Lokomacijos yra žmogaus ir gyvūnų judesių, keičiant savo vietą erdvėje, visuma. Aleksandr Leonov, Edvin White, Manned Maneuvring Unity, SAFER – apie žmonių judėjimo atviroje kosminėje erdvėje priemonės
Lokomocijos
Plečiantis žmonių veiklai kosmose, prireikė individualių transporto priemonių. Vien TKS (Tarptautinė Kosminė Stotis, 51 x 109 x 20 m) montavimui, funkcionalumui palaikyti astronautams ir kosmonautams dažnokai tenka išeiti į atvirą kosmosą techninei priežiūrai bei remonto darbams. Skafandrais vilkinčių žmonių lokomocijos – kūno ir jo dalių judesiai bei judėjimas erdvėje – yra specifiškai suvaržytas dėl skafandro nelankstumo ir dėl nesvarumo (Terminas lokomòcija [lot. locus — vieta + motio — judėjimas], žmogaus ir gyvūnų judesių, kuriais jie keičia savo vietą erdvėje, pvz., ėjimas, skridimas, plaukimas, visuma).
Aleksandr Leonov išėjimas
Dar 1965 m. pirmasis pabuvojęs atvirame kosmose A.Leonov grįždamas netilpo pro erdvėlaivio Voschod liuką dėl skafandro išsiplėtimo. Kosmonautas išsigelbėjo nutekinęs orą iš skafandro vidaus.
Išėjęs į atvirą kosmosą astronautas juda 7 km/s greičiu aplink Žemę, 30 km/s aplink Saulę, 250 km/s galaktikos centro atžvilgiu. Šiomis greičių ir nesvarumo sąlygomis jo lokomocijos vyksta pagal Niutono dėsnius: 1) kūnas išlaiko rimties būseną ar juda tiesiai, jei neveikia jokia jėga; 2) judėjimo pokytis yra proporcingas veikiančiai jėgai, o kryptis – lygiagretė jėgos krypčiai; 3) kiekvieną poveikį lydi atitinkamas atoveiksmis. Astronautas gali judėti laikydamasis erdvėlaivio turėklų ir prisitvirtindamas tam tikrose padėtyse. Ir rankų, ir kojų lokomocijas gerokai varžo standus skafandras, bet pavyksta per pirštines išvystyti 0,7 – 0,9 kN jėgas. Atsistumiant nuo erdvėlaivio, jėgos impulsas teikia atitinkamą judėjimo kiekį F.dt = d (m.v). Svarbiausia, varančioji jėga nukreiptina per astronauto masės centrą, kitaip jis įgaus sukimą. Todėl, kuriant varantįjį įtaisą, stengiamasi turėti kuo daugiau reaktyvinių mikrovarytuviukų, kad derinant jų veikimą, išgauti optimalų judesį reikiama kryptimi.
Reaktyvinis įrenginys HHMU
Astronauto erdviniam judinimui pirmiausiai buvo sukurtas reaktyvinis pistoletas HHMU (Hand Helded Maneuvring Unity) – skafandro pirštinėje laikomas įtaisas, turintis 2 balionėlius suslėgto deguonies, 2 tūtas judėti pirmyn ir 1 tūtą – atgal. Pakraipant įtaisą, galima nežymiai keisti judinimo kryptį, kuo sėkmingai naudojosi 36 minutes E. White 1965 m. Gemini – 4 ekspedicijoje.
Hand Helded Maneuvring Unity reaktyvinis įrenginys
E. White atvirame kosmose išmėgino HHMU įrenginį. Nacionalinio oro ir kosmoso muziejaus nuotraukos
Edwin White išėjimo į atvirą kosmosą vaizdo įrašas
Patobulintas AMU
Po metų bandytas sudėtingesnis, prie skafandro prikabinamos kuprinės pavidalo 75 kg įtaisas AMU (Astronaut Maneuvring Unity) su 16 vandenilio peroksido raketėlių (gausa – manevringumo dėlei) nelabai pavyko, nes staigiai aprasojęs astronauto galvos gaubtas trukdė ką nors matyti. Pats įrenginys buvo pritvirtintas prie Gemini aparatinės dalies apačios. Astronautas turėjo išlįsti iš Gemini – 9A erdvėlaivio, pereiti jo korpusu ir prisitvirtinęs AMU, juo naudotis. E.Cernan ilgai ėjo iki AMU. Kai atsijungė nuo erdvėlaivio ir mėgino pasinaudoti įrenginiu, širdies pulsas pasiekė 156 smūgius per minutė, astronautas nieko nematė, nes buvo pavargęs ir suprakaitavęs: prakaitas bėgo per akis ir skafandro stiklas aprasojo. Be viso šito, jis negalėjo naudotis AMU valdymui skirta lazdele (joistiku), ranka jo nepasiekė. Kai šaip ne taip jį pasiekė, sulaužė valdymo lazdelę. Teko grįžti atgal į erdvėlaivį nieko nepešus. AMU astronautui erdvėje galėjo užtikrinti 76 m/s greitį.
AMU astronautui erdvėje galėjo užtikrinti 76 m/s greitį.
Tobulesnis MMU
Sėkmingesnis buvo 148 kg MMU (Manned Maneuvring Unity) 127 x 83 x 69 cm suslėgto azoto įtaisas, naudotas nuo 1984 m. Shuttle ekspedicijose. Astronautas Bruce McCandless ekspedicijos STS-41B metu nutolo nuo Shuttle per 100 metrų, Astronautai J. Allen ir D. Gardner misijose STS-41C ir STS-51A, naudodami MMU, priartėjo ir „sugavo“ palydovus Westar-VI ir Palapa-B2.
Bruce McCandless išbandė MMU ir nutolo per 100 m atstumu nuo Shuttle
Dale Gardner prie „Westar-VI“ sato. NASA nuotrauka
Beveik tobulas SAFER
Lengvesnis, tik 38 kg masės SAFER (Simplified Aid For EVA Rescue) turi tris dalis: varytuvinę kuprinę, rankinį valdiklį ir 2 komplektus baterijų. Kiekviena iš 24 tūtelių suslėgtu azotu teikia po 3,5 N stūmos per elektrosolenoidinius uždorius, taip užtikrinant astronauto lokomocijoms iki 6 laisvės laipsnių.
1994 rugsėjo 9 dieną misijoje STS – 64 astronautas Mark C. Lee pirmą sykį išmėgino SAFER
Sunkusis УПМК
Kosmonautai A.Serebrov ir A.Viktorčenko 1990 m. išbandė 90 kg УПМК (Устройство для Перемещения и Маневрирования Космонавта), nutoldami nuo erdvėlaivio Mir iki 45 m 32 m/s greičiu. Šiame įtaise buvo net 42 parako raketėlės, tačiau konstrukcija pasisekimo nesulaukė ir buvo pakeista lengvesniu 21KC. Jis turėjo nuo kuprinės atlenkiamas parankes su valdikliais 32 tūtoms, teikiančioms po 5 N stūmos ištekant 35 MPa orui. Čiurkšlėms iš tūtų valdyti taip pat naudojami elektromagnetiniai uždoriai.
УПМК įrenginys
Lengvas УCK
Pastaruoju metu Rusija naudoja analogišką amerikietiškam 30-55 kg УCK (Устройство Спасения Космонавта) su 16 tūtinių mikrovarytuviukų, išdėstytų skafandro „Orlan“ kuprinėje. Pabrėžiama gelbėjimo funkcija – pavojingai nutolęs ar sunegalavęs kosmonautas automatiškai būtų grąžinamas į erdvėlaivį.
Rusijos УCK įrenginys
Kuriami lazeriniai (J.Sinko, NewArc un-tas) ir net plazminiai (ИМПЛАЗ) varytuviukai.