Космический плацдарм




 
Космический плацдарм - научная база изучения космоса
Плацдарм
Постулаты мира
  Vita germetica
Научная база
Главная
Космические скафандры
Шаг в бездну космоса
Орбитальные станции
Страница: Качественный скачок, "Прогулочный скафандр";
Космический плацдарм
Постулаты относительности мира

"Прогулочная модель"

    В середине 1964-го руководители советской космической программы приняли решение о новом сенсационном эксперименте на орбите - первом выходе человека с борта космического корабля в открытый космос. Это обстоятельство ставило перед разработчиками скафандров целый ряд новых технических задач. Они, конечно, диктовались серьезными различиями между внутренней средой космического корабли и условиями внешнего пространства - царства почти полного вакуума, вредных излучений и экстремальных температур.
    «Одежда» для космоса должна была стать радикально иной по сравнению с «космическим домашним халатом» - простым спасательным скафандром.
    Во-первых, скафандр для выхода в космос должен был защищать от перегрева, если космонавт находится на солнечной стороне, и, наоборот, от охлаждения - если в тени, разница температур между которыми составляет более 100°С, а также от ослепления солнечной радиацией и от метеорного вещества. Во-вторых, обеспечить максимальную безопасность человеку, быть предельно надежным и иметь минимальный объем и массу. Но самое главное, что при всем этом
Скафандр
Скафандр "Кречет". К 1969 году полный цикл испытаний прошли два варианта скафандров для лунной экспедиции: «Кречет» - для выхода на другую планету и «Орлан». Системы «Кречета» обеспечивали рекордное автономное пребывание человека на Лyнe - до 10 часов.
Наземные испытания скафандров
В ходе подготовки лунной экспедиции тщательно отрабатывалась методика «лунной» ходьбы, просчитывались энергозатраты человека при выполнении разных видов работ. Была даже вычислена поза фигуры человека в лунных условиях.
Испытания
космонавт в нем должен был также передвигаться oколо корабля и выполнить определенную работу.
    Эти технические задачи удалось эффективно реализовать в конструкции скафандра «Беркут», в котором 18 марта 1965 года А. Леонов покинул борт корабля новой серии «Восход-2». Гермооболочка «Беркута» состояла из двух слоев. Скафандр имел также экранно-вакуумную теплоизоляцию.
    По существу, это был комбинезон, сделанный из нескольких слоев пленки с блестящей алюминиевой поверхностью. Место между слоями специально имело зазор для того, чтобы снизить передачу тепла в любую сторону. Принцип термоса - тепло не берется и не отдается. Кроме того, слои пленки-ткани прокрадывались специальным сетчатым материалом. В результате удалось добиться очень высокого уровня теплового сопротивления.
    Глаза космонавта защищал особый светофильтр из тонированного органического стекла толщиной почти полсантиметра. Он играл двоякую роль - ослаблял интенсивность солнечного света и не пропускал к лицу биологически опасную часть лучей солнечного спектра.
    Первый выход в открытый космос имел ограниченные задачи. Потому и система жизнеобеспечения казалась относительно простой (с высоты современного уровня) и была рассчитана на 45 минут работы. Она размещалась в ранце с кислородным прибором и баллонами емкостью по 2 литра. На корпусе ранца крепился штуцер для их заправки и окошко манометра для контроля за давлением. Ранец размером 520х320х120 мм пристегивался к спине при помощи быстродействующего разъема.
    На непредвиденный случай в шлюзовой камере установили резервную кислородную систему, которая была соединена со скафандром с помощью шланга.
    Так, в середине 60-х годов возник второй по счету принципиально новый тип космической одежды, давший начало целому семейству скафандров, которое на профессиональном языке называется «Скафандр для ВКД» (вне корабельной деятельности).
    После полета «Восхода-2» и первой «прогулки» в космосе на повестку дня встал вопрос о выводе на орбиту нескольких кораблей, их стыковке, что предполагало проведение операций, связанных с переходами людей через открытый космос. Кроме того, с 1967-го начались полеты новых кораблей типа «Союз», принципиальное отличие которых от предшественников состояло в том, что они были уже пилотируемыми летательными аппаратами. И, следовательно, потенциальное время работы человека и космосе вне корабля должно было увеличиться.
    В НПП «Звезда» начали разрабатывать новые скафандр и систему жизнеобеспечения. Они рассчитывались на 2,5-часовое пребывание космонавта за бортом. Принципиально новой проблемой проекта было обеспечение самостоятельного надевания скафандров па корабле. Программа получила название «Ястреб».
    Этот скафандр был в основном схож с «леоновским» «Беркутом», различия же состояли в иной системе дыхательной установки, которая относилась к так называемому регенерационному типу. Дыхательная смесь циркулировала внутри скафандра по замкнутому контуру, где очищалась от углекислоты, вредных примесей, подписывалась кислородом и охлаждалась. Частью системы остались и кислородные баллоны, однако содержащийся в них кислород использовался только па компенсацию утечек и для потребления космонавта. Для этой системы пришлось создать сразу несколько уникальных агрегатов: испарительный теплообменник, работающий в специфических условиях невесомости; поглотитель углекислого газа; электродвигатель, безопасно фукционирующий в чистой кислородной атмосфере и создающий необходимую циркуляцию воздушной среды внутри скафандра, и другие. В «Ястребах» космонавты А. Елисеев и Е. Хрунов переходили из корабли в корабль во время полетов «Союза-4» и «Союза-5» в январе 1969 года. Внутри кораблей они уже могли облачаться в скафандры самостоятельно. Надо заметить, что скафандры «Ястреб» были подготовленны еще к началу 1967-го по планам полета и стыковки самых ранних «Союзов» - 1-го и 2-го. Однако «Союз-1» оказался несчастливым - в результате произошедшей с ним катастрофы погиб космонавт Владимир Комаров и применение скафандра было отложено. Хотя причиной гибели стал отказ парашютной системы, а отнюдь не разгерметизация. В космосе и во время посадок системы жизнеобеспечения работали хорошо и, по-видимому, притупили чувство опасности у ответственных за организацию полета.

Дом для лунного гостя

    Третий тип скафандра был предназначен для фантастической цели - высадки человека на Луне. Необходимые предварительные исследования позволили сформулировать обязательный набор требований к этому устройству, ведь по сложности оно было настоящим инженерным сооружением - самостоятельным космическим модулем для одного человека. В скафандре исследователь Луны должен был сохранить такие двигательные и рабочие способности, которые на 3емле считаются элементарными. Например, передвигаться по лунной поверхности с учетом того, что «прогулки» могут происходить на различном рельефе; иметь возможность встать на ноги в случае падения, осуществить контакт с лунной «землей», температура которой колеблется в очень широких пределах (в тени и на свету от -130°С до +160°С); работать с приборами, собирать образцы лунных пород и производить примитивное бурение. Космонавту должна была быть обеспечена возможность подкрепиться специальной жидкой пищей, а также выводить из скафандра урину. Словом, вся система жизпеобеспечения рассчитывалась на более тяжелые условия работы, чем те, что существовали во время орбитальных выходов исследователей.
    В итоге проектно - конструкторские усилия увенчались экспериментальным скафандром СКВ. После утверждения программы советской лунной экспедиции пришлось выбирать между двумя вариантами. Первый из них обладал оболочкой «мягкого» типа со съемным ранцем, разработкой которого руководил ведущий конструктор С. Уманский. Второй, созданный под руководством А. Стоклицкого, имел так называемую «полужесткую» оболочку, а вместо ранцевой - встроенную систему жизнеобеспечения. Победила именно эта версия, базой для которой послужил уже упоминавшийся скафандр СКВ.
    «Победитель» отличался от всех предшественников не только внутренней «начинкой» из различных систем, он даже внешне был необычным. Применительно к нему уже неловко использовать словосочетание «надеть скафандр». Более уместным казалось другое - «войти в скафандр». Это был именно домик, в который космонавт входил или влезал через дверцу - люк на спине. В «двери» размещалась система жизнеобеспечения. Спереди - на торсовой части кирасы - располагался вмонтированный иллюминатор выпуклой формы, тонированный зеркальной золо той окраской, которая чисто внешне делала его непроницаемым. Кроме того, спереди - на кирасе находились рычажки управление системой скафандра и фланцы для крепления нижней мягкой части скафандра и присоединения рукавов.
    К 1969 году полный цикл испытаний прошли два варианта скафандров для лунной экспедиции: «Кречет» - для выхода на другую планету и «Орлан» - для орбитальной работы. Системы «Кречета» обеспечивали рекордное
Скафандр
Светлана Савицкая - первая в мире женщина, побывавшая в открытом космосе, в скафандре "Орлан-Д". 1984 г.
Наземные испытания скафандров
Космическое «кресло-кровать», в котором космонавты проводят взлет, посадку, стыковку с орбитальной станцией.
Испытания
автономное пребывание человека на Лyнe - до 10 часов, в течение которых исследователь мог выполнять работы с большими физическими нагрузками. Для теплового съема с человека впервые применили костюм водяного охлаждения. Имелся контур циркуляции и регенерации воздушной среды внутри скафандра, запас кислорода для компенсации утечек. и контур водяного охлаждения.
    Сравнение «Кречета» с самостоятельным космическим модулем подкрепляется тем, что он имел системы радиосвязи, телеметрии, устройство обеспечения питьевой водой и удаления жидких отходов. Однако, к огромному сожалению всех участников советской лунной программы, она была закрыта, несмотря на полную готовность скафандров к эксперименту.
    Если в лунной гонке первенствовали американцы, то в области развития космических станций неоспоримым лидером считался Советский Союз. И тут весьма пригодился опыт создания полужесткого скафандра. Когда в 1969-м начались работы по первой орбитальной станции, одной из труднейших, как это ни странно, учитывая общий масштаб дела, оказалась проблема длительного использования и хранения скафандра на борту без возвращения на Землю. Самым сложным стало длительное сохранение воды, циркулирующей в гидросистеме, котоpaя обеспечивала нужный тепловой баланс в открытом космосе. В конце концов, трудности устранили с помощью технологий ионизации воды серебром и новейших неметаллических материалов, из которых делались патрубки, разъемы и иные элементы гидросистемы.
    Любые космические устройства, изготовленные по специальным, подчас уникальным, технологиям с использованием редких конструкционных материалов, невероятно дороги. Хотя, как правило, доступными для общества становятся лишь общие показатели расходов на тот или иной проект. Что же касается стоимости комплектующих, конкретных систем или агрегатов, то по этому поводу их производители обычно хранят молчание. Поэтому цену, в которую обходится приобретение, к примеру, одного «Орлана-М», назвать нельзя. Есть, правда, сведения по аналогичной американской продукции. Так, современный скафандр астронавтов НАСА, близкий по характеристикам к «Орлану-М», «тянет» на 12-15 млн. долларов.
    У нас в стране за 25 лет (с 1977 по 2002 год) на околоземной орбите использовалось 25 комплектов «Орланов» всех разновидностей. Часть из них сгорела вместе с последней станцией «Мир». Всего же за четверть века в «Орланах» совершено 200 человеко - выходов 42 экипажами. Общее время работы превысило 800 часов.
    Помимо всего прочего, НПП « Звезда» также вело проекты, целью которых было создание установок для передвижения космонавтов вне станций в «безопорном» простраистве. Так, в середине 60-х годов на предприятии была разработана и испытана установка, в которой использовалась «смешанная» силовая установка из пневмодвигателей (для стабилизации и ориентации) и пороховых двигателей (для маршевого движения и торможения), планируемая для работы со скафандром «Ястреб». Но до реальной космической работы дело так и не дошло. Позже, уже в начале 1990 года, во время экспедиции на станцию «Мир» А. Серебров и А. Викторенко испытали в космосе другую установку индивидуального передвижения космонавта - 21КС, разработанную HПП «Звезда» под руководством генерального конструктора Г. Северина. Первым опытом использование 21КС и закончилось. Другие времена - другие потребности. Сейчас НПП «3везда» разрабатывает установку «Сейфер» - спасатель. Само ее имя говорит о том, что ее можно считать уже скорее «гражданкой мира», с местом будущей прописки на МКС. К числу выдающихся, но так и не востребованных достижений с полным основанием можно отнести систему спасения, которая готовилась для нашего космического челнока «Буран». Ее элементами были новейший спасательный скафандр «Стриж» с регенерационной дыхательного установкой и катапультное кресло К-36РБ, прототипом которого послужила авиакатапульта боевых самолётов К-36. Мировыми экспертами она безоговорочно признана лучшей.
    Последняя трагедия - гибель в феврале 2003 года семи астронавтов из международного экипажа на челноке «Columbia» - вновь со всей жестокостью напомнила космическому сообществу о тот, что полеты за пределы 3емли пока еще остаются смертельно опасными. Обыденность орбитальных экспедиций, притупив чувство бдительности, также, бесспорно, сыграла свою роковуо роль. А кроме того, авария эта, случившаяся на высоте примерно б0 км, nродемонстрировала, что ряд полетных режимов до сих пор не «перекрыт» бортовыми спасательными системами спасении экипажей. Очевидно, разработка таких систем окажется самым неотложным делом в рамках программы полетов кораблей многократного использовании.
    "Орлан" лунный скафандр модификации «Д» (длительность) дебютировал в 1977 году на станции «Салют-6». С тех пор эти скафандры постоянно совершенствовались, став скафандрами орбитального базирования на "Салютах» и «Мирах». На «Орланах» остроумно разрешили проблему «всеразмерности» скафандра, что удалось сделать благодаря эластичным оболочкам комечностей - «брючин» и рукавов, подгоняемых под нужный рост космонавта. Сейчас в стандартный комплект «Орлана» входят пульты управления системами контроля, насосы и вентиляторы, источники электропитания, средства телеметрии. Связь из скафандра может поддерживаться между космонавтами вне станции, с самой станцией и с Землей посредством ретрансляции через станцию.
    До сих пор созданы 4 модификации «Орланов». Первые две из них («Д» и «ДМ») были связаны с бортовыми системами орбитальных станций многопроводным кабелем, через который шли электроснабжение, связь и передача телеметрической информации о самочувствии космонавта и работе самого скафандра. «Орлан-ДМА» стал следующей, наиболее важной моделью семейства. Буква «А» означала, что он уже мог работать в автономном режиме вне кабельной связи со станцией. Это качество стало важным «приобретением», поскольку станция увеличивалась в размерах, и для того, чтобы добраться в случае необходимости до ее периферийных частей, длины кабеля уже не хватало. Для подстраховки космонавт связывал себя со станцией длинным фалом. И, наконец, четвертая модель «Орлана» - «М» применялась на «Мире». С некоторыми доработками она с успехом используется на МКС.


Разгерметезация

    В «Союзах» космонавты летали уже без спасательных скафандров, подобных «гагаринскому», против чего, кстати, всегда выступал С. Королев. Беда нагрянула в июне 1971-го, когда, как говорилось в официальных сообщениях, «в посадочном модуле «Союза-11» были обнаружены тела космонавтов без признаков жизни». Мы потеряли сразу троих - В. Волкова, В. Пацаева, Г. Добровольского. На этот раз виновником стала как раз резкая разгерметизация во время приземления.
    В итоге пришлось вновь вернуться к пройденному. Понадобилось срочно создавать новый скафандр 1-го типа - спасательный. Была решена задача сочетания скафандра с индивидуально спроектированным местом космонавта в амортизационном кpecлe, призванном служить дополнительным подстраховочным средством при режиме «мягкой» посадки. В момент «прохода» космонавта через перегрузки крайне важно, чтобы его тело прилегало к креслу плотно, без всяких зазоров. Поэтому каждое кресло создавалось под конкретного человека, с которого предварительно буквально снимали слепок в формовочной ванне с гипсом.
    За достаточно короткий срок был сделан скафандр «Сокол-К» с мягким встроенным шлемом и откидывающимся смотровым стеклом, масса которого составляла 10 кг. Первый практический полет в этих скафандрах был проведен в сентябре 1973 года В. Лазаревым и 0. Макаровым на «Союзе-12». С тех пор спасательные скафандры аналогичного типа «летают» в космос до сих пор. Естественно, с течением времени в их конструкцию вносились необходимые изменения. Сегодня «Сокол-К» и его модификация «Сокол-КВ2» в целом отражают новую техническую идею применения спасательных скафандров, суть которой сводится к тому, что пребывание космонавтов в таком снаряжении связано только с отдельными этапами полета, когда опасность разгерметизации максимальна - то есть при выведении корабля в околоземное пространство, при орбитальных стыковках и спуске на планету.
    В остальных случаях скафандр снимался. Это и понятно - ведь полеты становились все более продолжительными, длясь днями, неделями, а затем и месяцами. Конечно, человек не мог оставаться в специальной защите столь долго. Дизайн «Соколов» был продуман так, чтобы на их надевание уходило минимальное время.


Качественный скачок          Шаг в бездну космоса


Все подробности антикор автомобиля в москве здесь.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru