Австрійці досліджують скафандр майбутнього

Для розробки скафандру майбутнього використовуються різні підходи. Важливу роль у цьому відіграють австрійські дослідники.

Для того, щоб зберегти людину в космосі, існує ряд моментів, яким повинен відповідати скафандр. Він повинен забезпечувати людей киснем для дихання, повинен виводити видихуваний вуглекислий газ, повинен забезпечувати достатній тиск повітря, регулювати температуру зовні і всередині, певною мірою повинен захищати від шкідливих випромінювань і захищатись від крихітних частинок у космосі, так званих мікрометеоритів захистити. Окрім цього, людина повинна мати можливість якомога краще рухатися у своєму скафандрі.

З часу першого польоту людини в космос у 1961 р. Відбувся колосальний прогрес у розробці скафандрів. Профілі додатків також суттєво змінилися. Від того, що був рятівником у надзвичайній ситуації, космічний костюм став другою шкірою при виході з космічних кораблів або при ходьбі на Місяці. Наступним кроком є скафандр для посадки людей на інші планети - насамперед Марс. Результати досліджень Австрії роблять вагомий внесок у це.

Важливі висновки були отримані під час дослідницької місії "Марс 2013", яка відбулася в Марокко в лютому попереднього року. У пустелі були знайдені умови, які можна порівняти з поверхнею Марса - ідеальні умови для випробовування випробуваних у імітованих скафандрах різним ситуаціям та завданням. "Вам потрібні такі польові дані. Наразі дослідницьких проектів у світі майже не було", - каже директор "Марсу 2013" Гернот Гремер з Австрійського космічного форуму.

Туди занурюється російський космонавт Олександр Самокутяєв

США КОСМІЧНИЙ ЧАВЕТ ЕНДАВЕРС ЕКСИПУ ТКДТ

Космонавти Рік Мастраккіо та Клейтон Андерсон нар

Астронавт Джон "Денні" Олівас, місія STS-128

Космічні ходунки Майк Фоссум і Рон Гаран допомагають

Космічний човник Космонавт "Endeavour" Ендрю Фейстел i

Астронавт NASA Патрік тримається на новому курсі МКС

Роздатковий матеріал NASA показує експедицію NASA 35 Політ Енгін

Фото роздаткового матеріалу НАСА астронавта Марка Лі Перформіна

Створення скафандра

Побудова скафандра

Сучасний скафандр складається з безлічі шарів, кожен з яких виконує різні функції. Зовні скафандр зазвичай білого кольору, щоб відбивати сонячне світло. Міцні тканини, такі як кевлар, розташовані безпосередньо під світлим покривом, який повинен стримувати підвищення температури під впливом прямого випромінювання, щоб захистити підстилаючі шари від тріщин. У їх тканині є шланги з водою, які використовуються для регулювання тепла.

Ще один шар глибше, тіло огорнуте оболонкою з герметичного матеріалу, всередині якої побудована атмосфера, яка має близько третини тиску повітря на земну поверхню. Тиск відповідає умовам на вершині Евересту, але повітря складається по-різному. Це має бути так, інакше астронавти страждали б від висотної хвороби. Замість звичайного вмісту кисню в диханні 20 відсотків скафандр забезпечує 100 відсотків кисню.

У шарі космічного костюму, що знаходиться під тиском, астронавти носять спеціальний одяг, який повинен якомога краще вбирати піт, інакше козирок запотіє через вологу. Для місій позашляхової активності (EVA), в яких астронавти проводять до дев'яти годин у своєму скафандрі, також необхідно надіти певний підгузник для дорослих. Швидко проскочити через шлюз до туалету космічного корабля або космічної станції не можна.

Ви можете пити в скафандрі через соломинку, підключену до мішка, ємністю до двох літрів. Астронавт може також їсти їжу у вигляді різновиду зернових батончиків всередині скафандра. Шолом скафандра зазвичай виготовляється з пластику. Тут розміщені навушники та мікрофони для зв'язку між космонавтом та космічним кораблем, космічною станцією та наземним управлінням.

Астронавт знаходиться в своєрідній кулі в атмосфері, яку він носить із собою. "Якби у мене був скачок в скафандрі, я був би як надутий чоловік" Мішлен ", - пояснює Гернот Гремер факт зниження тиску повітря. Щоб ви могли рухатись навпіл, шар костюма, що знаходиться під тиском, утримується у формі за допомогою численних ремінців та ремінців, особливо на суглобах або в області кистей.

Однак є повідомлення астронавтів про падіння нігтів в результаті фізичного навантаження всередині скафандрів під час тривалого проведення EVA, наприклад, для ремонтних робіт. "Так було насправді з блакитними нігтями. Але рукавички стали набагато кращими", - говорить Грьомер. "Сьогодні існують також дуже нетрадиційні підходи до ергономіки. Наприклад, скафандр з механічним протитиском". Про це далі.

Типи

Різні типи

Юрій Гагарін, перша людина в космосі, носив скафандр, який, як і багато радянських та американських американців згодом, був з'єднаний з їх космічним кораблем своєрідною пуповиною. Починаючи з місій "Аполлон", усі системи життєзабезпечення можна носити у своєму роді рюкзаком, що означає більшу незалежність в експедиціях. У EVA астронавти все ще підключені до своїх транспортних засобів за допомогою гачок та надміцних кабелів.

За допомогою застібок на взутті астронавти можуть прив’язати себе до зовнішніх оболонок космічної станції або до роботів. Але також безкоштовна навігація у відкритому космосі можлива із скафандрами. У 1984 році НАСА вперше застосувало пілотований маневрений підрозділ (MMU), своєрідне крісло з поясом із газовими струменями. Сьогодні астронавти EVA несуть модуль під назвою "Спрощена допомога для порятунку позашляхової діяльності" (SAFER). Це працює як MMU і має повернути астронавтів до їх космічного корабля на випадок, якщо все інше не вдасться.

Не всі скафандри обладнані настільки широко, як для EVA. Деякі з них, такі як екіпажний костюм НАСА Advanced Crew Escape, використовуються виключно для виживання при запуску ракет і посадці. На ранніх стадіях програми космічного човника астронавти навіть не одягали скафандри під час зльоту та посадки. Після катастрофи "Челленджер" у 1986 році скафандри знову стали обов'язковими. Окрім обладнання, скафандри також відрізняються своєю збіркою.

Блок екстравегікулярної мобільності (ЕВС) НАСА, розроблений для EVA, складається з окремих елементів для рук, рук, ніг, ніг, нижньої та верхньої частини тулуба, які з'єднані між собою щільними кріпленнями. Натомість на російський скафандр "Орлан" можна залізти через задні двері, що економить час. Підготовка до EVA вже займає певний час. "Підготовка починається за багато годин до того, як ви одягнетеся", - описує Гернот Грьомер. "Наприклад, за протоколом попереднього дихання. Астронавт дихає чистим киснем, як у скафандрі, щоб вимити азот з контуру".

Тестування на Марс

Є інші проблеми, з якими доведеться зіткнутися з космічним костюмом для Марса або інших планет. Для того, щоб знайти найкращі можливі рішення для цього, Австрійський космічний форум (OeWF) розробив симулятор скафандра, який можна багато в чому модифікувати для тестування різних сценаріїв. Останнє покоління цього тренажера, яке дуже схоже на космічний костюм для космічної практики, називається Aouda.X. Майже рік тому, у лютому 2013 року, були проведені деякі експерименти з Aouda .X на Марсоподібному ландшафті Марокканської пустелі.

"Ми розглянули, які предмети абсолютно необхідні для експедиції на Марс, а де поки що мало досвіду. Це стосується скафандрів", - прокоментував Гернот Гремер мотивацію OEWF займатися розробкою космічних костюмів. Численні ентузіасти-космонавти-волонтери спільно з місцевими науково-дослідними інститутами створили проект Aouda. Це фінансується за рахунок промислових партнерств та державних фондів.

"В принципі, наш костюм може зробити трохи більше, ніж справжній костюм. Ми встановлюємо його іноді так, щоб він відповідав російському костюму, іноді так, щоб він відповідав американському. Ми хочемо дуже точно зрозуміти машину скафандр, але не стільки датчиків, як у нас ", - говорить Гремер, описуючи можливості Aouda .X.

Найважливіші висновки на даний момент: "Ви повинні створити простий і надійний костюм для Марса". Через відстань до Землі астронавти повинні мати можливість обслуговувати та ремонтувати свої костюми без сторонньої допомоги. 3D-друк для виробництва запасних частин представляється логічним варіантом. "Вам також доведеться вбудувати набагато більше автономії у скафандр", - говорить Грьомер. Через сильну радіозатримку управління місіями скафандри повинні звільнити своїх власників від завдань. Наприклад, вони повинні попередити власника, коли певні параметри постачання досягають критичних значень.

З цією метою Aouda .X тестує такі високотехнологічні елементи, як head-up дисплеї, розпізнавання мови, датчики прискорення в рукавичках та управління жестами. "Ступінь взаємодії між космонавтами та скафандром слід мінімізувати. Костюм повинен регулювати себе і діяти автономно. Когнітивні навантаження астронавта повинні бути мінімізовані", - говорить Грьомер .

У будь-якому випадку слід запобігати інцидентам, подібним до того, що стався 16 липня 2013 р. Італійському астронавту Луці Пармітано (@astro_luca у Twitter) довелося перервати місію космічного корабля, оскільки вода з його скафандра проникла в його шолом. Проблема з водою в невагомості: вона прилипає до шкіри і, якщо її вистачає, вона може покрити рот і ніс. "Це, безумовно, був моментом жаху для Пармітано. Але система охолодження є філігранною. Існують десятки ліній та перекриттів", - говорить Грьомер. "Тут може статися витік. На майбутнє планується інтегрувати своєрідну трубку для надзвичайних ситуацій".

Майбутній BioSuit

Концепція майбутнього BioSuit

У майбутньому скафандри можуть бути сконструйовані зовсім інакше, ніж сьогодні. "Скафандри - це технічні дива. В основному це мініатюрні космічні кораблі, які забезпечують контроль тиску, кисню та тепла, необхідний людям, щоб вижити у вакуумі космосу", - говорить професор MIT Дава Ньюман. "Найбільша проблема цих костюмів - їх жорсткість". Ось чому Ньюман та її студенти розробляють новий тип скафандра - BioSuit.

BioSuit не створює необхідний тиск на людський організм за допомогою повітря, а завдяки точній посадці. Тіло як би перев’язане і пов’язане точно таким же тиском, який панує у звичайних скафандрах. "Результат виглядає дуже сексуально. Як і котячий костюм", - говорить Гернот Грьомер про BioSuit. Колишній бос NASA не міг не справити подібне враження, як повідомляє Wired: "Завжди добре мати можливість відрізнити астронавта від космонавта в космічному костюмі".

На додаток до поліпшеної гнучкості власника, BioSuit пропонує ще одну велику перевагу: якщо в ньому зроблено отвір, не відбувається негайної втрати тиску. Натомість проколоту ділянку можна просто відремонтувати якоюсь високотехнологічною стрічкою. Австрійський фахівець з анатомії створив одну з основ BioSuit. Лікар. Карл Лангер вперше вивчив лінії напруги на шкірі людини в 19 столітті. Його результати сьогодні використовуються для вибірки BioSuit.

Великою проблемою футуристичного скафандра є точне пристосування до власника. "Форма тіла змінюється під час шестимісячної подорожі до Марса", - пояснює Гернот Грьомер. Дава Ньюман однозначно переконана у своїй концепції. Повний костюм для випробувань у вакуумній камері повинен бути реалізований протягом найближчих трьох років.

Подивіться скафандр Франца Віхбека

Тим часом ви можете поринути у минуле скафандрів у Віденському технічному музеї. В рамках виставки "Космос", серед іншого, ви можете побачити скафандр Sokol KV2. Цю деталь носив у 1991 році Франц Віхбек, перший австрієць у космосі. Також виставлений набір для сну для МКС, свого роду спальний мішок для космічної станції, який був винайдений в Австрії і розроблений спільно з космічними мандрівниками.