Kombinezony kosmiczne dla astronautów ze względu na charakter zastosowania. Prace projektowe i badawcze Ewolucja „odzieży kosmicznej” Od skafandra Gagarina po Orlan-ISS

Od chwili pierwszego lotu w kosmos wszyscy rozpoznali Jurij Gagarin pojawił się nowy, szczególnie ważny. Praca ta wyróżnia się szczególną specyfiką, specjalnym szkoleniem i oczywiście specjalną odzieżą. Głównym ubraniem astronauty jest skafander kosmiczny, występują w kilku typach w zależności od ich przeznaczenia. Istnieją skafandry kosmiczne do użytku w przestrzeni kosmicznej i są skafandry przeznaczone do przebywania w samym kokpicie.

Jak każde ubranie, kombinezon astronauty powinien zapewniać wygodę zarówno przy energicznych ruchach, jak i podczas relaksu. Kombinezon podzielony jest na kilka warstw:

  1. Bielizna. W statku kosmicznym używana jest bielizna jednorazowa; po założeniu komplet jest po prostu wyrzucany i otwierany nowy;
  2. Kombinezon lotniczy. Jest to odzież przeznaczona do przebywania w kabinie, pracy i odpoczynku; warstwa ta następuje bezpośrednio po bieliźnie i może być również jednorazowa;
  3. Kombinezon chroniący przed ciepłem. Jest to odzież używana w sytuacjach awaryjnych, w przypadku awarii systemu grzewczego lub lądowania w zimnych częściach naszej planety.

Obecnie większość zestawów odzieży astronautów przeznaczona jest do jednorazowego użytku; aby skorzystać z konwencjonalnych kombinezonów, konieczne jest wyposażenie statku kosmicznego w możliwość ich prania, a podobne projekty są wciąż w przygotowaniu.

Duży skok. Skafander kosmiczny. Ewolucja

Bielizna damska

Jak każda bielizna, pierwsza warstwa współczesnego kombinezonu astronauty ma bezpośredni kontakt ze skórą, co oznacza, że ​​powinna być przyjemna w dotyku. Do tej funkcji najlepiej nadają się len i bawełna. Oprócz przyjemnych wrażeń dotykowych tkanina musi posiadać wymaganą elastyczność, aby nie krępowała ruchu, wchłaniała wilgoć i umożliwiała przepływ powietrza.

Według licznych badań najlepszą opcją jest dzianina bawełniana, do której dodaje się niewielką ilość włókien sztucznych w celu zwiększenia wytrzymałości. Jako podobne włókno syntetyczne wybrano wiskozę. Opcja ta została potwierdzona licznymi eksperymentami; nawet po dziesięciu dniach ciągłego noszenia pod skafandrem nie powoduje podrażnień skóry i doskonale wchłania całą wydzielinę skórną, co jest szczególnie ważne, ponieważ statek kosmiczny nie zapewnia wysokiej jakości higieny. procedury.

Najnowszym rozwinięciem tego typu odzieży jest opcja bielizny antybakteryjnej. Nadaje się do długich lotów, nie powoduje podrażnień i z czasem skutecznie wchłania całą wydzielinę.

Kombinezon lotniczy

Drugą po bieliźnie warstwą ubioru astronauty jest kombinezon lotniczy, w szczególnie trudnych warunkach zastępuje go skafander kosmiczny. Kombinezon nie powinien krępować ruchów i być wygodny w noszeniu; podczas jego produkcji należy uwzględnić także wszystkie niezbędne czujniki, które są dołączone do ubioru przedstawiciela tego zawodu. Kombinezon lotniczy szyty jest ściśle pod konkretny statek, z uwzględnieniem wilgotności, temperatury i ciśnienia panującego w kabinie.

Kombinezon kosmiczny do wyprawy na powierzchnię Księżyca
oraz autonomiczny plecakowy system podtrzymywania życia (ARLS)

  1. Uszczelniony hełm;
  2. Panel sterujący autonomicznego systemu podtrzymywania życia plecaka;
  3. Złącza wejściowe i wyjściowe do podłączenia węży wodnych systemu podtrzymywania życia;
  4. Kieszeń na latarkę;
  5. Złącza wejściowe i wyjściowe do podłączenia węży tlenowych systemu podtrzymywania życia;
  6. Kable urządzeń komunikacyjnych, węże wentylacyjne i wodne układu chłodzenia;
  7. Kieszeń na próbki gleby księżycowej;
  8. Ochraniacze na buty;
  9. Wzmacniająca warstwa tkaniny metalowej chroniąca przed wychłodzeniem i uderzeniami mikrometeorytów;
  10. Zakryte zaworem złącze umożliwiające podłączenie worka na mocz, otworu do iniekcji, dozymetru i worka z lekami na sznurku;
  11. Rękawice;
  12. Ciśnieniowa skorupa skafandra kosmicznego;
  13. Łączące części skorupy skafandra ciśnieniowego (odwrócone);
  14. Złącze wejściowe oczyszczonego tlenu;
  15. Kieszeń na okulary przeciwsłoneczne;
  16. Złącze do podłączenia kabla sprzętu komunikacyjnego;
  17. Panel sterowania systemem oczyszczania tlenu;
  18. Autonomiczny system podtrzymywania życia plecaka;
  19. System oczyszczania tlenu.

Najlepsze. Kombinezon kosmiczny „Orlan-MK”

Autonomiczny system podtrzymywania życia plecaka (ARLS)

  1. System oczyszczania tlenu;
  2. Awaryjna jednostka zaopatrzenia w tlen (AZK). Butla z tlenem pod wysokim ciśnieniem;
  3. Blok stacji benzynowej. Niskociśnieniowy system dostarczania tlenu (do oddychania, wentylacji i utrzymywania ciśnienia doładowania w skafandrze kosmicznym);
  4. Sprzęt komunikacyjny i telemetryczny;
  5. Blok przyłączeniowy elektryczny;
  6. Zbiornik na wodę do układu kontroli termicznej;
  7. Wentylator;
  8. Układ chłodzenia cieczą astronauty;
  9. Główny system dostarczania tlenu. Butla tlenowa;
  10. Złącza do ładowania zbiorników z tlenem i wodą.

Materiał, z którego wykonany jest taki kombinezon, musi spełniać wiele kryteriów, aby nie komplikować pracy astronauty. Główne cechy to elastyczność, odporność na zużycie, odporność na ciepło, lekkość i właściwości odpychające kurz. Projekt samego garnituru zwykle uwzględnia preferencje jego właściciela; jeśli wykonany jest garnitur typu uniwersalnego, to model jest wykonany w klasycznych, spokojnych odcieniach.

Kombinezon wykonany jest z mieszanki materiałów syntetycznych i naturalnych. Syntetyki mają większą odporność na zużycie i odporność na ciepło, ale syntetyki wytwarzają wokół siebie elektryczność statyczną, co jest niedopuszczalne w kombinezonie astronauty, dlatego należy je rozcieńczyć naturalnymi tkaninami.

Nowy skafander kosmiczny 2017

Kombinezon chroniący przed ciepłem

Kombinezon termoochronny tworzony jest na wszelki wypadek i jego głównym zadaniem jest ogrzanie astronauty. Oprócz samego garnituru przedstawicielowi tego zawodu wolno nosić wełniane skarpetki i czapkę. Ostatnia trzecia warstwa odzieży wykonana jest według tych samych kryteriów: elastyczność tkaniny, łatwość dopasowania, mieszanka włókien naturalnych i syntetycznych. Do tego kombinezonu wierzchniego dochodzi odporność na warunki środowiskowe. Sam kombinezon składa się z dwóch części: podszewki i warstwy wierzchniej.

Głównym materiałem jest wełna, która najlepiej grzeje i jest dość wygodna w noszeniu. Takie kombinezony termiczne różnią się stopniem ochrony przed zimnem: letnie, wełniane, przejściowe, zimowe, arktyczne, a zwłaszcza arktyczne. Do podobnych kostiumów dołączone są kapelusze tego samego typu. Najpopularniejszym modelem kapelusza jest nakrycie głowy z daszkiem i klapą. Czapka jest nieco lżejsza od garnituru i nie powinna dotykać włosów ani być zbyt gorąca. Po tym nakryciu głowy może być hełm; może być częścią garnituru lub inną częścią ciepłego ubrania. Oprócz głowy kask chroni znaczną część klatki piersiowej, ramion i pleców, dzięki szerokiemu przodowi koszuli. Istnieje możliwość dołączenia czujników niezbędnych do komunikacji z kaskiem.

Ostatnią częścią kombinezonu termicznego są buty. Jest szyty indywidualnie pod nogę astronauty i jest szczególnie lekki i ciepły. Wszystkie trzy warstwy odzieży są wykonane tak, aby użytkownik mógł pozostać w stanie nieważkości. Wszystkie części kostiumów są do nich starannie przymocowane, a jednocześnie umożliwiają wykonanie tego tak szybko, jak to możliwe. Wszystkie materiały, z których wykonane są kombinezony, przechodzą wiele testów, aby zapewnić ich wygodę i bezpieczeństwo. Nic na statku kosmicznym nie powinno powodować niedogodności ani dodatkowych utrudnień w pracy, dlatego też kombinezony projektowane są ze szczególnie starannym podejściem do tego typu ubioru.

Kombinezon astronauty. Z czego to jest zrobione?

Zacznijmy od samej definicji słowa „skafander kosmiczny”, które w dosłownym tłumaczeniu ze starożytnej greki oznacza „statek ludzki” lub „przewoźnik”. Pierwszym, który użył tego słowa w znanym nam znaczeniu, był francuski opat i matematyk La Chapelle, opisując opracowany przez siebie kostium. Wspomniany skafander był odpowiednikiem skafandra do nurkowania i przeznaczony był do wygodnego przeprawy żołnierzy przez rzekę. Nieco później stworzono lotnicze skafandry kosmiczne dla pilotów, których zadaniem było zapewnienie pilotowi ratunku w przypadku rozszczelnienia kabiny oraz podczas katapultowania. Wraz z początkiem ery kosmicznej powstał nowy typ skafandra kosmicznego - skafander kosmiczny.

Skafander kosmiczny pierwszego kosmonauty („SK-1”), Jurija Gagarina, został zaprojektowany właśnie na bazie skafandra lotniczego Workuta. „SK-1” był miękkim skafandrem kosmicznym, który składał się z dwóch warstw: termoplastycznej i uszczelnionej gumy. Zewnętrzna warstwa skafandra została pokryta pomarańczowym pokrowcem, dla wygodniejszej pracy poszukiwawczej. Ponadto pod skafandrem kosmicznym noszono kombinezon chroniący przed ciepłem. Do tego ostatniego dołączono rurociągi, których zadaniem była wentylacja skafandra oraz usuwanie wydzielającej się przez człowieka wilgoci i dwutlenku węgla. Wentylacja odbywała się za pomocą specjalnego węża podłączonego do skafandra wewnątrz kabiny. „SK-1” miał także tak zwane urządzenie syntetyzujące - coś w rodzaju elastycznych majtek z wymiennymi wkładkami chłonnymi.

Głównym celem takiego skafandra kosmicznego jest ochrona astronauty przed szkodliwym wpływem środowiska w sytuacji awaryjnej. Dlatego podczas rozprężania natychmiast odcięto wąż wentylacyjny, opuszczono wizjer hełmu i uruchomiono dopływ powietrza i tlenu z butli. Podczas normalnej eksploatacji statku czas pracy skafandra wynosił około 12 dni. W przypadku rozhermetyzowania lub nieprawidłowego działania systemu podtrzymywania życia (LSS) – 5 godzin.

Nowoczesny skafander kosmiczny

Istnieją dwa główne typy skafandrów kosmicznych: twarde i miękkie. A jeśli pierwszy może pomieścić imponującą funkcjonalność systemu podtrzymywania życia i dodatkowe warstwy ochronne, to drugi jest mniej nieporęczny i znacznie zwiększa manewrowość astronauty.

Podczas pierwszego załogowego spaceru kosmicznego (Aleksiej Leonow) skafandry kosmiczne podzielono na trzy kolejne typy: do ratownictwa w sytuacjach awaryjnych, do pracy w przestrzeni kosmicznej (autonomiczne) i uniwersalne.

Podstawowym modelem rosyjskiego skafandra kosmicznego bez wyjścia w przestrzeń kosmiczną jest Falcon, czyli amerykański ACES. Pierwszy model Sokola wszedł do służby w 1973 roku i jest noszony przez kosmonautów podczas każdego lotu Sojuza.

"Sokół"

Konstrukcja nowoczesnej wersji skafandra kosmicznego (SOKOL KV-2) obejmuje dwie sklejone warstwy: warstwę wzmacniającą na zewnątrz i warstwę szczelną od wewnątrz. Rurociągi są podłączone do obudowy w celu zapewnienia wentylacji. Rurociąg dostarczający tlen jest podłączony tylko do hełmu skafandra kosmicznego. Wymiary skafandra zależą bezpośrednio od parametrów ludzkiego ciała, ale mają wymagania dla astronauty: wzrost 161-182 cm, obwód klatki piersiowej - 96-108 cm. Ogólnie rzecz biorąc, w tym modelu i skafandrze nie było znaczących innowacji dobrze radzi sobie ze swoim celem - utrzymaniem bezpieczeństwa astronauty w czasie transportu kosmicznego.

„Orlan-MK”

Radziecki skafander kosmiczny przeznaczony do pracy w przestrzeni kosmicznej. Model MK jest używany na ISS od 2009 roku. Ten skafander kosmiczny jest autonomiczny i jest w stanie zapewnić bezpieczną operację astronauty w przestrzeni kosmicznej przez siedem godzin. Konstrukcja Orlan-MK zawiera mały komputer, który pozwala zobaczyć stan wszystkich systemów skafandra podczas aktywności poza pojazdem (EVA), a także zalecenia w przypadku awarii któregokolwiek z systemów. Hełm skafandra jest pozłacany, aby ograniczyć szkodliwe działanie światła słonecznego. Warto dodać, że kask posiada nawet specjalny system wydmuchywania uszu, które blokują się w przypadku zmiany ciśnienia wewnątrz skafandra. Plecak umieszczony za kombinezonem zawiera mechanizm dostarczający tlen. Waga „Orlan-MK” wynosi 114 kg. Czas pracy poza statkiem wynosi 7 godzin.

Koszt takiego skafandra kosmicznego można się tylko domyślać: w przedziale od 500 tysięcy dolarów do 1,5 miliona dolarów.

„A7L”

Prawdziwe testy dla twórców skafandrów kosmicznych rozpoczęły się wraz z rozpoczęciem przygotowań do lądowania astronautów na Księżycu. Aby spełnić to zadanie, opracowano skafander kosmiczny A7L. Krótko mówiąc o konstrukcji tego skafandra kosmicznego, należy wspomnieć o kilku cechach. „A7L” składał się z pięciu warstw i posiadał izolację termiczną. Wewnętrzny kombinezon ciśnieniowy miał kilka złączy do płynów podtrzymujących życie, a trwała zewnętrzna skorupa składała się z dwóch warstw: odpornej na meteoryty i ognioodpornej. Sama skorupa została wykonana z 30 różnych materiałów, aby zapewnić wyżej wymienione właściwości. Godnym uwagi elementem A7L był plecak noszony na plecach, w którym znajdowały się główne elementy systemu podtrzymywania życia. Warto zauważyć, że aby uniknąć przegrzania astronauty, a także zaparowania hełmu ciśnieniowego, wewnątrz skafandra krążyła woda, która przekazywała ciepło wytwarzane przez ludzkie ciało. Podgrzana woda trafiała do plecaka, gdzie była chłodzona za pomocą lodówki sublimacyjnej.

"EMU"

Extravehcular Mobility Unit, w skrócie „EMU”, to amerykański kombinezon do działań pozasamochodowych, który wraz z Orlan-MK jest używany przez astronautów podczas spacerów kosmicznych. Jest to kombinezon półsztywny, w dużej mierze podobny do rosyjskiego projektu. Niektóre różnice obejmują:

  • Litrowy pojemnik na wodę podłączony rurką do kasku;
  • Wzmocniona obudowa odporna na temperatury w zakresie od –184°C do +149°C;
  • Czas pracy w przestrzeni kosmicznej – 8 godzin;
  • Nieco niższe ciśnienie wewnątrz skafandra wynosi 0,3 atm, natomiast w Orlan MK 0,4 atm;
  • Jest kamera wideo;
  • Obecność powyższych cech miała wpływ na wagę skafandra, która wynosi około 145 kg.

Koszt jednego takiego skafandra wynosi 12 milionów dolarów.

Odzież dla astronautów przyszłości

Patrząc nieco dalej, powiedzmy o wprowadzeniu do użytku nowej modyfikacji skafandra Orlan-ISS w 2016 roku. Głównymi cechami tego modelu jest automatyczna termoregulacja, zależna od stopnia złożoności pracy wykonywanej w danej chwili przez astronautę oraz automatyzacja przygotowania skafandra do spaceru kosmicznego.

NASA pracuje także nad nowymi skafandrami kosmicznymi. Jeden z tych prototypów jest już testowany – „Z-1”. Chociaż Z-1 wygląda bardzo podobnie do skafandra kosmicznego Buzza Astrala z filmu Toy Story, w jego funkcjonalności wprowadzono kilka znaczących innowacji:

  • Obecność uniwersalnego portu z tyłu skafandra umożliwi podłączenie do niego zarówno autonomicznego systemu podtrzymywania życia w postaci plecaka, jak i systemu podtrzymywania życia zapewnianego przez statek;
  • Zwiększoną mobilność astronauty w skafandrze kosmicznym osiągnięto dzięki: nowej technologii „wkładek” w miejscach składania części ciała, miękkiej konstrukcji skafandra, a także stosunkowo niskiej wadze – około 73 kg , po złożeniu dla EVA. Mobilność astronauty w Z-1 jest na tyle duża, że ​​pozwala mu schylić się i sięgnąć palców u nóg, usiąść na kolanach, a nawet usiąść w pozycji zbliżonej do pozycji „lotosu”.

Ale problemy Z-1 pojawiły się już na początkowych etapach - jego masywność nie pozwala astronautom przebywać w nim na pokładzie jakiegoś statku kosmicznego. Dlatego NASA, oprócz Z-1 i zapowiadanej już modyfikacji Z-2, informuje o pracach nad kolejnym prototypem, którego cechy nie zostały jeszcze ujawnione.

Warto dodać, że w tym obszarze pojawiają się także innowacyjne, odważne propozycje, z których najsłynniejszą jest „Biosuit”. Deva Newman, profesor aeronautyki na jednej z najlepszych uczelni na świecie (Massachusetts Institute of Technology), pracowała nad koncepcją takiego kombinezonu przez ponad 10 lat. Cechą szczególną „Biosuitu” jest brak pustej przestrzeni w kombinezonie do napełniania go gazami w celu wytworzenia zewnętrznego nacisku na ciało. Ten ostatni wytwarzany jest mechanicznie przy użyciu stopu tytanu i niklu oraz polimerów. Oznacza to, że sam skafander kurczy się, powodując nacisk na ciało. Podzielony na segmenty „Biosuit” „nie boi się” przebić skafandra w tym czy innym miejscu, ponieważ miejsce nakłucia nie doprowadzi do rozhermetyzowania całego skafandra i można je po prostu uszczelnić. Ponadto technologia ta znacznie obniży wagę skafandra kosmicznego i zapobiegnie obrażeniom astronautów powstałym w wyniku pracy w ciężkim skafandrze. W procesie rozwoju pozostaje jeszcze kask, który niestety najprawdopodobniej nie zostanie stworzony przy użyciu tej technologii. Dlatego prawdopodobnie w przyszłości będziemy świadkami pewnego rodzaju symbiozy skafandrów „Biosuit” i „EMU”.

Podsumowując, chciałbym zauważyć, że szybki rozwój technologii prowadzi do równie szybkiego rozwoju technologii kosmicznej, narzędzi i sprzętu. Jedynym czynnikiem utrudniającym rozwój skafandrów kosmicznych mogą być fundusze, ponieważ sprzęt ten kosztuje miliony dolarów.

Kombinezon astronauty

Kombinezon kosmonauty

szczelny kombinezon zapewniający warunki do pracy i życia astronauty w rozrzedzonej atmosferze lub w przestrzeni kosmicznej. Istnieją skafandry ratunkowe i kosmiczne. Na statku kosmicznym zastosowano urządzenia ratunkowe” Wschód„i miały na celu zachowanie życia astronauty w przypadku rozhermetyzowania statku kosmicznego oraz podczas opadania astronauty na spadochronie po wyrzuceniu w rozrzedzonej atmosferze na wysokości 7–8 km. Obecnie takie skafandry są używane na statkach kosmicznych. Unia"i są zawarte w zestawie ratunkowym. Kombinezon jest automatycznie uszczelniany w sytuacjach awaryjnych i zapewnia normalne oddychanie znajdującemu się w nim astronautowi. Kombinezony kosmiczne są używane podczas wchodzenia w przestrzeń kosmiczną. Automatycznie zapewniają astronautom normalne warunki życia nawet na 8-10 godzin.

1 – linka zabezpieczająca; 2 – panel sterowania systemem podtrzymywania życia; 3 – hełm ciśnieniowy; 4 – plecakowy system podtrzymywania życia

Kombinezon kosmiczny to złożone urządzenie składające się z wielowarstwowej skorupy wykonanej z tworzywa sztucznego, które nie krępuje ruchów astronauty oraz przezroczystego hełmu wyposażonego w filtr chroniący przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych. Plecak skafandra zawiera zapas tlenu, urządzenie do regeneracji powietrza, automatyczną kontrolę temperatury i wilgotności, wentylację itp. Kombinezon wyposażony jest w łączność radiową ze statkiem kosmicznym. Reżim temperaturowy astronauty zapewnia specjalny kombinezon bieliźniany wykonany z drobnej siatki cienkich rurek, przez które krąży woda o kontrolowanej temperaturze. Kombinezon posiada system biotelemetryczny umożliwiający monitorowanie parametrów fizjologicznych astronauty.

Encyklopedia „Technologia”. - M.: Rosman. 2006 .


Zobacz, czym jest „kombinezon kosmonauty” w innych słownikach:

    Hełm nurkowy z okularami zakładany na głowę pozwala widzieć pod wodą i chroni głowę nurka przed siniakami. Słownik słów obcych zawartych w języku rosyjskim. Pavlenkov F., 1907. DEASUIT z łac. scapha, wahadłowiec. Pływanie... ... Słownik obcych słów języka rosyjskiego

    Kombinezon kosmiczny, hermetyczna odzież umożliwiająca astronautom przebywanie w kosmosie. Składa się z wielu warstw ośmiu materiałów. Zewnętrzną warstwę pokryto nylonem, który zapobiega przedostawaniu się małych cząstek do skafandra... ... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

    KOMBINEZON- kompleksowe wyposażenie inżynieryjne dla pilota, kosmonauty lub nurka, zapewniające mu niezawodne indywidualne warunki życia i wydajności poprzez hermetyczne odizolowanie go od środowiska zewnętrznego oraz od skutków niebezpiecznych i niekorzystnych czynników... ... Wielka encyklopedia politechniczna

    Kombinezon kosmiczny „Sokół” Kombinezon kosmiczny (z greckiego σκάφος… Wikipedia

    A; m. [francuski] scaphandre z języka greckiego. skaphē łódź i anēr (andros) osoba] 1. Wodoodporny kombinezon do nurkowania wykonany z gumowanej tkaniny z metalowym hełmem i przeszklonymi otworami na oczy. Miedziany hełm skafandra kosmicznego. Nurek założył i zaczął... ... słownik encyklopedyczny

    - [Francuski scaphandre z języka greckiego. skaphe boat i aperg (andros) person] 1) indywidualne wyposażenie (kombinezon ciśnieniowy) pilota lub astronauty, zapewniające warunki do życia i funkcjonowania w rozrzedzonej atmosferze lub przestrzeni... ... Wielki encyklopedyczny słownik politechniczny

    skafander kosmiczny- A; m. (francuski scaphandre z greckiej łodzi skáphē i osoba ēr (andrós)) 1) Wodoodporny kombinezon do nurkowania wykonany z gumowanej tkaniny z metalowym hełmem i przeszklonymi otworami na oczy. Miedziany hełm skafandra kosmicznego. Nurek założył skafander/dr i... ... Słownik wielu wyrażeń

    - (franc. scaphandre, z greckiego skaphe łódź i aner, dopełniacz andros osoba) indywidualny zapieczętowany sprzęt zapewniający życie i funkcjonowanie człowieka w warunkach odbiegających od normalnych. S. składa się... ... Wielka encyklopedia radziecka

    Termin ten ma inne znaczenia, patrz Gyrfalcon (znaczenia). Zdjęcie skafandra kosmicznego wystawionego w Narodowym Muzeum Lotnictwa i Przestrzeni Kosmicznej... Wikipedia

    - Szkolenie nurka „Sokół”. Kombinezon normobaryczny to sprzęt przeznaczony do prac głębinowych (do 600 metrów), podczas których pilot skafandra nadal znajduje się pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym, co odpowiednio usuwa... ... Wikipedia

Książki

  • Otwórzmy przestrzeń. Od teleskopu do łazika marsjańskiego, Jenkins Martin. O książce Ludzie od wieków zastanawiali się, patrząc w gwiazdy: „Co jest tam, daleko, daleko, w tej czarnej otchłani?” Największe umysły ludzkości próbowały zrozumieć, jak działa nasz Wszechświat, na czym...

Skafander kosmiczny to cud technologii, miniaturowa stacja kosmiczna...
Wydaje Ci się, że skafander jest pełny, jak damska torebka, a tak naprawdę wszystko jest tak zwarte, że jest po prostu piękne...
Ogólnie mój skafander kosmiczny wyglądał jak samochód pierwszej klasy, a mój kask wyglądał jak szwajcarski zegarek.
Robert Heinlein „Mam skafander kosmiczny – jestem gotowy do podróży”
Przepraszam za długi post i wiele listów, ale po prostu nie mogłem tego skrócić!

1. Prekursory skafandra kosmicznego. Kombinezony do nurkowania Jean-Baptiste de La Chapelle.

Nazwa „skafander nurkowy” pochodzi od francuskiego słowa wymyślonego w 1775 roku przez opata matematyka Jean-Baptiste de La Chapelle. Naturalnie pod koniec XVIII wieku nie było mowy o lotach kosmicznych – naukowiec zaproponował tak nazwać sprzęt do nurkowania. Samo słowo, które z greckiego można z grubsza przetłumaczyć jako „żeglarz”, nieoczekiwanie weszło do języka rosyjskiego wraz z nadejściem ery kosmicznej. Warto zauważyć, że w języku angielskim skafander kosmiczny pozostał „skafanderem kosmicznym”.

2. Skafander kosmiczny Willy'ego Posta, 1934

Im wyżej ktoś się wspinał, tym pilniejsza była potrzeba kombinezonu, który pomógłby mu zrobić kolejny krok w stronę nieba. Jeśli na wysokości sześciu do siedmiu kilometrów wystarczy maska ​​tlenowa i ciepłe ubranie, to po przejechaniu dziesięciu kilometrów ciśnienie spada tak bardzo, że płuca przestają wchłaniać tlen. Aby przetrwać w takich warunkach, potrzebna jest szczelna kabina i kombinezon kompensacyjny, który po rozhermetyzowaniu uciska ludzkie ciało, tymczasowo zastępując ciśnienie zewnętrzne.
Jeśli jednak wzniesiesz się jeszcze wyżej, ta bolesna procedura również nie pomoże: pilot umrze z głodu tlenu i zaburzeń dekompresyjnych. Jedynym rozwiązaniem jest wykonanie całkowicie szczelnego skafandra, w którym ciśnienie wewnętrzne utrzyma się na wystarczającym poziomie (zwykle co najmniej 40% ciśnienia atmosferycznego, co odpowiada wysokości siedmiu kilometrów). Ale nawet tutaj jest wystarczająco dużo problemów: napompowany skafander kosmiczny utrudnia poruszanie się i wykonywanie w nim precyzyjnych manipulacji jest prawie niemożliwe.

3. Pierwsze skafandry kosmiczne ZSRR na dużych wysokościach: Ch-3 (1936) i SK-TsAGI-5 (1940)

Angielski fizjolog John Holden opublikował w latach dwudziestych XX wieku serię artykułów, w których zaproponował użycie skafandrów do nurkowania w celu ochrony balonistów. Zbudował nawet prototyp takiego skafandra dla amerykańskiego aeronauty Marka Ridge'a. Ten ostatni przetestował skafander w komorze ciśnieniowej pod ciśnieniem odpowiadającym wysokości 25,6 km. Jednak balony do lotów w stratosferze zawsze były drogie i Ridge nie był w stanie zebrać funduszy, aby ustanowić rekord świata w kombinezonie Holdena.
W Związku Radzieckim Evgeniy Chertovsky, inżynier w Instytucie Medycyny Lotniczej, pracował nad skafandrami kosmicznymi do lotów na dużych wysokościach. W latach 1931-1940 opracował siedem modeli kombinezonów ciśnieniowych. Wszystkie były dalekie od doskonałości, ale Chertovsky jako pierwszy na świecie rozwiązał problem związany z mobilnością. Po napompowaniu skafandra pilot potrzebował już samego zgięcia kończyny, dlatego w modelu Ch-2 inżynier zastosował zawiasy. Model Ch-3, stworzony w 1936 roku, zawierał niemal wszystkie elementy, które znajdują się we współczesnym skafandrze kosmicznym, łącznie z chłonnym płótnem. Ch-3 został przetestowany na ciężkim bombowcu TB-3 19 maja 1937 roku.

4. Astronauci na Księżycu w filmie „Lot kosmiczny”. Kombinezony kosmiczne są fałszywe, ale bardzo podobne do prawdziwych.

W 1936 roku ukazał się film science fiction „Lot kosmiczny”, w tworzeniu którego uczestniczył Konstantin Ciołkowski. Film o zbliżającym się podboju Księżyca tak zachwycił młodych inżynierów Centralnego Instytutu Aerohydrodynamiki (TsAGI), że zaczęli aktywnie pracować nad prototypami skafandrów kosmicznych. Pierwszy egzemplarz, oznaczony SK-TsAGI-1, został zaprojektowany, wyprodukowany i przetestowany zaskakująco szybko – w ciągu zaledwie jednego roku, 1937.
Kombinezon naprawdę sprawiał wrażenie czegoś pozaziemskiego: górną i dolną część połączono za pomocą łącznika do paska; wydawało się, że stawy barkowe ułatwiają mobilność; skorupa składała się z dwóch warstw gumowanej tkaniny. Drugi model został wyposażony w autonomiczny układ regeneracji zaprojektowany na sześć godzin ciągłej pracy. W 1940 roku, bazując na zdobytych doświadczeniach, inżynierowie TsAGI stworzyli ostatni przedwojenny radziecki skafander kosmiczny SK-TsAGI-8. Został przetestowany na myśliwcu I-153 Chaika.

5. Kombinezony kosmiczne dla psów (na zdjęciu Belka) zostały uproszczone: zwierzęta nie musiały wykonywać ciężkiej pracy.

Po wojnie inicjatywa przeszła na Instytut Badań Lotniczych (LII). Jej specjaliści mieli za zadanie stworzyć kombinezony dla pilotów lotniczych, które szybko zdobywały nowe wysokości i prędkości. Produkcja seryjna nie była możliwa dla jednego instytutu i w październiku 1952 roku inżynier Aleksander Bojko utworzył specjalny warsztat w zakładzie nr 918 w Tomilinie pod Moskwą. Obecnie przedsiębiorstwo to znane jest jako NPP Zvezda. To właśnie tam powstał skafander kosmiczny dla Jurija Gagarina.

6. Kombinezon oznaczony jako SK-1 powstał na bazie skafandra wysokościowego Workuta, który był przeznaczony dla pilotów myśliwca przechwytującego Su-9. Jedynie hełm wymagał całkowitego przerobienia

Przykładowo miał zainstalowany specjalny mechanizm, sterowany czujnikiem ciśnienia: jeśli gwałtownie spadł, mechanizm natychmiast uderzał w przezroczysty wizjer
Kiedy radzieccy inżynierowie-projektanci rozpoczęli projektowanie pierwszego statku kosmicznego Wostok pod koniec lat pięćdziesiątych XX wieku, początkowo planowali, że człowiek poleci w kosmos bez skafandra kosmicznego. Pilot zostanie umieszczony w szczelnym pojemniku, który zostanie wystrzelony z lądownika przed lądowaniem. Jednak taki schemat okazał się uciążliwy i wymagał długich testów, dlatego w sierpniu 1960 roku biuro Siergieja Korolewa przeprojektowało wewnętrzny układ Wostoka, zastępując kontener siedziskiem wyrzutowym. W związku z tym, aby chronić przyszłego astronautę w przypadku obniżenia ciśnienia, konieczne było szybkie stworzenie odpowiedniego kombinezonu. Nie było już czasu na dokowanie skafandra z systemami pokładowymi, dlatego zdecydowano się na wykonanie systemu podtrzymywania życia umieszczonego bezpośrednio w fotelu.

7. Valentina Tereshkova w „damskim” skafandrze kosmicznym SK-2. Pierwsze radzieckie skafandry kosmiczne były jasnopomarańczowe, aby ułatwić znalezienie pilota lądującego. Ale skafandry kosmiczne do przestrzeni kosmicznej lepiej nadają się do bieli odbijającej wszystkie promienie

Każdy skafander kosmiczny został wykonany na indywidualne wymiary. Podczas pierwszego lotu kosmicznego nie można było „schować” całego zespołu kosmonautów, który wówczas składał się z dwudziestu osób. Dlatego najpierw zidentyfikowano sześciu, którzy wykazali się najlepszym poziomem wyszkolenia, a następnie trzech „liderów”: Jurija Gagarina, Niemca Titowa i Grigorija Nelyubowa. Dla nich stworzono pierwsze skafandry kosmiczne.
Jeden ze skafandrów kosmicznych SK-1 znajdował się na orbicie przed kosmonautami. Podczas bezzałogowych startów testowych statku kosmicznego Wostok, przeprowadzonych w dniach 9 i 25 marca 1961 r., na pokładzie wraz z eksperymentalnymi kundlami znajdował się humanoidalny manekin w skafandrze kosmicznym, nazywany „Iwanem Iwanowiczem”. W jego klatce piersiowej zainstalowano klatkę zawierającą myszy i świnki morskie. Pod przezroczystym wizjerem hełmu umieszczono tabliczkę z napisem „Układ”, aby przypadkowi świadkowie lądowania nie pomylili go z inwazją obcych.
Skafander kosmiczny SK-1 był używany podczas pięciu załogowych lotów statku kosmicznego Wostok. Tylko na lot Wostok-6, w kabinie którego była Walentina Tereshkova, stworzono skafander kosmiczny SK-2, biorąc pod uwagę specyfikę kobiecej anatomii.

8. Astronauci programu Mercury w skafandrach kosmicznych Navy Mark IV

Amerykańscy projektanci programu Mercury poszli ścieżką swoich konkurentów. Były jednak też różnice, które należało wziąć pod uwagę: mała kapsuła ich statku nie pozwalała mu długo pozostać na orbicie, a przy pierwszych startach musiał dotrzeć jedynie do krawędzi przestrzeni kosmicznej. Kombinezon kosmiczny Navy Mark IV został stworzony przez Russella Colleya dla pilotów lotnictwa morskiego i wyróżniał się na tle innych modeli elastycznością i stosunkowo niską wagą. Aby dostosować skafander do statku kosmicznego, trzeba było wprowadzić kilka zmian – przede wszystkim w konstrukcji hełmu. Każdy astronauta miał trzy indywidualne skafandry kosmiczne: do szkolenia, do lotu i rezerwowy.
Skafander kosmiczny programu Mercury wykazał swoją niezawodność. Tylko raz, gdy kapsuła Mercury 4 zaczęła tonąć po wodowaniu, skafander prawie zabił Virgila Grissoma - astronauta ledwo zdołał odłączyć się od systemu podtrzymywania życia statku i wydostać się.

9. Astronauta Edward White na zewnątrz statku.

Pierwsze skafandry kosmiczne były skafandrami ratowniczymi; były podłączone do systemu podtrzymywania życia statku i nie pozwalały na spacery kosmiczne. Eksperci zrozumieli, że jeśli ekspansja kosmiczna będzie kontynuowana, jednym z obowiązkowych etapów będzie stworzenie autonomicznego skafandra kosmicznego, w którym możliwa będzie praca w przestrzeni kosmicznej.
Początkowo w ramach nowego programu załogowego „Gemini” Amerykanie chcieli zmodyfikować skafander kosmiczny „Mercurian” Mark IV, ale do tego czasu szczelny skafander G3C do dużych wysokości, stworzony na potrzeby projektu samolotu rakietowego X-15, był już całkowicie gotowy i wzięli to za podstawę. W sumie podczas lotów Gemini zastosowano trzy modyfikacje - G3C, G4C i G5C, a do spacerów kosmicznych nadawały się jedynie skafandry G4C. Wszystkie skafandry kosmiczne były podłączone do systemu podtrzymywania życia statku, ale w razie problemów zapewniono autonomiczne urządzenie ELSS, którego zasoby wystarczały na wsparcie astronauty przez pół godziny. Jednak astronauci nie musieli z niego korzystać.
To w skafandrze kosmicznym G4C Edward White, pilot Gemini 4, odbył spacer kosmiczny. Stało się to 3 czerwca 1965 roku. Ale do tego czasu nie był pierwszy - dwa i pół miesiąca przed Białym Aleksiej Leonow odbył darmowy lot obok statku Voskhod-2.

10. Załoga Woschodu-2, Paweł Beljajew i Aleksiej Leonow w skafandrach kosmicznych Berkut

Statki Voskhod zostały stworzone, aby osiągać rekordy kosmiczne. W szczególności na Woskhod-1 załoga trzech kosmonautów po raz pierwszy poleciała w kosmos - w tym celu z pojazdu o kulistym zniżaniu usunięto fotel wyrzutowy, a sami kosmonauci odbyli lot bez skafandrów kosmicznych. Statek kosmiczny Voskhod-2 był przygotowywany dla jednego z członków załogi do wyjazdu w przestrzeń kosmiczną i nie można było obejść się bez skafandra ciśnieniowego.
Kombinezon kosmiczny Berkut został opracowany specjalnie na potrzeby historycznego lotu. W odróżnieniu od SK-1 nowy kombinezon posiadał drugą szczelną skorupę, hełm z filtrem świetlnym oraz plecak z butlami tlenowymi, których zapas wystarczał na 45 minut. Ponadto astronautę połączono ze statkiem siedmiometrowym fałem, który zawierał urządzenie amortyzujące, stalową linkę, wąż awaryjnego dostarczania tlenu i przewody elektryczne.

11. Kosmonauta Aleksiej Leonow jako pierwszy na świecie udał się w przestrzeń kosmiczną.

Statek kosmiczny Woskhod-2 wystartował 18 marca 1965 r., A na początku drugiej orbity Aleksiej Leonow opuścił pokład. Natychmiast dowódca załogi Paweł Bielajew uroczyście oznajmił całemu światu: „Uwaga! Człowiek wleciał w przestrzeń kosmiczną! Obraz astronauty szybującego na tle Ziemi był emitowany we wszystkich kanałach telewizyjnych. Leonow znajdował się w pustce przez 23 minuty i 41 sekund.

12. Skafander kosmiczny G4C z przenośnym urządzeniem ELSS

Choć Amerykanie stracili prowadzenie, szybko i zauważalnie wyprzedzili swoich radzieckich konkurentów w liczbie spacerów kosmicznych. Operacje off-ship prowadzono podczas lotów Gemini 4, -9, -10, -11, 12. Następne wyjście Sowietów nastąpiło dopiero w styczniu 1969 roku. W tym samym roku Amerykanie wylądowali na Księżycu.
P.S.
Lądowanie na Księżycu wciąż jest przedmiotem dyskusji. Argumentów potwierdzających i obalających to zjawisko jest wiele. Prawda jak zwykle leży prawdopodobnie gdzieś pośrodku...

13. Zapisy w próżni

Dziś spacery kosmiczne nikogo nie zdziwią: pod koniec sierpnia 2013 roku zarejestrowano 362 spacery kosmiczne o łącznym czasie trwania 1981 godzin i 51 minut (82,5 dnia, prawie trzy miesiące). A jednak są tu pewne rekordy.
Absolutnym rekordzistą pod względem liczby godzin spędzonych w przestrzeni kosmicznej jest od wielu lat rosyjski kosmonauta Anatolij Sołowjow - odbył 16 spacerów kosmicznych o łącznym czasie trwania 78 godzin i 46 minut. Na drugim miejscu jest Amerykanin Michael Lopez-Alegria; dokonał 10 wyjść o łącznym czasie trwania 67 godzin i 40 minut.
Najdłuższe było wyjście Amerykanów Jamesa Vossa i Susan Helms 11 marca 2001 roku, które trwało 8 godzin i 56 minut.

Maksymalna liczba wyjść w jednym locie wynosi siedem; rekord ten należy do Rosjanina Siergieja Krikalewa.

Astronauci Apollo 17 Eugene Cernan i Harrison Schmitt spędzili na powierzchni Księżyca najwięcej czasu: podczas trzech misji w grudniu 1972 r. spędzili tam 22 godziny i 4 minuty.

Jeśli porównamy kraje, a nie astronautów, niewątpliwie liderem są tutaj Stany Zjednoczone: 224 wyjścia, 1365 godzin i 53 minuty poza statkiem kosmicznym.

14. Kombinezony kosmiczne na Księżyc.

Na Księżycu potrzebne były zupełnie inne skafandry kosmiczne niż na orbicie okołoziemskiej. Kombinezon miał być całkowicie autonomiczny i pozwalać na kilkugodzinną pracę poza statkiem. Miał zapewniać ochronę przed mikrometeorytami i, co najważniejsze, przed przegrzaniem w bezpośrednim świetle słonecznym, ponieważ lądowania planowano w dni księżycowe. Ponadto NASA zbudowała specjalne nachylone stanowisko, aby dowiedzieć się, jak zmniejszona grawitacja wpływa na ruch astronautów. Okazało się, że charakter chodzenia zmienia się diametralnie.
Kombinezon do lotu na Księżyc został udoskonalony w całym programie Apollo. Pierwsza wersja A5L nie zadowoliła klienta, a wkrótce pojawił się skafander kosmiczny A6L, do którego dodano skorupę termoizolacyjną. Po pożarze statku Apollo 1, który miał miejsce 27 stycznia 1967 roku, w wyniku którego zginęło trzech astronautów (w tym wspomniany Edward White i Virgil Grissom), skafander zmodyfikowano do wersji ognioodpornej A7L.
Z założenia A7L był jednoczęściowym, wielowarstwowym kombinezonem zakrywającym tułów i kończyny, z elastycznymi przegubami wykonanymi z gumy. Metalowe pierścienie na kołnierzu i mankietach rękawów przeznaczone były do ​​montażu szczelnych rękawiczek i „hełmu akwariowego”. Wszystkie skafandry kosmiczne miały pionowy „zamek błyskawiczny” biegnący od szyi do pachwiny. A7L zapewnił astronautom na Księżycu cztery godziny pracy. Na wszelki wypadek w plecaku znajdował się także zapasowy moduł podtrzymujący życie, zaprojektowany na pół godziny. To właśnie w skafandrach kosmicznych A7L astronauci Neil Armstrong i Edwin Aldrin stanęli na Księżycu 21 lipca 1969 roku.+

W ostatnich trzech lotach programu księżycowego wykorzystano skafandry kosmiczne A7LB. Wyróżniały się dwoma nowymi przegubami na szyi i pasku - taka modyfikacja była potrzebna, aby ułatwić prowadzenie księżycowego samochodu. Później ta wersja skafandra była używana na amerykańskiej stacji orbitalnej Skylab oraz podczas międzynarodowego lotu Sojuz-Apollo.

Radzieccy kosmonauci również polecieli na Księżyc. I przygotowano dla nich skafander kosmiczny „Krechet”. Ponieważ zgodnie z planem na powierzchni miał wylądować tylko jeden członek załogi, do skafandra wybrano wersję półsztywną – z drzwiami z tyłu. Astronauta nie musiał zakładać garnituru, jak w wersji amerykańskiej, ale dosłownie się w niego mieścił. Specjalny system linek oraz boczna dźwignia umożliwiły zamknięcie pokrywy za sobą. Cały system podtrzymywania życia znajdował się w drzwiach uchylnych i nie działał na zewnątrz, jak Amerykanie, ale w normalnej atmosferze wewnętrznej, co uprościło konstrukcję. Chociaż Krechet nigdy nie odwiedził Księżyca, jego osiągnięcia wykorzystano do stworzenia innych modeli.

16. Chińskie kombinezony ratunkowe są pod każdym względem podobne do rosyjskich skafandrów kosmicznych Sokol-KV2

W 1967 roku rozpoczęły się loty nowego radzieckiego statku kosmicznego Sojuz. Miały one stać się głównym środkiem transportu przy tworzeniu długoterminowych stacji orbitalnych, zatem potencjalny czas, jaki człowiek musiał spędzić poza statkiem, nieuchronnie wzrósł.
Skafander kosmiczny „Jastreb” był w zasadzie podobny do skafandra „Berkut”, który był używany na statku kosmicznym Woschod-2. Różnice dotyczyły systemu podtrzymywania życia: teraz mieszanina oddechowa krążyła wewnątrz skafandra w obiegu zamkniętym, gdzie była oczyszczana z dwutlenku węgla i szkodliwych zanieczyszczeń, zasilana tlenem i chłodzona. W Hawks kosmonauci Aleksiej Eliseev i Jewgienij Chrunow przemieszczali się ze statku na statek podczas lotów Sojuza 4 i Sojuza 5 w styczniu 1969 roku.
Kosmonauci polecieli na stacje orbitalne bez skafandrów ratowniczych – dzięki temu możliwe było zwiększenie zapasów na pokładzie statku. Ale pewnego dnia przestrzeń nie wybaczyła takiej wolności: w czerwcu 1971 roku z powodu obniżenia ciśnienia zmarli Gieorgij Dobrowolski, Władysław Wołkow i Wiktor Pacajew. Projektanci musieli pilnie stworzyć nowy kombinezon ratunkowy Sokół-K. Pierwszy lot w tych skafandrach odbył się we wrześniu 1973 roku na pokładzie Sojuza-12. Od tego czasu, kiedy kosmonauci wyruszają w loty krajowym statkiem kosmicznym Sojuz, zawsze korzystają z wariantów Sokoła.
Warto zauważyć, że skafandry kosmiczne Sokol-KV2 zostały zakupione przez chińskich przedstawicieli handlowych, po czym Chiny otrzymały własny skafander kosmiczny, nazwany podobnie jak statek załogowy „Shenzhou” i bardzo podobny do modelu rosyjskiego. Pierwszy taikonauta Yang Liwei wszedł na orbitę w takim skafandrze kosmicznym.

17. Kombinezony kosmiczne Orlan-MK to najlepsi przyjaciele astronauty!

Skafandry kosmiczne z serii „Falcon” nie nadawały się do lotów w przestrzeń kosmiczną, dlatego gdy w Związku Radzieckim zaczęto wystrzeliwać stacje orbitalne, które umożliwiały konstruowanie różnych modułów, potrzebny był także odpowiedni kombinezon ochronny. Stał się „Orlanem” - autonomicznym półsztywnym skafandrem kosmicznym stworzonym na bazie księżycowego „Krecheta”. Do Orlanu trzeba było także dostać się tylnymi drzwiami. Ponadto twórcom tych skafandrów udało się uczynić je uniwersalnymi: teraz nogawki i rękawy zostały dopasowane do wzrostu astronauty.
Orlan-D został po raz pierwszy przetestowany w przestrzeni kosmicznej w grudniu 1977 roku na stacji orbitalnej Salut-6. Od tego czasu te skafandry kosmiczne w różnych modyfikacjach są używane na Salut, w kompleksie Mir i na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Dzięki skafanderowi kosmonauci mogą utrzymywać kontakt ze sobą, z samą stacją i z Ziemią. Pierwszy niebezpieczny incydent miał miejsce z Aleksiejem Leonowem w marcu 1965 roku. Po zakończeniu programu astronauta nie mógł wrócić na statek ze względu na napompowany skafander. Po kilku próbach wejścia najpierw do stóp śluzy, Leonow zdecydował się zawrócić. Jednocześnie zredukował poziom nadciśnienia w skafandrze do krytycznego, co pozwoliło mu przecisnąć się do śluzy.
Do zdarzenia polegającego na uszkodzeniu skafandra doszło podczas lotu promu kosmicznego Atlantis w kwietniu 1991 roku (misja STS-37). Mały pręt przebił rękawicę astronauty Jerry'ego Rossa. Szczęśliwym trafem nie doszło do rozhermetyzowania - pręt utknął i „uszczelnił” powstały otwór. Przebicie nie zostało nawet zauważone, dopóki astronauci nie wrócili na statek i nie zaczęli sprawdzać swoich skafandrów kosmicznych.
Do kolejnego potencjalnie niebezpiecznego zdarzenia doszło 10 lipca 2006 roku podczas drugiego spaceru kosmicznego astronautów Discovery (lot STS-121). Od skafandra kosmicznego Pierce’a Sellersa odczepiono specjalną wyciągarkę, która uniemożliwiała astronautowi lot w kosmos. Po zauważeniu problemu na czas Sprzedający i jego partner byli w stanie ponownie podłączyć urządzenie i praca została pomyślnie zakończona.

20. Skafandry kosmiczne NASA: skafander księżycowy A7LB, skafander wahadłowy EMU i skafander eksperymentalny I-Suit.

Amerykanie opracowali kilka skafandrów kosmicznych na potrzeby programu statków kosmicznych wielokrotnego użytku promu kosmicznego. Podczas testowania nowej rakiety i systemu kosmicznego astronauci nosili SEES, kombinezon ratunkowy zapożyczony z lotnictwa wojskowego. W kolejnych lotach zastąpiono go wariantem LES, a następnie bardziej zaawansowaną modyfikacją ACES.
Skafander kosmiczny EMU został stworzony z myślą o spacerach kosmicznych. Składa się z twardej górnej części oraz miękkich spodni. Podobnie jak Orlan, EMU mogą być używane wielokrotnie przez różnych astronautów. Można w nim bezpiecznie pracować w kosmosie przez siedem godzin, a dodatkowe pół godziny zapewnia zapasowy system podtrzymywania życia. Stan skafandra monitoruje specjalny system mikroprocesorowy, który ostrzega astronautę, jeśli coś pójdzie nie tak. Pierwsza EMU weszła na orbitę w kwietniu 1983 roku na statku kosmicznym Challenger. Dziś tego typu skafandry kosmiczne są aktywnie wykorzystywane na ISS wraz z rosyjskimi Orlanami.

21. Projekt Z-1 – „skafander kosmiczny Buzza Astrala”.

Amerykanie uważają, że UGW jest przestarzała. Obiecujący program kosmiczny NASA obejmuje loty do asteroid, powrót na Księżyc i wyprawę na Marsa. Dlatego potrzebny jest skafander kosmiczny, który będzie łączył w sobie pozytywne cechy skafandra ratunkowego i roboczego. Najprawdopodobniej będzie miał za plecami właz, umożliwiający dokowanie skafandra do stacji lub modułu mieszkalnego na powierzchni planety. Doprowadzenie takiego kombinezonu do stanu używalności (łącznie z uszczelnieniem) zajmuje kilka minut.+

Prototyp skafandra Z-1 jest już w fazie testów. Ze względu na pewne zewnętrzne podobieństwo do kostiumu słynnej postaci z kreskówek nazwano go „skafanderem kosmicznym Buzza Astrala”.

22. Obiecujący skafander kosmiczny Bio-Suit (prototyp). Podbij Marsa, zachowując styl!

Eksperci nie zdecydowali jeszcze, w jakim garniturze założy się osobę, która po raz pierwszy postawi stopę na powierzchni Czerwonej Planety. Chociaż Mars posiada atmosferę, jest ona na tyle rzadka, że ​​z łatwością przepuszcza promieniowanie słoneczne, dlatego osoba znajdująca się w skafandrze kosmicznym musi być dobrze chroniona. Eksperci NASA rozważają szeroki zakres możliwych opcji: od ciężkiego, sztywnego skafandra kosmicznego Mark III po lekki, obcisły skafander biologiczny.

Rozwiną się technologie produkcji skafandrów kosmicznych. Kostiumy kosmiczne staną się mądrzejsze, bardziej eleganckie, bardziej wyrafinowane. Być może pewnego dnia pojawi się uniwersalna skorupa, która będzie w stanie chronić osobę w każdym środowisku. Ale nawet dziś skafandry kosmiczne są wyjątkowym produktem technologii, który bez przesady można nazwać fantastycznym.

12 kwietnia 2010 roku mija dokładnie 49 lat od pierwszego lotu w przestrzeń kosmiczną Jurija Gagarina w 1961 roku. W tym dniu cała planeta obchodzi Światowy Dzień Lotnictwa i Kosmonautyki.

Z tej okazji postanowiłem napisać post o skafandrach kosmicznych – aby opowiedzieć o historii ich powstania, konstrukcji i, jeśli to możliwe, porównać nasze skafandry kosmiczne z ich amerykańskimi odpowiednikami.

Trochę historii przedkosmicznej

Potrzeba stworzenia skafandra kosmicznego pojawiła się na początku lat 30-tych. Faktem jest, że piloci testowi, nawet w hełmach tlenowych, nie mogli wznieść się na wysokości większe niż 12 km ze względu na niskie ciśnienie atmosferyczne. Na tej wysokości azot rozpuszczony w tkankach człowieka zaczyna przechodzić w stan gazowy, co prowadzi do bólu.

Dlatego w 1931 roku inżynier E. Chertovsky zaprojektował pierwszy skafander kosmiczny „Ch-1”. Był to prosty, zapieczętowany kombinezon z hełmem wyposażonym w małe okienko umożliwiające obserwację. Ogólnie w „Ch-1” mogłeś robić, co chciałeś, ale nie pracować. Mimo to stał się przełomem. Później, przed wojną, Chertovsky'emu udało się zaprojektować sześć kolejnych modeli skafandrów kosmicznych.

Po wojnie zaczęły pojawiać się pierwsze myśliwce odrzutowe, co ostro podniosło poprzeczkę w zakresie maksymalnych wysokości. W latach 1947-1950 grupa projektantów pod przewodnictwem A. Bojki stworzyła pierwsze powojenne skafandry kosmiczne, zwane VSS-01 i VSS-04 (kombinezon ratunkowy na dużych wysokościach). Były to hermetyczne kombinezony wykonane z gumowanej tkaniny, do których przymocowano na stałe składane hełmy i maski tlenowe. Nadmiar ciśnienia na wysokości został uwolniony za pomocą specjalnego zaworu.

Początek rozwoju

Ogólnie rzecz biorąc, rozwój skafandrów kosmicznych początkowo nie szedł nam zbyt dobrze. Faktem jest, że istniejące rozwiązania skafandrów kosmicznych były bezużyteczne w przypadku obniżenia ciśnienia statku w kosmosie. I projektanci nie mają z tym nic wspólnego – po prostu otrzymali zadanie opracowania kombinezonu ochronnego, który miałby ratować astronautę dopiero po wylądowaniu lub wodowaniu modułu zniżania. Wśród przeciwników skafandrów znalazła się nawet część projektantów statku - możliwość rozszczelnienia uważali za znikomą. Ich słowa potwierdził udany lot Łajki do GZhK (kabiny ciśnieniowej dla zwierząt)

Spory zostały przerwane dopiero po osobistej interwencji Korolewa. Jednocześnie do lotu Gagarina pozostało zaledwie 8 miesięcy. W tym czasie powstał skafander kosmiczny SK-1

Istnieją 3 klasy skafandrów kosmicznych:

Kombinezony ratunkowe - służą do ochrony astronautów w przypadku rozhermetyzowania kabiny lub w przypadku znacznych odchyleń parametrów jej środowiska gazowego od normy;
skafandry kosmiczne do pracy w przestrzeni kosmicznej na powierzchni statku kosmicznego lub w jego pobliżu
skafandry kosmiczne do pracy na powierzchni ciał niebieskich

SK-1 był skafandrem kosmicznym pierwszej kategorii. Stosowany był podczas wszystkich lotów pierwszej serii okrętów Wostok.

SK-1 „pracował” w połączeniu ze specjalnym kombinezonem chroniącym przed ciepłem, który astronauta nosił pod głównym kombinezonem ochronnym. Kombinezon to nie tylko ubranie, to cała konstrukcja inżynieryjna z wbudowanymi rurociągami dla systemu wentylacyjnego, który utrzymuje niezbędny reżim termiczny ciała i usuwa wilgoć z produktów oddychania. W nieprzewidzianych warunkach system podtrzymywania życia skafandra kosmicznego (LSS) wraz z kabiną LSS „wydłużył” życie astronauty o 10 dni. W przypadku rozhermetyzowania kabiny przezroczysty „wizjer” – okno hełmu – zamykał się automatycznie i włączał dopływ powietrza z cylindrów statku.

Miał jednak istotną wadę. Jego miękka skorupa pod wpływem wewnętrznego nadciśnienia zawsze ma tendencję do przyjmowania kształtu ciała obrotowego i prostowania. Nie jest łatwo wygiąć jakąkolwiek część, np. rękawa czy nogawki, a im większe ciśnienie wewnętrzne, tym trudniej to zrobić. Pracując w pierwszych skafandrach kosmicznych, ze względu na ich stosunkowo małą mobilność, astronauci musieli włożyć znaczny dodatkowy wysiłek, co ostatecznie doprowadziło do wzrostu intensywności procesów metabolicznych w organizmie. Z tego powodu konieczne było zwiększenie masy i wymiarów rezerw tlenu, a także jednostek układu chłodzenia.

Powstał także skafander kosmiczny SK-2. Zasadniczo jest to ten sam SK-1, tylko dla kobiet. Miał on nieco inny kształt, biorąc pod uwagę ich cechy fizjologiczne.

Analog

Amerykańskim odpowiednikiem naszego SK-1 był skafander kosmiczny statku kosmicznego Mercury. Był to również wyłącznie kombinezon ratunkowy i został wyprodukowany w 1961 roku

Dodatkowo posiadał metalizowaną warstwę zewnętrzną odbijającą promienie cieplne.

Złoty Orzeł

W połowie 1964 roku przywódcy radzieckiego programu kosmicznego zdecydowali się na nowy eksperyment na orbicie - pierwszy załogowy spacer kosmiczny w przestrzeń kosmiczną. Okoliczność ta postawiła przed twórcami skafandrów szereg nowych wyzwań technicznych. Były one oczywiście podyktowane poważnymi różnicami między środowiskiem wewnętrznym statku kosmicznego a warunkami przestrzeni zewnętrznej - sferą niemal całkowitej próżni, szkodliwego promieniowania i ekstremalnych temperatur.

Twórcy otrzymali dwa główne zadania:

Po pierwsze, skafander na spacer kosmiczny musiał chronić przed przegrzaniem, jeśli astronauta znajduje się po słonecznej stronie, i odwrotnie, przed wychłodzeniem, jeśli znajduje się w cieniu (różnica temperatur między nimi przekracza 100°C). Miała także chronić przed promieniowaniem słonecznym i materią meteorytową.

Po drugie, aby zapewnić maksymalne bezpieczeństwo osoby, być wyjątkowo niezawodnym i mieć minimalną objętość i wagę. Ale najważniejsze, że przy tym wszystkim astronauta w tym musi umieć pracować, tj. poruszać się po statku, wykonywać określone prace itp.

Wszystkie te wymagania zostały zrealizowane w skafandrze kosmicznym Berkut.

Nawiasem mówiąc, począwszy od Berkuta, wszystkie nasze skafandry kosmiczne zaczęto nazywać imionami ptaków.

Kombinezon został wykonany z kilku warstw folii o błyszczącej aluminiowej powierzchni. Przestrzeń pomiędzy warstwami została specjalnie wyposażona w szczelinę, aby ograniczyć przenikanie ciepła w dowolnym kierunku. Zasada działania termosu jest taka, że ​​ciepło nie jest pobierane ani oddawane. Dodatkowo warstwy folii-tkaniny oddzielone są specjalnym materiałem siatkowym. Dzięki temu możliwe było osiągnięcie bardzo wysokiego poziomu odporności termicznej. Oczy astronauty chronił specjalny filtr świetlny wykonany z przyciemnianego szkła organicznego o grubości prawie pół centymetra. Spełniał podwójną rolę - osłabiał intensywność światła słonecznego i nie pozwalał na przedostanie się do twarzy biologicznie niebezpiecznej części promieni widma słonecznego.

Pierwszy spacer kosmiczny miał ograniczone cele. Dlatego system podtrzymywania życia wydawał się stosunkowo prosty i został zaprojektowany na 45 minut działania. Umieszczono go w plecaku z aparatem tlenowym i butlami o pojemności 2 litrów. Do korpusu plecaka przymocowano przyłącze do ich napełniania oraz okienko manometru umożliwiające kontrolę ciśnienia. Ze statku pobrano powietrze, które zostało dodatkowo wzbogacone w tlen i przedostało się do skafandra kosmicznego. To samo powietrze zabrało ciepło, wilgoć, dwutlenek węgla i szkodliwe zanieczyszczenia uwolnione przez astronautę. Taki system nazywa się systemem typu otwartego

Cały system mieści się w plecaku o wymiarach 520x320x120 mm, który mocowany jest z tyłu za pomocą szybkozłącza. Na wypadek sytuacji awaryjnych w komorze śluzy zainstalowano zapasowy system tlenowy, który był podłączony do skafandra kosmicznego za pomocą węża.

Analog

Analogiem do orła przedniego był skafander kosmiczny dla statków Geminai

Jego wersja okrętowa (nie wiem, jak inaczej to nazwać) była zwykłym kombinezonem ratowniczym. Zmodyfikowana wersja została zaprojektowana do pracy poza statkiem kosmicznym

W tym celu do skafandra głównego dodano osłony termiczne i chroniące przed mikrometeorytami.

Jastrząb

Od 1967 roku rozpoczęły się loty nowych statków kosmicznych typu Sojuz, których podstawową różnicą w stosunku do swoich poprzedników było to, że były to już samoloty załogowe. Dlatego też potencjalny czas pracy danej osoby w przestrzeni kosmicznej poza statkiem powinien był się wydłużyć. W związku z tym nie można było cały czas przebywać w skafandrze kosmicznym. Noszono go tylko w najbardziej krytycznych momentach – startu, lądowania. Dodatkowo pojawiło się pytanie o wystrzelenie na orbitę kilku statków i ich zadokowanie, co wiązało się z przeprowadzeniem operacji związanych z przelotem ludzi przez przestrzeń kosmiczną.

W tym celu opracowano nowy skafander kosmiczny z nowym systemem podtrzymywania życia. Nazywali go „Jastrzębiem”


Ten skafander kosmiczny był w zasadzie podobny do Berkuta, różnice polegały na innym systemie oddychania, który był tzw. typem regeneracyjnym. Mieszanka oddechowa krążyła wewnątrz skafandra w obiegu zamkniętym, gdzie była oczyszczana z dwutlenku węgla i szkodliwych zanieczyszczeń, zasilana tlenem i chłodzona. Butle z tlenem pozostały częścią systemu, ale zawarty w nich tlen był używany jedynie do kompensacji wycieków i zużycia przez astronautę. W przypadku tego systemu konieczne było stworzenie kilku unikalnych jednostek jednocześnie: wyparnego wymiennika ciepła pracującego w określonych warunkach nieważkości; pochłaniacz dwutlenku węgla; silnik elektryczny, który bezpiecznie działa w atmosferze czystego tlenu i zapewnia niezbędną cyrkulację powietrza wewnątrz skafandra i inne.

Do chłodzenia ciała astronauty zastosowano chłodzenie powietrzem. Aby to zrobić, konieczne jest przepuszczenie przez skafander bardzo dużej objętości gazu. To z kolei wymaga wentylatora o mocy kilkuset watów, a także dużej ilości prądu. A silny przepływ powietrza nie jest zbyt przyjemny dla astronauty.

Zauważalną zaletą było to, że waga skafandra kosmicznego nie przekraczała 8-10 kg, a grubość pakietu skorupy była minimalna. Daje to możliwość zastosowania go z indywidualną fakturą siedzisk amortyzujących, osłabiających efekt przeciążeń podczas wchodzenia na orbitę i opadania.

W praktyce Yastreb został użyty tylko raz - do przejścia z Sojuza-5 na Sojuz-4.

Analog

Nie znalazłem konkretnego amerykańskiego odpowiednika Hawka. Wydaje się, że po części nadaje się do tego skafander kosmiczny wczesnego Apollosa.

Merlinie

Na potrzeby lotu na Księżyc zbudowano innowacyjny skafander kosmiczny III kategorii. W skafandrze kosmicznym astronauta musiał zachować takie zdolności motoryczne i robocze, które na Ziemi uważane są za elementarne. Na przykład poruszanie się po powierzchni Księżyca, biorąc pod uwagę fakt, że „spacery” mogą odbywać się w różnym terenie; w razie upadku móc stanąć na nogi, nawiązać kontakt z księżycową „ziemią”, której temperatura waha się w bardzo szerokim zakresie (w cieniu i w świetle od -130°C do +160° C); pracować z instrumentami, zbierać próbki skał księżycowych i wykonywać prymitywne wiercenia. Astronauta musiał mieć możliwość odświeżenia się specjalnym płynnym pokarmem, a także usunięcia moczu ze skafandra. Jednym słowem cały system podtrzymywania życia został zaprojektowany z myślą o trudniejszych warunkach pracy niż te, które panowały podczas wyjść badaczy z orbity.

Biorąc pod uwagę te wymagania, pod kierownictwem A. Stoklickiego powstał skafander kosmiczny Krechet


Miał tzw. „półsztywną” skorupę, a zamiast plecaka miał wbudowany system podtrzymywania życia. To od niego wzięło się powiedzenie „wejdź do skafandra kosmicznego”. Ponieważ kosmonauta wszedł do Krecheta przez „drzwi” na jego plecach. Wszystkie systemy podtrzymywania życia znajdowały się w „drzwiach”

Systemy Krecheta zapewniły rekordowy autonomiczny pobyt człowieka na Księżycu – aż do 10 godzin, podczas których badacz mógł wykonywać pracę przy dużym wysiłku fizycznym. Do chłodzenia termicznego po raz pierwszy zastosowano kombinezon chłodzący wodę, ponieważ... chłodzenie wodą jest jedyną możliwą metodą utrzymania akceptowalnych warunków termicznych w skafandrze kosmicznym podczas intensywnej pracy astronauty. Aby usunąć 300-500 kcal/h ciepła, przepływ wody przez kombinezon chłodzący wynosił 1,5-2 l/min, wymagana długość rur chłodzących wynosiła około 100 metrów. Do pompowania wody użyto pompy o mocy silnika kilku watów.

Równolegle z chłodzeniem wodnym istniał obwód cyrkulacji i regeneracji powietrza wewnątrz skafandra oraz usuwania wilgoci. Zapewniono także dopływ tlenu w celu uzupełnienia nieszczelności.

Analog

To chyba jedyny przypadek, gdy amerykański odpowiednik jest bardziej znany niż nasz. To właśnie w nim w 1969 roku Neil Armstrong postawił stopę na powierzchni Księżyca


Kombinezon został wykonany z wytrzymałych tkanin syntetycznych, metalu i tworzyw sztucznych. Pod skafandrem astronauta miał na sobie lekki jednoczęściowy kombinezon z czujnikami biotelemetrycznymi. Dodatkowo pod skafandrem kosmicznym noszono także specjalny kombinezon chłodzący wodę, który został zaprojektowany do ciągłej pracy przez 115 godzin. Ten nylonowy kombinezon ze spandexu posiadał system rurek z polichlorku winylu o łącznej długości około 90 m, przez które w sposób ciągły krążyła zimna woda, pochłaniając ciepło wytworzone przez ciało i odprowadzając je do zewnętrznej lodówki. Dzięki temu kombinezonowi temperatura skóry w różnych częściach ciała nie przekraczała 40°C.

Na dłoni znajdowały się specjalne druciane opaski, które zapobiegały napompowaniu rękawicy, gdy w skafandrze kosmicznym panowało nadmierne ciśnienie. Aby zapewnić zręczność manualną, palce rękawiczek posiadały przedłużenia chwytu, za pomocą których astronauta mógł podnosić małe przedmioty.

Hełm astronauty został wykonany z przezroczystego poliwęglanu i charakteryzował się dużą odpornością na uderzenia. Jego kulisty kształt dawał astronautom możliwość obracania głowy w dowolnym kierunku. Tlen dostawał się do hełmu z szybkością 162 l/min, a złącze ciśnieniowe po lewej stronie hełmu umożliwiało astronautom w skafandrze picie i jedzenie. Plecakowy system podtrzymywania życia przymocowano z tyłu skafandra, a na Ziemi wiosła ważyły ​​56,625 kg (dla najbardziej skrupulatnych - 554,925 n).

Orlan

Po wylądowaniu na Księżycu wszelkie prace nad Krechetem zostały wstrzymane. Jednak w zestawie programu księżycowego znalazł się także skafander kosmiczny Orlan - do prac orbitalnych


Do jej rozwoju powrócili w 1969 roku, kiedy rozpoczęły się prace nad pierwszą stacją orbitalną. To modyfikacje Orlana, których użyliśmy na Mirze, a teraz są używane na ISS.

Wszyscy wiedzą, że załogi na stacjach orbitalnych się zmieniają.

Jednak skafandry kosmiczne, które istniały wcześniej, były indywidualne i nie miały możliwości dostosowania. W rezultacie każdy nowy członek załogi stacji musiał zostać wyprodukowany i wystrzelony w przestrzeń kosmiczną, co było nieefektywne, biorąc pod uwagę ograniczone możliwości ładunkowe statków kosmicznych Sojuz i Progress. Jednak dzięki półsztywnej konstrukcji w Orlanie jedynie rękawice do skafandra kosmicznego były indywidualne, które dostarczała załoga, natomiast same skafandry stale znajdowały się na stacji.

Aby zapewnić mobilność ciała, w skafandrze zastosowano zawiasy zlokalizowane w okolicy głównych stawów - barku, łokcia, kolana, kostki, palców itp. Dodatkowo w kolejnych modyfikacjach w szeregu przegubów zastosowano uszczelnione łożyska w celu zwiększenia ruchliwość (na przykład w stawach barkowych lub nadgarstkowych).

Od pierwszego użycia Orlana na Salut 6 w 1977 r. aż do zatonięcia Mira w 2001 r., na niskiej orbicie okołoziemskiej użyto 25 zestawów Orlanów wszystkich odmian. Część z nich spłonęła wraz z ostatnią stacją Miru. W tym czasie 42 załogi wykonały 200 wyjść z Orlanów. Całkowity czas pracy przekroczył 800 godzin.

Orlan ma wiele modyfikacji. Najciekawszym moim zdaniem jest Orlan-DMA z instalacją do poruszania się i manewrowania w przestrzeni kosmicznej.

NPP Zvezda nie ogłasza ceny Orlana. Jednak w jednym raporcie usłyszałem kiedyś liczbę miliona dolarów. Mogę się mylić.

Analog

Amerykańscy astronauci szczerze i otwarcie przyznają, że ich obecne skafandry kosmiczne są znacznie gorsze i bardziej niewygodne niż nasze. Kosztują 12-15 milionów. Nie ma więc pełnoprawnego odpowiednika obecnych „Orlanów”.

Szybki

Podczas tworzenia Burana powstał najnowszy kombinezon ratunkowy „Strizh”.

Nie jestem do końca pewien, czy to on na zdjęciu, ale wygląda na to, że to on. Fotel wyrzutowy K-36RB został opracowany jako część zestawu Swift. Eksperci nazwali Swifta najlepszym skafandrem kosmicznym, jaki kiedykolwiek istniał. Jednak wraz z zaprzestaniem prac nad Buranem... w sumie jak zwykle w naszym kraju.