Erdviniai kostiumai. Pirmieji skafandrai. Skafandrai mėnulio tyrinėjimams

Skafandras... Erdvė apranga... Iš dokumentinių nuotraukų (ir mokslinės fantastikos filmų) skafandrais apsirengę kosmonautai žiūri į mus pro pakeltus šalmų skydelius. Mokslinės fantastikos romanų puslapiai mums parodo ateities astronautus su nepakeičiamu rekvizitu – skafandru. Kokį vaidmenį skrydžiuose į kosmosą atlieka skafandras? Ar tai tęsis ir ateityje? Kaip tai pasikeis?

Šiuolaikinis kosminis „kostiumas“ turi vieną pagrindinį ir vienintelį tikslą – jis turi apsaugoti skrendantį žmogų nuo pavojų. Kosminių drabužių „mada“, jos „kirpimas“ yra visiškai pavaldūs šiam tikslui; jo kūrėjai bando nuspėti visus galimus pavojus erdvėje. Skafandras apsaugos žmogų nuo į raketą įsiveržusios erdvės „tuštumos“, jei atsitiktinai įvykus laive slėgis išnyks. Jis aprūpins pilotą oru, jei jis staiga negalės kvėpuoti salono oro. Jis gali tarnauti kaip šaldytuvas ir šildymo įrenginys. Jei astronautas palieka į Žemę grįžtantį laivą, jį saugo tik skafandras. Apsaugo nuo smūgio su oru išmetant iš laivo, nuo išretėjusios atmosferos leidžiantis parašiutu ir nuo sumušimų leidžiantis miške ar kalnuose. O jei astronautas nusileis ant vandens, skafandras išlaikys jį ant vandens ir neleis sušalti lediniame vandenyje.

Ateities skrydžiuose į kosmosą astronautams bus daugiau darbo. Atitinkamai, skafandro vaidmuo taps sudėtingesnis.

Apsilankymui kitose planetose prireiks specialaus planetinio skafandro, kuris leis išlipti iš erdvėlaivio, daugiau ar mažiau „pasivaikščioti“ tiek karštoje žemėje apšviestoje Mėnulio pusėje, tiek ant ledo dangų. poliarinių „kepurių“ ir, galbūt, ant verdančių Veneros vandenynų.

Astronautikos plėtrai, matyt, žmogui reikės palikti erdvėlaivį atviroje tarpplanetinėje erdvėje, pavyzdžiui, surinkti orbitines stotis arba apžiūrėti ir remontuoti erdvėlaivius. Kosmosui skirtas skafandras skirsis ir nuo modernaus, ir nuo būsimojo planetinio. Paimkite, pavyzdžiui, transportavimo būdą. Kosmose galite judėti tik raketinio variklio pagalba. Tai reiškia, kad kostiumas turės turėti raketų varymo sistemą. Jis gali veikti, pavyzdžiui, suslėgtu oru.

KĄ KVĖPJA KOSMONAUTAS

Normalus kvėpavimas bet kokioje situacijoje yra viena iš svarbiausių užduočių, išsprendžiamų kuriant skafandrą. Priklausomai nuo to, kaip įrengti skafandrai, juos galima suskirstyti į du tipus – vėdinimo ir regeneravimo. Jei skrydis vyksta įprastai, oras tiek kūno vėdinimui, tiek kvėpavimui imamas iš laivo kajutės. Ventiliatorius jėga įstumia jį į skafandro vėdinimo sistemą, pučia per žmogaus kūną ir grįžta į saloną. Astronautas kvėpuoja salono oru, kuris, pakėlus priekinį langą, laisvai patenka į šalmą. Bet jei dėl kokių nors priežasčių salono oras tampa nekvėpuojantis, priekinis šalmo stiklas (jis nuleidžiamas rankiniu būdu arba automatiškai) izoliuoja astronautą nuo salono atmosferos, o į kostiumą pradės tekėti deguonies ir oro mišinys. Tuo pačiu metu jis persijungia į avarinius suspausto oro balionus ir ventiliaciją.
Regeneracinis kostiumas yra visiškai izoliuotas nuo aplinkos. Tokiu atveju dujų mišinys, kuriuo žmogus kvėpuoja ir kuris vėdina skafandrą, yra priverčiamas per cheminį absorberį ir filtrą. Čia jis išlaisvinamas nuo anglies dvideginio, drėgmės ir kitų žmonių išskiriamų priemaišų. Deguonies papildymas gali būti atliekamas keliais būdais: arba per rezervus iš cilindrų, arba per cheminę reakciją, o ateityje galbūt ir fotocheminiu būdu.

Tokios regeneracinės deguonies tiekimo sistemos pavyzdys yra amerikiečių astronautų skafandras. Deguonies atsargos, skirtos 28 skrydžio valandoms, yra laikomos dviejuose sferiniuose cilindruose, kurių slėgis iš pradžių viršija 560 atmosferų. Per reduktorių, kuris sumažina slėgį iki 0,36 atmosferos, deguonis tiekiamas į skafandro ventiliacijos sistemą ir sumaišomas su iš hermetiško šalmo išeinančiomis dujomis. Gautas dujų mišinys praleidžiamas per anglies dioksido ir drėgmės sugėriklį, filtrą ir šilumokaitį. Iš šio valymo įrenginio išeina grynas deguonis, atšaldytas iki 18-24 laipsnių. Jis tiekiamas į skafandrą per vožtuvą, esantį astronauto juosmens lygyje, o per paskirstymo vamzdžius (nailonu išklotos spiralės, kuriose padarytos skylės) praeina per skafandrą, išplauna kūną ir prasiskverbia per hermetišką šalmą. Tada dujų mišinys iš kostiumo išsiurbiamas ventiliatoriumi ir, vėl papildytas deguonimi iš cilindrų, prasideda naujas cirkuliacijos ciklas.

Aviaciniai skafandrai – regeneraciniai ir ventiliaciniai gali būti gaminami dviem versijomis: kaukėti ir be kaukės. Pirmuoju atveju, kaip rodo pavadinimas, ant žmogaus veido uždedama kaukė, į kurią patenka kvėpavimo takų mišinys. Antruoju atveju deguonis tiekiamas tiesiai į šalmą, žmogaus veidas lieka atviras. Kokie yra kiekvienos iš šių variantų privalumai ir trūkumai?

Kaukė leidžia sukurti visiškai nepriklausomą kvėpavimo sistemą, izoliuotą nuo skafandro ventiliacijos sistemos. Be to, vožtuvo įtaisas tiekia dujų mišinį tik įkvėpimo momentu, o tai reiškia, kad deguonis suvartojamas ekonomiškiau. Drėgnas iškvepiamas oras iš karto išleidžiamas per vamzdyną valymui, nepatenkant į šalmą ir nepabloginant skafandro vėdinimo higieninių sąlygų. Tačiau čia yra „bet“. Nešioti kaukę viso skrydžio metu, ypač ilgo, galbūt nėra visai malonu. Tai trukdo dirbti, jame labai nepatogu valgyti ir gerti.

Todėl tiek pirmieji sovietų, tiek amerikiečių kosmonautai savo skrydžių metu dėvėjo skafandrus be kaukių. Geriausia, jei skrendantis į kosmosą žmogus kvėpuoja įprastu, „žemišku“ oru.

DEKOMPRESIJA

Skrydžių metu astronautai kvėpavo salono oru, priekinis šalmo stiklas buvo pakeltas, veidai buvo atviri. Nebuvo jokių staigmenų. Ką daryti, jei, pavyzdžiui, meteorito smūgis sulaužytų laivo kabinos antspaudą?

Staigus oro slėgio kritimas – sprogstamoji dekompresija – yra reiškinys, žinomas didelio aukščio aviacijoje. Sprogioji dekompresija yra baisesnė, kuo didesnis netikėtas oro slėgio skirtumas. Laikotarpis nuo nelaimingo atsitikimo momento iki sąmonės netekimo vadinamas rezerviniu laiku. Pavyzdžiui, eksperimentai, kuriuos gydytojai atliko per tuos metus, kai įvaldė lėktuvų skrydžius dideliame aukštyje, parodė, kad staigus deguonies koncentracijos sumažėjimas nuo įprastos atmosferos iki atitinkamo 10 kilometrų aukščio sukelia sąmonės netekimą po 40 sekundžių. Jei vakuumas atitinka 15 kilometrų aukštį, rezervas sumažinamas iki 15 sekundžių.

Kai erdvėlaivis sumažina slėgį, slėgis negali nukristi akimirksniu, tai užtruks mažiausiai kelias sekundes. Šiuo metu astronautas turės laiko nuleisti ir užsandarinti priekinį šalmo stiklą.Jei jis susipainios, tai už jį padarys automatinis įrenginys.

Tačiau čia iškyla nauja komplikacija: skafandro viduje ir išorėje atsiras slėgio skirtumas. Kostiume uždarytas oras, bandydamas pabėgti iš nelaisvės, pradės pūsti arba, kaip sako ekspertai, apkrauti savo galią. Šį faktą lydi dvi nepageidaujamos pasekmės. Papasakokime daugiau apie juos.

Bet kuri medžiaga veikiant apkrovai daugiau ar mažiau tempiasi. Šią savybę turi ir skafandro jėgos korpuso medžiaga. Nesunku įsivaizduoti, prie ko pasitemptų skafandras. Šalmas tiksliai priglunda prie galvos, kojos audamos tvirtai suvarstomais batais. Slėgio skirtumo įtakoje šalmas linkęs nulipti nuo skafandro, padidės atstumas tarp jo ir batų, skafandras pradės tempti astronautą. Su kokia jėga?

Nesunku suskaičiuoti, kad esant, tarkime, 0,36 atmosferos slėgio skirtumui salone ir kostiumo viduje, kas atitinka amerikietiškus skafandrus, ši jėga siekia 200–300 kilogramų. Natūralu, kad skafandras turi turėti kažkokius „jėgos“ elementus, kurie sugeria apkrovą ir neleidžia išsitampyti. Amerikiečių astronautų skafandrai turi virveles, kurios pritraukia šalmą prie galios apvalkalo. Pats apvalkalas, pagamintas iš labai patvaraus audinio, turi siūles, į kurias įsiūtos virvelės, kad ją sustiprintų.

Antroji slėgio skirtumo pasekmė – ribotas žmogaus judėjimas su skafandru. Čia turima omenyje ne nepatogumai, kuriuos paprastai sukelia skafandro, kaip drabužių, stambumas. Jei skafandras neturėtų specialių įtaisų, tada, esant slėgio skirtumui, būtų labai sunku net tiesiog sulenkti ranką, o esant dideliam pertekliniam slėgiui skafandre to padaryti būtų visiškai neįmanoma. Tai paaiškinama tuo, kad jo minkšti apvalkalai linkę ištiesinti veikiami vidinio slėgio. Pabandykite pripūsti įprastą šildymo pagalvėlę, o tada sulenkite – ji iškart išsitiesins.

Kad astronautas su apranga galėtų judėti gana laisvai, skafandras turi būti aprūpintas specialiais įtaisais, pavyzdžiui, amerikietiško skafandro vyriais, vadinamais „apelsino žievelėmis“. Tai gofruotos rankovių ir kelnių kojos dalys.

Amerikiečių mokslininkai pagrindinį sunkumą kuriant skafandrų vyrius mato būtinybe užtikrinti išilginį standumą – neleisti jungties „akordeonui“ išsitempti. Tai pasiekiama išradingais virvelių deriniais, slystančiais išilgai ritinėlių arba uždengtų kreipiamaisiais apvalkalais.

ŽEMĖLĖS KOSTRINIO VAIDMUO

Dar visai neseniai vyravo nuomonė, kad kosmose tvyro baisus šaltis, kad temperatūra ten artima absoliučiam nuliui. Tačiau, remiantis naujausiais moksliniais duomenimis, tarpplanetinėje erdvėje dujų dalelių greičiai tokie dideli, kad atitinka tūkstančių laipsnių temperatūrą. Ar tai reiškia, kad visa gyvybė kosmose neišvengiamai sudegs pelenais?

Ne, tarpplanetinių dujų tankis yra toks nereikšmingas, kad bet kurio kūno, patenkančio į erdvę, šilumos mainai su jomis yra praktiškai lygūs nuliui. Kūno paviršiaus temperatūrą kosmose iš esmės lemia šilumos mainai tarp šio kūno ir Saulės. Ir jei ne ši šilumos mainai, tuomet tektų laukti daug tūkstančių metų, kol iš Žemės paleisto palydovo temperatūra prilygtų dalelių temperatūrai kosmose.

Koks tada yra šilumą izoliuojančio kostiumo, įtraukto į skafandrą, vaidmuo? Jo paskirtis daugiausia žemiška. Jei erdvėlaivis nusileis šaltuose Žemės rutulio regionuose, skafandras apsaugos astronautą nuo bet kokio šalčio. Net ir lediniame vandenyje žmogus, vilkintis skafandrą, gali plaukioti daugybę valandų, nesibaimindamas dėl savo sveikatos.

Kosminio skrydžio metu skafandras su šilumą izoliuojančiu kostiumu ir vėdinimo sistema gali užtikrinti astronautui patogias temperatūros sąlygas, nepriklausomai nuo temperatūros ir drėgmės laivo salone ir net esant jo slėgio sumažėjimui.

P.S. Apie ką dar kalba britų mokslininkai: kad įdomu sužinoti, kaip atrodo astronautų vestuvių nuotraukų knygos. Ar yra nuotraukų žmonių su skafandrais?Apskritai, būtų šaunu vestuves surengti erdvėlaivyje, su nuotraukomis kosmose, ar ne?

„Kai užaugsiu, tapsiu astronautu“ – ši frazė tapo simboliu ištisos eros, prasidėjusios kosminėmis lenktynėmis tarp pirmaujančių pasaulio šalių ir pasibaigusios daugelio mūsų neišsipildžiusia svajone. Tačiau Žemės planetoje yra žmonių, kurie reguliariai keliauja į kosmosą. Ir jei šiandien mums tapo įprasta, kad orbitoje visada yra kažkas, plūduriuojantis be gravitacijos, tai kadaise tai buvo taip įdomu, kad milijonai žmonių nenuleido akių nuo televizorių, užgniaužę kvapą stebėdami pirmuosius bandymus tyrinėti kosmosą.

Deja, mes gimėme per vėlai tyrinėti Žemę. Laimei, būsime pirmoji karta, kuri pradės tyrinėti kitas planetas. Šiame straipsnyje kalbėsime apie aprangą, be kurios neįvyks nei vienas tarpplanetinis skrydis, nei vienas protingo žmogaus išėjimas į kosmosą – apie ateities skafandrus.

Modernūs skafandrai

Kosmosas yra nepaprastai priešiška aplinka. Jei netyčia atsidursite vakuume, mažai tikėtina, kad būsite išgelbėti. Per 15 sekundžių prarasite sąmonę dėl deguonies trūkumo. Dėl slėgio trūkumo kraujas užvirs ir užšals. Audiniai ir organai išsiplės. Staigus temperatūros pokytis užbaigs tai, kas buvo pradėta. Net jei jums pavyks visa tai išgyventi, tai nėra faktas, kad saulės vėjas jūsų neapdovanos kenksminga spinduliuote.

Norėdami apsisaugoti nuo visų šių veiksnių, astronautai naudoja apsauginius kostiumus – skafandrus. Kosminės spintos istorija gana įdomi, tačiau per pastaruosius 30 metų svarbių įvykių joje neįvyko. Daug įdomiau yra tai, kas mūsų laukia netolimoje ateityje, ypač atsižvelgiant į augančius komercinių skrydžių tempus ir atsižvelgiant į planuojamas misijas.

Šiandien Rusijos kosmonautai naudoja skafandrus Sokol KV-2 ir Orlan-MK (išėjimui į kosmosą), sukurtus aštuntajame ir devintajame dešimtmečiuose. 2014 metais planuojami „Orlan-ISS“ bandymai, kurių dizainas šiek tiek pasikeitė – apskritai skafandras beveik nesiskiria nuo pirmtako. Šiandien ir visada jų gamybą vykdo akademiko G. I. Severino vardu pavadinta UAB AE Zvezda. Kinija, beje, savo kosmonautus (tiksliau taikonautus) aprengia sovietinių pagrindu pagamintais kostiumais: tais pačiais Sokol ir Feitian, pristatytais atitinkamai 2003 ir 2008 m., o naudotais Šendžou-5 ir Šendžou-5 misijos. 7". JAV, nors ir nusipelnė pagarbos už daug žadančius pokyčius, yra ištikimos 1994 ir 1984 metų skafandroms: ACES (Advanced Crew Escape Unit) ir EMU (Extravehicular Mobility Unit).

Amerikiečius galima suprasti. Dėl finansavimo problemų kosmoso programa buvo rimtai apribota. Galbūt, jei ne tai, jie jau būtų buvę Veneroje (tokia misija iš tikrųjų buvo suplanuota). Kalbant apie „Roscosmos“ sėkmę, be aukščiau minėtų „Orlan-ISS“ bandymų, nieko daugiau pasakyti negalima. Jei ateities skafandrai gaminami Rusijoje, jie gaminami po žeme.

NASA planuoja grįžti į Mėnulį ir aktyviai kuria naujus skafandrus, nes jų prireiks naujiesiems Armstrongams ir Aldrinams, kurie paliks pėdsakus ant mėnulio smėlio. Tačiau, skirtingai nei Apollo 11 programa, naujieji kostiumai astronautams turėtų suteikti daugiau galimybių. Pavyzdžiui, laisvas judėjimas, kuris palengvins darbą Mėnulyje, taip pat apsauga nuo Mėnulio dulkių lipni kaip juosta.

Tačiau tarptautiniai partneriai, atstovaujami Europos kosmoso agentūros ir „Roscosmos“, planuoja pilotuojamą skrydį į Marsą – tai rodo prieš keletą metų atliktas 500 dienų eksperimentas. Vykdydami programą „Mars 500“, šeši tarptautinės įgulos nariai (įskaitant rusus) 500 dienų praleido užrakinti, imituodami skrydį į Marsą. Galbūt skrydis vis tiek įvyks 2018 m. Čia verta žinoti, kad pagrindinė tokio ilgo skrydžio problema – radiacijos poveikis, nuo kurio neapsaugo nei skafandrai, nei laivo korpusas. Skrydis gali būti itin nepalankus.

Atkreipkite dėmesį, kad skrydžiui į Marsą „Roscosmos“ kartu su partneriais turės sukurti specialų skafandrą. Vykdydami programą „Mars 500“, įgulos nariai naudojo specialią „Orlan-E“ (tai reiškia „eksperimentinį“) skafandrą. Jį dizaineriai juokaudami vadina savo jaunesniuoju broliu – jis beveik identiškas kitiems Orlanams, tačiau yra keturis kartus lengvesnis ir dar netinka pasivaikščiojimui į Marsą. Tačiau tai bus būsimojo Marso kostiumo pagrindas.

Keli kiti milijardieriai filantropai taip pat planuoja skrydį į Marsą – Basas Lansdorpas (MarsOne projektas, skirtas Marsui kolonizuoti 2011–2033 m.) ir Elonas Muskas (SpaceX įkūrėjas).

Kiek kainuoja skafandras? NASA naudojamas modelis su visa įranga, gyvybės palaikymu ir įranga kainuoja 12 mln. AE Zvezda nenori reklamuoti skafandro kainos, tačiau kalbama apie 9 mln.

Dizainas

Iš kokių medžiagų gaminami skafandrai? Pažvelkime į EPS pavyzdį. Nors pirmieji kosminiai kostiumai buvo gaminami tik iš minkštų audinių, šiuolaikinėse versijose sujungiami minkšti ir kieti komponentai, kurie suteikia atramą, mobilumą ir komfortą (nors dėl pastarųjų dar galima ginčytis). Pati skafandro medžiaga pagaminta iš 13 sluoksnių: dviejų vidinio aušinimo, dviejų kompresinių sluoksnių, aštuonių sluoksnių šiluminės apsaugos nuo mikrometeoritų ir vieno išorinio sluoksnio. Šiuos sluoksnius sudaro šios medžiagos: megztas nailonas, spandeksas, uretano nailonas, Dacron, neopreno nailonas, Mylar, Gore-tex, Kevlar (iš kurių gaminami kūno šarvai) ir Nomex.

Visi sluoksniai yra susiuvami ir sujungiami, kad būtų sukurta vientisa danga. Be to, skirtingai nei pirmieji skafandrai, kurie buvo pritaikyti kiekvienam astronautui individualiai, šiuolaikinės EMU turi skirtingų dydžių komponentus, kad tiktų kiekvienam.

EMU kostiumas susideda iš šių dalių: MAG (renka astronauto šlapimą), LCVG (pašalina šilumos perteklių pasivaikščiojimo erdvėje metu), EEH (užtikrina ryšius ir biologinius instrumentus), CCA (mikrofonas ir ausinės komunikacijai), LTA ( apatinis kostiumas, kelnės, ant kelių, spirgučiai ir batai), HUT (viršutinė kostiumo dalis, kietas stiklo pluošto apvalkalas, laikantis kelias konstrukcijas: rankas, liemenį, šalmą, gelbėjimo kuprinę ir valdymo modulį), rankovės, dvi poros pirštinės (vidinės ir išorinės), šalmas, EVA (apsauga nuo ryškių saulės spindulių), IDB (hidratacijos maišelis kostiumui), PLSS (pirminė gyvybės palaikymo sistema: deguonis, energija, anglies dioksido šalinimas, aušinimas, vanduo, radijas ir įspėjimo sistema), SOP (rezervinis deguonis), DCM (modulio PLSS valdymas).

Blogai pamirštas senas

2012 metais NASA pristatė naujo tipo skafandrą Z-1. Įkvėptas „Buzz Lightyear“ skafandro iš „Toy Story“, kostiumas bus pradėtas gaminti 2015 m. ir bus su daugybe puikių funkcijų.

Pirma, burbulo formos šalmas suteikia didžiulį matymo lauką, palyginti su ankstesnėmis galimybėmis. Taip, tai nėra kanoninis „motociklininko šalmas“, tačiau saugumas, pasak ekspertų, bus aukščiausio lygio. Naujas kostiumo pečių dalių dizainas suteikia didesnę rankų judesių laisvę. Skafandro gale yra liukas, pro kurį astronautas ropščiasi apsirengdamas. Tai reiškia, kad skafandras, kaip ir transportas, priima keleivį, o ne astronautas viską užsideda ant savęs.

Antra, ir labai svarbu „antra“, skafandras Z-1 bus vienodai tinkamas tiek išėjimui į kosmosą, tiek judėjimui planetos paviršiumi (skirtingai nuo visko, ką dėvi TKS įgula).

Trečia, dėl naujausių įvykių gerokai sumažėjo poreikis į skafandrą dar kartą prikrauti ličio hidroksido, kuris sugeria žmogaus iškvėptą anglies dvideginį, kanistrais. Na, Z-1 galėtų puikiai pakeisti EPS ir atsisakyti senojo kostiumo.

Praėjusių metų pabaigoje buvo pranešta, kad NASA išbandė naują lengvą skafandrą, nes Z-1 buvo per didelis. Atsitrauk? Ir štai antrasis: naujasis kostiumas bus modifikuota oranžinio ACES kostiumo versija, sukurta dar septintajame dešimtmetyje. Kostiumą naudos erdvėlaivio „Orion“ įgula, kuri gaudys asteroidus mėginių surinkimui ir analizei. Deja, kosmoso agentūra nepakelia paslapties šydo virš šios paslaptingos misijos, todėl apie ją žinoma nedaug.

Du žingsniai atgal? Štai trečiasis: „Orion“ šaudyklė iš esmės yra atnaujintas „Apollo“ modulis. Ir čia susijungia visos dėlionės detalės: Orion raketos modulio viduje per mažai vietos apsisukti su EMU ar Z-1 tipo kostiumu. Be to, naujasis kostiumas bus universalus ir skirtas dirbti tiek viduje, tiek lauke. Patys NASA atstovai ypač pabrėžia naujojo skafandro privalumus, tokius kaip maža gamybos kaina ir jau paruošta gyvybės palaikymo sistema astronautui naujajame skafandre. Tačiau yra didelė viltis, kad Z-1, o po jo ir neseniai paskelbtas Z-2, vis tiek bus naudojamas, bet kitose misijose.

Saugumo sumetimais ACES kostiumams pasirinktas oranžinis atspalvis. Tai viena ryškiausių spalvų tiek jūroje, tiek erdvėje. Rasti ir išgelbėti pasiklydusį astronautą būtų lengviau.

"Antra oda"

Skrydžio erdvėje metu astronauto stuburas išsitempia septynis centimetrus. Tai sukelia baisius nugaros skausmus, kurie, žinoma, kelia susirūpinimą tarp kosmoso agentūrų. Specialiai Europos kosmoso agentūrai vokiečių inžinieriai sukūrė tvirtai prie kūno prigludusį skinti, pasiūtą iš dvikrypčio elastingo poliuretano pluošto audinio. Kostiumas tvirtai suspaudžia kūną nuo pečių iki pėdų, imituodamas normalų spaudimą. Kostiumo, pagaminto iš spandekso, skrydžio bandymai planuojami 2015 m. Tačiau kai kurie inžinieriai savo kūrime nuėjo dar toliau.

Visai neseniai geriausio pasaulio universiteto (pagal QS) – Masačusetso technologijos instituto – mokslininkė Deva Newman pristatė naują skafandrą, prie kurio dirbo daugiau nei dešimt metų. Jis vadinamas „Biosuit“ ir daugelis mano, kad jis gali pakeisti žmogaus kosmoso tyrinėjimus.

Prigludęs skafandras suteikia astronautams didesnį mobilumą ir apsaugo nuo traumų (astronautų „ant pečių“ – 25 operacijos dėl sunkių skafandžių traumų). Pagrindinė Newman motyvacija dirbti buvo ta, kad moterys, mažesnės už tam tikrą ūgį, negalėjo naudotis EMU, nes jos tiesiog nepuošia tokių mažų kostiumų. Pačiai Devai tai svarbus faktas, nes ji nėra aukšta. Tačiau yra ir kitų motyvų.

Pirma, šiuolaikiniai skafandrai sveria apie 100 kilogramų. Taip, jie skirti naudoti esant nulinei gravitacijai, bet jūs turite su jais dirbti. Antra, pati erdvė nėra tuščia. Erdvėje taip pat yra dujų, o norint stabilizuoti slėgį viduje ir išorėje, kostiumas „išsipučia“, dar labiau apsunkindamas žmogaus judesius. „Biosuit“ yra glaudžiai megztas audinys, pagamintas iš polimerų ir aktyvių medžiagų – nikelio ir titano lydinio, todėl savarankiškai daro spaudimą žmogaus audiniams, neleisdamas jiems plėstis ir išlikdamas elastingas bei elastingas.

Be to, kadangi šis kostiumas yra padalintas į atskiras dalis, jei viena dalis bus pradurta, astronautas turės laiko uždėti „tvarstį“. Šiuolaikiniai skafandrai to padaryti negali: įtrūkęs reiškia įskilęs, slėgio mažinimas vyksta per visą drabužio plotį. Tačiau Deva vis dar turi tam tikrų problemų su šalmu, todėl pati išradėja pripažįsta, kad, kad ir ką būtų galima pasakyti, greičiausiai pamatysime EMU ir Biosuit simbiozę. Kompromisinis sprendimas būtų palikti apačią nuo Biosuit ir šalmą nuo EMU. Tai suteiks astronautui būtiną mobilumą ir įrodytą šalmo saugumą. Dar liko laiko iki pirmųjų skrydžių į Marsą – ir galimybė sugalvoti ką nors naujo.

Eiti?

Kalbant apie skafandrų pildymą, mokslininkai rimtai planuoja ateities astronautus paversti vaikščiojančiomis laboratorijomis. Mokslininko Patricko McGuire'o komanda iš Čikagos kuria nešiojamą kompiuterį skafandrui, kuris gali savarankiškai (arba beveik savarankiškai, naudojant dirbtinio intelekto algoritmus, paremtus neuroniniais tinklais) atlikti daugybę analizių: nuo kraštovaizdžio įvertinimo iki mikroskopinės akmenų struktūros. Šis išmanusis skafandras ruošiamas misijoms į Marsą ir sėkmingai išbandomas pusiau sausringose ​​Ispanijos vietose ir išskyrė kerpes nuo apnašų ant uolos. Laukinėmis kai kurių Marsų sąlygomis toks asistentas gali tapti neįkainojamas.

Žinoma, šiuolaikiniai pokyčiai neapsiriboja tik astronautų kostiumais. Kosminių kelionių era paskelbta atvira – ir kas žino, gal būsite tarp pirmųjų kosminių turistų. Sausio mėnesį sėkmingai įvyko trečiasis ir labai įspūdingas bandomasis erdvėlaivio „Space Ship Two“, kurį sukūrė Virgin Galactic ir Richardas Bransonas asmeniškai, skrydis. Panašu, kad „Virgin Galaxy“ greičiausiai bus pirmoji įmonė, surengsianti prabangią ekskursiją į žemos Žemės orbitą, o gal ir už jos ribų.

Taip pat ruošiami skafandrai jums ir man. Amerikiečių kompanija „Final Frontier Design“ kosmoso turistams pristatė lengvą „3G Space Suit“ versiją. Patogus, lengvas (tik septyni kilogramai – tai ne 100 kilogramų EMU) ir nebrangus skafandras buvo sukurtas per ketverius metus ant ankstesnio kompanijos išradimo, pelniusio prestižinį „Popular Science 2013“ apdovanojimą – specialių kosminių pirštinių, šlovės viršūnės. Tiesiog klausykite, kaip tai šauniai skamba: „Sulydytas uretanu dengto nailono sluoksnis, 13 lygių pritaikymo, anglies pluošto žiedas aplink juosmenį, nuimamos pirštinės, įmontuotas ryšių lizdas ir aušinimo grandinės krūtinėje, rankose ir kojose. apsaugoti keliautoją nuo perkaitimo...“

Atrodo, kad tai kvepia kosmosu. Pasirinkite kostiumą, kuris priglunda prie peties ir pasiruoškite išvysti akinantį kamuolį, kylantį Mėnulio rytuose – mūsų Žemėje.

Astronautų skafandrai nėra tik kostiumai skristi orbitoje. Pirmieji iš jų pasirodė XX amžiaus pradžioje. Tai buvo laikas, kai iki kosminių skrydžių liko beveik pusė amžiaus. Tačiau mokslininkai suprato, kad nežemiškų erdvių, kurių sąlygos skiriasi nuo mums pažįstamų, tyrinėjimas yra neišvengiamas. Štai kodėl būsimiems skrydžiams jie sugalvojo astronautų įrangą, galinčią apsaugoti žmogų nuo mirtinos išorinės aplinkos.

Skafandro koncepcija

Kas yra kosminių skrydžių įranga? Skafandras – savotiškas technologijų stebuklas. Tai miniatiūrinė kosminė stotis, kuri seka žmogaus kūno formą.

Modernus skafandras aprūpintas visu astronautu. Tačiau, nepaisant įrenginio sudėtingumo, viskas jame yra kompaktiška ir patogu.

Kūrybos istorija

Žodis „skafandras“ turi prancūziškas šaknis. Šią sąvoką 1775 metais įvedė matematikas abatas Jeanas Baptiste'as de Pas Chapelle. Žinoma, XVIII amžiaus pabaigoje niekas net nesvajojo apie skristi į kosmosą. Žodį „nardymo kostiumas“, kuris išvertus iš graikų kalbos reiškia „valties žmogus“, buvo nuspręsta pritaikyti nardymo įrangai.

Atėjus kosminiam amžiui, ši sąvoka pradėta vartoti rusų kalba. Tik čia ji įgavo kiek kitokią prasmę. Vyriškis pradėjo kopti vis aukščiau. Šiuo atžvilgiu reikėjo specialios įrangos. Taigi iki septynių kilometrų aukštyje tai reiškia šiltus drabužius ir deguonies kaukę. Dešimties tūkstančių metrų atstumui dėl slėgio kritimo reikia suslėgtos kabinos ir kompensacinio kostiumo. Priešingu atveju slėgio mažinimo metu piloto plaučiai nustos absorbuoti deguonį. Na, o jei pakilsite dar aukščiau? Tokiu atveju jums reikės skafandro. Jis turėtų būti gana sandarus. Tokiu atveju vidinis slėgis skafandre (dažniausiai neviršija 40 procentų atmosferos slėgio) išgelbės piloto gyvybę.

1920-aisiais pasirodė nemažai anglų fiziologo Johno Holdeno straipsnių. Būtent juose autorius pasiūlė naudoti nardymo kostiumus, kad apsaugotų oro balionininkų sveikatą ir gyvybę. Savo idėjas autorius net bandė įgyvendinti praktiškai. Jis sukonstravo panašų skafandrą ir išbandė jį slėgio kameroje, kur buvo nustatytas slėgis, atitinkantis 25,6 km aukštį. Tačiau statyti balionus, galinčius pakilti į stratosferą, nėra pigus malonumas. O amerikietis oro balionininkas Markas Ridge'as, kuriam buvo skirtas unikalus kostiumas, lėšų, deja, nesurinko. Štai kodėl Holdeno skafandras praktiškai nebuvo išbandytas.

Mūsų šalyje inžinierius Jevgenijus Čertovskis, kuris buvo Aviacijos medicinos instituto darbuotojas, dirbo prie kosminių kostiumų. Per devynerius metus, nuo 1931 iki 1940 m., jis sukūrė 7 hermetiškos įrangos modelius. Pirmasis sovietų inžinierius pasaulyje išsprendė mobilumo problemą. Faktas yra tas, kad pakilus į tam tikrą aukštį kostiumas išsipūtė. Po to pilotas buvo priverstas labai pasistengti net tiesiog sulenkdamas koją ar ranką. Būtent todėl Ch-2 modelį sukūrė inžinierius su vyriais.

1936 metais pasirodė nauja kosminės įrangos versija. Tai yra Ch-3 modelis, kuriame yra beveik visos dalys, esančios šiuolaikiniuose Rusijos kosmonautų naudojamuose skafandruose. Šios versijos specialios įrangos bandymas įvyko 1937 m. gegužės 19 d. Sunkusis bombonešis TB-3 buvo naudojamas kaip orlaivis.

Nuo 1936 metų kosmonautų skafandrus pradėjo kurti jauni Centrinio aerohidrodinaminio instituto inžinieriai. Tai padaryti juos paskatino kartu su Konstantinu Ciolkovskiu sukurto mokslinės fantastikos filmo „Skrydis į kosmosą“ premjera.

Pirmąjį skafandrą su indeksu SK-STEPS-1 jaunieji inžinieriai suprojektavo, pagamino ir išbandė vos 1937 m. Net išorinis šios įrangos įspūdis rodė jos nežemišką paskirtį. Pirmajame modelyje buvo numatyta diržo jungtis, skirta sujungti apatinę ir viršutinę dalis. Didelį mobilumą suteikė pečių sąnariai. Šio kostiumo apvalkalas buvo pagamintas iš dviejų sluoksnių

Kita skafandro versija išsiskyrė autonomine regeneravimo sistema, skirta 6 valandas nepertraukiamai veikti. 1940 metais buvo sukurtas paskutinis sovietinis prieškarinis skafandras – SK-STEPS-8. Ši įranga buvo išbandyta naikintuvu I-153.

Specialios produkcijos kūrimas

Pokario metais iniciatyvą kurti skafandrus astronautams perėmė Skrydžių tyrimų institutas. Jos specialistai gavo užduotį sukurti kostiumus, skirtus vis naujus greičius ir aukščius įveikiantiems aviacijos pilotams. Tačiau masinei gamybai vieno instituto aiškiai nepakako. Štai kodėl 1952 m. spalį inžinierius Aleksandras Boiko sukūrė specialias dirbtuves. Ji buvo įsikūrusi Tomilino mieste, netoli Maskvos, gamykloje Nr. 918. Šiandien ši įmonė vadinama AE Zvezda. Būtent ant jo vienu metu buvo sukurtas Gagarino skafandras.

Skrydžiai į kosmosą

1950-ųjų pabaigoje prasidėjo nauja nežemiškos erdvės tyrinėjimo era. Būtent tuo laikotarpiu sovietų projektavimo inžinieriai pradėjo kurti erdvėlaivį „Vostok“ – pirmąjį kosminį aparatą. Tačiau iš pradžių planuota, kad astronautų skafandrų šiai raketai neprireiks. Pilotas turėjo būti specialiame sandariame konteineryje, kuris prieš nusileidimą būtų atskirtas nuo nusileidimo modulio. Tačiau ši schema pasirodė labai sudėtinga ir, be to, pareikalavo ilgų bandymų. Štai kodėl 1960 m. rugpjūčio mėn. buvo pakeistas „Vostok“ vidinis išdėstymas.

Sergejaus Korolevo biuro specialistai konteinerį pakeitė išmetimo sėdyne. Šiuo atžvilgiu būsimiems kosmonautams reikėjo apsaugos nuo slėgio sumažėjimo. Taip tapo skafandras. Tačiau labai trūko laiko prijungti jį prie borto sistemų. Šiuo atžvilgiu viskas, kas reikalinga piloto gyvybei palaikyti, buvo pastatyta tiesiai į sėdynę.

Pirmieji kosmonautų skafandrai vadinosi SK-1. Jie buvo sukurti pagal Vorkutos didelio aukščio kostiumą, skirtą naikintuvo SU-9 pilotams. Tik šalmas buvo visiškai rekonstruotas. Jame buvo sumontuotas mechanizmas, kurį valdė specialus jutiklis. Sumažėjus slėgiui kostiume, permatomas skydelis akimirksniu užsitrenkė.

Astronautams skirta įranga buvo pagaminta pagal individualius išmatavimus. Pirmajam skrydžiui jis buvo sukurtas tiems, kurie parodė geriausią treniruočių lygį. Tai yra trejetukas, į kurį pateko Jurijus Gagarinas, Germanas Titovas ir Grigorijus Nelyubovas.

Įdomu tai, kad astronautai buvo kosmose po skafandro. Vienas iš specialiųjų SK-1 prekės ženklo kostiumų buvo išsiųstas į orbitą per du bandomuosius nepilotuojamus erdvėlaivio „Vostok“ paleidimus, įvykusius 1961 m. kovą. Be eksperimentinių mišrūnų, laive buvo manekenas „Ivanas Ivanovičius“. apsirengęs skafandru. Šio dirbtinio žmogaus krūtinėje buvo įrengtas narvas su jūrų kiaulytėmis ir pelėmis. O kad atsitiktiniai nusileidimo liudininkai nesupainiotų „Ivano Ivanovičiaus“ su ateiviu, po jo skafandro skydeliu buvo padėtas ženklas su užrašu „Modelis“.

Per penkis pilotuojamus erdvėlaivio „Vostok“ skrydžius buvo naudojami skafandrai SK-1. Tačiau moterys astronautės negalėjo jose skristi. Jiems buvo sukurtas modelis SK-2. Pirmą kartą jis buvo panaudotas erdvėlaivio „Vostok-6“ skrydžio metu. Šį skafandrą, atsižvelgdami į moters kūno struktūrines ypatybes, pagaminome Valentinai Tereškovai.

Amerikos specialistų raida

Įgyvendindami „Mercury“ programą, JAV dizaineriai ėjo sovietų inžinierių keliu, teikdami savo pasiūlymus. Taigi, pirmasis amerikietiškas skafandras atsižvelgė į tai, kad astronautai kosmose ateityje išliks orbitoje ilgiau.

Dizaineris Russellas Colley pagamino specialų Navy Mark kostiumą, iš pradžių skirtą jūrų aviacijos pilotų skrydžiams. Skirtingai nuo kitų modelių, šis skafandras buvo lankstus ir gana mažo svorio. Norint naudoti šią parinktį kosminėse programose, buvo atlikti keli dizaino pakeitimai, kurie pirmiausia paveikė šalmo dizainą.

Amerikietiški skafandrai įrodė savo patikimumą. Tik kartą, kai Mercury 4 kapsulė apsitaškė ir pradėjo skęsti, kostiumas vos nenužudė astronauto Virgilio Grissono. Pilotas vos spėjo išlipti, nes ilgą laiką negalėjo atsijungti nuo laive esančios gyvybės palaikymo sistemos.

Autonominių skafandrų kūrimas

Dėl spartaus kosmoso tyrinėjimo tempo teko kurti naujus specialius kostiumus. Juk pirmieji modeliai buvo tik avarinis gelbėjimas. Dėl to, kad jie buvo pritvirtinti prie pilotuojamo erdvėlaivio gyvybę palaikančios sistemos, astronautai negalėjo patekti į kosmosą su tokia įranga. Norint patekti į atvirą nežemišką erdvę, reikėjo sukonstruoti autonominį skafandrą. Šios užduoties ėmėsi SSRS ir JAV dizaineriai.

Amerikiečiai savo kosminei programai Gemini sukūrė naujas G3C, G4C ir G5C skafandrų modifikacijas. Antrasis iš jų buvo skirtas kosminiams žygiams. Nepaisant to, kad visi amerikietiški skafandrai buvo prijungti prie borto gyvybės palaikymo sistemos, juose buvo įmontuotas autonominis įrenginys. Prireikus jos resursų pakaktų astronauto gyvybei palaikyti pusvalandį.

1965 m. birželio 3 d. amerikietis Edwardas White'as išėjo į kosmosą vilkėdamas G4C skafandrą. Tačiau jis nebuvo pionierius. Du su puse mėnesio prieš jį šalia laivo esančiame erdvėlaivyje apsilankė Aleksejus Leonovas. Šiam istoriniam skrydžiui sovietų inžinieriai sukūrė skafandrą Berkut. Jis skyrėsi nuo SK-1 tuo, kad buvo antrasis hermetiškas apvalkalas. Be to, kostiumas turėjo kuprinę su deguonies balionais, o šalme buvo įmontuotas šviesos filtras.

Žmogus, būdamas kosmose, buvo sujungtas su laivu septynių metrų atrama, kurioje buvo amortizatorius, elektros laidai, plieninis kabelis ir avarinio deguonies tiekimo žarna. Istorinis išėjimas į nežemišką erdvę įvyko 1965 m. kovo 18 d. Jis buvo nustatytas per 23 minutes. 41 sek.

Skafandrai mėnulio tyrinėjimams

Įvaldęs žemės orbitą, žmogus pajudėjo toliau. Ir pirmasis jo tikslas buvo nuskristi į Mėnulį. Bet tam mums reikėjo specialių autonominių skafandrų, kurie leistų kelias valandas išbūti už laivo ribų. O juos sukūrė amerikiečiai kurdami „Apollo“ programą. Šie kostiumai suteikė astronautui apsaugą nuo saulės perkaitimo ir mikrometeoritų. Pirmoji sukurta mėnulio skafandrų versija vadinosi A5L. Tačiau vėliau jis buvo patobulintas. Naujoji A6L modifikacija turi šilumą izoliuojantį apvalkalą. A7L versija buvo ugniai atspari parinktis.

Mėnulio skafandrai buvo vientisi daugiasluoksniai kostiumai su lanksčiomis guminėmis jungtimis. Ant rankogalių ir apykaklės buvo metaliniai žiedai, skirti pritvirtinti sandarias pirštines ir šalmą. Skafandrai buvo užsegami vertikaliu užtrauktuku, prisiūtu nuo kirkšnies iki kaklo.

Amerikiečiai į Mėnulio paviršių įkėlė koją 1969 m. liepos 21 d. Šio skrydžio metu buvo panaudoti skafandrai A7L.

Sovietų kosmonautai taip pat planavo vykti į Mėnulį. Šiam skrydžiui buvo sukurti skafandrai Krechet. Tai buvo pusiau standi kostiumo versija, kurios gale buvo specialios durys. Astronautas turėjo į jį įlipti, taip apsivilkdamas įrangą. Durys buvo uždarytos iš vidaus. Tam buvo numatyta šoninė svirtis ir sudėtinga kabelių grandinė. Kostiumo viduje taip pat buvo gyvybės palaikymo sistema. Deja, sovietų kosmonautai niekada nespėjo aplankyti Mėnulyje. Bet tokiems skrydžiams sukurtas skafandras vėliau buvo panaudotas kuriant kitus modelius.

Įranga naujausiems laivams

Nuo 1967 m. Sovietų Sąjunga pradėjo paleisti Sojuz. Tai buvo transporto priemonės, sukurtos taip, kad astronautų praleistas laikas nuolat pailgėtų.

Skrydžiams erdvėlaiviu Sojuz buvo pagamintas skafandras Yastreb. Jo skirtumai nuo Berkut buvo gyvybės palaikymo sistemos konstrukcijoje. Jo pagalba kvėpavimo takų mišinys buvo cirkuliuojamas skafandro viduje. Čia jis buvo išvalytas nuo kenksmingų priemaišų ir anglies dioksido, o po to atvėsinamas.

Naujasis Sokol-K gelbėjimo kostiumas buvo naudojamas 1973 m. rugsėjo mėn. skrendant Sojuz-12. Net prekybos atstovai iš Kinijos įsigijo pažangesnius šių apsauginių kostiumų modelius. Įdomu tai, kad kai buvo paleistas pilotuojamas erdvėlaivis „Shanzhou“, jame buvę astronautai buvo apsirengę rusišką modelį labai primenančia įranga.

Išėjimui į kosmosą sovietų dizaineriai sukūrė „Orlan“ skafandrą. Tai autonominė pusiau standi įranga, panaši į mėnulio Krechet. Jūs taip pat turėjote jį užsidėti per duris, esančias gale. Tačiau, skirtingai nei Krechet, Orlanas buvo universalus. Jo rankoves ir kelnių kojas buvo nesunku priderinti iki norimo aukščio.

Orlano skafandrais skraidė ne tik Rusijos kosmonautai. Kinai savo „Feitian“ pagamino remdamiesi šia įranga. Jose jie iškeliavo į kosmosą.

Ateities skafandrai

Šiandien NASA kuria naujas kosmoso programas. Tai skrydžiai į asteroidus, į Mėnulį, todėl ir toliau kuriamos naujos skafandrų modifikacijos, kurios ateityje turės derinti visas teigiamas darbinio kostiumo ir gelbėjimo įrangos savybes. Kol kas nežinoma, kurį variantą pasirinks kūrėjai.

Galbūt tai bus sunkus, kietas skafandras, saugantis žmogų nuo visų neigiamų išorinių poveikių, o gal šiuolaikinės technologijos leis sukurti universalų apvalkalą, kurio eleganciją įvertins būsimos astronautės.

2010 m. balandžio 12 d. sukanka lygiai 49 metai nuo pirmojo Jurijaus Gagarino skrydžio į kosmosą 1961 m. Šią dieną visa planeta švenčia Pasaulinę aviacijos ir kosmonautikos dieną.

Ta proga nusprendžiau parašyti įrašą apie skafandrus – pakalbėti apie jų atsiradimo istoriją, dizainą ir, jei įmanoma, palyginti mūsų skafandrus su amerikiečių kolegomis.

Šiek tiek istorijos prieš kosmosą

Poreikis sukurti skafandrą atsirado 30-ųjų pradžioje. Faktas yra tas, kad pilotai bandytojai, net ir užsidėję deguonies šalmus, dėl žemo atmosferos slėgio negalėjo pakilti į didesnį nei 12 km aukštį. Tokiame aukštyje žmogaus audiniuose ištirpęs azotas pradeda virsti dujine būsena, o tai sukelia skausmą.

Todėl 1931 metais inžinierius E. Čertovskis sukūrė pirmąjį skafandrą „Ch-1“. Tai buvo paprastas sandarus kostiumas su šalmu su nedideliu stiklu žiūrėjimui. Apskritai „Ch-1“ galėjai daryti ką nori, bet nedirbti. Tačiau vis dėlto tai tapo proveržiu. Vėliau, prieš karą, Chertovskis sugebėjo sukurti dar šešis skafandrų modelius.

Po karo pradėjo pasirodyti pirmieji reaktyviniai naikintuvai, kurie smarkiai pakėlė maksimalaus aukščio kartelę. 1947-1950 metais A. Boyko vadovaujama dizainerių grupė sukūrė pirmuosius pokario skafandrus, pavadintus VSS-01 ir VSS-04 (aukšto aukščio gelbėjimo kostiumas). Tai buvo hermetiški kombinezonai iš gumuoto audinio, prie kurių buvo pritvirtinti nuolatiniai atverčiami šalmai ir deguonies kaukės. Perteklinis slėgis aukštyje buvo pašalintas specialiu vožtuvu.

Plėtros pradžia

Apskritai skafandrų kūrimas iš pradžių mums nelabai sekėsi. Faktas yra tas, kad esami skafandrų patobulinimai buvo nenaudingi, jei laive kosmose sumažėjo slėgis. Ir dizaineriai su tuo neturi nieko bendra – jiems tiesiog buvo duota užduotis sukurti apsauginį kostiumą, skirtą astronautui išgelbėti tik nusileidus ar aptaškius nusileidimo modulį. Tarp skafandrų priešininkų buvo net kai kurie laivo konstruktoriai – jie manė, kad slėgio mažinimo galimybė yra nereikšminga. Jų žodžius patvirtino sėkmingas Laikas skrydis į GZhK (slėginė kabina gyvūnams)

Ginčai buvo nutraukti tik asmeniškai Korolevui įsikišus. Tuo pačiu metu iki Gagarino skrydžio buvo likę tik 8 mėnesiai. Per šį laiką buvo sukurtas skafandras SK-1

Yra 3 skafandrų klasės:

Gelbėjimo kostiumai - skirti apsaugoti astronautus, kai salone sumažėja slėgis arba smarkiai nukrypus jo dujinės aplinkos parametrams nuo normos;
skafandrai, skirti darbui kosminėje erdvėje ant erdvėlaivio paviršiaus arba šalia jo
skafandrai, skirti darbui dangaus kūnų paviršiuje

SK-1 buvo pirmosios kategorijos skafandras. Jis buvo naudojamas per visus pirmosios serijos „Vostok“ laivų skrydžius.

SK-1 „dirbo“ kartu su specialiu nuo karščio apsaugančiu kostiumu, kurį astronautas dėvėjo po pagrindiniu apsauginiu kostiumu. Kombinezonai buvo ne tik drabužiai, tai buvo ištisas inžinerinis statinys su įmontuotais vamzdynais vėdinimo sistemai, palaikančiai reikiamą kūno šiluminį režimą ir šalinančią drėgmę iš kvėpavimo produktų. Esant nenumatytoms sąlygoms, skafandro (LSS) gyvybę palaikanti sistema kartu su kabina LSS kosmonauto egzistavimą „pratęsė“ 10 dienų. Kai salone sumažėjo slėgis, permatomas „antvaizdis“ - šalmo langas - buvo automatiškai uždarytas ir buvo įjungtas oro tiekimas iš laivo cilindrų.

Tačiau jis turėjo reikšmingą trūkumą. Jo minkštas apvalkalas, veikiamas vidinio perteklinio slėgio, visada linkęs įgauti besisukančio kūno formą ir ištiesinti. Ne taip paprasta sulenkti kurią nors jo dalį, tarkime, rankovę ar kelnių blauzdeles, o kuo didesnis vidinis spaudimas, tuo sunkiau tai padaryti. Dirbdami su pirmaisiais skafandrais dėl gana mažo mobilumo astronautai turėjo skirti nemažai papildomų pastangų, o tai galiausiai paskatino medžiagų apykaitos procesų intensyvumą organizme. Dėl to, savo ruožtu, reikėjo padidinti deguonies atsargų svorį ir matmenis, taip pat aušinimo sistemos blokus.

Taip pat buvo sukurtas skafandras SK-2. Iš esmės tai yra tas pats SK-1, tik moterims. Jis turėjo šiek tiek kitokią formą, atsižvelgiant į jų fiziologines ypatybes.

Analoginis

Amerikietiškas mūsų SK-1 analogas buvo erdvėlaivio Mercury skafandras. Tai taip pat buvo išskirtinai gelbėjimo kostiumas ir buvo pagamintas 1961 m

Be to, jis turėjo metalizuotą išorinį sluoksnį, atspindintį šilumos spindulius.

Auksinis erelis

1964 metų viduryje sovietinės kosmoso programos lyderiai nusprendė naujam eksperimentui orbitoje – pirmajam pilotuojamam kosminiam žygiui į kosmosą. Ši aplinkybė skafandrų kūrėjams sukėlė nemažai naujų techninių iššūkių. Jas, žinoma, padiktavo rimti erdvėlaivio vidinės aplinkos ir išorinės erdvės sąlygų skirtumai – beveik visiško vakuumo, kenksmingos radiacijos ir ekstremalių temperatūrų sfera.

Kūrėjai turėjo dvi pagrindines užduotis:

Pirma, skafandras, skirtas pasivaikščiojimui į kosmosą, turėjo apsaugoti nuo perkaitimo, jei astronautas yra saulėtoje pusėje, ir, atvirkščiai, nuo atšalimo, jei jis yra šešėlyje (temperatūrų skirtumas tarp jų yra didesnis nei 100 ° C). Jis taip pat turėjo apsaugoti nuo saulės spinduliuotės ir meteorinės medžiagos.

Antra, siekdami užtikrinti maksimalų žmogaus saugumą, būkite itin patikimi ir minimalaus tūrio bei svorio. Tačiau svarbiausia, kad su visu tuo kosmonautas jame turi mokėti dirbti, t.y. judėti laive, atlikti tam tikrus darbus ir pan.

Visi šie reikalavimai buvo įgyvendinti Berkut skafandre.

Beje, pradedant „Berkut“, visi mūsų skafandrai buvo pradėti vadinti paukščių vardais.

Kostiumas buvo pagamintas iš kelių sluoksnių plėvelės su blizgiu aliuminio paviršiumi. Tarpas tarp sluoksnių buvo specialiai sudarytas tarpas, siekiant sumažinti šilumos perdavimą bet kuria kryptimi. Termoso principas – šiluma neįsisavinama ir neišduodama. Be to, plėvelės-audinio sluoksniai yra atskirti specialia tinklelio medžiaga. Dėl to buvo galima pasiekti labai aukštą šiluminės varžos lygį. Kosmonauto akis saugojo specialus šviesos filtras, pagamintas iš tamsinto organinio stiklo, beveik pusės centimetro storio. Jis atliko dvejopą vaidmenį – susilpnino saulės šviesos intensyvumą ir neleido biologiškai pavojingai saulės spektro spindulių daliai pereiti į veidą.

Pirmojo kosminio žygio tikslai buvo riboti. Todėl gyvybės palaikymo sistema atrodė gana paprasta ir buvo skirta 45 minučių veikimui. Buvo įdėta į kuprinę su deguonies aparatu ir 2 litrų talpos balionais. Prie kuprinės korpuso buvo pritvirtinta armatūra jiems užpildyti ir manometro langelis slėgiui stebėti. Iš laivo buvo paimtas oras, kuris dar labiau praturtintas deguonimi ir pateko į skafandrą. Tas pats oras išnešė astronauto išskiriamą šilumą, drėgmę, anglies dvideginį ir kenksmingas priemaišas. Tokia sistema vadinama atviro tipo sistema

Visa sistema tilpo į 520x320x120 mm matmenų kuprinę, kuri buvo pritvirtinta prie nugaros greito atjungimo jungtimi. Avariniams atvejams oro šliuzo kameroje buvo įrengta atsarginė deguonies sistema, kuri žarna buvo sujungta su skafandru.

Analoginis

Auksinio erelio analogas buvo skafandras Geminų laivams

Jo laivo versija (nežinau kaip kitaip pavadinti) buvo įprastas gelbėjimo kostiumas. Modifikuota versija buvo sukurta dirbti už erdvėlaivio ribų

Šiuo tikslu prie pagrindinio kostiumo buvo pridėti šiluminės ir mikrometeoritinės apsaugos apvalkalai.

Vanagas

Nuo 1967 metų prasidėjo naujų Sojuz tipo erdvėlaivių skrydžiai, kurių esminis skirtumas nuo pirmtakų buvo tas, kad jie jau buvo pilotuojami orlaiviai. Todėl potencialus laikas žmogui dirbti erdvėje už laivo ribų turėjo pailgėti. Atitinkamai, visą laiką būti su skafandru buvo neįmanoma. Jis buvo dėvimas tik pačiais kritiškiausiais momentais – kilimo, tūpimo metu. Be to, iškilo klausimas dėl kelių laivų paleidimo į orbitą ir jų prijungimo prie doko, o tai apėmė operacijas, susijusias su žmonių perėjimu kosmose.

Šiems tikslams buvo sukurtas naujas skafandras su nauja gyvybės palaikymo sistema. Jie vadino jį "Hawk"

Šis skafandras iš esmės buvo panašus į Berkut, skirtumai buvo kitokioje kvėpavimo sistemoje, kuri buvo vadinamojo regeneracinio tipo. Kvėpavimo mišinys cirkuliavo kostiumo viduje uždaroje grandinėje, kur jis buvo išvalytas nuo anglies dioksido ir kenksmingų priemaišų, maitinamas deguonimi ir atvėsinamas. Deguonies balionai liko sistemos dalimi, tačiau juose esantis deguonis buvo naudojamas tik nuotėkiams kompensuoti ir astronauto suvartojimui. Šiai sistemai reikėjo iš karto sukurti kelis unikalius mazgus: garuojantį šilumokaitį, veikiantį specifinėmis nesvarumo sąlygomis; anglies dioksido absorberis; elektros variklis, kuris saugiai veikia gryno deguonies atmosferoje ir sukuria reikiamą oro cirkuliaciją skafandro viduje ir kt.

Oro aušinimas buvo naudojamas astronauto kūnui vėsinti. Norėdami tai padaryti, per skafandrą reikia išleisti labai didelį dujų kiekį. Tam, savo ruožtu, reikia kelių šimtų vatų galios ventiliatoriaus, taip pat daug elektros energijos. O stiprus oro srautas astronautui nėra labai malonus.

Pastebimas privalumas buvo tai, kad skafandro svoris neviršija 8-10 kg, o korpuso pakuotės storis minimalus. Tai leidžia jį naudoti su individualia amortizacinių sėdynių tekstūra, susilpninant perkrovų poveikį įkišant į orbitą ir leidžiantis.

Praktiškai Yastreb buvo naudojamas tik vieną kartą - perėjimui iš Sojuz-5 į Sojuz-4.

Analoginis

Neradau konkretaus amerikietiško „Hawk“ analogo. Ankstyvųjų Apolonų skafandras, regis, tam kažkiek tinka.

Merlin

Skrydžiui į Mėnulį buvo sukurtas naujoviškas 3 kategorijos skafandras. Skafandras astronautas turėjo išlaikyti tokius motorinius ir darbinius gebėjimus, kurie žemėje laikomi elementariais. Pavyzdžiui, judant išilgai mėnulio paviršiaus, atsižvelgiant į tai, kad „pasivaikščiojimai“ gali vykti skirtingu reljefu; kritimo atveju sugebėti atsistoti ant kojų, kontaktuoti su mėnulio „žeme“, kurios temperatūra svyruoja labai plačiame diapazone (pavėsyje ir šviesoje nuo -130°C iki +160° C); dirbti su instrumentais, rinkti mėnulio uolienų pavyzdžius ir atlikti primityvų gręžimą. Astronautui turėjo būti suteikta galimybė atsigaivinti specialiu skystu maistu, taip pat pašalinti šlapimą iš skafandro. Žodžiu, visa gyvybės palaikymo sistema buvo sukurta sunkesnėms darbo sąlygoms nei tos, kurios egzistavo tyrėjų orbitinių išėjimų metu.

Atsižvelgiant į šiuos reikalavimus, vadovaujant A. Stoklitskiui, buvo sukurtas skafandras „Krechet“.

Jis turėjo vadinamąjį „pusiau standųjį“ apvalkalą, o vietoj kuprinės įmontuotą gyvybės palaikymo sistemą. Būtent iš jo kilo frazė „įeiti į skafandrą“. Kadangi kosmonautas į Krechetą įžengė naudodamas „duris“ ant nugaros. Visos gyvybės palaikymo sistemos buvo „duryse“

Krechet sistemos užtikrino rekordinį savarankišką žmogaus buvimą Mėnulyje – iki 10 valandų, per kurias tyrėjas galėjo atlikti darbą su dideliu fiziniu krūviu. Terminiam aušinimui pirmą kartą panaudotas vandens aušinimo kostiumas, nes... aušinimas vandeniu yra vienintelis įmanomas būdas palaikyti priimtinas šilumines sąlygas skafandre intensyvaus astronauto darbo metu. Norint pašalinti 300-500 kcal/h šilumos, vandens srautas per vandens aušinimo kostiumą buvo 1,5-2 l/min, reikalingas aušinimo vamzdžių ilgis apie 100 metrų. Vandeniui siurbti buvo naudojamas kelių vatų variklio galios siurblys.

Kartu su vandens aušinimu kostiumo viduje buvo cirkuliuoja ir regeneruoja orą bei pašalino drėgmę. Taip pat buvo tiekiamas deguonis, kompensuojantis nuotėkius.

Analoginis

Tai bene vienintelis atvejis, kai amerikietiškas analogas garsesnis už mūsiškį. Būtent jame Neilas Armstrongas 1969 metais įkėlė koją į Mėnulio paviršių

Kostiumas buvo pagamintas iš itin tvirtų sintetinių audinių, metalo ir plastiko. Po skafandru astronautas vilkėjo lengvą vientisą kostiumą su jutikliais biotelemetrijai. Be to, po skafandru buvo dėvimas specialus vandens aušinimo kostiumas, kuris buvo skirtas nepertraukiamam darbui 115 valandų. Šis nailoninis elastanas kostiumas turėjo apie 90 m bendro ilgio polivinilchlorido vamzdžių sistemą, per kurią nuolat cirkuliavo šaltas vanduo, sugerdamas kūno generuojamą šilumą ir išleidžiamas į išorinį šaldytuvą. Dėl šio kostiumo odos temperatūra įvairiose kūno vietose neviršijo 40°C.

Ant delno buvo specialūs vieliniai raiščiai, kurie neleido pirštinei išsipūsti, kai skafandre yra per didelis slėgis. Siekiant užtikrinti rankų miklumą, pirštinių pirštai turėjo rankenos prailginimus, kuriais astronautas galėjo pakelti smulkius daiktus.

Kosmonauto šalmas buvo pagamintas iš skaidraus polikarbonato ir turėjo didelį atsparumą smūgiams. Jo sferinė forma suteikė astronautui galimybę pasukti galvą bet kuria kryptimi. Deguonis į šalmą pateko 162 l/min greičiu, o kairėje šalmo pusėje esanti slėgio jungtis skafandru dėvinčiam astronautui leido gerti ar valgyti maistą. Kuprinės gyvybės palaikymo sistema buvo pritvirtinta prie skafandro nugarėlės ir Žemėje irklai svėrė 56,625 kg (skrupulingiausiems - 554,925 n).

Orlanas

Nusileidus Mėnulyje visi darbai Krechete sustojo. Tačiau Mėnulio programos rinkinyje buvo ir Orlano skafandras – orbitiniam darbui

Jie grįžo prie savo plėtros 1969 m., kai buvo pradėti pirmosios orbitinės stoties kūrimo darbai. Tai „Orlan“ modifikacijos, kurias naudojome „Mir“ ir dabar naudojamos TKS.

Visi žino, kad orbitinėse stotyse keičiasi įgulos.

Tačiau anksčiau egzistavę skafandrai buvo individualūs ir neturėjo galimybės priderinti. Todėl kiekvienam naujam stoties įgulos nariui jie turėjo būti pagaminti ir paleisti į kosmosą, o tai buvo neveiksminga, atsižvelgiant į ribotas erdvėlaivių „Sojuz“ ir „Progress“ krovinių galimybes. Tačiau dėl pusiau kieto dizaino Orlane individualios buvo tik skafandrų pirštinės, kurias pristatydavo įgula, o patys skafandrai nuolat būdavo stotyje.

Kad būtų užtikrintas kūno mobilumas, skafandre buvo naudojami vyriai, esantys pagrindinių sąnarių – peties, alkūnės, kelio, čiurnos, pirštų ir kt. – srityje. Be to, vėlesnėse modifikacijose daugelyje jungčių buvo naudojami sandarūs guoliai, siekiant padidinti. mobilumas (pavyzdžiui, pečių ar riešų sąnariuose).

Nuo pirmojo Orlano panaudojimo Salyut 6 kelyje 1977 m. iki Miros nuskendimo 2001 m. žemos Žemės orbitoje buvo naudojami 25 visų rūšių Orlanų rinkiniai. Kai kurie iš jų sudegė kartu su paskutine Mir stotimi. Per tą laiką 42 ekipažai išvažiavo 200 Orlano. Bendras veikimo laikas viršijo 800 valandų.

„Orlan“ turi daug modifikacijų. Įdomiausias, mano nuomone, yra Orlan-DMA su instaliacija, skirta judėti ir manevruoti kosmose.

AE Zvezda neskelbia Orlano kainos. Tačiau viename reportaže kartą išgirdau milijono dolerių skaičių. Galiu klysti.

Analoginis

Amerikiečių astronautai nuoširdžiai ir atvirai prisipažįsta, kad dabartiniai jų skafandrai yra daug prastesni ir nepatogesni nei mūsų. Jie kainavo 12-15 mln. Taigi pilnaverčio analogo dabartiniam „Orlanui“ nėra.

Swift

Kuriant Buran buvo sukurtas naujausias gelbėjimo kostiumas „Strizh“.

Nesu iki galo tikras, kad nuotraukoje tai jis, bet panašu į jį. K-36RB išmetimo sėdynė buvo sukurta kaip „Swift“ rinkinio dalis. Ekspertai „Swift“ pavadino geriausiu kada nors egzistavusiu skafandru. Tačiau nutrūkus Burano darbams... apskritai, kaip įprasta mūsų šalyje.

Nepaisant to, kad pastaruosius porą metų vis dažniau girdime apie buitinių kosminių projektų griūtis, rusai vis dar gali didžiuotis, kad mūsų skafandrai yra lengvesni ir pigesni už amerikietiškus, o mūsų kanalizacijos įrenginius perka NASA.
Kur pagaminti skafandrai Rusijos kosmonautams: fotoreportažas iš gamyklos Zvezda

Zvezda pradėjo veikti 1952 m. Tiesa, tada gamykla neturėjo pavadinimo – įmonė buvo žinoma kaip „Nr. 918“ ir buvo vienas slapčiausių SSRS Aviacijos pramonės ministerijos objektų. Po perestroikos paslapties klasifikacija iš jos buvo pašalinta, ji buvo pertvarkyta į atvirą akcinę bendrovę ir tapo viena iš pirmaujančių įrangos kūrėjų visai aviacijos ir kosmoso pramonei. 50-aisiais čia buvo gaminama gyvybės palaikymo sistema, kurioje buvo šuo Laika, ir skafandras laivo „Vostok“ keleiviui Jurijui Gagarinui. Dabar „Zvezda“ gamina didelio aukščio įrangą pilotams – skafandrus, kostiumus, apsauginius šalmus, deguonies kaukes, gaisro gesinimo sistemas, išmetimo sėdynes, parašiutus ir pripučiamas kopėčias.

Gamykla ne tik gamina skafandrus ir hidrokostiumus, bet ir išbando juos tikroms artimomis sąlygomis. Pavyzdžiui, šioje stacionarioje slėgio kameroje tikrinamas personalo pasirengimas skrydžiams dideliame aukštyje ir prisitaikymas retos atmosferos sąlygomis. Būsimieji kosmonautai, žinoma, apsirengę „Zvezda“ gaminiais. Būtent tokioje kameroje Aleksejus Leonovas treniravosi prieš išvykdamas į kosmosą.
Visi astronautai, skrendantys į TKS, privalomai mokomi šioje kameroje. Anksčiau įgulą sudarė trys žmonės, dabar vienu metu skraido 6. Trys iš jų stotyje lieka šešis mėnesius, o šio laikotarpio viduryje keičiasi dalis įgulos.

Orlan-MK skafandras darbui kosmose sveria 110 kg. Amerikietiškas analogas sveria 136 kg ir, skirtingai nei rusiškas, nėra pritaikytas ilgametei savitarnai stotyje. Be to, jo neįmanoma užsidėti pačiam. Amerikos EMU ir MEGA-EMU taip pat yra daug brangesnės: prieš 10 metų jie kainavo apie 15 milijonų dolerių, o Orlanas - tik 3 milijonus. 25 000 USD, grąžinimas - 60 000 USD.
Dabar „Orlan“ siuvama penktoji modifikacija. Rankovės ir kelnių kojos pritvirtintos prie duraliuminio korpuso. Visi gyvybės palaikymo sistemos laidai ir žarnos yra sumontuoti po skydeliu. Ant liuko durų sumontuotas kompiuteris, kuris analizuoja informaciją iš visų kostiumo jutiklių – jų yra apie 50. Temperatūrą astronautas reguliuoja pats, traukdamas vandens aušinimo svirtį. „Orlan“ yra mažas erdvėlaivis. Jo gamyba trunka ilgiau nei šešis mėnesius, o oficialus tinkamumo laikas yra 4 metai. Žinoma, iš tikrųjų jie naudojami ilgiau.

Kiekvienas astronautas turi jį užsidėti savarankiškai, o paskui dvi valandas praleisti be gravitacijos, prižiūrimas specialistų. Tačiau net jei inžinieriai blaškosi, skafandre įmontuotas kompiuteris astronautui nurodo, ką daryti konkrečioje situacijoje.

Minkštas skafandras „Falcon“, naudojamas kilimo ir tūpimo metu, kiekvienam astronautui visada siuvamas individualiai. Be to, kiekvienam astronautui užliejama individuali atrama – speciali sėdynė. Pirmiausia iš gipso nuliejama nugarėlė ir užpakalis, po to iš jo – poliuretano modelis. Tai būtina norint išvengti sužalojimų, jei sugenda minkšto tūpimo varikliai. Kiekvienas kosmonautas, vykstantis į TKS, atvyksta atlikti matavimų Zvezda. Tada skafandrą pasiūti užtrunka du mėnesius. Jis asmeniškai išbando gatavą „Sakalą“ dvi valandas slėgio kameroje ir, jei nejaučia diskomforto, kostiumas laikomas paruoštu. Tokia įranga sveria 10–12 kg.

Be skenavimo ieškiklių kosmonautams ir lakūnams, gamyboje siuvami profilaktiniai kostiumai „Penguin“ (toliau kairėje) ir „Chibis“ (tamsiai mėlynas. Kostiumas „Chibis“ būtinas treniruojant širdies ir kraujagyslių sistemą prieš nusileidžiant ant žemės. Yra žemas). spaudimas jo viduje, o jo dėka kraujas sulaikomas apatinėje kūno dalyje, kaip ir gravitacijos atveju. Patartina nuolat nešioti „Pingviną“ TKS, kad būtų išvengta neigiamo nesvarumo padarinių. Ant „Zvezda“ “ siuva ir paprastesnius daiktus – treningus, šiltus drabužius, patalynę, termo apatinius. Tačiau „Trout“ hidrokostiumas (dešinėje) kartu su vilnoniu kostiumu sušildo ir išlaiko – tuo atveju, jei pilotas peršaltų. jūra.

Muziejuje kabo ir Jurijaus Gagarino skafandras, kuriuo jis skrido į kosmosą, nepaisant nuolatinių gandų, kad jis buvo parduotas. Netoliese kabo Valentinos Tereškovos skafandras.

Pingvino kostiumo viduje yra elastinės juostos, kurios apkrauna raumenis ir kaulus. Tai būtina, kad ilgai būnant nesvarumo būsenoje kūnas būtų geros formos, o raumenys neatrofuotų. Dabar kosmonautai pirmenybę teikia simuliatoriams, tačiau medicinoje jis vis dar populiarus ir naudojamas kai kuriose klinikose cerebrinio paralyžiaus profilaktikai ir gydymui. Dar visai neseniai gamykloje buvo atskiras cechas, kuris pagal poreikius siuvo „Penguin“ peiliukus, tačiau dabar tai atlieka privati ​​įmonė. Be šio kostiumo, medicinoje naudojamas ir kostiumas nuo šoko Kashtan: esant dideliam kraujo netekimui, jis stipriai suspaudžia kojų venas ir stumia kraują aukštyn, taip palaikydamas gyvybiškai svarbių organų aprūpinimą krauju. Kaštano dėka galima išlaikyti aukos gyvybę iki pat pristatymo į ligoninę.
ACS sistema – nuotekų šalinimo įrenginys arba tiesiog tualetas – yra „Zvezda“ tyrimų ir gamybos įmonės pasididžiavimas. Dizainas pasirodė toks sėkmingas, kad amerikiečiai įsigijo būtent šį savo TKS segmentui.

Tai yra doko liukas, per kurį jie juda iš vieno erdvėlaivio į kitą. Anksčiau TKS nebuvo vidinių liukų, todėl astronautai turėjo vykti į kosmosą, kad galėtų judėti.