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Jul 12, 2023

Apollo-Raumanzüge überleben heute – unter den Dächern über Ihrem Kopf

Als die Apollo-Astronauten ins All starteten, trugen sie spezielle Raumanzüge

Als die Apollo-Astronauten ins All starteten, trugen sie Raumanzüge, die speziell dafür entwickelt wurden, sie vor vielen Gefahren zu schützen, denen sie ausgesetzt waren. Obwohl Astronauten heutzutage andere Gewänder tragen als die Weltraumforscher vor 50 Jahren, ist das Apollo-Material heute auf der ganzen Erde zu finden. Aber suchen Sie nicht in Ihrem örtlichen Bekleidungsgeschäft danach; Material, das auf dem Design von Raumanzügen basiert, wurde auf ein neues Niveau gehoben und dient als Schutzdächer für eine Reihe beliebter Gebäude.

1956 gründete der Luftfahrtingenieur Walter Bird Birdair Structures Inc. in seiner Küche in Buffalo, New York. Sein anfänglicher Fokus lag auf einem Material namens „Beta-Stoff“, einem haltbaren, leichten und nicht brennbaren Material, das für die Kleidung von Astronauten entwickelt wurde.

„Am Material hat sich nicht viel geändert“, sagte Brian Dentinger, Qualitätsdirektor von Birdair, in einer E-Mail an Space.com. „Es ist immer noch teflonbeschichtetes Fiberglas.“ [Raumanzug-Suite: Entwicklung kosmischer Kleidung (Infografik)]

Dieses Furnier hat den Stoff so besonders gemacht. „Die Teflonbeschichtung auf Glasfasergarnen zerfällt nicht, wenn sie schädlichen [ultravioletten] Strahlen ausgesetzt wird“, sagte Dentinger. „Dies ist einer der Hauptgründe, warum das Material im Weltraumprogramm verwendet wurde.“

Im Jahr 1967 tötete ein Blitzfeuer im Kommandomodul von Apollo 1 während einer Testübung alle drei Astronauten. Im Rahmen der daraus resultierenden Sicherheitsbemühungen suchten NASA-Ingenieure nach Möglichkeiten, die Sicherheit der von den Astronauten getragenen Raumanzüge zu verbessern. Das in Ohio ansässige Unternehmen Owens-Corning Fiberglass schlug in Zusammenarbeit mit DuPont aus Delaware ein Beta-Gewebe vor. Nachdem ultrafeine Glasfilamente zu Fäden gedreht und zu Stoff gewebt wurden, beschichteten die Hersteller das Material mit Polytetrafluorethylen (PTFE), einem von DuPont erfundenen Material, besser bekannt als Teflon.

Mit einem Schmelzpunkt von über 340 Grad Celsius erwies sich Beta-Stoff als nicht brennbar und langlebig genug, um den Anforderungen der NASA gerecht zu werden. Die neugeborene Raumfahrtbehörde hat das neue Material in die äußeren Schutzschichten des integrierten thermischen Mikrometeoroid-Kleidungsstücks für die A7L-Raumanzüge integriert, die von Apollo- und Skylab-Astronauten getragen werden. Das neue Material bot den Astronauten nicht nur Wärme- und UV-Schutz, sondern schützte sie auch vor dem abrasiven Mondstaub, der bei Mondlandungen anfällt.

Heute tragen NASA-Astronauten Anzüge aus Ortho-Fabric und nicht aus dem Glasfasergewebe der Apollo-Ära. Aber Beta-Tuch taucht immer noch im Weltraum auf und wird üblicherweise als äußere Schicht mehrschichtiger Isolierdecken verwendet. Laut Bron Aerotech wurde Beta-Stoff im Space Shuttle häufig verwendet und schützt weiterhin das Innere und Äußere der Internationalen Raumstation. Laut Bron befindet sich das Tuch sogar auf dem Mars und schützt das Kernkraftwerk des Rovers Curiosity.

Betreten Sie Bird, ehemals Ingenieur bei Bell Aeronautics. Nach der Gründung von Birdair Structures entwickelte er Möglichkeiten, das Raumanzugmaterial in abnehmbaren Abdeckungen für Sportgebäude zu verwenden. Im Jahr 1957 war Birds Haus mit einer luftgestützten Poolüberdachung, die die Schwimmer vor der Winterkälte schützte, auf dem Cover des Life-Magazins abgebildet.

Gewebespannungsstrukturen werden unterschiedlich klassifiziert. Luftgestützte Strukturen erhalten ihre strukturelle Integrität durch die Verwendung von Druckluft zum Aufblasen des Gewebes, während zuggestützte oder spannungsmembranartige Strukturen für ihre Unterstützung auf Kabeln oder Stahlrahmen basieren.

Birdair arbeitete mit anderen Unternehmen für die Expo '70 in Osaka, Japan, zusammen, um ein luftgestütztes, vinylbeschichtetes Glasfasergewebedach zu entwickeln, das erste seiner Art. Der für dieses Dach geschaffene Stoff, ein Material, das später Sheerfill-Architekturmembran genannt wurde, erweiterte laut NASA den Markt im Bereich leichter Dachkonstruktionen.

Dieselben Eigenschaften, die Beta-Stoff für Raumanzüge attraktiv machen, machen ihn auch ideal für dauerhafte Strukturen. Das PTFE-Glasfasergewebe ist Pfund für Pfund stärker als Stahl und wiegt weniger als 1,53 kg pro Quadratmeter. Es lässt natürliches Licht herein und hält gleichzeitig Wärme fern, was es zu einer energieeffizienten Alternative zur Dacheindeckung macht. Seine Langlebigkeit und Wartungsfreundlichkeit machen es wirtschaftlich.

1973 beauftragte das La Verne College in La Verne, Kalifornien, Birdair mit dem Bau des weltweit ersten permanenten Dachsystems, das eine PTFE-Glasfasermembran verwendete; Birdair fertigte das Dach für den Pavillon für Sportwissenschaft und Leichtathletik in La Verne. Aufgrund seines skurrilen Designs wird das Dach von den Studenten auch „die Superzelte“ genannt und steht auch nach 45 Jahren noch.

„Wir hatten Bedarf wie eine neue Turnhalle und Umkleideräume, ein Kunstatelier, ein Theater, Erholungsbereiche und eine Snackbar für unsere Schüler, ein Gesundheitszentrum für Schüler und einen Trainingsbereich“, sagte Stephan Morgan 2017 dem La Verne Magazine . Morgan, der spätere Präsident der Universität, war zu dieser Zeit Bauprojektmanager und Assistent des damaligen Präsidenten Leland Newcomer. „Als wir begannen, die Erfüllung dieser Bedürfnisse zu prüfen, wurde uns klar, dass die Kosten für den Bau traditioneller Einrichtungen unsere bescheidenen finanziellen Möglichkeiten überstiegen“, sagte er. Die Gesamtkosten des Projekts beliefen sich auf 2,5 Millionen US-Dollar.

Als Erster ein neues Material zu testen, war nicht ohne Risiken.

„Dies war das erste, das hergestellt wurde, also wusste niemand, was passieren würde; daher konnten die Hersteller keine größeren Garantiegarantien für ihr Gewebe über 20 Jahre hinaus geben“, sagte Al Clark, Professor für Geisteswissenschaften in La Verne, gegenüber La Verne-Magazin.

Morgan und der derzeitige College-Präsident diskutierten über die Zuverlässigkeit der Materialien.

„Als wir die Anlage bauten, war sich niemand ganz sicher, wie lange das Dach halten würde“, sagte Morgan. „Einige sagten, vielleicht 20 Jahre, andere sagten, länger.“ Als sie mit dem damaligen Präsidenten Newcomer über die Langlebigkeit des Raums diskutierten, scherzten sie, dass keiner von ihnen in 20 Jahren mehr da sein würde, da sie nicht wussten, dass Morgan der Präsident und verantwortlich sein würde, wenn das Dach einstürzte.

Zum Glück war das nicht der Fall. Das neue Material erwies sich als robust und bleibt auch 45 Jahre nach dem Bau des Daches funktionsfähig.

Seitdem hat Birdair eine Vielzahl weiterer Strukturen gebaut. Als im März 2008 ein Tornado durch die Innenstadt von Atlanta fegte und nur etwa 100 Yards (90 Meter) vom Georgia Dome in Atlanta entfernt vorbeizog, bedeckte Beta-Stoff das Gebäude und schützte die Fans im Inneren. Der als EF2-Tornado eingestufte Sturm brachte Windgeschwindigkeiten von über 100 mph (160 km/h).

„Es klang wie ein Güterzug“, sagte Spielbesucher Tyler Williams gegenüber ESPN. „Die Sparren schwankten und das Dach der Kuppel begann sich zu wellen.

„Es war ein wenig beängstigend, um es gelinde auszudrücken.“

Keiner der 18.000 Fans, die sich zum Zeitpunkt des Tornados in der Kuppel zu einem College-Basketballspiel versammelt hatten, wurde verletzt, obwohl der Sturm ein Loch in das Dach des Gebäudes riss. Nach Angaben des Unternehmens waren Birdair-Besatzungsmitglieder weniger als zwölf Stunden nach dem Sturm vor Ort, um das Ausmaß des Schadens einzuschätzen.

Während der Olympischen Sommerspiele 1996 fanden im Georgia Dome Basketball-, Turn- und Handballsportveranstaltungen statt. Im Jahr 2017 wurde der Georgia Dome abgerissen. Sein Ersatz, das Mercedes-Benz-Stadion, verfügt über ein versenkbares Blütenblattdach, das von Birdair-Stoff getragen wird, allerdings mit Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) statt PTFE beschichtet ist. ETFE hat eine höhere Zugfestigkeit und ist hitzebeständiger.

Von Raumanzügen inspirierte Dächer gibt es auf der ganzen Welt, nicht nur in den USA. 1981 stellte Birdair das Haj-Terminal in Saudi-Arabien fertig, das immer noch als eine der größten zugfesten Membrankonstruktionen der Welt gilt. Weitere Projekte sind das La-Plata-Stadion in Argentinien, drei der vier Hauptstadien der Fußballweltmeisterschaft 2010 in Südafrika und das Sony Center in Deutschland. Das Reliant Stadium in Houston verfügt laut NASA auch über ein PTFE-Dach, das erste versenkbare Dach in der NFL.

„Aufgrund des langen Lebenszyklus und der ikonischen Strukturen auf der ganzen Welt gehen wir davon aus, dass dieses Produkt auch in Jahrzehnten noch im Einsatz sein wird“, sagte Dentinger.

Auch wenn die Raumanzüge der Astronauten immer fortschrittlicher werden, wird diese Technologie aus der Apollo-Ära auch weiterhin Menschen auf der Erde Schutz bieten.

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Nola Taylor Tillman ist Autorin für Space.com. Sie liebt alles, was mit Weltraum und Astronomie zu tun hat, und genießt die Gelegenheit, mehr zu lernen. Sie hat einen Bachelor-Abschluss in Englisch und Astrophysik vom Agnes Scott College und war Praktikantin bei der Zeitschrift Sky & Telescope. In ihrer Freizeit unterrichtet sie ihre vier Kinder zu Hause. Folgen Sie ihr auf Twitter unter @NolaTRedd

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