Ar trebui să începem cu însăși definiția cuvântului costum spațial, care este tradus literal din greaca veche ca „navă a unui om” sau „omul cu barca”. Primul care a folosit acest cuvânt, în sensul pe care îl cunoaștem, a fost starețul și matematicianul francez La Chapelle pentru a descrie costumul pe care l-a dezvoltat. Costumul menționat era un analog al unui costum de scafandru și era destinat traversării confortabile a soldaților peste râu. Ceva mai târziu, pentru piloți au fost create costume spațiale de aviație, al căror scop era să asigure salvarea pilotului în cazul depresurizării cabinei și în timpul ejectării. Odată cu începutul erei spațiale, s-a format un nou tip de costum spațial - costumul spațial.

Costumul spațial al primului cosmonaut („SK-1”), Yuri Gagarin, a fost proiectat tocmai pe baza costumului de aviație Vorkuta. „SK-1” a fost un tip moale de costum spațial, care consta din două straturi: termoplastic și cauciuc sigilat. Stratul exterior al costumului spațial a fost acoperit cu o husă portocalie, pentru o muncă de căutare mai convenabilă. În plus, sub costumul spațial a fost purtat un costum de protecție împotriva căldurii. La acesta din urmă au fost atașate conducte, a căror sarcină era ventilarea costumului și îndepărtarea umezelii și a dioxidului de carbon eliberat de o persoană. Ventilația a avut loc folosind un furtun special conectat la costum din interiorul cabinei. De asemenea, „SK-1” avea un așa-numit dispozitiv de asinteză - ceva de genul chiloților elastici cu tampoane absorbante înlocuibile.

Scopul principal al unui astfel de costum spațial este de a proteja astronautul de influența dăunătoare a mediului într-o situație de urgență. Prin urmare, în timpul depresurizării, furtunul de ventilație a fost tăiat instantaneu, viziera căștii a fost coborâtă și a fost începută alimentarea cu aer și oxigen din cilindri. În timpul funcționării normale a navei, timpul de funcționare al costumului spațial a fost de aproximativ 12 zile. În caz de depresurizare sau defecțiune a sistemului de susținere a vieții (LSS) – 5 ore.

Costum spațial modern

Există două tipuri principale de costume spațiale: dure și moi. Și dacă primul poate găzdui funcționalitatea impresionantă a unui sistem de susținere a vieții și straturi de protecție suplimentare, atunci al doilea este mai puțin voluminos și crește semnificativ manevrabilitatea astronautului.

La prima plimbare spațială cu echipaj (Alexey Leonov), costumele spațiale au fost împărțite în alte trei tipuri: pentru salvare în caz de urgență, pentru lucru în spațiul cosmic (autonom) și universale.

Modelul de bază al costumului spațial rusesc fără a intra în spațiul cosmic este șoimul, ACES-ul american. Primul model Sokol a intrat în funcțiune în 1973 și este purtat de astronauți la fiecare zbor Soyuz.

"Şoim"

Designul versiunii moderne a costumului spațial (SOKOL KV-2) include două straturi lipite: un strat de putere la exterior și un strat sigilat la interior. Conductele sunt conectate la rezervor pentru ventilație. Conducta de alimentare cu oxigen este conectată numai la casca costumului spațial. Dimensiunile costumului spațial depind direct de parametrii corpului uman, dar au cerințe pentru astronaut: înălțime 161-182 cm, circumferința pieptului - 96-108 cm În general, nu au existat inovații semnificative în acest model și costumul spațial se descurcă bine cu scopul său - menținerea siguranței astronautului în timpul transportului spațial.

"Orlan-MK"

Costum spațial sovietic conceput pentru lucrul în spațiul cosmic. Modelul MK a fost folosit pe ISS din 2009. Acest costum spațial este autonom și este capabil să susțină operarea în siguranță a unui astronaut în spațiul cosmic timp de șapte ore. Designul Orlan-MK include un computer mic care vă permite să vedeți starea tuturor sistemelor costumului în timpul activității extravehiculare (EVA), precum și recomandări în cazul defecțiunilor oricăruia dintre sisteme. Casca costumului spațial este placată cu aur pentru a reduce efectele nocive ale luminii solare. Este de remarcat faptul că casca are chiar și un sistem special de suflare a urechilor, care sunt blocate atunci când presiunea din interiorul costumului se schimbă. Rucsacul, situat în spatele costumului, conține un mecanism de alimentare cu oxigen. Greutatea lui „Orlan-MK” este de 114 kg. Timpul de lucru în afara navei este de 7 ore.

Se poate doar ghici despre costul unui astfel de costum spațial: în intervalul de la 500 de mii de dolari la 1,5 milioane de dolari.

"A7L"

Adevăratele teste pentru dezvoltatorii de costume spațiale au început odată cu începerea pregătirilor pentru aterizarea astronauților pe Lună. Pentru a îndeplini această sarcină, a fost dezvoltat costumul spațial A7L. Vorbind pe scurt despre designul acestui costum spațial, trebuie menționate mai multe caracteristici. „A7L” era format din cinci straturi și avea izolație termică. Costumul de presiune interioară avea mai mulți conectori pentru lichide de susținere a vieții, carcasa durabilă exterioară include două straturi: antimeteori și rezistent la foc; Carcasa în sine a fost realizată din 30 de materiale diferite pentru a oferi caracteristicile menționate mai sus. O componentă notabilă a lui A7L a fost un rucsac purtat pe spate, care conținea principalele componente ale sistemului de susținere a vieții. Este de remarcat faptul că, pentru a evita supraîncălzirea astronautului, precum și aburirea căștii sub presiune, în interiorul costumului a circulat apă, care a transferat căldura generată de corpul uman. Apa încălzită a intrat în rucsac, unde a fost răcită cu ajutorul unui frigider cu sublimare.

"EMU"

Unitatea de mobilitate extravehiculară sau „EMU” este un costum american pentru activități extravehiculare, care, împreună cu Orlan-MK, este folosit de astronauți pentru plimbări în spațiu. Este un costum semirigid, în cea mai mare parte asemănător cu designul rusesc. Unele diferențe includ:

• Un recipient de un litru de apă conectat printr-un tub la cască;
• Carcasă ranforsată capabilă să reziste la temperaturi cuprinse între –184 °C și +149 °C;
• Timp de funcționare în spațiu – 8 ore;
• Presiunea puțin mai mică în interiorul costumului este de 0,3 atm, în timp ce Orlan MK are 0,4 atm;
• Există o cameră video;
• Prezența caracteristicilor de mai sus a afectat greutatea costumului, care este de aproximativ 145 kg.

Costul unui astfel de costum spațial este de 12 milioane de dolari.

Îmbrăcăminte pentru astronauții viitorului

Privind puțin mai departe, să spunem despre introducerea în funcțiune a unei noi modificări a costumului spațial Orlan-ISS în 2016. Principalele caracteristici ale acestui model sunt termoreglarea automată, în funcție de complexitatea muncii efectuate de astronaut în în acest moment, și automatizarea pregătirii unui costum spațial pentru efectuarea unei plimbări în spațiu.

NASA dezvoltă și noi costume spațiale. Unul dintre aceste prototipuri este deja testat - „Z-1”. Deși Z-1 arată foarte asemănător cu costumul spațial al lui Buzz Lightyear din filmul Toy Story, funcționalitatea sa are câteva inovații semnificative:

• Prezența unui port universal în spatele costumului vă va permite să conectați la acesta atât un sistem autonom de susținere a vieții, sub formă de rucsac, cât și un sistem de susținere a vieții furnizat de navă;
• Mobilitatea crescută a unui astronaut într-un costum spațial se realizează datorită: tehnologie nouă„inserții” în locurile de îndoire a părților corpului, construcția moale a costumului, precum și greutatea relativ mică - aproximativ 73 kg, asamblate pentru VKD. Mobilitatea astronautului din Z-1 este atât de mare încât îi permite să se aplece și să ajungă la degetele de la picioare, să stea pe genunchi sau chiar să stea într-o poziție similară cu poziția lotusului.

Dar problemele cu Z-1 au apărut deja în stadiile inițiale - volumul său nu permite astronauților să se afle în el la bordul unor nave spațiale. Prin urmare, NASA, pe lângă Z-1 și modificarea deja anunțată, Z-2, raportează că lucrează la un alt prototip, ale cărui caracteristici nu au fost încă dezvăluite.

Trebuie remarcat faptul că în acest domeniu apar și propuneri inovatoare, îndrăznețe, dintre care cel mai faimos este „Biosuit”. Deva Newman, profesor de Aeronautică la una dintre cele mai bune universități din lume (Massachusetts Institute of Technology), a lucrat la conceptul unui astfel de costum timp de mai bine de 10 ani. O caracteristică specială a „Biosuit” este absența spațiului gol din costum pentru umplerea acestuia cu gaze pentru a crea presiune exterioară asupra corpului. Acesta din urmă este produs mecanic folosind un aliaj de titan și nichel, precum și polimeri. Adică costumul spațial în sine se contractă, creând presiune asupra corpului. Fiind împărțit în segmente, „Biosuit” „nu se teme” de perforarea costumului spațial într-un loc sau altul, deoarece locul de puncție nu va duce la depresurizarea întregului costum și poate fi pur și simplu sigilat. În plus, această tehnologie va reduce semnificativ greutatea costumului spațial și va preveni rănile astronauților rezultate din munca într-un costum greu. Ceea ce rămâne încă în procesul de dezvoltare este o cască, care, din păcate, cel mai probabil nu va fi creată folosind această tehnologie. Prin urmare, probabil că în viitor vom vedea un fel de simbioză a costumelor spațiale „Biosuit” și „EMU”.

Pentru a rezuma, aș dori să observ că dezvoltarea rapidă a tehnologiei duce la o dezvoltare la fel de rapidă a tehnologiei, instrumentelor și echipamentelor spațiale. Singurul factor care împiedică dezvoltarea costumelor spațiale poate fi finanțarea, deoarece acest echipament costă milioane de dolari.

„Când voi crește, voi deveni astronaut” - această expresie a devenit un simbol al unei întregi ere, care a început cu cursa spațială dintre țările lider ale lumii și s-a încheiat cu un vis neîmplinit pentru mulți dintre noi. Cu toate acestea, există oameni pe planeta Pământ care merg în mod regulat în spațiul cosmic. Și dacă astăzi a devenit ceva obișnuit pentru noi că mereu există cineva pe orbită plutind în gravitate zero, cândva era atât de incitant încât milioane de oameni nu și-au luat ochii de la televizoare, urmărind cu răsuflarea tăiată primele încercări de a explora spațiul.

Din păcate, ne-am născut prea târziu pentru a explora Pământul. Din fericire, vom fi prima generație care începe explorarea altor planete. În acest articol vom vorbi despre îmbrăcăminte, fără de care nu va avea loc un singur zbor interplanetar, nici o singură ieșire a unei persoane inteligente în spațiu - despre costumele spațiale ale viitorului.

Costume spațiale moderne

Spațiul cosmic este un mediu extrem de ostil. Dacă te trezești din greșeală în vid, este puțin probabil să fii salvat. În 15 secunde îți vei pierde cunoștința din cauza lipsei de oxigen. Sângele va fierbe și apoi va îngheța din cauza lipsei de presiune. Țesuturile și organele se vor extinde. O schimbare bruscă a temperaturii va finaliza ceea ce a început. Chiar dacă reușiți să supraviețuiți tuturor acestor lucruri, nu este un fapt că vântul solar nu vă va răsplăti cu radiații dăunătoare.

Pentru a se proteja de toți acești factori, astronauții folosesc costume de protecție - costume spațiale. Istoria dulapului spațial este destul de interesantă, dar ultimii ani 30 nu s-au întâmplat multe evenimente importante în ea. Mult mai interesant este ceea ce ne așteaptă în viitorul apropiat, mai ales având în vedere ritmul tot mai mare al zborurilor comerciale și ținând cont de misiunile planificate.

Astăzi, cosmonauții ruși folosesc costumele spațiale Sokol KV-2 și Orlan-MK (pentru plimbări în spațiu), dezvoltate în anii 1970 și 1980. În 2014, sunt planificate teste ale Orlan-ISS, al căror design a suferit modificări minore - în general, costumul spațial este aproape același cu predecesorul său. Astăzi și întotdeauna producția lor este realizată de SA NPP Zvezda, care poartă numele academicianului G.I. China, de altfel, își îmbracă cosmonauții (sau taikonauții, mai precis) în costume realizate pe baza celor sovietice: același Sokol și Feitian, prezentate în 2003 și, respectiv, 2008 și folosite la Shenzhou-5 și Misiuni Shenzhou-5. SUA, deși merită respect pentru evoluțiile sale promițătoare, sunt fidele costumelor spațiale din 1994 și 1984: ACES (Advanced Crew Escape Unit) și EMU (Extravehicular Mobility Unit).

Americanii pot fi înțeleși. Din cauza problemelor de finanțare programul spațial a fost taiat serios. Poate că, dacă nu ar fi fost acest lucru, ar fi fost deja pe Venus (o astfel de misiune era de fapt planificată). Cât despre succesele lui Roscosmos, în afară de testele Orlan-ISS mai sus menționate, nu se mai poate spune nimic. Dacă costumele spațiale ale viitorului sunt făcute în Rusia, acestea sunt făcute în subteran.

NASA intenționează să se întoarcă pe Lună și dezvoltă în mod activ noi costume spațiale, deoarece acestea vor fi necesare noilor Armstrong și Aldrins care vor lăsa urme pe nisipul lunar. Cu toate acestea, spre deosebire de programul Apollo 11, noile costume ar trebui să ofere astronauților mai multe capacități. De exemplu, mișcarea liberă, care va facilita lucrul pe Lună, precum și protecția împotriva prafului lunar lipicios ca bandă.

Însă partenerii internaționali reprezentați de Agenția Spațială Europeană și Roscosmos plănuiesc un zbor cu echipaj cu echipaj către Marte - așa cum demonstrează un experiment de 500 de zile efectuat în urmă cu câțiva ani. Ca parte a programului Mars 500, șase membri ai unui echipaj internațional (inclusiv ruși) au petrecut 500 de zile în izolare, simulând un zbor către Marte. Poate că zborul va avea loc în 2018. Aici merită să știți că principala problemă a unui zbor atât de lung este impactul radiațiilor, de care nici costumele spațiale și nici corpul navei nu protejează. Zborul poate fi extrem de nefavorabil.

Rețineți că pentru un zbor spre Marte, Roscosmos, împreună cu partenerii săi, va trebui să dezvolte un costum spațial special. Ca parte a programului Mars 500, membrii echipajului au folosit o versiune specială a costumului spațial Orlan-E (care înseamnă „experimental”). Designerii îl numesc în glumă fratele lor mai mic - este aproape identic cu celelalte Orlan, dar este de patru ori mai ușor și nu este încă potrivit pentru o plimbare în spațiu pe Marte. Cu toate acestea, va forma baza pentru viitorul costum marțian.

Câțiva alți filantropi miliardari plănuiesc, de asemenea, un zbor spre Marte - Bas Lansdorp (proiectul MarsOne, conceput pentru a coloniza Marte în perioada 2011-2033) și Elon Musk (fondatorul SpaceX).

Cât costă un costum spațial? Modelul folosit de NASA, cu toate echipamentele, suportul vital și echipamentul, costă 12 milioane de dolari. NPP Zvezda preferă să nu facă publicitate costului costumului spațial, dar vorbesc despre 9 milioane de dolari.

Proiecta

Din ce materiale sunt fabricate costumele spațiale? Să ne uităm la exemplul UEM. În timp ce primele costume spațiale au fost realizate în întregime din țesături moi, versiunile moderne combină componente moi și dure care oferă suport, mobilitate și confort (deși acestea din urmă pot fi încă argumentate). Materialul costumului spațial în sine este format din 13 straturi: două straturi de răcire internă, două straturi de compresie, opt straturi de protecție termică împotriva micrometeoriților și un strat exterior. Aceste straturi includ următoarele materiale: nailon tricotat, spandex, nailon uretan, Dacron, nailon neopren, Mylar, Gore-tex, Kevlar (din care este fabricată armura corporală) și Nomex.

Toate straturile sunt cusute și lipite împreună pentru a forma o acoperire fără sudură. De asemenea, spre deosebire de primele costume spațiale, care au fost croite individual pentru fiecare astronaut, EMU-urile moderne au componente de diferite dimensiuni pentru a se potrivi tuturor.

Costumul EMU este format din următoarele părți: MAG (colectează urina astronautului), LCVG (elimină excesul de căldură în timpul unei plimbări în spațiu), EEH (oferă comunicații și bioinstrumente), CCA (microfon și căști pentru comunicare), LTA ( costum inferior, pantaloni , genunchiere, ciupi și cizme), HUT (partea superioară a costumului, o carcasă dură din fibră de sticlă care susține mai multe structuri: brațe, trunchi, cască, rucsac de susținere a vieții și modul de control), mâneci, două perechi de mănuși (interne și externe), cască, EVA (protecție împotriva luminii puternice a soarelui), IDB (sac de hidratare în interiorul costumului), PLSS (sistem primar de susținere a vieții: oxigen, energie, captare dioxid de carbon, răcire, apă, radio și sistem de avertizare), SOP (rezervă de oxigen), DCM (modul de control PLSS).

Bătrân uitat rău

În 2012, NASA a introdus un nou tip de costum spațial, Z-1. Inspirat de costumul spațial al lui Buzz Lightyear din Toy Story, costumul va intra în producție în 2015 și va veni cu o serie de caracteristici și caracteristici interesante.

În primul rând, casca în formă de bule oferă un câmp vizual uriaș în comparație cu opțiunile anterioare. Da, aceasta nu este „casca de motocicletă” canonică, dar siguranța, potrivit experților, va fi nivel superior. Noul design al părților umerilor costumului oferă o mai mare libertate de mișcare a brațelor. Există o trapă în spatele costumului spațial prin care astronautul se târăște când se îmbracă. Adică, mai degrabă, costumul spațial, ca un transport, este cel care ia pasagerul, mai degrabă decât astronautul să-și pună totul pe sine.

În al doilea rând, și foarte important „în al doilea rând”, costumul spațial Z-1 va fi la fel de potrivit atât pentru plimbări în spațiu, cât și pentru mișcarea pe suprafața planetei (spre deosebire de tot ceea ce poartă echipajul ISS).

În al treilea rând, datorită celor mai recente evoluții, nevoia de a încărca din nou un costum spațial cu recipiente de hidroxid de litiu, care absoarbe dioxidul de carbon expirat de o persoană, a scăzut semnificativ. Ei bine, Z-1 ar putea fi un înlocuitor excelent pentru UEM și să retragă vechiul costum.

La sfârșitul anului trecut, sa raportat că NASA testa un nou costum spațial ușor, deoarece Z-1 era prea voluminos. Să faci un pas înapoi? Și iată al doilea: noul costum va fi o versiune modificată a costumului portocaliu ACES, dezvoltat încă din anii 1960. Costumul va fi folosit de echipajul navei spațiale Orion, care va prinde asteroizi pentru colectarea și analiza de probe. Din păcate, agenția spațială nu ridică vălul secretului asupra acestui lucru misiune misterioasă, așa că nu se știu multe despre ea.

Doi pași înapoi? Iată al treilea: naveta Orion este în esență un modul Apollo actualizat. Și aici se reunesc toate piesele puzzle-ului: în interiorul modulului rachetă Orion există prea puțin spațiu pentru a se întoarce într-un costum de tip EMU sau Z-1. În plus, noul costum va fi universal și conceput să funcționeze atât în ​​interior, cât și în exterior. Reprezentanții NASA înșiși subliniază în mod special avantajele noului costum spațial, cum ar fi costul scăzut de producție și prezența unui sistem de susținere a vieții gata făcut pentru astronaut în noul costum spațial. Cu toate acestea, există o speranță puternică că Z-1 și, după el, Z-2 anunțat recent, vor mai fi folosite, dar în alte misiuni.

Nuanța portocalie a fost aleasă pentru costumele ACES din motive de siguranță. Acesta este unul dintre cele mai multe culori luminoase atât pe mare cât și în spațiu. Găsirea și salvarea unui astronaut pierdut ar fi mai ușor.

„A doua piele”

În timpul unui zbor în spațiu, coloana vertebrală a unui astronaut se întinde cu șapte centimetri. Acest lucru duce la dureri de spate groaznice, care, desigur, reprezintă o preocupare pentru agențiile spațiale. În special pentru Agenția Spațială Europeană, inginerii germani au dezvoltat un costum de piele care se potrivește strâns pe corp, care este confecționat din țesătură din fibră poliuretanică elastică bidirecțională. Costumul comprimă strâns corpul de la umeri la picioare, simulând presiunea normală. Testarea în zbor a costumului, realizat din spandex, este programată pentru 2015. Cu toate acestea, unii ingineri au mers și mai departe în dezvoltarea lor.

Cel mai recent, o cercetătoare de la cea mai bună universitate din lume (conform QS) - Massachusetts Institute of Technology - Deva Newman a prezentat un nou costum spațial, la care lucra de mai bine de zece ani. Se numește Biosuit și mulți cred că ar putea revoluționa explorarea umană a spațiului.

Un costum spațial strâns oferă astronauților o mobilitate mai mare și previne rănile („pe umerii” astronauților - 25 de operații din cauza rănilor cauzate de costumele spațiale grele). Principala motivație a lui Newman pentru munca ei a fost că femeile sub o anumită înălțime nu puteau folosi EMU-uri pentru că pur și simplu nu fac costume atât de mici. Pentru Deva însăși acesta este un fapt important, deoarece înalt ea nu este diferită. Dar există și alte motive.

În primul rând, costumele spațiale moderne cântăresc aproximativ 100 de kilograme. Da, sunt concepute pentru a fi folosite în gravitate zero, dar trebuie să le faci. În al doilea rând, spațiul în sine nu este gol. Există, de asemenea, gaz în spațiu, iar pentru a stabiliza presiunea în interior și în exterior, costumul „se umflă”, complicând și mai mult mișcările umane. Biosuit este o țesătură strânsă din polimeri și materiale active - un aliaj de nichel și titan, prin urmare exercită în mod independent presiune asupra țesutului uman, împiedicând expansiunea acestuia și rămânând elastic și elastic.

De asemenea, deoarece acest costum este împărțit în secțiuni autonome, dacă o parte este perforată, astronautul va avea timp să aplice un „bandaj”. Costumele spațiale moderne nu pot face acest lucru: crăpat înseamnă crăpat, depresurizarea are loc pe toată lățimea îmbrăcămintei. Cu toate acestea, Deva mai are anumite probleme cu casca, așa că însăși inventatorul recunoaște că, orice s-ar spune, cel mai probabil vom vedea o simbioză între EMU și Biosuit. O soluție de compromis ar fi păstrarea fundului de la Biosuit și a casca de la EMU. Acest lucru va oferi astronautului mobilitatea necesară și siguranța dovedită a căștii. Mai este timp până la primele zboruri către Marte - și oportunitatea de a veni cu ceva nou.

Să mergem?

În ceea ce privește umplerea costumelor spațiale, oamenii de știință plănuiesc serios să transforme astronauții viitorului în laboratoare ambulante. Echipa de om de știință Patrick McGuire din Chicago dezvoltă un computer portabil pentru un costum spațial care poate în mod independent (sau aproape independent, folosind algoritmi de inteligență artificială bazați pe rețele neuronale) să efectueze o serie de analize: de la evaluarea peisajului până la structura microscopică a pietrelor. Acest costum spațial inteligent este pregătit pentru misiuni pe Marte și este testat cu succes în zone semi-aride din Spania și a distins lichenul de placa de pe stâncă. ÎN condiţii sălbatice a unor Marte, un astfel de asistent poate deveni neprețuit.

Desigur, doar în costume de astronaut evoluții moderne nu sunt limitate. Epoca călătoriilor în spațiu este declarată deschisă – și cine știe, poate vei fi printre primii turiști spațiali. În ianuarie, a avut loc cu succes cel de-al treilea și foarte impresionant zbor de testare al navei spațiale Space Ship Two, creată de Virgin Galactic și Richard Branson personal. Se pare că Virgin Galaxy va fi probabil prima companie care va oferi o excursie de lux pe orbita joasă a Pământului și poate și dincolo.

Se pregătesc și costume spațiale pentru tine și pentru mine. Compania americană Final Frontier Design a prezentat varianta usoara Costum spațial 3G pentru turiștii spațiali. Costumul spațial confortabil, ușor (doar șapte kilograme - acesta nu este un EMU de 100 de kilograme) și ieftin a fost creat de-a lungul a patru ani pe creasta gloriei invenției anterioare a companiei, care a câștigat prestigiosul premiu Popular Science 2013 - mănuși speciale pentru spațiu. Ascultă doar cât de tare sună: „Strat de nailon acoperit cu uretan, 13 niveluri de potrivire personalizată, inel din fibră de carbon în jurul taliei, mănuși detașabile, mufă de comunicații încorporată și circuite de răcire în piept, brațe și picioare. protejează călătorul de supraîncălzire..."

Pare că miroase a spațiu. Alege un costum care se potrivește umărului tău și pregătește-te să vezi o minge orbitoare ridicându-se în estul lunar - Pământul nostru.

Costumele spațiale pentru astronauți nu sunt doar costume pentru zborul pe orbită. Prima dintre ele a apărut la începutul secolului al XX-lea. Acesta a fost un moment în care a mai rămas aproape jumătate de secol înainte de zborurile spațiale. Cu toate acestea, oamenii de știință au înțeles că explorarea spațiilor extraterestre, ale căror condiții diferă de cele familiare nouă, este inevitabilă. De aceea, pentru zborurile viitoare, au venit cu echipamente pentru astronauți care pot proteja o persoană de un mediu extern mortal.

Conceptul de costum spațial

Ce este echipamentul pentru zborurile spațiale? Costumul spațial este un fel de miracol al tehnologiei. Este o stație spațială în miniatură care urmărește forma corpului uman.

Un costum spațial modern este echipat cu un astronaut întreg. Dar, în ciuda complexității dispozitivului, totul în el este compact și convenabil.

Istoria creației

Cuvântul „costum spațial” are rădăcini franceze. Acest concept a fost introdus în 1775 de către abatele matematician Jean Baptiste de Pas Chapelle. Desigur, la sfârșitul secolului al XVIII-lea, nimeni nici măcar nu visa să zboare în spațiu. Cuvântul „costum de scafandru”, care tradus din greacă înseamnă „barcă-barcă”, a fost decis să fie aplicat echipamentelor de scufundări.

Odată cu apariția erei spațiale, acest concept a început să fie folosit în limba rusă. Numai că aici a căpătat un sens puțin diferit. Bărbatul a început să urce din ce în ce mai sus. În acest sens, era nevoie de echipamente speciale. Deci, la o altitudine de până la șapte kilometri, asta înseamnă haine calde și o mască de oxigen. Distanțele de peste zece mii de metri, din cauza scăderii presiunii, necesită o cabină presurizată și un costum de compensare. În caz contrar, în timpul depresurizării, plămânii pilotului nu vor mai absorbi oxigen. Ei bine, ce dacă mergi și mai sus? În acest caz, veți avea nevoie de un costum spațial. Ar trebui să fie destul de etanș. În acest caz, presiunea internă din costumul spațial (de obicei, la 40% din presiunea atmosferică) va salva viața pilotului.

În anii 1920, au apărut o serie de articole ale fiziologului englez John Holden. În ele, autorul a propus utilizarea costumelor de scafandru pentru a proteja sănătatea și viața balonistilor. Autorul a încercat chiar să-și implementeze ideile în practică. A construit un costum spațial similar și l-a testat într-o cameră de presiune, unde presiunea a fost setată corespunzător unei altitudini de 25,6 km. Cu toate acestea, construirea de baloane capabile să se ridice în stratosferă nu este o plăcere ieftină. Iar balonistul american Mark Ridge, căruia i-a fost destinat costumul unic, nu a strâns, din păcate, fonduri. De aceea costumul spațial al lui Holden nu a fost testat în practică.

În țara noastră, inginerul Evgeniy Chertovsky, care era angajat al Institutului de Medicină Aviatică, a lucrat la costume spațiale. Pe parcursul a nouă ani, din 1931 până în 1940, a dezvoltat 7 modele de echipamente ermetice. Primul inginer sovietic din lume a rezolvat problema mobilității. Faptul este că atunci când se ridica la o anumită înălțime, costumul s-a umflat. După aceasta, pilotul a fost forțat să facă eforturi mari chiar și pentru a-și îndoi pur și simplu piciorul sau brațul. De aceea modelul Ch-2 a fost proiectat de un inginer cu balamale.

În 1936, a apărut o nouă versiune a echipamentelor spațiale. Acesta este modelul Ch-3, care conține aproape toate piesele prezente în costumele spațiale moderne folosite de cosmonauții ruși. Testarea acestei versiuni de echipamente speciale a avut loc pe 19 mai 1937. Bombardierul greu TB-3 a fost folosit ca avion.

Din 1936, costumele spațiale pentru cosmonauți au început să fie dezvoltate de tinerii ingineri ai Institutului Central Aerohidrodinamic. Ei au fost inspirați să facă acest lucru de premiera filmului științifico-fantastic „Zbor spațial”, creat împreună cu Konstantin Ciolkovski.

Primul costum spațial cu indicele SK-STEPS-1 a fost proiectat, fabricat și testat de tineri ingineri în doar 1937. Chiar și impresia exterioară a acestui echipament a indicat scopul său extraterestre. În primul model, pentru a conecta inferior și părțile superioare a fost furnizat un conector de centură. Mobilitatea semnificativă a fost asigurată de articulațiile umerilor. Carcasa acestui costum a fost realizată din două straturi

Următoarea versiune a costumului spațial s-a remarcat prin prezența unui sistem de regenerare autonom proiectat pentru 6 ore de funcționare continuă. În 1940, a fost creat ultimul costum spațial sovietic de dinainte de război - SK-STEPS-8. Acest echipament a fost testat pe avionul de vânătoare I-153.

Crearea de producție specială

ÎN anii postbelici Inițiativa de a proiecta costume spațiale pentru astronauți a fost preluată de Institutul de Cercetare a Zborului. Specialiștii săi au primit sarcina de a dezvolta costume concepute pentru piloții de aviație care cuceresc viteze și înălțimi mereu noi. Cu toate acestea, un institut în mod clar nu era suficient pentru producția de masă. De aceea, în octombrie 1952, inginerul Alexander Boyko a creat un atelier special. A fost situată în Tomilino, lângă Moscova, la uzina nr. 918. Astăzi această întreprindere se numește NPP Zvezda. Pe el a fost creat la un moment dat costumul spațial al lui Gagarin.

Zboruri în spațiu

La sfârșitul anilor 1950, a început o nouă eră de explorare a spațiului extraterestre. În această perioadă, inginerii sovietici de proiectare au început să proiecteze nava spațială Vostok, primul vehicul spațial. Cu toate acestea, inițial a fost planificat ca pentru această rachetă să nu fie necesare costumele spațiale pentru astronauți. Pilotul trebuia să fie într-un container special sigilat, care să fie separat de modulul de coborâre înainte de aterizare. Cu toate acestea, această schemă s-a dovedit a fi foarte greoaie și, în plus, a necesitat teste lungi. De aceea, în august 1960, aspectul intern al Vostok a fost reproiectat.

Specialiștii din biroul lui Serghei Korolev au înlocuit containerul cu un scaun de evacuare. În acest sens, viitorii cosmonauți aveau nevoie de protecție în caz de depresurizare. Acesta a devenit costumul spațial. Cu toate acestea, nu a fost destul de mult timp pentru andocarea cu sistemele de la bord. În acest sens, tot ceea ce era necesar pentru susținerea vieții pilotului a fost plasat direct în scaun.

Primele costume spațiale pentru cosmonauți au fost numite SK-1. Acestea au fost bazate pe costumul de înaltă altitudine Vorkuta, conceput pentru piloții avionului de luptă interceptor SU-9. Doar casca a fost complet reconstruită. În el a fost instalat un mecanism, care a fost controlat de un senzor special. Când presiunea din costum a scăzut, viziera transparentă s-a închis instantaneu.

Echipamentul pentru astronauți a fost realizat la măsurători individuale. Pentru primul zbor, a fost creat pentru cei care au dat dovadă de cel mai bun nivel de pregătire. Acesta este primii trei, care i-au inclus pe Iuri Gagarin, German Titov și Grigory Nelyubov.

Este interesant că astronauții au fost în spațiu după costumul spațial. Unul dintre costumele speciale ale mărcii SK-1 a fost trimis pe orbită în timpul a două lansări de testare fără pilot ale navei spațiale Vostok, care au avut loc în martie 1961. În plus față de bâlci experimentali, la bord era un manechin „Ivan Ivanovich”, îmbrăcat într-un costum spațial. În pieptul acestei persoane artificiale a fost instalată o cușcă cu cobai și șoareci. Și pentru a preveni ca martorii ocazionali ai aterizării să confunde „Ivan Ivanovich” cu un extraterestru, un semn cu inscripția „Model” a fost plasat sub viziera costumului său spațial.

Costumele spațiale SK-1 au fost folosite în timpul a cinci zboruri cu echipaj al navei spațiale Vostok. Cu toate acestea, femeile astronauțe nu puteau zbura în ele. Modelul SK-2 a fost creat pentru ei. A fost folosit pentru prima dată în timpul zborului navei spațiale Vostok-6. Am realizat acest costum spațial, ținând cont de trăsăturile structurale ale corpului feminin, pentru Valentina Tereshkova.

Evoluții ale specialiștilor americani

La implementarea programului Mercur, designerii americani au urmat calea inginerilor sovietici, făcând în același timp propriile propuneri. Astfel, primul costum spațial american a ținut cont de faptul că astronauții aflați în spațiu în viitor vor rămâne pe orbită mai mult timp.

Designerul Russell Colley a produs un costum special Navy Mark, destinat inițial zborurilor piloților de aviație navală. Spre deosebire de alte modele, acest costum spațial era flexibil și avea o greutate relativ mică. Pentru a utiliza această opțiune în programele spațiale, au fost aduse mai multe modificări designului, care au afectat în primul rând designul căștii.

Costumele spațiale americane și-au dovedit fiabilitatea. O singură dată, când capsula Mercury 4 s-a împroșcat și a început să se scufunde, costumul aproape l-a ucis pe astronautul Virgil Grisson. Pilotul abia a reușit să iasă, deoarece nu s-a putut deconecta de la sistemul de susținere a vieții de la bord pentru o lungă perioadă de timp.

Crearea costumelor spațiale autonome

Datorită ritmului rapid al explorării spațiului, a fost necesară proiectarea unor noi costume speciale. La urma urmei, primele modele au fost doar salvare de urgență. Datorită faptului că erau atașați la sistemul de susținere a vieții al unei nave spațiale cu echipaj, astronauții nu au putut merge în spațiu purtând astfel de echipamente. Pentru a intra în spațiul extraterestru deschis, a fost necesar să construim un costum spațial autonom. Designerii URSS și SUA au preluat această sarcină.

Americanii, pentru programul lor spațial Gemini, au creat noi modificări ale costumelor spațiale G3C, G4C și G5C. Al doilea dintre ele a fost destinat plimbărilor în spațiu. În ciuda faptului că toate costumele spațiale americane erau conectate la sistemul de susținere a vieții de la bord, aveau un dispozitiv autonom încorporat în ele. Dacă este necesar, resursele sale ar fi suficiente pentru a susține viața unui astronaut timp de o jumătate de oră.

Pe 3 iunie 1965, americanul Edward White a mers în spațiul cosmic purtând un costum spațial G4C. Cu toate acestea, el nu a fost un pionier. Cu două luni și jumătate înainte, Alexey Leonov a vizitat nava spațială de lângă navă. Pentru acest zbor istoric, inginerii sovietici au dezvoltat costumul spațial Berkut. Acesta diferă de SK-1 prin prezența unei a doua învelișuri ermetice. În plus, costumul avea un rucsac echipat cu butelii de oxigen, iar în cască era încorporat un filtru de lumină.

În spațiul cosmic, o persoană a fost conectată la navă printr-o driză de șapte metri, care includea un dispozitiv de absorbție a șocurilor, fire electrice, un cablu de oțel și un furtun pentru alimentarea de urgență cu oxigen. Ieșirea istorică în spațiul extraterestre a avut loc pe 18 martie 1965. A fost localizată în 23 de minute. 41 sec.

Costume spațiale pentru explorarea lunară

După ce a stăpânit orbita pământului, omul a mers mai departe. Și primul său obiectiv a fost să zboare pe Lună. Dar pentru aceasta, erau necesare costume spațiale autonome speciale care să permită unuia să rămână în afara navei timp de câteva ore. Și au fost create de americani în timpul dezvoltării programului Apollo. Aceste costume au asigurat protecție pentru astronaut împotriva supraîncălzirii solare și a micrometeoriților. Prima versiune a costumelor spațiale lunare dezvoltate s-a numit A5L. Cu toate acestea, ulterior a fost îmbunătățită. Noua modificare a lui A6L are o carcasă termoizolantă. Versiunea A7L a fost o opțiune rezistentă la foc.

Costumele spațiale lunare erau costume dintr-o singură piesă, multistrat, cu îmbinări flexibile din cauciuc. Pe manșete și guler erau inele metalice concepute pentru a atașa mănuși sigilate și o cască. Costumele spațiale erau prinse cu fermoar vertical cusut de la vintre până la gât.

Americanii au pus piciorul pe suprafața Lunii pe 21 iulie 1969. În timpul acestui zbor, costumele spațiale A7L și-au găsit folosință.

De asemenea, cosmonauții sovietici plănuiau să meargă pe Lună. Pentru acest zbor au fost create costumele spațiale Krechet. Era o versiune semi-rigidă a costumului, care avea o ușă specială pe spate. Astronautul a trebuit să urce în el, punându-și astfel echipamentul. Ușa era închisă din interior. În acest scop, au fost prevăzute o pârghie laterală și un circuit complex de cabluri. În interiorul costumului era și un sistem de susținere a vieții. Din păcate, cosmonauții sovietici nu au reușit să viziteze Luna. Dar costumul spațial creat pentru astfel de zboruri a fost folosit ulterior în dezvoltarea altor modele.

Echipamente pentru cele mai noi nave

Din 1967 Uniunea Sovietică a început lansarea Soyuz. Acestea au fost vehicule concepute pentru a crea timpul petrecut pe ele de către astronauți a crescut invariabil.

Pentru zborurile cu navele spațiale Soyuz, a fost fabricat costumul spațial Yastreb. Diferențele sale față de Berkut au fost în proiectarea sistemului de susținere a vieții. Cu ajutorul acestuia, amestecul respirator a fost vehiculat în interiorul costumului spațial. Aici a fost curățat de impuritățile dăunătoare și dioxid de carbon și apoi a fost răcit.

Noul costum de salvare Sokol-K a fost folosit în timpul zborului Soyuz-12 din septembrie 1973. Chiar și reprezentanții de vânzări din China au achiziționat modele mai avansate ale acestor costume de protecție. Este interesant că atunci când a fost lansată nava spațială cu echipaj „Shanzhou”, astronauții din ea erau îmbrăcați cu echipamente care aminteau foarte mult Probă rusă.

Pentru plimbările în spațiu, designerii sovietici au creat costumul spațial Orlan. Acesta este un echipament autonom semirigid, similar cu Krechet-ul lunar. Trebuia să-l pui și printr-o ușă din spate. Dar, spre deosebire de Krechet, Orlanul era universal. Mânecile și picioarele pantalonilor îi erau ușor ajustate la înălțimea dorită.

Nu numai cosmonauții ruși au zburat în costume spațiale Orlan. Chinezii și-au făcut „Feitianul” pe baza acestui echipament. Au mers în spațiul cosmic în ei.

Costumele spațiale ale viitorului

Astăzi, NASA dezvoltă noi programe spațiale. Acestea includ zboruri către asteroizi, către Lună, și de aceea continuă dezvoltarea de noi modificări ale costumelor spațiale, care în viitor vor trebui să combine toate calități pozitive costum de lucru și echipament de salvare. Încă nu se știe ce opțiune vor alege dezvoltatorii.

Poate că va fi un costum spațial greu, greu, care protejează o persoană de toate influențele externe negative, sau poate că tehnologiile moderne vor face posibilă crearea unei carcase universale, a cărei eleganță va fi apreciată de viitoarele astronauți de sex feminin.

Chiar dacă va mai dura un secol înainte ca oamenii să aterizeze pe Marte cel mai bun scenariu de câteva decenii, dezvoltarea costumelor spațiale capabile să protejeze viitorii temerari este deja în plină desfășurare.

Anul trecut, NASA a organizat un concurs în care a oferit tuturor posibilitatea de a-și prezenta propriul design. aspect Z-2 - un nou costum spațial care oferă cercetătorilor Planetei Roșii o mobilitate suficientă. La rândul său, ILC Dover, un producător de costume spațiale cu experiență cu sediul în Frederick, Delaware, a pus ultimele retușuri pe eșantion și va demonstra rezultatele în lunile următoare.

Unii ar putea argumenta că omenirea nu va putea trimite oameni pe Marte atât de curând. Costumele spațiale moderne sunt concepute pentru lucrul confortabil în gravitate zero, dar nu pentru călătoria dură de luni până la Muntele Olimp.

Cum va arăta primul costum spațial marțian? Va semăna cu echipamentul actual - o pungă rigidă plină cu gaz în formă de corp uman? Sau vom vedea ceva mai potrivit pentru formă, cum ar fi conceptul numit BioSuit, care a folosit materiale elastice care s-au modelat conform formei corpului pentru a distribui corect presiunea prin comprimarea uniformă a corpului, creat la Universitatea din Massachusetts?

David Klaus, profesor de inginerie aerospațială la Universitatea din Colorado Boulder, spune că s-ar putea să fim în pragul unei descoperiri de design. „Poate că primele costume spațiale vor fi similare cu Z-2. Vor face față scopului lor, deși nu vor fi ideali”, crede omul de știință.

Dezvoltarea Z-2 nu este încă completă, dar potrivit inginerilor și alți experți în costume spațiale, este posibil să se recreeze aproximativ cu ce vor fi echipați primii oameni de pe Marte.

Cerința principală, desigur, este de a oferi viitorilor cercetători o protecție suficientă. Din punct de vedere al normelor fiziologice, condițiile de pe suprafața lui Marte sunt aproape identice cu vidul, adică atmosfera planetei roșii dă o presiune mai mică de 1% din cea de pe Pământ. Rezultă că astronauții viitorului se vor confrunta cu aceleași pericole ca și astăzi: orice crăpătură a costumului va transforma rapid apa din țesuturile și venele lor în abur.

Dar asta nu este tot ceea ce îi așteaptă pe călătorii pe Marte. Câmpul magnetic slab al planetei nu oferă practic nicio protecție împotriva particulelor vântului solar și a radiațiilor cosmice, iar influența unei atmosfere mai subțiri trebuie, de asemenea, luată în considerare în proiectarea costumului spațial. Protecția folosită pe ISS transformă vidul într-un avantaj: asigură izolație termică între straturile costumului. Dar de îndată ce coborâți la suprafața lui Marte într-un astfel de costum, moleculele se vor infiltra imediat între aceste straturi și vor priva corpul astronautului de căldură.

Viitorii exploratori vor trebui să se confrunte cu ceva care nu i-a deranjat de la misiunile lunare Apollo: praful. Atârnat în aer și odată ascuțit de apă, praful marțian este probabil mai moale decât cel al Lunii, dar se ridică ușor în aer. Poate zgâria viziera unui costum spațial și poate înfunda balamalele și articulațiile acestuia, ceea ce necesită îmbunătățirea proprietăților lor reflectorizante. Dacă pătrunde în rover sau în compartimentul de locuit, poate fi cauzată daune semnificative sănătății umane.

Dar chiar dacă costumele spațiale moderne pot proteja exploratorii lui Marte, lucrul în ele va fi foarte problematic. Datorită faptului că gravitația planetei roșii este de 38% din cea a Pământului, atracția asupra acesteia va fi destul de puternică. Astăzi, costumele spațiale sunt optimizate pentru mișcarea în vid aproape total folosind mâner, astfel încât sunt deosebit de flexibile în șolduri, articulații și genunchi. „Costumele spațiale disponibile astăzi nu sunt concepute pentru mers pe jos”, spune Jeffrey Hoffman, fost astronaut și actual director al Man Vehicle Laboratory de la Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Când creează Z-2, NASA ia în considerare această problemă. „În acest moment, lucrăm la un costum spațial care să poată fi purtat la stația spațială ca demonstrație, dar nu trebuie să uităm că este destinat în primul rând mișcării pe suprafața planetei”, a spus Amy Ross, șefa costumului spațial avansat. echipa de dezvoltare de la Centrul Lyndon Johnson din Houston.

Ca și predecesorii săi, Z-2 este umplut cu gaz și constă din trei straturi principale: o carcasă de presiune pentru a menține presiunea; un strat structural care dă formă costumului și permite mișcarea articulațiilor și a straturilor exterioare care susțin izolația termică și protejează costumul de înțepături. Dar principala sa diferență este că este suficient de flexibil încât să te poți apleca în el. Z-2 are balamale și articulații îmbunătățite, în special în șolduri, umeri și talie.

În toate costumele spațiale moderne, atât rusești, cât și americane, intrarea se face din spate. Ideea este că costumul ar putea fi depozitat în afara navei spațiale sau a compartimentului de locuit pentru a-l ține departe de praf. Costumul va face parte dintr-un sistem compact de aer condiționat; Probabil că exploratorul Marte va intra în el printr-un sistem complex de rucsac cu un sistem de susținere a vieții încorporat. Când este deschis, trapa costumului spațial este atașată la trapa internă a navei spațiale. După finalizarea intrării, ambele trape se închid, iar astronautul rămâne securizat până când încuietorile sunt îndepărtate.

Teoretic, puteți pregăti foarte repede un costum spațial pentru lucru. Pentru a îmbunătăți mobilitatea, costumele rusești și americane existente sunt depozitate la presiune relativ scăzută. Astronauții trebuie să-și țină respirația pentru perioade lungi de timp, în timp ce presiunea din jurul lor este redusă treptat pentru a reduce riscul de durere la altitudine mare. Scafandrii se confruntă cu aceeași amenințare atunci când ies la suprafață de la adâncimi mari, când în organism apar bule periculoase de gaze dizolvate la presiune scăzută.

Z-2 este capabil să funcționeze la o presiune de aproximativ 8,3 picioare pe inch pătrat (57.000 pascali). Presiunea la nivelul mării și pe ISS nu depășește jumătate din această valoare, dar astronauții încă nu pot ignora procedura de a-și ține respirația. Pentru mai multă rezistență hipertensiune arterialăîn zonele cele mai largi, precum zona inghinală și piept, în aceste zone costumul este realizat din materiale dure, cum ar fi un compozit de fibre și polimeri. Ginny Ferl, managerul de dezvoltare a costumelor spațiale la ILC Dover, a adăugat că aceste părți sigilate ar putea proteja și astronautul de cădere.

Dar Z-2 încă nu este pregătit să meargă pe Marte. Ferl a spus că straturile exterioare ale costumului nu sunt încă echipate cu protecție împotriva temperaturilor extreme și radiațiilor.

Mai mult, soluții la unele probleme nu au fost încă găsite. Designul lui Z-2 este strâns legat de un nou sistem de susținere a vieții care poate elimina mai bine dioxidul de carbon, iar întreaga chestie cântărește 140 de kilograme, ceea ce spune Ross de la NASA îl face destul de greu. Costumele spațiale folosite astăzi de Statele Unite pe ISS au aceeași masă, fără motor de urgență. Cu toate acestea, ea menționează că chiar și cu o astfel de masă sistem nou capabil de mai mult: piesele Z-2 au o mobilitate mai mare, iar noul sistem de susținere a vieții este mai fiabil și poate dura mai mult.

În viitor, s-ar putea să vedem apariția unor costume spațiale mai flexibile și care învăluie corpul. Hoffman crede că conceptul BioSuit de la MIT a deschis deja drumul în această direcție, chiar dacă este doar în fazele incipiente de dezvoltare. Din când în când apar noi dificultăți, cum ar fi, de exemplu, asigurarea presiunii asupra zonelor concave ale costumului (pe spatele genunchilor și asupra degetelor). În acest moment, oamenii de știință nu au dezvoltat încă un prototip care să ofere suficientă presiune pentru a proteja împotriva vidului, dar lucrările la acest lucru sunt în plină desfășurare.

În același timp, la Universitatea din Colorado din Boulder, Klaus și colegii săi explorează alte posibilități de a crește capacitățile costumului spațial. De exemplu, deja anul acesta el și studentul absolvent Christopher Massina au vorbit despre posibilitatea de a reduce consumul de apă pentru a menține o temperatură stabilă prin transformarea unui costum spațial într-un radiator mobil mare. În acest scop, se folosesc materiale care pot modifica proprietățile suprafeței și astfel pot ajusta puterea de absorbție sau reflectare a luminii după cum este necesar.

Klaus admite că este puțin probabil ca generația noastră să încerce toate aceste inovații. Dar în cazul lui Marte, este mai bine să gândim înainte.

Fii la curent cu toate evenimentele importante ale United Traders - abonează-te la nostru

Un costum spațial nu este doar un costum. Aceasta este o navă spațială care urmează forma corpului. Și a apărut cu mult înainte de primele zboruri în spațiu. La începutul secolului al XX-lea, oamenii de știință știau deja că condițiile din spațiu și de pe alte planete erau foarte diferite de cele de pe Pământ. Pentru viitoarele zboruri spațiale, a fost necesar să se vină cu un costum care să protejeze o persoană de efectele unui mediu extern mortal.

Costumul spațial este un miracol al tehnologiei, o stație spațială în miniatură... Ți se pare că costumul spațial este plin, ca o geantă de mână, dar de fapt totul este atât de compact încât este pur și simplu frumos... În general, a mea costumul spațial arăta ca o mașină de primă clasă, iar casca mea - pe un ceas elvețian.
Robert Heinlein „Am un costum spațial - sunt gata să călătoresc”

Costumul spațial Forerunners

Numele „costum de scafandru” provine de la un cuvânt francez inventat în 1775 de matematicianul stareț Jean-Baptiste de La Chapelle. Desigur, despre zborurile spațiale în sfârşitul XVIII-lea secolul nu s-a vorbit - omul de știință a sugerat să se numească astfel echipamentele de scufundări. Cuvântul în sine, care poate fi tradus din greacă ca „omul-barcă”, a intrat în mod neașteptat în limba rusă odată cu apariția erei spațiale. În engleză, costumul spațial a rămas un „costum spațial”.

Costume de scafandru lui Jean-Baptiste de La Chapelle.

Cu cât o persoană urca mai sus, cu atât mai urgentă era nevoia unui costum care să-l ajute să facă încă un pas spre cer. Dacă la o altitudine de șase până la șapte kilometri sunt suficiente o mască de oxigen și haine calde, atunci după marcajul de zece kilometri presiunea scade atât de mult încât plămânii nu mai absorb oxigenul. Pentru a supraviețui în astfel de condiții, aveți nevoie de o cabină presurizată și un costum de compensare, care se comprimă atunci când este depresurizat. corpul uman, înlocuind presiunea externă pentru un timp.

Cu toate acestea, dacă te ridici și mai sus, nici această procedură dureroasă nu te va ajuta: pilotul va muri din cauza lipsei de oxigen și a tulburărilor de decompresie. Singura soluție este realizarea unui costum spațial complet etanș în care presiunea internă să fie menținută la un nivel suficient (de obicei cel puțin 40% din presiunea atmosferică, ceea ce corespunde unei altitudini de șapte kilometri). Dar chiar și aici există destule probleme: un costum spațial umflat îngreunează mișcarea și este aproape imposibil să efectuați manipulări precise în el.

Fiziologul englez John Holden a publicat o serie de articole în anii 1920 în care propunea folosirea costumelor de scafandru pentru a proteja baloniştii. El a construit chiar și un prototip al unui astfel de costum spațial pentru aeronautul american Mark Ridge. Acesta din urmă a testat costumul într-o cameră de presiune la o presiune corespunzătoare unei altitudini de 25,6 kilometri. Cu toate acestea, baloanele pentru zborul în stratosferă au fost întotdeauna scumpe, iar Ridge nu a putut strânge fondurile pentru a stabili un record mondial cu costumul lui Holden.

În Uniunea Sovietică, Evgeniy Chertovsky, inginer la Institutul de Medicină Aviatică, a lucrat la costume spațiale pentru zboruri la mare altitudine. Între 1931 și 1940 a dezvoltat șapte modele de costume presurizate. Toate erau departe de a fi perfecte, dar Chertovsky a fost primul din lume care a rezolvat problema asociată mobilității. După ce costumul a fost umflat, pilotul a avut nevoie de mult efort doar pentru a îndoi membrul, așa că în modelul Ch-2 inginerul a folosit balamale. Modelul Ch-3, creat în 1936, conținea aproape toate elementele care se regăsesc într-un costum spațial modern, inclusiv lenjerie absorbantă. Ch-3 a fost testat pe bombardierul greu TB-3 la 19 mai 1937.

Primele costume spațiale de mare altitudine ale URSS: Ch-3 (1936) și SK-TsAGI-5 (1940)

În 1936, a fost lansat filmul științifico-fantastic „Zbor spațial”, la creația căruia a participat Konstantin Tsiolkovsky. Filmul despre viitoarea cucerire a Lunii i-a captivat atât de mult pe tinerii ingineri ai Institutului Central Aerohidrodinamic (TsAGI), încât au început să lucreze activ la prototipuri de costume spațiale. Primul eșantion, denumit SK-TsAGI-1, a fost proiectat, fabricat și testat surprinzător de rapid - în doar un an, 1937.

Costumul chiar dădea impresia de ceva extraterestru: părțile superioare și inferioare erau conectate cu ajutorul unui conector de centură; articulațiile umărului au părut să faciliteze mobilitatea; învelișul era format din două straturi de material cauciucat. Al doilea model a fost echipat cu un sistem autonom de regenerare proiectat pentru șase ore de funcționare continuă. În 1940, pe baza experienței acumulate, inginerii TsAGI au creat ultimul costum spațial sovietic de dinainte de război SK-TsAGI-8. A fost testat pe avionul de luptă I-153 Chaika.

După război, inițiativa a trecut la Institutul de Cercetare a Zborului (LII). Specialiștii săi au fost însărcinați să creeze costume pentru piloții de aviație, care au cucerit rapid noi înălțimi și viteze. Productie in serie Institutul singur nu a putut face față, iar în octombrie 1952, inginerul Alexander Boyko a creat un atelier special la fabrica nr. 918 din Tomilino, lângă Moscova. În prezent, această întreprindere este cunoscută ca NPP Zvezda. Acolo a fost creat costumul spațial pentru Yuri Gagarin.

Costumele spațiale pentru câini (Belka în fotografie) au fost simplificate: animalele nu au avut nevoie să facă lucrări complexe.

Primele zboruri

Când inginerii sovietici de proiectare au început să proiecteze prima navă spațială Vostok la sfârșitul anilor 1950, ei au planificat inițial ca un bărbat să zboare în spațiu fără costum spațial. Pilotul va fi plasat într-un container sigilat care ar fi tras de la aterizare înainte de aterizare. Cu toate acestea, o astfel de schemă s-a dovedit a fi greoaie și a necesitat teste îndelungate, așa că în august 1960, biroul lui Serghei Korolev a reproiectat aspectul intern al Vostok, înlocuind containerul cu un scaun ejectabil. În consecință, pentru a proteja viitorul astronaut în cazul depresurizării, a fost necesar să se creeze rapid un costum potrivit. Nu a mai rămas timp pentru andocarea costumului spațial cu sistemele de la bord, așa că au decis să realizeze un sistem de susținere a vieții amplasat direct în scaun.

Costumul, desemnat SK-1, era bazat pe costumul Vorkuta de mare altitudine, care era destinat piloților avionului de luptă interceptor Su-9. Doar casca trebuia refăcută complet. De exemplu, avea instalat un mecanism special, controlat de un senzor de presiune: dacă scădea brusc, mecanismul trântea instantaneu viziera transparentă.

Primul cosmonaut în nu primul costum spațial: Yuri Gagarin în SK-1.

Fiecare costum spațial a fost făcut la măsurători individuale. Pentru primul zbor spațial, nu a fost posibilă „învelirea” întregii echipe de cosmonauți, care la acea vreme era formată din douăzeci de oameni. Prin urmare, au identificat mai întâi șase care au arătat cel mai bun nivel de pregătire, iar apoi cei trei „lideri”: Yuri Gagarin, German Titov și Grigory Nelyubov. Costumele spațiale au fost făcute mai întâi pentru ei.

Una dintre costumele spațiale SK-1 era pe orbită înaintea cosmonauților. În timpul lansărilor de testare fără pilot ale navei spațiale Vostok, efectuate pe 9 și 25 martie 1961, un manechin umanoid într-un costum spațial, poreclit „Ivan Ivanovici”, se afla la bord împreună cu bătrânii experimentali. În piept i s-a instalat o cușcă care conținea șoareci și cobai. Un semn cu inscripția „Layout” a fost plasat sub viziera transparentă a căștii, astfel încât martorii ocazionali ai aterizării să nu îl confunde cu o invazie extraterestră.

Costumul spațial SK-1 a fost folosit în cinci zboruri cu echipaj al navei spațiale Vostok. Numai pentru zborul lui Vostok-6, în cabina căreia se afla Valentina Tereshkova, a fost creat costumul spațial SK-2, ținând cont de particularitățile anatomiei feminine.

Valentina Tereshkova în costumul spațial „doamnelor” SK-2. Primele costume spațiale sovietice erau portocalii strălucitori pentru a facilita găsirea pilotului de aterizare. Dar costumele spațiale pentru spațiul cosmic sunt mai potrivite pentru alb, care reflectă toate razele.

Designerii americani ai programului Mercury au urmat calea concurenților lor. Au existat însă și diferențe care ar fi trebuit să fie luate în considerare: mica capsulă a navei lor nu i-a permis să rămână mult timp pe orbită, iar la primele lansări a trebuit să ajungă doar la marginea spațiului cosmic. Costumul spațial Navy Mark IV a fost creat de Russell Colley pentru piloții de aviație navală și s-a diferențiat favorabil de alte modele prin flexibilitate și greutate relativ redusă. Pentru a adapta costumul la nava spațială, au trebuit făcute mai multe modificări - în primul rând la designul căștii. Fiecare astronaut avea trei costume spațiale individuale: pentru antrenament, pentru zbor și rezervă.

Costumul spațial al programului Mercury și-a demonstrat fiabilitatea. O singură dată, când capsula Mercury 4 a început să se scufunde după stropire, costumul aproape l-a ucis pe Virgil Grissom - astronautul abia a reușit să se deconecteze de la sistemul de susținere a vieții navei și să iasă.

Plimbare spațială

Primele costume spațiale erau costume de salvare, erau conectate la sistemul de susținere a vieții navei și nu permiteau plimbări în spațiu. Experții au înțeles că, dacă expansiunea spațiului va continua, atunci una dintre etapele obligatorii ar fi crearea unui costum spațial autonom în care să se poată lucra în spațiul cosmic.

La început, pentru noul lor program cu echipaj „Gemini”, americanii doreau să modifice costumul spațial „Mercurian” Mark IV, dar până atunci costumul presurizat la altitudine mare G3C, creat pentru proiectul avionului rachetă X-15, era complet gata. , și au luat-o ca bază. În total, au fost folosite trei modificări în timpul zborurilor Gemini - G3C, G4C și G5C, și numai costumele spațiale G4C erau potrivite pentru plimbări în spațiu. Toate costumele spațiale erau conectate la sistemul de susținere a vieții navei, dar, în caz de probleme, era prevăzut un dispozitiv ELSS autonom, ale cărui resurse erau suficiente pentru a sprijini astronautul timp de o jumătate de oră. Cu toate acestea, astronauții nu au fost nevoiți să-l folosească.

În costumul spațial G4C, Edward White, pilotul Gemini 4, a făcut o plimbare în spațiu. Acest lucru s-a întâmplat pe 3 iunie 1965. Dar până atunci nu era primul - cu două luni și jumătate înainte de White, Alexey Leonov a plecat într-un zbor liber lângă nava Voskhod-2.

Echipajul lui Voskhod-2, Pavel Belyaev și Alexey Leonov, în costume spațiale Berkut.

Navele Voskhod au fost create pentru a atinge recorduri spațiale. În special, pe Voskhod-1, un echipaj de trei cosmonauți a zburat în spațiu pentru prima dată - pentru aceasta, scaunul de ejectare a fost scos din vehiculul de coborâre sferică, iar cosmonauții înșiși au plecat într-un zbor fără costume spațiale. Nava spațială Voskhod-2 era pregătită pentru ca unul dintre membrii echipajului să meargă în spațiul cosmic și era imposibil să se facă fără un costum presurizat.

Costumul spațial Berkut a fost dezvoltat special pentru zborul istoric. Spre deosebire de SK-1, noul costum avea o a doua carcasă sigilată, o cască cu filtru de lumină și un rucsac cu butelii de oxigen, a căror alimentare era suficientă pentru 45 de minute. În plus, astronautul a fost conectat la navă cu o driză de șapte metri, care includea un dispozitiv de absorbție a șocurilor, un cablu de oțel, un furtun de alimentare cu oxigen de urgență și fire electrice.

Nava spațială Voskhod-2 a fost lansată pe 18 martie 1965, iar la începutul celei de-a doua orbite, Alexei Leonov a părăsit bordul. Imediat, comandantul echipajului Pavel Belyaev a anunțat solemn lumii întregi: „Atenție! Bărbatul a ieșit la spațiul cosmic!” Imaginea unui astronaut planând pe fundalul Pământului a fost difuzată pe toate canalele de televiziune. Leonov a fost în gol timp de 23 de minute și 41 de secunde.

Deși americanii au pierdut conducerea, ei și-au depășit rapid și vizibil concurenții sovietici în numărul de plimbări în spațiu. Operațiunile în afara navei au fost efectuate în timpul zborurilor Gemini 4, -9, -10, -11, 12. Următoarea ieșire sovietică nu a avut loc decât în ​​ianuarie 1969. În același an, americanii au aterizat pe Lună.

Înregistrează în vid

Astăzi, plimbările în spațiu nu vor surprinde pe nimeni: la sfârșitul lunii august 2013, au fost înregistrate 362 de plimbări în spațiu cu o durată totală de 1981 de ore și 51 de minute (82,5 zile, aproape trei luni). Și totuși există câteva înregistrări aici.

Deținător absolut de record pentru numărul de ore petrecute în spațiul cosmic, cosmonautul rus Anatoly Solovyov a rămas de mulți ani - a făcut 16 ieșiri cu o durată totală de 78 de ore și 46 de minute. Pe locul doi se află americanul Michael Lopez-Alegria; a făcut 10 ieșiri cu o durată totală de 67 de ore și 40 de minute.

Cel mai lung a fost ieșirea americanilor James Voss și Susan Helms pe 11 martie 2001, care a durat 8 ore și 56 de minute.

Maxim numărul de ieșiri pe zbor- Șapte; acest record îi aparține rusului Serghei Krikalev.

Cel mai lung de pe suprafața Lunii Astronauții Apollo 17 Eugene Cernan și Harrison Schmitt au fost acolo: peste trei misiuni în decembrie 1972, au petrecut acolo 22 de ore și 4 minute.

Dacă comparăm țări, nu astronauți, SUA este fără îndoială lider aici: 224 de ieșiri, 1365 de ore și 53 de minute în afara navei spațiale.

Costume spațiale pentru Lună

Pe Lună, erau necesare costume spațiale complet diferite decât pe orbita Pământului. Costumul trebuia să fie complet autonom și să permită unei persoane să lucreze în afara navei timp de câteva ore. Trebuia să ofere protecție împotriva micrometeoriților și, cel mai important, împotriva supraîncălzirii în lumina directă a soarelui, deoarece aterizările au fost planificate în zile lunare. În plus, NASA a construit un stand special înclinat pentru a afla modul în care gravitația redusă afectează mișcarea astronauților. S-a dovedit că natura mersului se schimbă dramatic.

Costumul pentru zborul către Lună a fost îmbunătățit pe tot parcursul programului Apollo. Prima versiune a lui A5L nu a mulțumit clientul, iar în curând a apărut costumul spațial A6L, căruia i s-a adăugat o carcasă termoizolatoare. După incendiul din 27 ianuarie 1967 de pe Apollo 1, care a dus la moartea a trei astronauți (inclusiv Edward White și Virgil Grissom, mai sus menționati), costumul a fost modificat la versiunea rezistentă la foc A7L.

Prin design, A7L era un costum dintr-o singură piesă, cu mai multe straturi, care acoperă trunchiul și membrele, cu articulații flexibile din cauciuc. Inelele metalice de pe guler și manșete au fost destinate instalării mănușilor sigilate și a unei „câști de acvariu”. Toate costumele spațiale aveau un „fermoar” vertical care mergea de la gât până la vintre. A7L a oferit patru ore de lucru pentru astronauții de pe Lună. Pentru orice eventualitate, în rucsac era și o unitate de susținere a vieții de rezervă, concepută să reziste o jumătate de oră. În costumele spațiale A7L, astronauții Neil Armstrong și Edwin Aldrin au mers pe Lună pe 21 iulie 1969.

Ultimele trei zboruri ale programului lunar au folosit costume spațiale A7LB. Se distingeau prin două articulații noi pe gât și centură - o astfel de modificare era necesară pentru a facilita conducerea mașinii lunare. Mai târziu, această versiune a costumului spațial a fost folosită la stația orbitală americană Skylab și în timpul zborului internațional Soyuz-Apollo.

Pe Lună mergeau și cosmonauții sovietici. Și le-a fost pregătit un costum spațial „Krechet”. Deoarece, conform planului, un singur membru al echipajului trebuia să aterizeze la suprafață, pentru costumul spațial a fost aleasă o versiune semirigidă - cu ușă pe spate. Astronautul nu a trebuit să-și îmbrace costum, ca în versiunea americană, ci să se potrivească literalmente în el. Un sistem special de cabluri și o pârghie laterală au făcut posibilă închiderea capacului în spatele tău. Întregul sistem de susținere a vieții era amplasat într-o ușă cu balamale și nu funcționa afară, ca americanii, ci într-o atmosferă internă normală, ceea ce simplifica designul. Deși Krechet nu a vizitat niciodată Luna, dezvoltările acesteia au fost folosite pentru a crea alte modele.

Păsări de pradă ale spațiului

În 1967, au început zborurile noii nave spațiale sovietice Soyuz. Ar fi trebuit să devină principalele vehicul atunci când se creează stații orbitale pe termen lung, astfel încât timpul potențial pe care o persoană trebuia să-l petreacă în afara navei a crescut inevitabil.

Costumul spațial „Yastreb” era practic similar cu cel „Berkut”, care a fost folosit pe nava spațială Voskhod-2. Diferențele erau în sistemul de susținere a vieții: acum amestecul respirator circula în interiorul costumului într-un circuit închis, unde era curățat de dioxid de carbon și impuritățile nocive, alimentat cu oxigen și răcit. În Hawks, cosmonauții Alexei Eliseev și Evgeniy Khrunov s-au mutat de la o navă la alta în timpul zborurilor Soyuz 4 și Soyuz 5 în ianuarie 1969.

Cosmonauții au zburat către stațiile orbitale fără costume de salvare - datorită acestui fapt, a fost posibilă creșterea proviziilor de la bordul navei. Dar într-o zi spațiul nu a iertat o astfel de libertate: în iunie 1971, Georgy Dobrovolsky, Vladislav Volkov și Viktor Patsayev au murit din cauza depresurizării. Designerii au trebuit să creeze urgent un nou costum de salvare, Sokol-K. Primul zbor cu aceste costume spațiale a fost efectuat în septembrie 1973 pe Soyuz-12. De atunci, când cosmonauții merg la zboruri cu nave spațiale interne Soyuz, ei folosesc întotdeauna variante ale șoimului.

Este de remarcat faptul că costumele spațiale Sokol-KV2 au fost achiziționate de reprezentanții de vânzări chinezi, după care China și-a luat propriul costum spațial, numit, ca nava spațială cu echipaj, „Shenzhou” și foarte asemănător cu modelul rus. Primul taikonaut Yang Liwei a intrat pe orbită într-un astfel de costum spațial.

Costumele spațiale din seria „Falcon” nu erau potrivite pentru a merge în spațiul cosmic, prin urmare, când Uniunea Sovietică a început să lanseze stații orbitale care au făcut posibilă construirea diferitelor module, a fost nevoie și de un costum de protecție adecvat. A devenit „Orlan” - un costum spațial autonom semirigid creat pe baza „Krechet” lunar. De asemenea, trebuia să intri în Orlan printr-o uşă din spate. În plus, creatorii acestor costume spațiale au reușit să le facă universale: acum picioarele și mânecile au fost ajustate la înălțimea astronautului.

Orlan-D a fost testat pentru prima dată în spațiul cosmic în decembrie 1977, la stația orbitală Salyut-6. De atunci, aceste costume spațiale în diferite modificări au fost folosite pe Saliut, complexul Mir și Stația Spațială Internațională (ISS). Datorită costumului spațial, astronauții pot menține contactul între ei, cu stația în sine și cu Pământul.

Costumele spațiale din seria Orlan s-au dovedit a fi atât de bune încât chinezii și-au modelat „Feitianul” pentru plimbări în spațiu. Pe 27 septembrie 2008, această operațiune a fost efectuată de taikonautul Zhai Zhigang în timpul zborului navei spațiale Shenzhou-7. Este caracteristic că la plecare a fost asigurat de partenerul său Liu Boming într-un Orlan-M cumpărat din Rusia.

Spațiu periculos

Plimbarea în spațiu este periculoasă din mai multe motive: vid profund, temperaturi extreme, radiații solare, resturi spațialeși micrometeoriți. Îndepărtarea de navă spațială reprezintă, de asemenea, un pericol grav.

Primul incident periculos a avut loc cu Alexei Leonov în martie 1965. După ce a finalizat programul, astronautul nu a putut să se întoarcă pe navă din cauza faptului că costumul său spațial era umflat. După ce a făcut mai multe încercări de a intra mai întâi în picioarele ecluzei, Leonov a decis să se întoarcă. În același timp, a redus nivelul de presiune în exces din costum la critic, ceea ce i-a permis să se strecoare în ecluza de aer.

Un incident care a implicat deteriorarea costumului a avut loc în timpul zborului navetei spațiale Atlantis în aprilie 1991 (misiunea STS-37). O tijă mică a străpuns mănușa astronautului Jerry Ross. Dintr-o șansă norocoasă, depresurizarea nu a avut loc - tija s-a blocat și a „sigilat” gaura rezultată. Puncția nici nu a fost observată până când astronauții s-au întors pe navă și au început să-și verifice costumele spațiale.

Un alt incident potențial periculos a avut loc pe 10 iulie 2006, în timpul celei de-a doua plimbări în spațiu a astronauților Discovery (zborul STS-121). Din costumul spațial al lui Pierce Sellers a fost detașat un troliu special, care l-a împiedicat pe astronaut să zboare în spațiu. După ce au observat problema la timp, Vânzătorii și partenerul său au reușit să atașeze dispozitivul înapoi, iar munca a fost finalizată cu succes.

Costumele spațiale ale viitorului

Americanii au dezvoltat mai multe costume spațiale pentru programul de nave spațiale reutilizabile. La testarea unei noi rachete și a unui sistem spațial, astronauții au purtat SEES, un costum de salvare împrumutat de la aviația militară. În zborurile ulterioare a fost înlocuită cu varianta LES, iar apoi cu modificarea mai avansată ACES.

Costumul spațial EMU a fost creat pentru plimbări în spațiu. Este format dintr-o parte superioară dură și pantaloni moi. Ca și Orlan, EMU-urile pot fi folosite de mai multe ori de diferiți astronauți. Puteți lucra în siguranță în spațiu timp de șapte ore, cu un sistem de susținere a vieții de rezervă care oferă încă o jumătate de oră. Starea costumului este monitorizată de un sistem special de microprocesor, care avertizează astronautul dacă ceva nu merge bine. Prima EMU a intrat pe orbită în aprilie 1983 pe nava spațială Challenger. Astăzi, costumele spațiale de acest tip sunt folosite în mod activ pe ISS împreună cu Orlans rusești.

Costume pentru spațiul profund NASA: costum lunar A7LB, costum de navetă EMU și costum experimental I-Suit.

Americanii cred că UEM este învechită. Programul spațial promițător al NASA include zboruri către asteroizi, o întoarcere pe Lună și o expediție pe Marte. Prin urmare, este nevoie de un costum spațial care să combine calitățile pozitive ale costumelor de salvare și de lucru. Cel mai probabil, va avea o trapă la spate, permițând costumului să fie andocat la o stație sau un modul locuibil de pe suprafața planetei. Pentru a aduce un astfel de costum spațial în stare de funcționare (inclusiv etanșare), este nevoie de câteva minute.

Prototipul costumului spațial Z-1 este deja testat. Pentru o anumită asemănare exterioară cu costumul unui celebru personaj de desene animate a fost supranumit „costumul spațial al lui Buzz Lightyear”.

Experții nu au decis încă ce costum va purta o persoană pentru prima dată pentru a pune piciorul pe suprafața Planetei Roșii. Deși Marte are o atmosferă, este atât de subțire încât transmite cu ușurință radiația solară, așa că persoana din interiorul costumului spațial trebuie să fie bine protejată. Experții NASA iau în considerare o gamă largă de opțiuni posibile: de la un costum spațial Mark III, greu și rigid, până la un Bio-Suit ușor și strâns.

Costum spațial promițător Bio-Suit (prototip). Cucerește Marte în timp ce rămâi elegant!

∗∗∗

Se vor dezvolta tehnologii pentru fabricarea costumelor spațiale. Costumele pentru spațiu vor deveni mai inteligente, mai elegante, mai sofisticate. Poate că într-o zi va exista o carcasă universală care poate proteja o persoană în orice mediu. Dar și astăzi costumele spațiale - produs unic tehnologii care, fără exagerare, pot fi numite fantastice.