Почему скафандр называется именно так
Чтобы понять, почему скафандр получил такое название, надо обратиться к Древней Греции. В греческом языке это слово образовано из двух слов, обозначающих лодку и человека. То есть в те времена так называли людей, которые очень хорошо плавали.
В более позднее время, в частности в восемнадцатом веке, такое название предлагали использовать для пробковых костюмов, которые были предназначены для пересечения рек.
Уже позже, когда появилась реальная необходимость обеспечения безопасности человека в экстремальных условиях среды, опять вспомнили это слово и начали так называть то, к чему мы все так привыкли.
Когда-то скафандром называли того, кто хорошо плавает.
Так можно вывести определение, что скафандр — это герметичный костюм, который призван защитить человека (или животное) от воздействия окружающей среды, предметов, газов и прочих потенциально вредных веществ. В случае с космонавтами скафандр еще и препятствует выходу наружу воздуха и тепла.
Рекорды в вакууме
Сегодня выходами в космос никого не удивишь: на конец августа 2013 года зафиксировано 362 выхода общей продолжительностью 1981 час 51 минута (82,5 суток, почти три месяца). И всё же здесь есть свои рекорды.
Абсолютным рекордсменом по
количеству часов, проведённых в открытом космосе, вот уже много лет остаётся российский космонавт Анатолий Соловьёв — он совершил 16 выходов общей продолжительностью 78 часов 46 минут. На втором месте — американец Майкл Лопес-Алегриа; он совершил 10 выходов общей продолжительностью 67 часов 40 минут.
Самым длительным стал выход американцев Джеймса Восса и Сьюзан Хелмс 11 марта 2001 года, продолжавшийся 8 часов 56 минут.
Максимальное
количество выходов за один полёт — семь; этот рекорд принадлежит россиянину Сергею Крикалёву.
Дольше всех на поверхности Луны находились астронавты «Аполлона-17» Юджин Сернан и Харрисон Шмитт: за три выхода в декабре 1972 года они провели там 22 часа 4 минуты.
Если сравнивать не космонавтов, а страны, то здесь безусловно лидируют США: 224 выхода, 1365 часов 53 минуты вне корабля.
Скафандры будущего
Под программу многоразовых космических кораблей «Спейс Шаттл» американцы разработали несколько скафандров. При испытаниях новой ракетно-космической системы астронавты облачались в SEES — спасательный скафандр, позаимствованный у военной авиации. В дальнейших полётах его сменил вариант LES, а затем — более совершенная модификация ACES.
Для выходов в открытый космос был создан скафандр EMU. Он состоит из верхней жёсткой части и мягких штанов. Как и «Орлан», EMU могут многократно использовать разные космонавты. В нём можно спокойно работать в космосе семь часов, ещё полчаса даёт резервная система жизнеобеспечения. За состоянием скафандра следит специальная микропроцессорная система, которая предупреждает астронавта, если что-то идёт не так. Первый EMU побывал на орбите в апреле 1983 года на корабле «Челленджер». Сегодня скафандры этого типа активно используются на МКС наряду с российскими «Орланами».
Скафандры открытого космоса NASA: лунный скафандр A7LB, скафандр для «шаттлов» EMU и экспериментальный скафандр I-Suit.
Американцы считают, что EMU морально устарел. Перспективная космическая программа NASA включает полёты на астероиды, возвращение на Луну и экспедицию на Марс. Поэтому необходим скафандр, который объединял бы в себе положительные качества спасательных и рабочих костюмов. Скорее всего, он будет с люком за спиной, позволяющим пристыковывать скафандр к станции или жилому модулю на поверхности планеты. Чтобы привести такой скафандр в рабочее состояние (включая герметизацию), требуются считаные минуты.
Прототип скафандра Z-1 уже проходит испытания. За определённое внешнее сходство с костюмом известного мультипликационного персонажа его прозвали «скафандром Базза Лайтера».
Проект Z-1 — «скафандр Базза Лайтера».
Специалисты пока не определились, в каком костюме человек впервые ступит на поверхность Красной планеты. Хотя Марс обладает атмосферой, она настолько разрежена, что легко пропускает солнечную радиацию, поэтому человек внутри скафандра должен быть хорошо защищён. Специалисты NASA рассматривают широкую палитру возможных вариантов: от тяжёлого жёсткого скафандра Mark III до лёгкого обтягивающего костюма Bio-Suit.
Перспективный скафандр Bio-Suit (прототип). Покоряйте Марс, оставаясь стильным!
∗∗∗
Технологии изготовления скафандров будут развиваться. Костюмы для космоса станут умнее, элегантнее, изощрённее. Возможно, когда-нибудь появится универсальная оболочка, способная защитить человека в любой среде. Но и сегодня скафандры — уникальный продукт технологий, которые без преувеличения можно назвать фантастическими.
Предтечи скафандра
Название «скафандр» происходит от французского слова, предложенного в 1775 году аббатом-математиком Жаном-Батистом де Ла Шапелем. Естественно, о полётах в космос в конце XVIII века речи не шло — учёный предложил называть так водолазное снаряжение. Само слово, которое можно перевести с греческого примерно как «лодко-человек», неожиданно вошло в русский язык с приходом космической эры. В английском же языке скафандр так и остался «космическим костюмом» (space suit).
Водолазные скафандры Жана-Батиста де Ла Шапеля.
Чем выше человек взбирался, тем сильнее назревала необходимость в костюме, который поможет ему сделать ещё один шаг в сторону неба. Если на высоте шести-семи километров достаточно кислородной маски и тёплой одежды, то после десятикилометровой отметки давление падает настолько, что лёгкие перестают усваивать кислород. Чтобы выжить в таких условиях, нужны герметичная кабина и компенсирующий костюм, который при разгерметизации сжимает человеческое тело, на какое-то время заменяя ему внешнее давление.
Однако если подняться ещё выше, то не поможет и эта болезненная процедура: пилот погибнет от кислородного голодания и декомпрессионных расстройств. Единственное решение — сделать полностью герметичный скафандр, в котором внутреннее давление поддерживается на достаточном уровне (обычно не менее 40% от атмосферного, что соответствует высоте семи километров). Но и тут хватает проблем: надутый скафандр затрудняет движения, в нём почти невозможно совершать точные манипуляции.
Высотный скафандр Вилли Поста, 1934 год.
Английский физиолог Джон Холден опубликовал в 1920-е годы серию статей, в которых предложил использовать водолазные костюмы для защиты воздухоплавателей. Он даже построил прототип такого скафандра для американского воздухоплавателя Марка Риджа. Последний испытал костюм в барокамере при давлении, соответствующем высоте 25,6 километра. Однако аэростаты для полётов в стратосфере всегда стоили дорого, и Риджу не удалось собрать средства для установления мирового рекорда с помощью костюма Холдена.
В Советском Союзе скафандрами для высотных полётов занимался инженер Института авиационной медицины Евгений Чертовский. В период с 1931 по 1940 год он разработал семь моделей герметичных костюмов. Все они были далеки от совершенства, но зато Чертовский первым в мире решил проблему, связанную с подвижностью. После наддува скафандра пилоту требовалось большое усилие, чтобы просто согнуть конечность, поэтому в модели Ч-2 инженер применил шарниры. Модель Ч-3, созданная в 1936 году, содержала в себе практически все элементы, которые есть в современном космическом скафандре, включая впитывающее бельё. Ч-3 была испытана на тяжёлом бомбардировщике ТБ-3 19 мая 1937 года.
Первые высотные скафандры СССР: Ч-3 (1936) и СК-ЦАГИ-5 (1940)
В 1936 году на экраны вышел фантастический фильм «Космический рейс», в создании которого участвовал Константин Циолковский. Кино о грядущем покорении Луны так захватило молодых инженеров Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ), что они принялись активно работать над прототипами космических скафандров. Первый образец под индексом СК-ЦАГИ-1 был сконструирован, изготовлен и испытан на удивление быстро — всего лишь за один 1937 год.
Скафандр и впрямь производил впечатление чего-то внеземного: верхняя и нижняя части соединялись с помощью поясного разъёма; для облегчения подвижности появились плечевые шарниры; оболочка состояла из двух слоёв прорезиненной ткани. На второй модели была установлена автономная регенерационная система, рассчитанная на шесть часов непрерывной работы. В 1940 году на основе полученного опыта инженеры ЦАГИ создали последний довоенный советский скафандр СК-ЦАГИ-8. Его испытали на истребителе И-153 «Чайка».
Космонавты на Луне в фильме «Космический рейс». Скафандры бутафорские, но довольно похожи на настоящие.
После войны инициатива перешла к Лётноисследовательскому институту (ЛИИ). Его специалистам было поручено создать костюмы для пилотов авиации, которая быстро покоряла новые высоты и скорости. Серийное производство одному институту было не потянуть, и в октябре 1952 года инженер Александр Бойко создал специальный цех на заводе №918 в подмосковном Томилино. Ныне это предприятие известно как НПП «Звезда». Именно там был создан скафандр для Юрия Гагарина.
Скафандры для собак (на фото — Белка) делались попроще: животным не требовалось выполнять сложную работу.
Современное изделие
Современный скафандр в космосе представлен двумя базовыми разновидностями. Это жесткие и мягкие изделия. Если первое устройство в состоянии вместить функционал всей системы, а также вспомогательные слои защиты, второй является более компактным, обеспечивая астронавту большую маневренность. К моменту первого выхода человека в открытое космическое пространства изделия стали подразделяться еще на 3 типа: в целях спасения в случае аварий, для проведения космических работ и универсальные агрегаты.
«Сокол»
Этот скафандр космонавта считается классической отечественной версией и содержит два слоя, которые склеены между собой. Снаружи находится силовая конструкция, внутри – герметичная часть. К внутренней области подходят две трубы в целях организации вентиляции. Габариты, в которых изготавливается изделие, пребывают в зависимости исключительно от параметров тела человека. Средние значения роста, на которые рассчитано устройство – 161-182 см, обхвата груди – 96-108 см. С момента изобретения до сегодняшнего дня практически никаких изменений в конструкции не произошло.
«Орлан-МК»
Такой скафандр в космосе уникален. Это специализированная советская модель, предназначенная для организации работ в области открытого космического пространства. Используется устройство с 2009-го года. Модель считается автономной и способствует активному поддержанию безопасного рабочего процесса на протяжении 7-часового периода. Конструкция предусматривает наличие небольшого по размерам компьютера, позволяющего отслеживать состояние систем в процессе деятельности вне корабля. На шлеме имеется напыление, способствующее сокращению негативного воздействия лучей солнца.
«A7L»
С тех пор как люди начали высаживаться на Луну, в сфере производства костюмов начали происходить перемены. Для решения поставленных перед разработчиками задач как раз и было предусмотрено данное устройство. Оно включает в себя 5 слоев с теплоизоляционными свойствами. Также система предусматривает несколько разъемов СЖО, повышенную стойкость к огню и метеорным потокам. В изготовлении оболочки использовалось порядка 30-ти всевозможных материалов. С момента изобретения этот скафандр в космосе практически никак не изменился.
Базз Олдрин на поверхности Луны. Скафандр Apollo A7L
«EMU»
Костюм разработан американцами и широко используется в процессе выхода астронавтов в открытое космическое пространство. По типу конструкции система является наполовину жесткой и имеет сходство с аналоговой российской разработкой. Отличительные особенности заключаются в следующих аспектах:
- наличие литрового контейнера с питьевой жидкостью;
- усиленная корпусная часть для расширения диапазона температур эксплуатирования (от -184 до +149 градусов);
- продолжительность рабочего процесса в открытом космическом пространстве – 8 часов;
- возможность сокращения давления внутри скафандра – 0,3 атм.;
- наличие видеокамеры;
- весовой показатель – 145 кг.
Производство одного такого костюма обходится в сумму 12 млн. долларов. Такой скафандр в космосе считается по-настоящему незаменимым и способствует решению широкого спектра задач.
Таким образом, поскольку в космосе без скафандра обходиться невозможно, а себестоимость производимых моделей нужно удешевить, разработки в этом направлении продолжаются до сих пор.
Шлем всему голова
Шлем — важнейшая часть скафандра. Еще в «авиационном» периоде скафандры делились на два типа — масочные и безмасочные. В первом — летчик использовал кислородную маску, по которой подавалась воздушная смесь для дыхания. Во втором — шлем отделялся от остального объема скафандра своеобразным воротничком, шейной герметичной шторкой. Такой шлем играл роль большой кислородной маски с непрерывной подачей дыхательной смеси. В итоге победила безмасочная концепция, которая обеспечивала лучшую эргономику, хотя и требовала большего расхода кислорода для дыхания. Такие шлемы и перекочевали в космос.
Космические шлемы также делились на два типа — съемные и несъемные. Первый СК-1 комплектовался несъемным шлемом, а вот леоновский «Беркут» и «Ястреб» (в котором Елисеев и Хрунов в 1969 году переходили из корабля в корабль) имели съемные шлемы. Причем присоединялись они специальным герморазъемом с гермоподшипником, что давало возможность космонавту вертеть головой. Механизм поворота был довольно интересен. На кадрах кинохроники хорошо видны шлемофоны космонавтов, которые изготавливаются из ткани и тонкой кожи. На них смонтированы системы связи — наушники и микрофоны. Так вот, выпуклые наушники шлемофона входили в специальные пазы жесткого шлема, и при повороте головы шлем начинал вращение вместе с головой, как башня танка. Конструкция была довольно громоздкой, и от нее в дальнейшем отказались. На современных скафандрах шлемы несъемные.
Обязательный элемент шлема для выхода в космос — светофильтр. У Леонова был маленький внутренний светофильтр самолетного типа, покрытый тонким слоем серебра. При выходе в космос Леонов ощутил очень интенсивное нагревание нижней части лица, а при взгляде в сторону Солнца защитные свойства серебряного светофильтра оказались недостаточными — свет был ослепительно ярким. Исходя из этого опыта, все последующие скафандры стали оборудоваться полными наружными светофильтрами с напыленным довольно толстым слоем чистого золота, обеспечивающего пропускание всего 34% света. Самая большая площадь остекления — у «Орлана». Причем на последних моделях есть даже специальное окошко сверху — для улучшения обзора. Разбить «стекло» шлема практически невозможно: делается оно из сверхпрочного поликарбоната лексана, который также используется, например, при остеклении бронекабин боевых вертолетов. Однако и стоит «Орлан» как два боевых вертолета. Точную цену на «Звезде» не называют, но предлагают ориентироваться на стоимость американского аналога — $12 млн.
Статья опубликована в журнале «Популярная механика»
(№12, Декабрь 2003).
Одежда космонавтов будущего
Недалеко заглядывая, скажем о введение в эксплуатацию новой модификации скафандра «Орлан-МКС» в 2016-м году. Основными особенностями данной модели является автоматическая терморегуляция, в зависимости от сложности выполняемой космонавтом работы в данный момент, и автоматизация подготовки скафандра для выполнения выхода в открытый космос.
НАСА также занимается разработкой новых скафандров. Один из таких прототипов уже проходит тестирование – «Z-1». Несмотря, что «Z-1» внешне очень схож со скафандром Базза Лайтера из мультфильма «История игрушек», его функционал имеет некоторые значительные инновации:
- Наличие универсального порта в задней части скафандра позволит подключать к нему как автономную СЖО, в виде ранца, так и систему жизнеобеспечения, предоставляемую кораблем;
- Повышенная подвижность астронавта в скафандре достигнута за счет: новая технология «вставок» в местах сгиба частей тела, мягкая конструкция костюма, а также относительно небольшой вес – около 73-х кг, в сборке для ВКД. Мобильность астронавта в «Z-1» настолько высока, что позволяет ему наклониться и достать до пальцев ног, присесть на колено, а то и вовсе сесть в позу похожую на позу «лотоса».
Но с «Z-1» уже на начальных этапах возникли проблемы – его громоздкость не позволяет находиться в нем астронавтам на борту некоторых космических кораблей. Поэтому НАСА, помимо «Z-1» и уже анонсированной модификацией — «Z-2», сообщает о работе над еще одним прототипом, особенности которого пока не раскрываются.
Нельзя не отметить, что в данной области возникают и инновационные смелые предложения, наиболее известное из которых — «Biosuit». Дэва Ньюмен — профессор Аэронавтики одного из лучших вузов мира (Массачусетского технологического) работала над концепцией такого костюма более 10-ти лет. Особенностью «Biosuit» является отсутствие пустого пространства в костюме для наполнения его газами с целью создания внешнего давления на тело. Последнее – производится механическим образом при помощи сплава титана и никеля, а также полимеров. То есть скафандр сам стягивается, создавая давление на тело. Будучи разделен на сегменты, «Biosuit» «не боится» проколов скафандра в том или ином места, так как место прокола не приведет к разгерметизации всего костюма, и может быть просто заклеено. Кроме того, данная технология значительно понизит вес скафандра и предотвратит травмы астронавтов, возникающие в результате работы в тяжелом костюме. Что еще остается в процессе разработки – так это шлем, который, к сожалению, по указанной технологии создать скорее всего не удастся. А посему, вероятно, в будущем нас ожидает некий симбиоз скафандра «Biosuit» и «EMU».
Подводя итоги, хочется отметить, что стремительное развитие технологий приводит к столь же стремительному развитию космической техники, инструментов и снаряжения. Тормозным фактором развития скафандров может быть лишь финансирование, так как данное снаряжение стоит миллионы долларов.
Из чего сшит скафандр?
Раз уж я затронул термозащиту скафандра, давайте поговорим о том, из каких материалов состоит каждый из его слоев обшивки.
Наружный слой выполнен из фенилона, благодаря которому костюм становится неуязвим к механическим повреждениям, огню, а также радиации. Следом идут целых 10 слоев термоизоляционного материала, чтобы защищать космонавта от экстремальных температур (от –150 до +150 градусов по Цельсию).
Под термоизоляционным слоем находится радиоткань. Что такое радиоткань? Это специальный материал, который обеспечивает прием и передачу данных для связи с МКС. Им прошит весь скафандр, поэтому качество связи выходит довольно надежным. После радиоткани находится силовая оболочка — слой, поддерживающий форму отдельных мягких частей скафандра. В случае если при изменении давления он будет надуваться. И, наконец, герметичная оболочка — обеспечивающая полную закрытость скафандра, замыкает весь этот «бутерброд» под силовой оболочкой.
Скафандры для Луны
На Луне требовались совсем другие скафандры, нежели на земной орбите. Скафандр должен был стать полностью автономным и позволять человеку работать вне корабля несколько часов. Он должен был обеспечить защиту от микрометеоритов и, главное, от перегрева под прямыми солнечными лучами, ведь высадки планировались в лунные дни. Кроме того, в NASA построили специальный наклонный стенд, чтобы выяснить, как пониженная гравитация влияет на движение астронавтов. Оказалось, что характер ходьбы резко меняется.
Скафандр для полёта на Луну совершенствовался в ходе всей программы «Аполлон». Первый вариант A5L не удовлетворил заказчика, и вскоре появился скафандр A6L, куда была добавлена теплоизоляционная оболочка. После пожара 27 января 1967 года на корабле «Аполлон-1», приведшего к гибели трёх астронавтов (в том числе упомянутых выше Эдварда Уайта и Вирджила Гриссома), скафандр доработали до огнестойкой версии A7L.
По своей конструкции A7L был цельным, многослойным костюмом, закрывавшим туловище и конечности, с гибкими сочленениями, сделанными из резины. Металлические кольца на вороте и манжетах рукавов предназначались для установки герметичных перчаток и «шлема-аквариума». Все скафандры имели вертикальную «молнию», которая шла от шеи до паха. A7L обеспечивал четырёхчасовую работу астронавтов на Луне. На всякий случай в ранце находился ещё и резервный блок жизнеобеспечения, рассчитанный на полчаса. Именно в скафандрах A7L астронавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин ступили на Луну 21 июля 1969 года.
В трёх последних полётах лунной программы использовались скафандры A7LB. Они отличались двумя новыми сочленениями на шее и поясе — такая доработка понадобилась для того, чтобы облегчить вождение лунного автомобиля. Позднее этот вариант скафандров использовался на американской орбитальной станции «Скайлэб» и при международном полёте «Союз-Аполлон».
Скафандр программы «Аполлон».
Советские космонавты тоже собирались на Луну. И для них приготовили скафандр «Кречет». Поскольку по задумке высаживаться на поверхность должен был только один член экипажа, для скафандра выбрали полужёсткий вариант — с дверцей на спине. Космонавт должен был не надевать костюм, как в американском варианте, а буквально влезать в него. Специальная система тросиков и боковой рычаг позволяли закрыть за собой крышку. Вся система жизнеобеспечения располагалась в откидной дверце и работала не снаружи, как у американцев, а в нормальной внутренней атмосфере, что упрощало конструкцию. Хотя «Кречет» так и не побывал на Луне, наработки по нему использовались при создании других моделей.
Советский лунный скафандр «Кречет».
Авиационные
Скафандр авиационный. Самолёт-разведчик Локхид У-2
Стратосферные полёты
В —1962 годах было построено несколько стратостатов, предназначенных для испытания космических и авиационных скафандров и парашютных систем для приземления с большой высоты. Такие стратостаты были, как правило, оборудованы открытыми гондолами, от разрежённой атмосферы стратонавтов защищали скафандры. Эти испытания оказались предельно опасны. Из шести стратонавтов трое погибли, а один потерял сознание во время свободного падения.
Американский проект «Excelsior» (/) включал три высотных прыжка из стратостатов объёмом 85 000 м3 с открытой гондолой, которые выполнил Джозеф Киттингер в 1959—1960 годах. Полёты в рамках проекта «Excelsior» дали важные результаты для разработки авиационных гермокостюмов и систем спасения.
Проект «StratoLab» () включал четыре субстратосферных полёта и пять стратосферных, из которых четыре — с герметичной гондолой и один (StratoLab V) с открытой. В ходе полётов была выполнена обширная научная программа, включающая исследование состава воздуха в стратосфере, космических лучей и атмосферного электричества, а также астрономические наблюдения. Полёт StratoLab V «Lee Lewis» состоялся 4 мая 1961 года. Стратостат объёмом свыше 283 000 м3 был запущен с авианосца «Antietam» в Мексиканском заливе и через 2 часа 11 минут после старта достиг рекордной высоты 34 668 м. Стратонавты Малколм Росс и Виктор Претер были одеты в космические скафандры. После успешного приводнения Претер погиб, не удержавшись на трапе во время подъёма на вертолёт и захлебнувшись. Он раньше времени разгерметизировал скафандр, так как был уверен, что опасность миновала.
Проект «Red Bull Stratos» (2012), в котором австриец Феликс Баумгартнер совершил самый высотный 39-километровый прыжок с парашютом, в небе над Нью-Мексико (США), установив, тем самым, два уникальных мировых рекорда, по высоте прыжка и скорости падения. Прыжок был осуществлен в высокотехнологичном скафандре со специальной капсулы, поднятой в воздух аэростатом, выполнив свободное падение с последующим раскрытием парашюта.
Стратосферный скафандр содержал в себе сотни разных датчиков и множество сложных технических устройств. Инженеры скафандра сказали, что управление им имеет столько же технических нюансов, сколько управление самолетом.[уточнить]
Разработки американских специалистов
При осуществлении программы «Меркурий» конструкторы США пошли по пути советских инженеров, внеся при этом свои предложения. Так, первый американский скафандр учитывал то, что космонавты в космосе в будущем будут дольше находиться на орбите.
Конструктор Рассел Колли изготовил специальный костюм Navy Mark, изначально предназначенный для полетов летчиков военно-морской авиации. В отличие от других моделей, данный скафандр был гибким и имел сравнительно небольшой вес. Для использования этого варианта в космических программах в конструкцию было внесено несколько изменений, которые прежде всего коснулись устройства шлема.
Скафандры американцев доказали свою надежность. Один лишь раз, когда капсула «Меркурия-4» приводнилась и начала тонуть, костюм чуть не погубил астронавта Вирджила Гриссона. Пилот с трудом сумел выбраться наружу, так как долго не мог отсоединиться от бортовой системы жизнеобеспечения.
Терминология
Для начала определимся с терминами. Скафандры, которые мы разбираем, — аварийно-спасательные. В них не нужно шастать по Луне или выходить в открытый космос. Они защитные и предназначены для ситуации внезапной разгерметизации космического корабля во время полёта к Международной космической станции или обратно.
Обычно скафандр — это 95 процентов функциональности, а оставшиеся пять процентов — дизайн. Со скафандрами SpaceX ситуация другая — их заранее разрабатывали с оглядкой нагероический облик». Для этого привлекли одного из голливудских специалистов — дизайнера Хосе Фернандеса, специалиста по созданию костюмов и скафандров для кино. И да, первые макеты, показанные в 2017 году, действительно выглядели шикарно! Но что у этих скафандров с функциональностью?
Николай Моисеев(фото: Final Frontier Design)
Вот что рассказал нам Николай Моисеев — специалист по скафандростроению и основатель компании Final Frontier Design, которая сотрудничает с NASA и космическими агентствами других стран.
Плохо забытое старое
В 2012 году НАСА представило скафандр нового типа Z-1. Сделанный по образу и подобию скафандра Базза Лайтера из «Истории игрушек», этот костюм должен поступить в производство в 2015 году и будет обладать набором приятных качеств и функций.
Во-первых, шлем в форме пузыря обеспечивает огромное по сравнению с предыдущими вариантами поле зрения. Да, это не канонический «мотоциклетный шлем», но безопасность, по заверениям специалистов, будет на высшем уровне. Новый дизайн плечевых частей костюма предоставляет большую свободу движениям рук. Сзади в скафандре располагается люк, сквозь который пролезает космонавт, когда одевается. То есть скорее это скафандр, словно транспорт, принимает в себя пассажира, а не космонавт надевает на себя всё это.
Во-вторых, и очень важных «во-вторых», скафандр Z-1 будет одинаково пригоден как для выхода в открытый космос, так и для передвижений по поверхности планеты (в отличие от всего того, что носит экипаж МКС).
Выход в открытый космос
Первые скафандры были аварийно-спасательными, присоединялись к системе жизнеобеспечения корабля и не позволяли выйти в открытый космос. Специалисты понимали, что если космическая экспансия продолжится, то одним из обязательных этапов станет создание автономного скафандра, в котором можно будет работать в открытом космосе.
Сначала под свою новую пилотируемую программу «Джемини» американцы хотели доработать «меркурианский» скафандр Mark IV, но к тому моменту был полностью готов высотный герметичный костюм G3C, созданный под проект ракетоплана Х-15, — его и взяли за основу. Всего в ходе полётов «Джемини» использовались три модификации — G3C, G4C и G5C, причём для выхода в открытый космос были пригодны только скафандры G4C. Все скафандры были подключены к системе жизнеобеспечения корабля, однако на случай проблем было предусмотрено автономное устройство ELSS, ресурсов которого хватало на поддержку астронавта в течение получаса. Впрочем, астронавтам не пришлось им воспользоваться.
Именно в скафандре G4C совершил выход в открытый космос Эдвард Уайт, пилот корабля «Джемини-4». Произошло это 3 июня 1965 года. Но к тому времени он не был первым — за два с половиной месяца до Уайта в свободный полёт рядом с кораблём «Восход-2» отправился Алексей Леонов.
Астронавт Эдвард Уайт за пределами корабля.
Экипаж «Восхода-2» , Павел Беляев и Алексей Леонов, в скафандрах «Беркут».
Корабли «Восход» создавались для достижения космических рекордов. В частности, на «Восходе-1» в космос впервые полетел экипаж из трёх космонавтов — для этого из шарообразного спускаемого аппарата удалили катапультируемое кресло, а сами космонавты отправились в полёт без скафандров. Корабль «Восход-2» готовили для выхода одного из членов экипажа в открытый космос, и тут без герметичного костюма было не обойтись.
Специально для исторического полёта был разработан скафандр «Беркут». В отличие от СК-1, новый костюм имел вторую герметичную оболочку, шлем со светофильтром и заплечный ранец с кислородными баллонами, запаса которых хватало на 45 минут. Кроме того, космонавт был соединён с кораблём семиметровым фалом, в состав которого входили амортизирующее устройство, стальной трос, шланг аварийной подачи кислорода и электрические провода.
Космический корабль «Восход-2» стартовал 18 марта 1965 года, и в начале второго витка Алексей Леонов покинул борт
Тут же командир экипажа Павел Беляев торжественно объявил на весь мир: «Внимание! Человек вышел в космическое пространство!» Изображение парящего на фоне Земли космонавта транслировалось по всем телеканалам. Леонов находился в пустоте 23 минуты 41 секунду
Космонавт Алексей Леонов первым в мире вышел в открытый космос.
Хотя американцы уступили первенство, они быстро и заметно обогнали советских конкурентов по количеству выходов в открытый космос. Операции вне корабля осуществлялись во время полётов «Джемини-4, -9, -10, -11, 12». Следующий советский выход состоялся только в январе 1969 года. В том же году американцы высадились на Луну.
Скафандр G4C с носимым устройством ELSS.
Аварийные ситуации в открытом космосе
Больше всего риска для человека, когда он находится в открытом космосе, представляет повреждение скафандра. В этом случае он должен очень быстро вернуться на борт — только так можно спасти его жизнь. Впрочем, бывали и интересные случаи, связанные с повреждениями.
Так, например, самым известным является инцидент с повреждением скафандра, который произошёл во время полёта «Атлантиса» STS-37. Тогда маленький металлический прутик проколол перчатку одного из астронавтов. Самое интересное, что этого никто даже не заметил, так как он застрял в отверстии и не позволил произойти разгерметизации. Повреждение обнаружили уже после возвращения на корабль при осмотре скафандра.
Еще более известным случаем является случай, произошедший в 1965 году с Алексеем Леоновым, во время первого в истории выхода человека в открытый космос. Его скафандр был мягкого типа и слишком сильно раздулся от внутреннего давления. В итоге, он не мог согнуть руки и вернуться на корабль. По инструкции ему надо было заходить в люк ногами вперед, чтобы иметь возможность ”закрыть за собой дверь”. В итоге он принял решение заходить головой вперед и уже в отсеке сбросил давление внутри скафандра, кое-как развернулся и закрыл люк.
Космонавт просто обязан быть привязан к кораблю иначе он улетит от одного неловкого движения.
Во время второго в истории выхода в открытый космос произошел еще один случай с астронавтом Пирсом Селерсом. От его скафандра во время полета отцепилась лебедка со страховочным тросом. Если бы это вовремя на заметили его коллеги, он мог бы просто улететь от корабля и спасти его было бы невозможно.
На данный момент совершены уже сотни выходов в открытый космос и инцидентов среди них было не так много. Можно сказать, что благодаря научной мысли и накопленному опыту это стало почти безопасным занятием.
