الكثيرين من متابعي الفضاء يعرفون خط كارمن لكن القليل يعرف حد آرمسترونج أو خط آرمسترونج Armstrong Limit .

 

حد آرمسترونج Armstrong Limit أوخط آرمسترونج Armstrong’s line ، هو مقياس للارتفاع الذي فوقه يكون الضغط الجوي Atmospheric Pressure منخفضًا بدرجة كافية بحيث يغلي الماء عند درجة الحرارة العادية (37 درجة مئوية) لجسم الإنسان. يؤدي التعرض لضغط أقل من هذا الحد إلى فقدان سريع للوعي ، يتبعه سلسلة من التغييرات في وظائف القلب والأوعية الدموية والعصبية ، وفي النهاية الموت ، ما لم يتم استعادة الضغط في غضون 60 – 90 ثانية.

 

يقع هذا الحد علي ارتفاع من 18- 19 كم (11-12 ميل ؛ 59000- 62000 قدم) فوق مستوى سطح البحر ، حيث ينخفض ضغط الهواء الجوي إلى أقل من 0.0618 ضغط جوي (أي 6.3 كيلو باسكال kPa أو 47 ملم زئبق أو حوالي 1 رطل لكل بوصة مربعة psi). يحدد نموذج الغلاف الجوي القياسي الأمريكي U.S. Standard Atmospheric model ضغط أرمسترونج Armstrong Pressure على ارتفاع 63000 قدم (19202 م).

 

تمت تسمية المصطلح على اسم مؤسس إدارة طب الفضاء في القوات الجوية الأمريكية الجنرال هاري جورج أرمسترونج Harry George Armstrong ، وهو أول من تعرف على هذه الظاهرة ، والذي فيه لا يمكن للإنسان النجاة من دون ارتداء بدلة ضغط أوالتواجد في بيئة مضغوطة. ويبدأ هذا الخط عند ارتفاع بين 18 كم إلى 19 كم فوق مستوى سطح البحر.

.

التأثيرات Effects

 

التأثير على سوائل الجسم Effect on body fluids

 

عند أو أعلى من حد آرمسترونج Armstrong Limit ، تغلي سوائل الجسم المكشوفة مثل اللعاب والدموع والبول والسوائل المبللة للحويصلات الهوائية داخل الرئتين – ولكن ليس الدم الوعائي (الدم داخل جهاز الدورة الدموية) – وذلك عند عدم ارتداء بدلة ضغط لكامل الجسم Full-Body Pressure Suit ، و أي كمية من الأكسجين المستنشق والذي يتم توصيله بأي وسيلة لن يحافظ على الحياة لأكثر من بضع دقائق.

 

تقرير فني لوكالة ناسا NASA بعنوان Rapid (Explosive) Decompression Emergencies in Pressure-Suited Subjects ، يناقش التعرض العرضي الوجيز للإنسان بالقرب من الفراغ القريب Near Vacuum ، يذكر ملاحظة : “أفاد الشخص موضع الدراسة Subject لاحقًا أن … آخر ذكرياته الواعية كانت عن اللعاب الموجود على جسده. يبدأ اللسان في الغليان”.

 

عند درجة حرارة الجسم الاسمية البالغة 37 درجة مئوية (98.6 درجة فهرنهايت) ، تكون نقطة غليان الماء عند ضغط 6.3 كيلو باسكال (47 ملم زئبق) ؛ أي عند ضغط محيط 6.3 كيلو باسكال (47 مم زئبق).

 

يبلغ ضغط 6.3 كيلو باسكال – أي حد أرمسترونج Armstrong Limit – حوالي 1/16 من الضغط الجوي القياسي لمستوى سطح البحر البالغ 101.3 كيلو باسكال (760 مم زئبق). تختلف الصيغ الحديثة لحساب الضغط القياسي Standard Pressure عند ارتفاع معين – كما هو الحال بالنسبة للضغوط الدقيقة التي سيقيسها الشخص فعليًا على ارتفاع معين في يوم معين – ولكن الصيغة الشائعة تُبين أن ضغط 6.3 كيلو باسكال يوجد عادةً على ارتفاع يبلغ 19000 م (62000 قدم).

.

نقص التأكسج Hypoxia عند قيمة أقل من حد آرمسترونج Armstrong Limit

 

يكون من الضروري ارتداء بدلة ضغط عند ارتفاع 15 كم (أي علي ارتفاع أقل من مستوى خط آرمسترونج) وذلك من أجل ضمان قيادة آمنة للطيارين الذين يقودون الطائرات داخل قمرة قيادة غير مضغوطة . حيث إن ردة الفعل الجسمانية الفورية هي نقص التأكسج (الهايبوكسيا Hypoxia) عند هذا الارتفاع.

 

علي ارتفاعات أقل بكثير من حد آرمسترونج Armstrong Limit ، يحتاج البشر عادةً إلى أكسجين إضافي لتجنب نقص الأكسجة Hypoxia . بالنسبة لمعظم الناس ، عادة ما يكون هذا مطلوبًا على ارتفاعات تزيد عن 4500 متر (15000 قدم). طائرات النقل التجارية Commercial Jetliners تحتاج إلي الحفاظ على ضغط المقصورة Cabin على ارتفاع أعلى من 2400 م (8000 قدم).

 

تشترط اللوائح الأمريكية بشأن الطائرات العامة للطيران (الرحلات الجوية غير الحكومية وغير الجوية Non-Airline, Non-Government Flights) أن يكون الحد الأدنى المطلوب هو توصيل طاقم الرحلة (ليس الركاب) على الأكسجين الإضافي Supplemental Oxygen :

 

• إذا كانت الطائرة تقضي أكثر من نصف ساعة على ارتفاع مقصورة يزيد عن 3800 متر (12500 قدم).

 

• إذا كانت الطائرة تقضي أي وقت فوق ارتفاع المقصورة البالغ 4300 متر (14000 قدم).

 

• وحتى الركاب يجب تزويدهم بالأكسجين الإضافي فوق ارتفاع المقصورة البالغ 4500 متر (15000 قدم).

 

المظليين Skydivers ، الذين يكونون على ارتفاع لفترة وجيزة فقط قبل القفز ، لا يتجاوزون عادة 4500 متر (15000 قدم).

.

دلالة تاريخية

 

يصف حد أرمسترونج Armstrong Limit الارتفاع المرتبط بظاهرة طبيعية موضوعية ومحددة بدقة: ضغط بخار الماء عند درجة حرارة الجسم The vapor pressure of body-temperature water . في أواخر الأربعينيات من القرن الماضي ، مثلت حدًا أساسيًا جديدًا صارمًا لتجاوز الارتفاع بناء علي الملاحظات الشخصية إلى فيزيولوجيا الإنسان والآثار المعتمدة على الوقت لنقص الأكسجة Hypoxia التي تم المرور بها في الارتفاعات المنخفضة. لطالما تم ارتداء بدلات الضغط Pressure Suits على ارتفاعات أقل بكثير من حد أرمسترونج لتجنب نقص الأكسجة.

في عام 1936 م، وصل فرانسيس سوين Francis Swain من سلاح الجو الملكي Royal Air Force إلى ارتفاع 15230 مترًا (49970 قدمًا) محلقًا بطائرة بريستول Bristol Type 138 بينما كان يرتدي بدلة ضغط. بعد ذلك بعامين ، حدد الضابط العسكري الإيطالي ماريو بيزي Mario Pezzi رقمًا قياسيًا للارتفاع بلغ 17.083 مترًا (56.047 قدمًا) ، مرتديًا بدلة ضغط في طائرته ذات السطحين Caproni Ca.161bis biplane على الرغم من أنه كان أقل بكثير من الارتفاع الذي يغلي فيه الماء عند درجة حرارة الجسم.

عادة ما تكون بدلة الضغط مطلوبة على ارتفاع 15000 متر (49000 قدم) لطيار مشروط وذو خبرة جيدة لتشغيل طائرة بأمان في كبائن غير مضغوطة Unpressurized Cabins . في قمرة القيادة غير المضغوطة على ارتفاعات تزيد عن 11900 متر (39000 قدم) فوق مستوى سطح البحر ، يكون التفاعل الفسيولوجي ، حتى عند استنشاق الأكسجين النقي ، هو نقص الأكسجة – مستوى الأكسجين غير الكافي يسبب الارتباك وفقدان الوعي في نهاية المطاف. يحتوي الهواء على 20.95 ٪ أكسجين. على ارتفاع 11900 متر (39000 قدم) ، يتنفس الأكسجين النقي من خلال قناع وجه غير مُحكم الإغلاق ، يتنفس المرء نفس الضغط الجزئي للأكسجين الذي يمكن أن يتعرض له الهواء العادي على ارتفاع حوالي 3600 متر (11800 قدم) فوق مستوى سطح البحر. في الارتفاعات العالية ، يجب توصيل الأكسجين من خلال قناع مغلق مع زيادة الضغط ، للحفاظ على ضغط جزئي مناسب من الناحية الفسيولوجية للأكسجين. إذا كان المستخدم لا يرتدي بدلة ضغط أو لباسًا مضادًا للضغط يقيد حركة صدره ، فقد يتسبب ضغط الهواء المرتفع في إلحاق الضرر بالرئتين.

 

بالنسبة للطائرات العسكرية الحديثة مثل طائرات الولايات المتحدة الأمريكية F-22 و F‑35 ، وكلاهما يبلغ ارتفاعهما التشغيلي 18000 متر (59000 قدم) أو أكثر ، يرتدي الطيار “رداء مضاد للضغط Counter-Pressure Garment” ، وهو عبارة عن بدلة واقية g‑suit مع قدرات وخصائص للارتفاعات العالية. في حالة فقدان قمرة القيادة للضغط ، يتحول نظام الأكسجين إلى وضع الضغط الإيجابي لتوصيل الأكسجين فوق الضغط المحيط إلى قناع خاص محكم مانع للتسرب Sealing Mask وكذلك لملء الرداء المضاد للضغط Counter-Pressure Garment بشكل متناسب. يقاوم الرداء التمدد الخارجي لصدر الطيار لمنع الرضح الضغطي الرئوي Pulmonary Barotrauma حتى يتمكن الطيار من النزول إلى ارتفاع آمن.

 

مصدر: Armstrong limit – ويكيبيديا

*

 

• الصاروخ الحامل الصيني الجديد Long-March 6A يكمل رحلته الأولى

.

• دورة تدريبية-الجزء الأول : الأنظمة الفرعية للقمر الصناعي أو مركبة فضائية