Австрийците изследват скафандъра на бъдещето

За разработването на скафандъра на бъдещето се използват различни подходи. Австрийските изследователи играят важна роля в това.

За да поддържа човек жив в космоса, има редица точки, на които скафандърът трябва да отговаря. Трябва да осигури на хората кислород за дишане, трябва да изхвърли издишания въглероден диоксид, да осигури достатъчно въздушно налягане, да регулира външната и вътрешната температура, да предпази до известна степен вредното лъчение и да го предпази от малки частици в космоса, така наречените микрометеорити защита. Отделно от това, човек трябва да може да се движи възможно най-добре в скафандъра си.

След първия полет на човека в космоса през 1961 г. е постигнат огромен напредък в разработването на скафандри. Профилите на приложенията също са се променили значително. От спасител при спешни случаи, космическият костюм се превърна във втора кожа при излизане от космически кораби или при ходене по Луната. Следващата стъпка е скафандър за кацане на пилоти на други планети - на първо място Марс. Резултатите от научни изследвания от Австрия допринасят значително за това.

Важни констатации бяха получени по време на изследователската мисия "Марс 2013", която се проведе в Мароко през февруари на предходната година. В пустинята бяха открити условия, сравними с повърхността на Марс - идеални предпоставки за излагане на изпитваните в симулирани скафандри на различни ситуации и задачи. "Нуждаете се от такива полеви данни. Досега почти не е имало изследователски проекти по света", казва директорът на "Марс 2013" Гернот Грьомер от Австрийския космически форум.

Руският космонавт Александър Самокутяев се гмурка

САЩ SPACE SHUTTLE ENDEAVOR CREW TCDT WALKOUT

Астронавтите Рик Мастракио и Клейтън Андерсън род

Астронавт Джон "Дани" Оливас, мисия STS-128

Космическите пътешественици Майк Фосум и Рон Гаран помагат

Космическа совалка Endeavour астронавт Андрю Фойстел i

Астронавтът на НАСА Патрик държи на новия Cu

Раздаването на НАСА показва полет Енгин на експедиция 35 на НАСА

Снимка на НАСА на астронавта Марк Лий изпълнител

Изграждането на скафандър

Изграждане на скафандър

Модерен скафандър се състои от множество слоеве, всеки от които изпълнява различни функции. Отвън скафандърът обикновено е бял, за да отразява слънчевата светлина. Здравите тъкани, като кевлар, са разположени директно под светлото покритие, което има за цел да възпрепятства повишаването на температурата при излагане на пряка радиация, за да предпази слоевете отдолу от пукнатини. В тъканта им има маркучи с вода, които се използват за регулиране на топлината.

Друг слой по-дълбоко, тялото е обгърнато от черупка, изработена от херметичен материал, вътре в която се изгражда атмосфера, която има около една трета от въздушното налягане върху земната повърхност. Налягането съответства на условията на върха на връх Еверест, но въздухът е съставен по различен начин. Трябва да е така, иначе астронавтите биха страдали от височинна болест. Вместо обичайното земно съдържание на кислород в дъха от 20%, скафандърът доставя 100% кислород.

В рамките на слоя космически костюм под налягане астронавтите носят специално облекло, което трябва да абсорбира потта възможно най-добре, в противен случай козирката ще се замъгли поради влага. При мисии за извънкорешна активност (EVA), при които астронавтите прекарват до девет часа в скафандъра си, е необходимо също да се носи някаква пелена за възрастни. Бързото плъзгане през въздушния шлюз до тоалетната на космическия кораб или космическата станция не е опция.

Можете да пиете в скафандър през сламка, свързана с торба с вместимост до два литра. Астронавтът може също да яде храна под формата на вариант със зърнени храни в скафандъра. Шлемът на космическия костюм обикновено е изработен от пластмаса. В него се намират слушалки и микрофони за комуникация между астронавта и космическия кораб, космическата станция и наземния контрол.

Космонавтът е в един вид балон в атмосферата, която носи със себе си. „Ако имах налягане в скалата в скафандър, щях да бъда като напомпан човек от Мишлен“, обяснява Гернот Грьомер факта на намаленото въздушно налягане. За да можете да се придвижвате наполовина, костюмният слой под налягане се поддържа във форма от множество ремъци и ремъци, особено в ставите или в областта на ръката.

Съществуват обаче съобщения на астронавтите за падане на ноктите в резултат на физическо усилие в скафандрите по време на дълги EVA, като например за ремонтни дейности. "Това всъщност беше случаят със сините нокти. Но ръкавиците станаха много по-добри", казва Грьомер. "Днес има и много нестандартни подходи към ергономията. Например скафандърът с механично противоналягане." Повече за това по-късно.

Видове

Различни видове

Юрий Гагарин, първият човек в космоса, носеше скафандър, който, подобно на много съветски и американски американци впоследствие, беше свързан с космическия им кораб чрез някаква пъпна връв. Тъй като мисиите Apollo, всички системи за поддържане на живота могат да се носят в един вид раница, което означава повече независимост при експедициите. В EVA астронавтите все още са свързани към своите превозни средства с куки и ултра-здрави кабели.

С помощта на закопчалки на обувките си астронавтите могат да се закачат за външните черупки на космическата станция или за роботните рамена. Но също така безплатната навигация в открито пространство е възможна с космически костюми. През 1984 г. НАСА за първи път използва пилотирано маневрено звено (MMU), нещо като стол с колан с газови дюзи. Днес астронавтите в EVA носят модул, наречен "Опростена помощ за спасяване на извънмостната дейност" (SAFER). Това работи като MMU и трябва да върне астронавтите към техния космически кораб, в случай че всичко друго се провали.

Не всички скафандри са толкова обзаведени, колкото тези за EVA. Някои, като например екипажа на НАСА Advanced Crew Escape Suit, се използват единствено за оцеляване от изстрелване и кацане на ракети. В ранните етапи на програмата за космическа совалка астронавтите дори не са носили скафандри по време на излитания и кацания. След катастрофата на Challenger през 1986 г. скафандрите отново станаха задължителни. В допълнение към оборудването, скафандрите се различават и по сглобяването си.

Устройството за екстравехикуларна мобилност (EMU) на НАСА, предназначено за EVA, се състои от отделни елементи за ръце, ръце, крака, крака, долна и горна част на торса, които са свързани заедно с плътни закопчалки. От друга страна руският скафандър Orlan може да се изкачи през задната врата, което спестява време. Подготовката за EVA вече отнема известно време. „Подготовката започва много часове преди да се облечете“, описва Гернот Грьомер. "Например с протокола за предварително дишане. Астронавтът диша чист кислород като в скафандър, за да измие азота от веригата."

Тестване за Марс

Има и други предизвикателства, пред които трябва да се изправим скафандър за Марс или други планети. За да се намерят най-добрите възможни решения за това, Австрийският космически форум (ÖWF) разработи симулатор на скафандър, който може да бъде модифициран по много начини, за да се тестват различни сценарии. Последното поколение на този симулатор, който много прилича на космически костюм за космическа практика, се нарича Aouda.X. Преди почти година, през февруари 2013 г., бяха проведени някои експерименти с Aouda .X в подобния на Марс пейзаж на мароканската пустиня.

"Разгледахме кои предмети са абсолютно необходими за експедиция на Марс и къде засега има малко опит. Това важи за скафандрите", коментира Гернот Грьомер за мотивацията на OeWF да се занимава с разработването на космически костюми. Множество доброволци, ентусиасти в космоса, заедно с местни изследователски институти, създадоха проекта Aouda. Това се финансира чрез индустриални партньорства и публични фондове.

"По принцип нашият костюм може да направи малко повече от истинския костюм. Поставяме го понякога така, че да съответства на руски костюм, понякога така, че да отговаря на американски. Искаме да разберем машината много точно. В крайна сметка имате скафандър, но не толкова сензори, колкото имаме ние ", казва Грьомер, описвайки възможностите на Aouda .X.

Най-важните открития досега: „Трябва да изградите прост и здрав костюм за Марс“. Поради разстоянието до Земята астронавтите трябва да могат да обслужват и ремонтират костюмите си без външна помощ. 3D печатът за производство на резервни части изглежда логичен вариант. „Освен това трябва да вградите много повече автономност в космическия костюм“, казва Грьомер. Поради силното радиозакъснение до контрола на мисията, скафандрите трябва да освободят притежателите си от задачи. Например, те трябва да предупреждават потребителя, когато определени параметри на доставката достигнат критични стойности.

За тази цел Aouda .X тества високотехнологични елементи като head-up дисплеи, разпознаване на реч, сензори за ускорение в ръкавиците и управление на жестове. "Степента на взаимодействие между астронавтите и скафандъра трябва да бъде сведена до минимум. Костюмът трябва да се регулира и да действа автономно. Когнитивното натоварване на астронавта трябва да бъде сведено до минимум", казва Грьомер .

Във всеки случай трябва да се предотвратят инциденти като този на 16 юли 2013 г. Италианският астронавт Лука Пармитано (@astro_luca в Twitter) трябваше да прекрати мисията на космическия си кораб, тъй като вода от скафандъра му проникна в шлема му. Проблемът с водата в безтегловност: тя полепва по кожата и ако има достатъчно, може да покрие устата и носа. "Това със сигурност беше ужасен момент за Пармитано. Но охладителната система е филигранна. Има десетки линии и затваряния", казва Грьомер. "Тук може да настъпи теч. За в бъдеще има планове да се интегрира един вид шнорхел за спешни случаи."

Бъдещ BioSuit

BioSuit бъдеща концепция

В бъдеще скафандрите могат да бъдат конструирани много по-различно от днешните. "Скафандрите са технически чудеса. По принцип те са миниатюрни космически кораби, които осигуряват контрол на налягането, кислорода и топлината, необходими на хората, за да оцелеят във вакуума на космоса", казва професорът от Масачузетския технологичен институт Дава Нюман. "Най-големият проблем на тези костюми е тяхната твърдост." Ето защо Нюман и нейните ученици разработват нов тип скафандър, BioSuit.

BioSuit не създава необходимия натиск върху човешкото тяло чрез въздух, а чрез точно напасване. Тялото е превързано и завързано, като че ли, и с абсолютно същия натиск, който преобладава в конвенционалните скафандри. "Резултатът изглежда много секси. Като котешки костюм", казва Гернот Грьомер за BioSuit. Бивш шеф на НАСА не можеше да не получи подобно впечатление, както Wired съобщава: „Винаги е добре да можеш да различиш космонавта от астронавта в космически костюм“.

В допълнение към подобрената гъвкавост на носещия, BioSuit предлага още едно голямо предимство: Ако в него се направи дупка, няма незабавна загуба на налягане. Вместо това, пробитата зона може просто да бъде ремонтирана с някаква високотехнологична електрическа лента. Австрийски специалист по анатомия осигури една от основите на BioSuit. Д-р Карл Лангер изучава за първи път линиите на напрежение в човешката кожа през 19 век. Неговите резултати се използват днес за вземане на проби от BioSuit.

Голям проблем с футуристичния скафандър е точното адаптиране към носителя. "Формата на тялото се променя по време на шестмесечно пътуване до Марс", обяснява Гернот Грьомер. Dava Newman определено е убеден в тяхната концепция. Пълният костюм за тестове във вакуумна камера трябва да бъде реализиран през следващите три години.

Вижте скафандъра на Франц Вихбек

Междувременно можете да се потопите в миналото на скафандрите във Виенския технически музей. Като част от изложбата "Космос" можете да видите наред с други неща космическия костюм Sokol KV2. Парчето е носено през 1991 г. от Franz Viehböck, първият австриец в космоса. Изложен е и комплектът за сън за МКС, един вид спален чувал за космическата станция, който е изобретен в Австрия и разработен заедно с космически пътешественици.