپس اکسیژن در پشت سر به لباس بازمی‌گردد و روی صورت فضانورد جریان می‌یابد. با تحویل اکسیژن به کلاه ایمنی و کشیدن گاز از انتها، لباس به گونه‌ای طراحی شده است که اطمینان حاصل شود سرنشین لباس تازه‌ترین اکسیژن ممکن را تنفس می‌کند.

فشار عملیاتی لباس فضانوردی در طول راه‌پیمایی فضایی در میزان  (۰٫۳ اتمسفر ~ یک سوم فشار اتمسفری زمین) و در حالت داخل سفینه‌ای (یعنی داخل فضاپیمای تحت فشار) در میزان  نسبت به فشار خارجی حفظ می‌شود.

## فناوری‌های در حال توسعه
فناوری‌هایی که برای استفاده در سیستم‌های PLSS آینده در نظر گرفته شده‌اند شامل جذب سطحی با نوسان فشار (PSA) است؛ فرآیندی که از طریق آن می‌توان CO2 را با کارایی بیشتر و از طریق یک فرآیند تکرارپذیر از گاز جدا کرد، برخلاف کپسول‌های LiOH فعلی که با هر بار استفاده اشباع می‌شوند و به حدود هشت ساعت محدود هستند. با بازسازی جاذب در طول راه‌پیمایی فضایی، اندازه و وزن کپسول جاذب می‌تواند به‌شدت کاهش یابد. PSA این کار را با تخلیه CO2 و بخار آب به فضا انجام می‌دهد.

## منابع

* 

## پیوند به بیرون

رده:پروازهای فضایی بشر
رده:سامانه‌های پشتیبان حیات در فضاپیما