Ha megnézed, milyen szerszámokat használnak az űrhajósok a súlytalanságban a Nemzetközi Űrállomás külső karbantartásakor, valószínűleg nagyon meg fogsz lepődni.
Egy olyan egyszerű eszköz, amit a Földön egy sima csavarhúzóval is ki lehetne váltani, az űrhajósok kezében sokkal inkább valamilyen idegen technológiának tűnik. Vajon miért nem használhatnak az asztronauták közönséges, barkácsboltokban kapható elektromos szerszámokat?
Ennek több oka is van, amelyek közül az egyik egészen nyilvánvaló. Próbáltál már valaha vastag téli kesztyűben biciklizni? A fékkarok meghúzása és a váltó kapcsolása iszonyú nehéz, de még egy síbotot is kényelmetlen fogni benne. Éppen ezért a sportkesztyűk kialakítása és persze az ára is teljesen más. Az űrruha kesztyűi ráadásul elképesztően merevek és vastagok, hiszen nyomás alatt vannak, levegővel vannak felfújva.
Ilyen körülmények között egy közönséges elektromos szerszám használata szinte lehetetlen lenne. Biztosan fogtál már a kezedben fúrógépet, sarokcsiszolót vagy elektromos csavarhúzót. Képzeld csak el, milyen lenne ezeket hatalmas, merev, felfújt kesztyűkben használni egyetlen apró csavar behajtásához.
Az okok sora azonban itt még nem ér véget. Az ergonómiai nehézségek mellett a hagyományos „földi” szerszámok működésével komolyabb műszaki problémák is akadnak a világűrben.
A legtöbb közönséges kenőanyag például vákuumban egyszerűen felforr. Minden szerszámban van kenőanyag, még akkor is, ha szétszedéskor ez nem egyértelmű. Kenőanyag nélkül a szabványos gördülő- és siklócsapágyak pillanatok alatt tönkremennének, a felületük pedig károsodna. Ráadásul az űrben nincs megfelelő hőelvezetés sem, így a csapágyak a kenőanyag hiánya és a folyamatos túlmelegedés miatt gyorsan feladnák a harcot, a motor pedig végzetesen túlterhelődne.
A következő probléma a hideghegesztés jelensége. Vákuumban minden olyan érintkező fém alkatrészpár, amely között nincs semmilyen elválasztó vagy oxidréteg, a hatékony elektroncsere miatt egyszerűen összetapad, szinte összeheged. Emiatt egy átlagos, földi körülményekre tervezett szerszám mozgó alkatrészei nemcsak nehézkesen működnének, hanem egy idő után teljesen be is szorulnának.
Ráadásul a világűrben intenzív az ultraibolya sugárzás, ami rendkívül gyorsan tönkreteszi a földi szerszámok műanyag alkatrészeit. Bár nem ez az azonnali végok, néhány űrséta után egy közönséges fúrógép műanyag burkolata a sugárzás hatására annyira elöregedne és törékennyé válna, hogy az eszköz egyszerűen darabjaira hullana a kezedben. Hasonlóan ahhoz, ahogy a nyáron kint felejtett régi műanyag poharakkal történik a kertben, csak sokkal gyorsabban.
Azt gondolhatnád, hogy egy speciálisan az űrbe tervezett szerszám elkészítése feleslegesen drága és nem praktikus. Egy űrrepülés költségeihez képest azonban a szerszámok ára elhanyagolható, ráadásul a Nemzetközi Űrállomás környékén nincs 15 percre egy barkácsbolt sem. Sokkal jobban megéri rengeteg pénzt áldozni egy megbízható, hibátlanul működő eszközre, mint spórolni rajta, majd fél évig egy törött szerszámmal vesződni, amíg a következő teherűrhajó elhozza a cserealkatrészt.
De van itt még valami. A szerszámok fizikai használatával és a fizika törvényeivel is komoly problémák akadnak.
Súlytalanságban, ha egy átlagos fúrógéppel megpróbálnál becsavarni egy csavart, az erőhatás miatt maga az űrhajós kezdene el a csavar forgásával ellentétes irányba forogni. Ennek megakadályozására egy ellentétes irányban forgó tehetetlenségi tömeget építenek az űrszerszámokba, ami kiegyensúlyozza az erőkifejtést. Gyanítjuk, hogy ilyesmivel még te sem találkoztál a helyi barkácsáruházak polcain.
Ha egy csavar vagy csavarfej letörik a Földön, az bosszantó ugyan, de megoldható probléma. A világűrben azonban, ahol egy speciális csavar pótlása hónapokba telhet, és nincsenek kéznél csavarkiszedő célszerszámok, rendkívül óvatosan kell dolgozni.
Ezért az űrben használt szerszámok rendkívül pontosan programozhatók. Szabályozható a maximális nyomaték, a forgási sebesség, de még azt is meg lehet adni, hogy pontosan hány fordulatot tegyen meg, mielőtt automatikusan leáll. Ezek az aprólékos beállítások azért kritikusak, mert még a földi autóknál is fontos a kerekek pontos nyomatékkal való meghúzása: ha túl erősen húzod meg, a menet megszakadhat, ha pedig túl gyengén, a vibráció miatt könnyedén kilazulhat.
Még zseniálisabb, hogy ezek a beállítások távolról, a Földről is elvégezhetők. A földi repülésirányító központ megnézi az adott rögzítőelem műszaki paramétereit, majd távolról beprogramozza a szerszámot a megfelelő nyomatékra. Be tudják állítani például azt is, hogy a gép egy fordulattal a csavar teljes kicsavarása előtt leálljon, nehogy az apró alkatrész elrepüljön és elvesszen az űrben. Így az űrhajósoknak a vastag kesztyűikben nem kell a gombokkal és a szerszám finomhangolásával bajlódniuk.
Röviden tehát ezért használnak az űrben olyan elképesztő árú, speciális mérnöki csodának számító szerszámokat, amelyek minden extrém körülményt figyelembe vesznek, és szinte a végtelenségig programozhatók.
