لباس فضایی فضانوردان چگونه است؟ لباس‌های فضایی در آینده چگونه خواهند بود؟ راهپیمایی فضایی

"وقتی بزرگ شدم، فضانورد خواهم شد" - این عبارت تبدیل به نمادی از یک دوره کامل شده است که با مسابقه فضایی بین کشورهای پیشرو جهان آغاز شد و با رویایی تحقق نیافته برای بسیاری از ما به پایان رسید. با این حال، افرادی در سیاره زمین هستند که به طور منظم به فضا می روند. و اگر امروز برای ما عادی شده است که همیشه یک نفر در مدار وجود دارد که در گرانش صفر شناور است، زمانی آنقدر هیجان انگیز بود که میلیون ها نفر چشم از تلویزیون خود بر نمی داشتند و با نفس بند آمده اولین تلاش ها برای کاوش در فضا را تماشا می کردند.

متأسفانه ما برای کشف زمین خیلی دیر به دنیا آمدیم. خوشبختانه، ما اولین نسلی خواهیم بود که کاوش سیارات دیگر را آغاز می کنیم. در این مقاله ما در مورد لباس صحبت خواهیم کرد که بدون آن یک پرواز بین سیاره ای، حتی یک خروجی یک فرد هوشمند به فضا انجام نمی شود - در مورد لباس های فضایی آینده.

لباس فضایی مدرن

فضای بیرونی محیطی به شدت خصمانه است. اگر به طور تصادفی خود را در خلاء پیدا کنید، بعید است که نجات پیدا کنید. در عرض 15 ثانیه به دلیل کمبود اکسیژن، هوشیاری خود را از دست خواهید داد. خون به دلیل کمبود فشار می جوشد و سپس منجمد می شود. بافت ها و اندام ها گسترش خواهند یافت. تغییر شدید دما آنچه آغاز شده را کامل می کند. حتی اگر بتوانید از همه اینها جان سالم به در ببرید، این یک واقعیت نیست که باد خورشیدی با تشعشعات مضر به شما پاداش نمی دهد.

برای محافظت از خود در برابر همه این عوامل، فضانوردان از لباس های محافظ استفاده می کنند - لباس فضایی. تاریخچه کمد فضایی بسیار جالب است، اما اتفاقات مهم زیادی در طول 30 سال گذشته در آن رخ نداده است. آنچه در آینده نزدیک در انتظار ما است، بسیار هیجان انگیزتر است، به ویژه با توجه به سرعت رو به رشد پروازهای تجاری و در نظر گرفتن ماموریت های برنامه ریزی شده.

امروزه فضانوردان روسی از لباس های فضایی Sokol KV-2 و Orlan-MK (برای پیاده روی فضایی) استفاده می کنند که در دهه های 1970 و 1980 توسعه یافتند. در سال 2014، آزمایش های Orlan-ISS برنامه ریزی شده است که طراحی آن دستخوش تغییرات جزئی شده است - به طور کلی، لباس فضایی تقریباً مشابه مدل قبلی خود است. امروزه و همیشه، تولید آنها توسط JSC NPP Zvezda به نام آکادمیسین G.I چین انجام می شود، اتفاقاً کیهان نوردهای خود را (یا به عبارت دقیق تر) در کت و شلوارهای ساخته شده بر اساس شوروی می پوشاند. سوکول و فیتیان که به ترتیب در سال‌های 2003 و 2008 معرفی شدند و در مأموریت‌های Shenzhou 5 و Shenzhou 7 مورد استفاده قرار گرفتند، ایالات متحده، اگرچه شایسته احترام به پیشرفت‌های امیدوارکننده خود هستند، اما به لباس‌های فضایی سال‌های 1994 و 1984 وفادار هستند: ACES (Advanced Escape) و EMU (واحد تحرک بیرونی).

آمریکایی ها را می توان درک کرد. به دلیل مشکلات مالی، برنامه فضایی به طور جدی محدود شد. شاید، اگر این نبود، آنها قبلاً در زهره بودند (چنین ماموریتی در واقع برنامه ریزی شده بود). در مورد موفقیت های Roscosmos به غیر از تست های Orlan-ISS که در بالا ذکر شد، چیز دیگری نمی توان گفت. اگر لباس های فضایی آینده در روسیه ساخته شوند، در زیر زمین ساخته می شوند.

ناسا قصد دارد به ماه بازگردد و به طور فعال در حال توسعه لباس‌های فضایی جدید است، زیرا این لباس‌ها برای آرمسترانگ و آلدرین‌های جدید که ردپایی روی شن‌های ماه خواهند گذاشت، مورد نیاز خواهند بود. با این حال، برخلاف برنامه آپولو 11، لباس‌های جدید باید قابلیت‌های بیشتری به فضانوردان بدهد. به عنوان مثال، حرکت آزاد، که کار بر روی ماه را آسان‌تر می‌کند، و همچنین از گرد و غبار ماه مانند نوار چسبنده محافظت می‌کند.

اما شرکای بین المللی به نمایندگی از آژانس فضایی اروپا و Roscosmos در حال برنامه ریزی یک پرواز سرنشین دار به مریخ هستند - همانطور که توسط آزمایش 500 روزه چندین سال پیش انجام شد. به عنوان بخشی از برنامه Mars 500، شش عضو خدمه بین المللی (از جمله روس ها) 500 روز را در قرنطینه گذراندند و پرواز به مریخ را شبیه سازی کردند. شاید این پرواز همچنان در سال 2018 انجام شود. در اینجا شایان ذکر است که مشکل اصلی چنین پرواز طولانی تأثیر تشعشعی است که نه لباس فضایی و نه بدنه کشتی از آن محافظت نمی کند. پرواز می تواند بسیار نامطلوب باشد.

توجه داشته باشید که برای پرواز به مریخ، Roscosmos به همراه شرکای خود باید یک لباس فضایی ویژه بسازند. به عنوان بخشی از برنامه Mars 500، اعضای خدمه از نسخه خاصی از لباس فضایی Orlan-E (به معنای آزمایشی) استفاده کردند. طراحان به شوخی آن را برادر کوچکتر خود می نامند - تقریباً مشابه سایر اورلان ها است، اما چهار برابر سبک تر است و هنوز برای پیاده روی فضایی در مریخ مناسب نیست. با این حال، پایه و اساس لباس مریخی آینده را تشکیل خواهد داد.

چندین میلیاردر دیگر نیز در حال برنامه ریزی پرواز به مریخ هستند - Bas Lansdorp (پروژه MarsOne، طراحی شده برای استعمار مریخ طی سال های 2011-2033) و Elon Musk (بنیانگذار SpaceX).

هزینه لباس فضایی چقدر است؟ مدل مورد استفاده ناسا با تمام تجهیزات، پشتیبانی حیات و تجهیزات، ۱۲ میلیون دلار قیمت دارد. NPP Zvezda ترجیح می دهد هزینه لباس فضایی را تبلیغ نکند، اما آنها در مورد 9 میلیون دلار صحبت می کنند.

طرح

لباس های فضایی از چه موادی ساخته می شوند؟ بیایید به مثال EMU نگاه کنیم. در حالی که اولین لباس‌های فضایی کاملاً از پارچه‌های نرم ساخته شده بودند، نسخه‌های مدرن اجزای نرم و سخت را ترکیب می‌کنند که پشتیبانی، تحرک و راحتی را فراهم می‌کنند (اگرچه مورد دوم هنوز قابل بحث است). خود ماده لباس فضایی از 13 لایه تشکیل شده است: دو لایه خنک کننده داخلی، دو لایه فشرده سازی، هشت لایه محافظ حرارتی در برابر ریزشهاب سنگ ها و یک لایه بیرونی. این لایه ها شامل مواد زیر است: نایلون بافتنی، اسپندکس، نایلون یورتان، داکرون، نایلون نئوپرن، مایلار، گورتکس، کولار (که زره بدن از آن ساخته شده است) و نومکس.

همه لایه ها به هم دوخته شده و به هم چسبیده اند تا یک پوشش بدون درز تشکیل دهند. همچنین، برخلاف اولین لباس‌های فضایی که به‌صورت جداگانه برای هر فضانورد طراحی شده‌اند، EMU‌های مدرن دارای اجزایی با اندازه‌های مختلف هستند تا برای همه مناسب باشند.

لباس EMU از بخش‌های زیر تشکیل شده است: MAG (ادرار فضانورد را جمع‌آوری می‌کند)، LCVG (حذف گرمای اضافی هنگام پیاده‌روی در فضا)، EEH (ارائه‌کننده ارتباطات و ابزارهای زیستی)، CCA (میکروفون و هدفون برای ارتباط)، LTA ( کت و شلوار پایین، شلوار، زانوبند، چوب دستی و چکمه)، HUT (قسمت بالایی کت و شلوار، یک پوسته فایبرگلاس سخت که چندین ساختار را پشتیبانی می کند: بازوها، بالاتنه، کلاه ایمنی، کوله پشتی و ماژول کنترل)، آستین، دو جفت دستکش (داخلی و خارجی)، کلاه ایمنی، EVA (محافظت در برابر نور شدید خورشید)، IDB (کیسه هیدراتاسیون داخل لباس)، PLSS (سیستم حمایت از حیات اولیه: اکسیژن، انرژی، حذف دی اکسید کربن، خنک کننده، آب، رادیو و سیستم هشدار)، SOP (اکسیژن ذخیره)، DCM (کنترل ماژول PLSS).

قدیمی که بدجوری فراموش شده

در سال 2012، ناسا نوع جدیدی از لباس فضایی به نام Z-1 را معرفی کرد. این لباس با الهام از لباس فضایی Buzz Lightyear از Toy Story، قرار است در سال 2015 تولید شود و دارای تعدادی ویژگی و ویژگی جالب باشد.

اولا، کلاه حباب‌دار، میدان دید وسیعی را در مقایسه با گزینه‌های قبلی فراهم می‌کند. بله، این "کلاه ایمنی موتور سیکلت" متعارف نیست، اما ایمنی، به گفته کارشناسان، در بالاترین سطح خواهد بود. طراحی جدید قسمت‌های شانه‌ای کت و شلوار آزادی بیشتری در حرکات بازو ایجاد می‌کند. یک دریچه در پشت لباس فضایی وجود دارد که فضانورد هنگام لباس پوشیدن از آن می خزد. یعنی در عوض، این لباس فضایی است که مانند یک وسیله حمل و نقل، مسافر را می گیرد، نه اینکه فضانورد همه آن را بر تن خود بگذارد.

ثانیا، و «ثانیاً» بسیار مهم، لباس فضایی Z-1 به همان اندازه برای پیاده روی فضایی و حرکت در سطح سیاره مناسب خواهد بود (برخلاف هر چیزی که خدمه ایستگاه فضایی بین المللی می پوشند).

ثالثاً، به لطف آخرین پیشرفت ها، نیاز به بارگذاری مجدد لباس فضایی با قوطی های هیدروکسید لیتیوم که دی اکسید کربن بازدم شده توسط فرد را جذب می کند، به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. خوب، Z-1 می تواند جایگزینی عالی برای EMU باشد و لباس قدیمی را بازنشسته کند.

اواخر سال گذشته، گزارش شد که ناسا در حال آزمایش یک لباس فضایی سبک وزن جدید است، زیرا Z-1 بسیار حجیم است. عقب نشینی؟ و در اینجا مورد دوم است: لباس جدید یک نسخه اصلاح شده از لباس نارنجی ACES خواهد بود که در دهه 1960 ساخته شد. این لباس توسط خدمه فضاپیمای Orion استفاده خواهد شد که سیارک ها را برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل نمونه می گیرد. متأسفانه آژانس فضایی حجاب رازداری را بر سر این ماموریت مرموز برنمی‌دارد، بنابراین اطلاعات زیادی در مورد آن وجود ندارد.

دو قدم عقب تر؟ در اینجا مورد سوم است: شاتل Orion اساسا یک ماژول آپولو به روز شده است. و در اینجا تمام قطعات پازل با هم جمع می شوند: در داخل ماژول موشک Orion فضای کمی برای چرخش با لباس نوع EMU یا Z-1 وجود دارد. علاوه بر این، کت و شلوار جدید جهانی خواهد بود و برای کار در داخل و خارج طراحی شده است. خود نمایندگان ناسا به ویژه بر مزایای لباس فضایی جدید مانند هزینه پایین تولید و وجود سیستم پشتیبانی از زندگی آماده برای فضانورد در لباس فضایی جدید تاکید دارند. با این حال، امید زیادی وجود دارد که Z-1 و پس از آن Z-2 که اخیراً معرفی شده است، همچنان استفاده شود، اما در ماموریت های دیگر.

رنگ نارنجی برای لباس های ACES به دلایل ایمنی انتخاب شد. یکی از پر جنب و جوش ترین رنگ ها هم در دریا و هم در فضا است. یافتن و نجات یک فضانورد گمشده آسان تر خواهد بود.

"پوست دوم"

در طول پرواز در فضا، ستون فقرات یک فضانورد هفت سانتی متر کشیده می شود. این منجر به کمردرد وحشتناکی می شود که البته برای آژانس های فضایی نگران کننده است. به خصوص برای آژانس فضایی اروپا، مهندسان آلمانی یک لباس پوستی ابداع کرده‌اند که محکم به بدنه می‌آید که از پارچه الیاف پلی‌اورتان الاستیک دو طرفه ساخته شده است. کت و شلوار بدن را از شانه تا پا فشرده می کند و فشار طبیعی را شبیه سازی می کند. آزمایش پرواز لباس، ساخته شده از اسپندکس، برای سال 2015 برنامه ریزی شده است. با این حال، برخی از مهندسان در پیشرفت خود حتی فراتر رفته اند.

اخیراً یک محقق در بهترین دانشگاه جهان (طبق QS) - موسسه فناوری ماساچوست - دوا نیومن لباس فضایی جدیدی را ارائه کرد که بیش از ده سال روی آن کار می کرد. این لباس زیستی نامیده می شود و بسیاری معتقدند که می تواند اکتشافات فضایی انسان را متحول کند.

یک لباس فضایی تنگ به فضانوردان تحرک بیشتری می دهد و از صدمات جلوگیری می کند ("روی شانه ها" فضانوردان - 25 عملیات به دلیل جراحات ناشی از لباس های فضایی سنگین). انگیزه اصلی نیومن برای کارش این بود که زنان زیر یک قد معین نمی توانند از EMU استفاده کنند، زیرا آنها به سادگی کت و شلوارهای کوچک نمی سازند. برای خود دیوا، این یک واقعیت مهم است، زیرا او قد بلندی ندارد. اما انگیزه های دیگری نیز وجود دارد.

اولا، لباس های فضایی مدرن حدود 100 کیلوگرم وزن دارند. بله، آنها برای استفاده در گرانش صفر طراحی شده اند، اما شما باید با آنها سرهم بندی کنید. ثانیاً خود فضا خالی نیست. همچنین گازی در فضا وجود دارد و برای تثبیت فشار داخل و خارج، لباس "باد" می شود و حرکات انسان را پیچیده تر می کند. Biosuit یک پارچه محکم بافته شده از پلیمرها و مواد فعال - آلیاژی از نیکل و تیتانیوم است، بنابراین به طور مستقل بر بافت انسان فشار وارد می کند و از انبساط آن جلوگیری می کند و در عین حال الاستیک و الاستیک باقی می ماند.

همچنین، از آنجایی که این لباس به بخش‌های مستقل تقسیم می‌شود، در صورت سوراخ شدن یک قسمت، فضانورد زمان خواهد داشت تا «بانداژ» بزند. لباس های فضایی مدرن نمی توانند این کار را انجام دهند: ترک به معنای ترک خوردگی است، کاهش فشار در تمام عرض لباس رخ می دهد. با این حال، دوا هنوز مشکلات خاصی با کلاه ایمنی دارد، بنابراین خود مخترع اعتراف می کند که هر چه که می توان گفت، به احتمال زیاد شاهد همزیستی EMU و Biosuit خواهیم بود. یک راه حل مصالحه این است که قسمت پایینی از Biosuit و کلاه ایمنی از EMU دور بماند. این امر تحرک لازم و ایمنی اثبات شده کلاه را برای فضانورد فراهم می کند. هنوز زمان تا اولین پروازها به مریخ وجود دارد - و فرصتی برای ارائه چیز جدیدی.

برو؟

در مورد پر کردن لباس های فضایی، دانشمندان به طور جدی در حال برنامه ریزی برای تبدیل فضانوردان آینده به آزمایشگاه های پیاده روی هستند. تیم دانشمند پاتریک مک گوایر از شیکاگو در حال توسعه یک کامپیوتر قابل حمل برای لباس فضایی است که می تواند به طور مستقل (یا تقریباً مستقل، با استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی مبتنی بر شبکه های عصبی) طیف وسیعی از تحلیل ها را انجام دهد: از ارزیابی چشم انداز تا ساختار میکروسکوپی سنگ ها. این لباس فضایی هوشمند برای ماموریت های مریخ آماده می شود و با موفقیت در مناطق نیمه خشک اسپانیا آزمایش می شود و گلسنگ را از پلاک روی سنگ متمایز کرده است. در شرایط وحشی برخی از مریخ، چنین دستیار می تواند ارزشمند شود.

البته پیشرفت های مدرن تنها به لباس فضانوردی محدود نمی شود. عصر سفرهای فضایی باز اعلام شده است - و چه کسی می داند، شاید شما جزو اولین گردشگران فضایی باشید. در ژانویه، سومین پرواز آزمایشی و بسیار چشمگیر فضاپیمای Space Ship Two که توسط Virgin Galactic و شخص ریچارد برانسون ساخته شده بود، با موفقیت انجام شد. به نظر می رسد که ویرجین گلکسی احتمالاً اولین شرکتی باشد که سفری لوکس به مدار پایین زمین و شاید فراتر از آن ارائه دهد.

لباس فضانوردی هم برای من و شما آماده می شود. شرکت آمریکایی Final Frontier Design نسخه سبک وزن لباس فضایی 3G را برای گردشگران فضایی ارائه کرده است. لباس فضایی راحت، سبک (فقط هفت کیلوگرم - این یک EMU 100 کیلوگرمی نیست) و لباس فضایی ارزان قیمت در طی چهار سال بر روی تاج شکوه اختراع قبلی این شرکت ایجاد شد که برنده جایزه معتبر Popular Science 2013 - دستکش های فضایی ویژه بود. فقط به صدای جالب آن گوش دهید: «لایه ذوب شده از نایلون با روکش اورتان، 13 سطح تناسب سفارشی، حلقه فیبر کربن در اطراف کمر، دستکش قابل جابجایی، جک ارتباطی داخلی، و مدارهای خنک کننده در قفسه سینه، بازوها و پاها مسافر را از گرمای بیش از حد محافظت کنید..."

انگار بوی فضا می دهد. کت و شلواری را انتخاب کنید که مناسب شانه شما باشد و برای دیدن یک توپ کورکننده در شرق قمری - زمین ما - آماده شوید.

لباس فضایی فقط یک کت و شلوار نیست. این یک سفینه فضایی است که از شکل بدن پیروی می کند. و مدتها قبل از اولین پروازها به فضا ظاهر شد. در آغاز قرن بیستم، دانشمندان از قبل می دانستند که شرایط در فضا و سایر سیارات با شرایط روی زمین بسیار متفاوت است. برای پروازهای فضایی آینده، لازم بود کت و شلواری ارائه شود که فرد را از تأثیرات یک محیط کشنده خارجی محافظت کند.

لباس فضانوردی یک معجزه فناوری است، یک ایستگاه فضایی در مینیاتور... به نظر شما لباس فضایی پر است، مانند یک کیف دستی، اما در واقع همه چیز آنقدر فشرده ساخته شده است که به سادگی زیبا است ... به طور کلی، من لباس فضایی شبیه یک ماشین درجه یک بود و کلاه ایمنی من - روی یک ساعت سوئیسی.
رابرت هاینلین "من یک لباس فضایی دارم - آماده سفر هستم"

لباس فضایی Forerunners

نام "لباس غواصی" از یک کلمه فرانسوی گرفته شده است که در سال 1775 توسط ژان باپتیست د لا شاپل، ابات ریاضیدان ابداع شد. طبیعتاً در پایان قرن 18 هیچ صحبتی در مورد پروازهای فضایی وجود نداشت - دانشمند پیشنهاد کرد که تجهیزات غواصی را به این ترتیب نامیده شود. خود این کلمه که از یونانی تقریباً به عنوان "مرد قایق" ترجمه می شود، با ظهور عصر فضا به طور غیرمنتظره ای وارد زبان روسی شد. در زبان انگلیسی، لباس فضایی به عنوان "کت و شلوار فضایی" باقی ماند.

لباس غواصی Jean-Baptiste de La Chapelle.

هر چه فرد بالاتر می رفت، نیاز فوری به لباسی که به او کمک می کرد تا یک قدم دیگر به سمت آسمان بردارد، بیشتر می شد. اگر در ارتفاع شش تا هفت کیلومتری ماسک اکسیژن و لباس گرم کافی باشد، پس از علامت ده کیلومتری فشار به حدی کاهش می یابد که ریه ها جذب اکسیژن را متوقف می کنند. برای زنده ماندن در چنین شرایطی، شما به یک کابین مهر و موم شده و یک لباس جبران کننده نیاز دارید که در صورت کاهش فشار، بدن انسان را فشرده می کند و برای مدتی جایگزین فشار خارجی می شود.

با این حال، اگر حتی بالاتر بروید، این روش دردناک نیز کمکی نخواهد کرد: خلبان از گرسنگی اکسیژن و اختلالات فشارزدایی خواهد مرد. تنها راه حل این است که یک لباس فضایی کاملاً مهر و موم شده بسازید که در آن فشار داخلی در سطح کافی حفظ شود (معمولاً حداقل 40٪ فشار اتمسفر، که مربوط به ارتفاع هفت کیلومتری است). اما حتی در اینجا نیز مشکلات کافی وجود دارد: لباس فضایی باد شده حرکت را دشوار می کند و انجام دستکاری های دقیق در آن تقریبا غیرممکن است.

فیزیولوژیست انگلیسی جان هولدن در دهه 1920 مجموعه ای از مقالات را منتشر کرد که در آن استفاده از لباس غواصی برای محافظت از بادکنک ها را پیشنهاد کرد. او حتی نمونه اولیه چنین لباس فضایی را برای هوانورد آمریکایی مارک ریج ساخت. دومی لباس را در یک محفظه فشار در فشار مربوط به ارتفاع 25.6 کیلومتری آزمایش کرد. با این حال، بالون‌ها برای پرواز در استراتوسفر همیشه گران بوده‌اند و ریج قادر به جمع‌آوری سرمایه برای ثبت رکورد جهانی با استفاده از لباس هولدن نبود.

در اتحاد جماهیر شوروی، اوگنی چرتوفسکی، مهندس انستیتوی پزشکی هوانوردی، روی لباس‌های فضایی برای پروازهای در ارتفاع کار می‌کرد. بین سالهای 1931 و 1940 او هفت مدل لباس تحت فشار را توسعه داد. همه آنها از کامل بودن فاصله زیادی داشتند، اما چرتوفسکی اولین کسی بود که مشکل تحرک را حل کرد. پس از باد شدن کت و شلوار، خلبان فقط برای خم کردن اندام به تلاش زیادی نیاز داشت، بنابراین در مدل Ch-2 مهندس از لولا استفاده کرد. مدل Ch-3 که در سال 1936 ساخته شد، تقریباً تمام عناصر موجود در لباس فضایی مدرن از جمله کتانی جاذب را در خود داشت. Ch-3 در 19 می 1937 بر روی بمب افکن سنگین TB-3 آزمایش شد.

اولین لباس های فضایی اتحاد جماهیر شوروی در ارتفاع بالا: Ch-3 (1936) و SK-TsAGI-5 (1940)

در سال 1936 ، فیلم علمی تخیلی "پرواز فضایی" منتشر شد که کنستانتین تسیولکوفسکی در ساخت آن شرکت داشت. فیلم در مورد فتح آینده ماه، مهندسین جوان مؤسسه مرکزی آیرودینامیک (TsAGI) را چنان مجذوب خود کرد که آنها شروع به کار فعال بر روی نمونه های اولیه لباس های فضایی کردند. اولین نمونه، با نام SK-TsAGI-1، طراحی، تولید و آزمایش شد و به طور شگفت انگیزی به سرعت - فقط در یک سال، 1937 - آزمایش شد.

لباس واقعاً تصور چیزی فرازمینی را ایجاد می کند: قسمت های بالایی و پایینی با استفاده از یک اتصال دهنده کمربند به هم وصل شده اند. به نظر می رسد که مفاصل شانه تحرک را تسهیل می کنند. پوسته از دو لایه پارچه لاستیکی تشکیل شده بود. مدل دوم مجهز به یک سیستم بازسازی مستقل بود که برای شش ساعت کار مداوم طراحی شده بود. در سال 1940، بر اساس تجربه به دست آمده، مهندسان TsAGI آخرین لباس فضایی شوروی قبل از جنگ SK-TsAGI-8 را ساختند. این بر روی جنگنده I-153 چایکا آزمایش شد.

پس از جنگ، ابتکار عمل به موسسه تحقیقات پرواز (LII) منتقل شد. متخصصان آن وظیفه ایجاد لباس برای خلبانان هوانوردی را داشتند که به سرعت ارتفاعات و سرعت های جدیدی را فتح کردند. تولید سریال برای یک موسسه امکان پذیر نبود و در اکتبر 1952، مهندس الکساندر بویکو یک کارگاه ویژه در کارخانه شماره 918 در تومیلینو، نزدیک مسکو ایجاد کرد. امروزه این شرکت با نام NPP Zvezda شناخته می شود. در آنجا بود که لباس فضایی برای یوری گاگارین ساخته شد.

لباس فضایی برای سگ ها (بلکا در عکس) ساده تر شد: حیوانات نیازی به انجام کارهای پیچیده نداشتند.

اولین پروازها

هنگامی که مهندسان طراح شوروی طراحی اولین فضاپیمای وستوک را در اواخر دهه 1950 آغاز کردند، در ابتدا برنامه ریزی کردند که یک انسان بدون لباس فضایی به فضا پرواز کند. خلبان در یک ظرف مهر و موم شده قرار می گیرد که قبل از فرود از فرودگر شلیک می شود. با این حال، چنین طرحی دست و پا گیر بود و نیاز به آزمایش طولانی داشت، بنابراین در آگوست 1960، دفتر سرگئی کورولف طرح داخلی وستوک را دوباره طراحی کرد و ظرف را با صندلی پرتابی جایگزین کرد. بر این اساس، برای محافظت از فضانورد آینده در صورت کاهش فشار، لازم بود به سرعت یک لباس مناسب ایجاد شود. زمانی برای اتصال لباس فضایی به سیستم‌های داخل هواپیما باقی نمانده بود، بنابراین آنها تصمیم گرفتند یک سیستم پشتیبانی از زندگی که مستقیماً در صندلی قرار می‌گیرد بسازند.

این لباس با نام SK-1 بر اساس لباس ارتفاع بلند Vorkuta ساخته شده بود که برای خلبانان جنگنده رهگیر Su-9 در نظر گرفته شده بود. فقط کلاه ایمنی باید کاملاً بازسازی می شد. به عنوان مثال، یک مکانیسم ویژه نصب شده بود که توسط یک سنسور فشار کنترل می شد: اگر به شدت سقوط کند، مکانیسم فوراً به گیره شفاف برخورد می کند.

اولین فضانورد نه اولین لباس فضایی: یوری گاگارین در SK-1.

هر لباس فضایی با اندازه گیری های فردی ساخته شده بود. برای اولین پرواز فضایی، امکان "غلاف" کل تیم فضانوردان که در آن زمان شامل بیست نفر بود، وجود نداشت. بنابراین، آنها ابتدا شش نفر را که بهترین سطح آموزش را نشان دادند، و سپس سه "رهبر" را شناسایی کردند: یوری گاگارین، آلمانی تیتوف و گریگوری نلیوبوف. ابتدا برای آنها لباس فضایی ساخته شد.

یکی از لباس‌های فضایی SK-1 قبل از فضانوردان در مدار بود. در طی پرتاب های آزمایشی بدون سرنشین فضاپیمای وستوک، که در 9 و 25 مارس 1961 انجام شد، یک مانکن انسان نما با لباس فضایی به نام "ایوان ایوانوویچ" به همراه مختلط های آزمایشی در کشتی بود. قفسی با موش و خوکچه هندی در سینه او نصب شده بود. علامتی با کتیبه "Layout" در زیر گیره شفاف کلاه قرار داده شد تا شاهدان تصادفی فرود آن را با تهاجم بیگانگان اشتباه نگیرند.

لباس فضایی SK-1 در پنج پرواز سرنشین دار فضاپیمای وستوک مورد استفاده قرار گرفت. تنها برای پرواز Vostok-6، که در کابین آن والنتینا ترشکوا قرار داشت، لباس فضایی SK-2 با در نظر گرفتن ویژگی های آناتومی زنانه ایجاد شد.

والنتینا ترشکووا در لباس فضایی زنانه SK-2. اولین لباس‌های فضایی شوروی نارنجی روشن بودند تا پیدا کردن خلبان فرود را آسان‌تر کنند. اما لباس‌های فضایی برای فضای بیرونی با رنگ سفید که همه پرتوها را منعکس می‌کند مناسب‌تر است.

طراحان آمریکایی برنامه مرکوری مسیر رقبای خود را دنبال کردند. با این حال، تفاوت هایی نیز وجود داشت که باید در نظر گرفته می شد: کپسول کوچک کشتی آنها اجازه نمی داد برای مدت طولانی در مدار بماند و در اولین پرتاب ها فقط باید به لبه فضای خارج می رسید. لباس فضایی Navy Mark IV توسط Russell Colley برای خلبانان هوانوردی دریایی ساخته شد و از نظر انعطاف پذیری و وزن نسبتاً کم با مدل های دیگر تفاوت های مطلوبی داشت. برای تطبیق کت و شلوار با فضاپیما، باید چندین تغییر ایجاد می شد - در درجه اول در طراحی کلاه ایمنی. هر فضانورد سه لباس فضایی جداگانه داشت: برای آموزش، برای پرواز و رزرو.

لباس فضایی برنامه مرکوری قابلیت اطمینان خود را نشان داد. تنها یک بار، زمانی که کپسول مرکوری 4 پس از سقوط شروع به غرق شدن کرد، لباس تقریباً ویرجیل گریسوم را به قتل رساند - فضانورد به سختی توانست از سیستم پشتیبانی حیات کشتی جدا شود و از آن خارج شود.

راهپیمایی فضایی

اولین لباس‌های فضایی، لباس‌های نجات بودند و به سیستم پشتیبانی حیات کشتی متصل بودند و اجازه پیاده‌روی فضایی را نمی‌دادند. کارشناسان دریافتند که اگر گسترش فضا ادامه یابد، یکی از مراحل اجباری ایجاد یک لباس فضایی مستقل است که در آن امکان کار در فضای بیرونی وجود دارد.

در ابتدا، برای برنامه سرنشین دار جدید خود "Gemini"، آمریکایی ها می خواستند لباس فضایی "Mercurian" Mark IV را اصلاح کنند، اما در آن زمان لباس مهر و موم شده G3C که برای پروژه هواپیمای موشک X-15 ساخته شده بود، کاملا آماده بود. و آن را مبنا قرار دادند. در مجموع، سه تغییر در طول پروازهای Gemini مورد استفاده قرار گرفت - G3C، G4C و G5C، و تنها لباس فضایی G4C برای پیاده روی فضایی مناسب بود. تمام لباس‌های فضایی به سیستم پشتیبانی حیات کشتی متصل بودند، اما در صورت بروز مشکل، یک دستگاه ELSS خودمختار تهیه می‌شد که منابع آن برای پشتیبانی از فضانورد به مدت نیم ساعت کافی بود. با این حال، فضانوردان مجبور به استفاده از آن نبودند.

در لباس فضایی G4C بود که ادوارد وایت، خلبان جمینی 4، پیاده روی فضایی انجام داد. این اتفاق در 3 ژوئن 1965 رخ داد. اما در آن زمان او اولین نفر نبود - دو ماه و نیم قبل از وایت ، الکسی لئونوف در یک پرواز رایگان در کنار کشتی Voskhod-2 رفت.

خدمه Voskhod-2، Pavel Belyaev و Alexey Leonov، در لباس فضایی Berkut.

کشتی های Voskhod برای دستیابی به رکوردهای فضایی ساخته شدند. به طور خاص، در Voskhod-1، خدمه ای متشکل از سه فضانورد برای اولین بار به فضا پرواز کردند - برای این، صندلی پرتاب از وسیله نقلیه فرود کروی برداشته شد و خود فضانوردان بدون لباس فضایی به پرواز رفتند. فضاپیمای Voskhod-2 برای یکی از خدمه برای رفتن به فضای بیرونی آماده می شد و انجام آن بدون لباس تحت فشار غیرممکن بود.

لباس فضایی Berkut به طور خاص برای این پرواز تاریخی ساخته شده است. بر خلاف SK-1، لباس جدید دارای پوسته مهر و موم شده دوم، کلاه ایمنی با فیلتر نور و کوله پشتی با سیلندرهای اکسیژن بود که برای 45 دقیقه کافی بود. علاوه بر این، فضانورد توسط یک هالیارد هفت متری که شامل یک دستگاه ضربه گیر، یک کابل فولادی، یک شلنگ تامین اکسیژن اضطراری و سیم های برق بود، به کشتی متصل شد.

فضاپیمای Voskhod-2 در 18 مارس 1965 به فضا پرتاب شد و در آغاز مدار دوم، الکسی لئونوف از تخته خارج شد. بلافاصله، فرمانده خدمه پاول بلیایف به طور رسمی به تمام جهان اعلام کرد: "توجه! انسان وارد فضای بیرونی شده است! تصویر یک فضانورد در حال پرواز در پس زمینه زمین از تمامی شبکه های تلویزیونی پخش شد. لئونوف 23 دقیقه و 41 ثانیه در خالی بود.

اگرچه آمریکایی ها برتری را از دست دادند، اما به سرعت و به طور قابل توجهی از رقبای شوروی خود در تعداد راهپیمایی های فضایی پیشی گرفتند. عملیات خارج از کشتی در طول پروازهای Gemini 4، -9، -10، -11، 12 انجام شد. خروج بعدی شوروی تا ژانویه 1969 اتفاق نیفتاد. در همان سال آمریکایی ها روی ماه فرود آمدند.

در خلاء ضبط می کند

امروز، راهپیمایی فضایی هیچ کس را شگفت زده نخواهد کرد: در پایان آگوست 2013، 362 پیاده روی فضایی با مدت زمان کل 1981 ساعت و 51 دقیقه (82.5 روز، تقریباً سه ماه) ثبت شد. و با این حال برخی از سوابق در اینجا وجود دارد.

رکورددار مطلق برای تعداد ساعات سپری شده در فضای بیرونی، فضانورد روسی آناتولی سولوویف سالها باقی مانده است - او 16 خروجی را با مدت زمان کل 78 ساعت و 46 دقیقه انجام داد. مایکل لوپز الگریا آمریکایی در رده دوم قرار دارد. او 10 خروجی با مجموع مدت زمان 67 ساعت و 40 دقیقه انجام داد.

بلند ترینخروج آمریکایی های جیمز ووس و سوزان هلمز در 11 مارس 2001 بود که 8 ساعت و 56 دقیقه به طول انجامید.

بیشترین تعداد حرکت در هر پرواز- هفت؛ این رکورد متعلق به سرگئی کریکالف روسی است.

طولانی ترین در سطح ماهیوجین سرنان و هریسون اشمیت، فضانوردان آپولو 17 در آنجا بودند: بیش از سه ماموریت در دسامبر 1972، آنها 22 ساعت و 4 دقیقه را در آنجا سپری کردند.

اگر کشورها را مقایسه کنیم، نه فضانوردان، بدون شک ایالات متحده در اینجا رهبر است: 224 خروجی، 1365 ساعت و 53 دقیقه خارج از فضاپیما.

لباس فضایی برای ماه

در ماه، لباس های فضایی کاملاً متفاوتی نسبت به مدار زمین مورد نیاز بود. این لباس قرار بود کاملاً مستقل باشد و به فرد اجازه دهد تا چندین ساعت خارج از کشتی کار کند. قرار بود از ریزشهاب‌سنگ‌ها و مهمتر از همه از گرم شدن بیش از حد در نور مستقیم خورشید محافظت کند، زیرا فرود در روزهای قمری برنامه‌ریزی شده بود. علاوه بر این، ناسا یک پایه شیبدار ویژه ساخت تا دریابد که چگونه کاهش گرانش بر حرکت فضانوردان تأثیر می گذارد. معلوم شد که ماهیت راه رفتن به طور چشمگیری تغییر می کند.

لباس پرواز به ماه در طول برنامه آپولو بهبود یافته بود. اولین نسخه A5L مشتری را راضی نکرد و به زودی لباس فضایی A6L ظاهر شد که یک پوسته عایق حرارتی به آن اضافه شد. پس از آتش سوزی در 27 ژانویه 1967 در آپولو 1، که منجر به مرگ سه فضانورد (از جمله ادوارد وایت و ویرجیل گریسوم) شد، لباس به نسخه مقاوم در برابر آتش A7L تغییر یافت.

از نظر طراحی، A7L یک کت و شلوار یک تکه و چند لایه بود که تنه و اندام را می پوشاند، با مفاصل انعطاف پذیر ساخته شده از لاستیک. حلقه های فلزی روی یقه و سرآستین برای نصب دستکش مهر و موم شده و "کلاه آکواریوم" در نظر گرفته شده بود. تمام لباس های فضایی دارای یک "زیپ" عمودی بودند که از گردن تا کشاله ران کشیده می شد. A7L چهار ساعت کار برای فضانوردان در ماه فراهم کرد. در هر صورت، یک واحد پشتیبانی زندگی پشتیبان نیز در کوله پشتی وجود داشت که برای نیم ساعت دوام طراحی شده بود. در 21 ژوئیه 1969، فضانوردان نیل آرمسترانگ و ادوین آلدرین با لباس فضایی A7L روی ماه قدم زدند.

در سه پرواز آخر برنامه قمری از لباس فضایی A7LB استفاده شد. آنها با دو مفصل جدید روی گردن و کمربند متمایز شدند - برای سهولت در رانندگی ماشین قمری به چنین اصلاحی نیاز بود. بعدها، این نسخه از لباس فضایی در ایستگاه مداری آمریکایی Skylab و در طول پرواز بین المللی سایوز-آپولو مورد استفاده قرار گرفت.

فضانوردان شوروی نیز در حال رفتن به ماه بودند. و یک لباس فضایی "کرچت" برای آنها تهیه شد. از آنجایی که طبق برنامه قرار بود تنها یک خدمه روی سطح فرود بیاید، یک نسخه نیمه سفت برای لباس فضایی انتخاب شد - با دری در پشت. فضانورد مانند نسخه آمریکایی مجبور نبود کت و شلوار بپوشد، اما به معنای واقعی کلمه در آن جا می شد. یک سیستم کابلی مخصوص و یک اهرم جانبی امکان بستن درب پشت شما را فراهم می کرد. کل سیستم پشتیبانی از زندگی در یک درب لولایی قرار داشت و مانند آمریکایی ها در خارج کار نمی کرد، بلکه در یک فضای داخلی معمولی کار می کرد که طراحی را ساده می کرد. اگرچه کرچت هرگز از ماه بازدید نکرد، اما از پیشرفت های آن برای ایجاد مدل های دیگر استفاده شد.

پرندگان شکاری فضا

در سال 1967 پروازهای فضاپیمای جدید سایوز شوروی آغاز شد. آنها قرار بود به وسیله اصلی حمل و نقل در ایجاد ایستگاه های مداری طولانی مدت تبدیل شوند، بنابراین زمان بالقوه ای که فرد باید در خارج از کشتی سپری کند به ناچار افزایش می یابد.

لباس فضایی «یسترب» اساساً شبیه لباس «برکوت» بود که در فضاپیمای Voskhod-2 استفاده می شد. تفاوت ها در سیستم پشتیبانی از زندگی بود: اکنون مخلوط تنفسی در داخل لباس در یک مدار بسته به گردش در می آمد، جایی که از دی اکسید کربن و ناخالصی های مضر پاک می شد، با اکسیژن تغذیه می شد و خنک می شد. در هاکس، فضانوردان الکسی السیف و یوگنی خرونوف طی پروازهای سایوز 4 و سایوز 5 در ژانویه 1969 از کشتی به کشتی دیگر حرکت کردند.

فضانوردان بدون لباس نجات به ایستگاه های مداری پرواز کردند - به همین دلیل، امکان افزایش منابع در کشتی وجود داشت. اما یک روز فضا چنین آزادی را نبخشید: در ژوئن 1971، گئورگی دوبروولسکی، ولادیسلاو ولکوف و ویکتور پاتسایف به دلیل کاهش فشار درگذشتند. طراحان مجبور شدند فورا یک لباس نجات جدید به نام Sokol-K ایجاد کنند. اولین پرواز با این لباس فضایی در سپتامبر 1973 در سایوز-12 انجام شد. از آن زمان، زمانی که فضانوردان با فضاپیمای داخلی سایوز پرواز می کنند، همیشه از انواع فالکون استفاده می کنند.

شایان ذکر است که لباس های فضایی Sokol-KV2 توسط نمایندگان فروش چین خریداری شد و پس از آن چین لباس فضایی خود را دریافت کرد که مانند فضاپیمای سرنشین دار "شنژو" نام داشت و بسیار شبیه به مدل روسی بود. اولین تایکونورد یانگ لیوی با چنین لباس فضایی وارد مدار شد.

لباس های فضایی سری "فالکون" برای رفتن به فضای بیرونی مناسب نبودند، بنابراین، هنگامی که اتحاد جماهیر شوروی شروع به پرتاب ایستگاه های مداری کرد که امکان ساخت ماژول های مختلف را فراهم می کرد، لباس محافظ مناسب نیز مورد نیاز بود. به "اورلان" تبدیل شد - لباس فضایی نیمه سفت و خودمختار که بر اساس "کرچت" قمری ایجاد شده است. شما همچنین باید از دری در پشت وارد اورلان شوید. علاوه بر این، سازندگان این لباس‌های فضایی موفق شدند آنها را جهانی کنند: اکنون پاها و آستین‌ها با قد فضانورد تنظیم شده بودند.

Orlan-D برای اولین بار در دسامبر 1977 در ایستگاه مداری سالیوت-6 در فضا آزمایش شد. از آن زمان، این لباس‌های فضایی با تغییرات مختلف در سالیوت، مجموعه میر و ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) مورد استفاده قرار گرفته‌اند. به لطف لباس فضایی، فضانوردان می توانند با یکدیگر، با خود ایستگاه و با زمین ارتباط برقرار کنند.

لباس‌های فضایی سری Orlan به قدری خوب بودند که چینی‌ها از "Feitian" خود برای پیاده‌روی فضایی الگوبرداری کردند. در 27 سپتامبر 2008، این عملیات توسط تایکونورد Zhai Zhigang در حین پرواز فضاپیمای Shenzhou-7 انجام شد. مشخص است که او در هنگام خروج توسط شریک خود لیو بومینگ در یک Orlan-M خریداری شده از روسیه بیمه شد.

فضای خطرناک

پیاده‌روی‌های فضایی به دلایل زیادی خطرناک هستند: خلاء عمیق، دمای شدید، تشعشعات خورشیدی، زباله‌های فضایی و ریزشهاب‌سنگ‌ها. دور شدن از فضاپیما نیز یک خطر جدی است.

اولین حادثه خطرناک با الکسی لئونوف در مارس 1965 رخ داد. پس از اتمام برنامه، فضانورد به دلیل باد کردن لباس فضایی خود نتوانست به کشتی بازگردد. لئونوف پس از چندین بار تلاش برای ورود به پاهای قفل هوا، تصمیم گرفت دور خود را بچرخاند. در همان زمان، او سطح فشار اضافی در کت و شلوار را به حد بحرانی کاهش داد، که به او اجازه داد تا در قفل هوا بفشرد.

حادثه ای مربوط به آسیب به لباس در طول پرواز شاتل فضایی آتلانتیس در آوریل 1991 (ماموریت STS-37) رخ داد. یک میله کوچک دستکش فضانورد جری راس را سوراخ کرد. به طور شانسی، کاهش فشار رخ نداد - میله گیر کرد و سوراخ حاصل را "ببند" کرد. سوراخ شدن حتی متوجه نشد تا اینکه فضانوردان به کشتی بازگشتند و شروع به بررسی لباس های فضایی خود کردند.

حادثه بالقوه خطرناک دیگری در 10 ژوئیه 2006 در جریان دومین راهپیمایی فضایی فضانوردان دیسکاوری (پرواز STS-121) رخ داد. یک وینچ مخصوص از لباس فضایی پیرس سلرز جدا شد که مانع از پرواز فضانورد به فضا شد. سلرز و شریکش با توجه به مشکل به موقع توانستند دستگاه را به عقب وصل کنند و کار با موفقیت به پایان رسید.

لباس فضایی آینده

آمریکایی ها چندین لباس فضایی برای برنامه فضاپیمای قابل استفاده مجدد شاتل فضایی ساخته اند. هنگام آزمایش یک موشک و سیستم فضایی جدید، فضانوردان SEES را پوشیدند، لباس نجاتی که از هوانوردی نظامی قرض گرفته شده بود. در پروازهای بعدی با نوع LES و سپس با اصلاح پیشرفته تر ACES جایگزین شد.

لباس فضایی EMU برای پیاده روی فضایی ساخته شده است. از قسمت بالایی سخت و شلوار نرم تشکیل شده است. مانند اورلان، EMU ها می توانند چندین بار توسط فضانوردان مختلف استفاده شوند. شما می توانید با خیال راحت به مدت هفت ساعت در فضا کار کنید، با یک سیستم پشتیبانی زندگی پشتیبان نیم ساعت دیگر را فراهم می کند. وضعیت لباس توسط یک سیستم ریزپردازنده ویژه نظارت می شود که در صورت بروز مشکل به فضانورد هشدار می دهد. اولین EMU در آوریل 1983 با فضاپیمای چلنجر وارد مدار شد. امروزه از این نوع لباس‌های فضایی به همراه اورلان روسیه در ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده می‌شود.

لباس‌های فضای عمیق ناسا: لباس قمری A7LB، لباس شاتل EMU و لباس آزمایشی I-Suit.

آمریکایی ها معتقدند که EMU منسوخ شده است. برنامه فضایی امیدوارکننده ناسا شامل پرواز به سیارک ها، بازگشت به ماه و سفر به مریخ است. بنابراین، لباس فضایی مورد نیاز است که ویژگی‌های مثبت لباس‌های نجات و کار را با هم ترکیب کند. به احتمال زیاد، دریچه ای در پشت خود خواهد داشت که به لباس اجازه می دهد تا به ایستگاه یا مدول قابل سکونت در سطح سیاره متصل شود. برای آوردن چنین لباس فضایی به شرایط کاری (از جمله آب بندی)، چند دقیقه طول می کشد.

نمونه اولیه لباس فضایی Z-1 در حال آزمایش است. به دلیل شباهت ظاهری خاصی به لباس شخصیت کارتونی معروف، به آن لقب «کت و شلوار فضایی Buzz Lightyear» داده شد.

کارشناسان هنوز تصمیم نگرفته‌اند که برای اولین بار برای پا گذاشتن روی سطح سیاره سرخ چه کت و شلواری بپوشد. مریخ اگرچه جو دارد اما آنقدر نازک است که به راحتی تشعشعات خورشیدی را منتقل می کند، بنابراین از فردی که داخل لباس فضایی است باید به خوبی محافظت شود. کارشناسان ناسا در حال بررسی طیف گسترده ای از گزینه های ممکن هستند: از لباس فضایی سنگین و سفت و سخت Mark III گرفته تا یک لباس فضایی سبک و چسبان.

لباس فضایی امیدبخش Bio-Suit (نمونه اولیه). مریخ را فتح کنید و شیک بمانید!

∗∗∗

فن آوری برای تولید لباس فضایی توسعه خواهد یافت. لباس‌های فضایی هوشمندتر، ظریف‌تر، پیچیده‌تر خواهند شد. شاید روزی یک پوسته جهانی وجود داشته باشد که بتواند از یک فرد در هر محیطی محافظت کند. اما امروزه نیز لباس های فضایی محصول منحصر به فرد فناوری هستند که بدون اغراق می توان آن را خارق العاده خواند.

چگونه طراحی لباس فضایی در طول زمان تغییر کرده است.

ایده ساخت لباس فضایی در قرن نوزدهم ظاهر شد، زمانی که نابغه علمی تخیلی ژول ورن کتاب خود را با عنوان "از زمین تا ماه با یک مسیر مستقیم در 97 ساعت و 20 دقیقه" منتشر کرد. ورن که با علم آشنا بود، فهمید که لباس فضایی پیشرفت زیادی در توسعه آن دارد و کاملاً با لباس غواصی متفاوت است.

لباس‌های فضایی امروزی مجموعه پیچیده‌ای از لباس‌ها و وسایلی هستند که برای محافظت از انسان در برابر عوامل نامطلوب سفر فضایی به کار می‌روند. به موازات تکامل این مجموعه، برد پرواز افزایش یافت و ماهیت کار فضانوردان پیچیده‌تر شد. در این مقاله تاریخچه مختصری از توسعه ساخت لباس فضایی از ابتدای قرن گذشته تا به امروز ارائه شده است.

این گونه بود که دانشمندان لباس فضایی فضانوردان آینده را در سال 1924 تصور کردند. در آن زمان، آنها قبلاً فهمیده بودند که لباس فضایی باید با لباس غواصی متفاوت باشد. با این حال، توسعه یک کت و شلوار اساساً جدید همچنان بر اساس آن انجام شد.

X-15

در سال 1956، نیروی هوایی ایالات متحده شروع به توسعه لباس های ارتفاع بالا کرد که برای محافظت از فرد در برابر تغییرات فشار طراحی شده بودند. با وجود ظاهر خنده دار آن، حرکت با این لباس فضایی کاملاً ممکن بود. اما این نمونه اولیه هرگز وارد تولید نشد.

لباس نجات-1 در سال 1961 در اتحاد جماهیر شوروی برای پرواز در کشتی های سری Vostok توسعه یافت. اولین لباس های فضایی با توجه به اندازه فضانوردان انتخاب شده برای پرواز - یو گاگارین و پشتیبان های او - G. Titov و G. Nelyubov.

آلن شپرد، که در اولین پرواز فضایی فضانوردان آمریکایی، مرکوری 7، در سال 1961 شرکت کرد، دقیقاً چنین کت و شلواری به تن داشت. این لباس به خوبی شکل خود را تغییر نداد و فضانوردان تحت فشار زیاد عملاً بی حرکت شدند.

همچنین با نام AX1-L شناخته می شود و در سال 1963 تولید شد. سیم پیچ های لاستیکی سیاه روی زانوها، آرنج ها و باسن به فضانوردان اجازه می دهد تا اندام های خود را آزادانه خم کنند. یک سیستم تکیه گاه بند روی سینه از گشاد شدن بیش از حد کت و شلوار جلوگیری می کند. بدون آن، لباس فشاری مانند یک بادکنک باد می کرد.

ILC Industries، شرکتی که با ناسا برای توسعه لباس های فضایی قرارداد بسته بود، A5-L را در سال 1965 ساخت. نمونه اولیه از نایلون آبی ساخته شده بود. فضانوردانی که برای اولین بار روی ماه فرود آمدند، نسخه اصلاح شده این لباس را پوشیدند.

این لباس فضایی که توسط گاس گریمسون در سال 1965 G3-C ساخته شد، از 6 لایه نایلون سفید و یک لایه Nomex (مواد نسوز) تشکیل شده بود. دریچه های چند رنگ روی کت و شلوار برای تهویه هوای داخل آن خدمت می کردند. رنگ های آبی برای پمپاژ هوای "خوب" به داخل، رنگ های قرمز برای حذف دی اکسید کربن هستند.

نمونه اولیه هاوک در سال 1967 ساخته و آزمایش شد. این یک لباس فضایی از نوع نرم با کلاه ایمنی فلزی قابل جابجایی بود. اولین فضانوردانی که از لباس فضایی Yastreb استفاده کردند E. Khrunov و A. Eliseev در طول پرواز فضاپیمای Soyuz-4 و Soyuz-5 بودند.

AX-2 از فایبرگلاس و فوم لایه ای ساخته شده بود. نمونه اولیه آن در مرکز تحقیقات ایمز، شاخه ای از ناسا، در سال 1968 توسعه یافت. فنرهای فولادی در کمر به فضانوردان اجازه می‌داد تا به راحتی خم شوند، اما این لباس حجیم یک اشکال مهم داشت: حرکت در محدوده‌های تنگ فضاپیما بسیار ناخوشایند بود.

"اورلان" در اتحاد جماهیر شوروی ایجاد شد تا از فضانوردان هنگام کار در فضا محافظت کند. این مدل لباس فضایی در سال 1969 ساخته شد و از آن زمان تاکنون دائماً اصلاح و بهبود یافته است. در حال حاضر، نسخه اصلاح شده اورلان، فعالیت های ایمن خارج از خودرو را برای فضانوردان از ایستگاه فضایی بین المللی تضمین می کند.

Z-1 توسط ILC Dover طراحی و مهندسی شد و از سوی مجله تایم به عنوان بهترین اختراع سال 2012 معرفی شد. برای کنترل موثرتر فشار از ترکیب نایلون و پلی استر استفاده می شود. و برای تسریع روند پانسمان، ورودی لباس فضایی بر خلاف مدل های قبلی در پشت قرار دارد.

بر اساس ایده مهندسان، پارچه الاستیک لباس فضایی نسل جدید با نخ های نازکی از آلیاژ نیکل-تیتانیوم در کل منطقه پوشانده می شود. این لباس که به منبع برق متصل است، باعث انقباض نخ‌ها می‌شود و محکم به بدن فضانورد می‌چسبد. در چنین لباس های محافظی، افراد می توانند به راحتی در سطح سیارات دیگر حرکت کنند.

لباس فضایی فضانوردان فقط لباس هایی برای پرواز در مدار نیستند. اولین آنها در آغاز قرن بیستم ظاهر شد. این زمانی بود که تقریباً نیم قرن تا پروازهای فضایی باقی مانده بود. با این حال، دانشمندان دریافتند که کاوش در فضاهای فرازمینی، که شرایط آن با شرایط آشنای ما متفاوت است، اجتناب ناپذیر است. به همین دلیل است که برای پروازهای آینده آنها تجهیزات فضانوردی را ارائه کردند که می تواند از یک فرد در برابر یک محیط کشنده خارجی محافظت کند.

مفهوم لباس فضایی

تجهیزات پروازهای فضایی چیست؟ لباس فضایی نوعی معجزه فناوری است. این یک ایستگاه فضایی مینیاتوری است که از شکل بدن انسان پیروی می کند.

یک لباس فضایی مدرن با یک فضانورد کامل مجهز شده است. اما، با وجود پیچیدگی دستگاه، همه چیز در آن جمع و جور و راحت است.

تاریخچه خلقت

کلمه لباس فضایی ریشه فرانسوی دارد. این مفهوم در سال 1775 توسط ابات ریاضیدان ژان باپتیست د پاس چاپل معرفی شد. البته، در پایان قرن هجدهم، هیچ کس حتی آرزوی پرواز به فضا را نداشت. کلمه "لباس غواصی" که از یونانی به معنای "مرد قایق" ترجمه شده است، تصمیم گرفته شد برای تجهیزات غواصی استفاده شود.

با ظهور عصر فضا، این مفهوم شروع به استفاده در زبان روسی کرد. فقط در اینجا معنای کمی متفاوت به دست آورد. مرد شروع به بالا رفتن و بالاتر رفتن کرد. در این راستا نیاز به تجهیزات ویژه وجود داشت. بنابراین، در ارتفاع تا هفت کیلومتر، این به معنای لباس گرم و ماسک اکسیژن است. فواصل ده هزار متری به دلیل افت فشار نیاز به کابین تحت فشار و لباس جبرانی دارد. در غیر این صورت، در حین کاهش فشار، ریه های خلبان جذب اکسیژن را متوقف خواهند کرد. خوب، اگر حتی بالاتر بروید چه؟ در این صورت به لباس فضایی نیاز خواهید داشت. باید کاملا هوابند باشد. در این حالت، فشار داخلی در لباس فضایی (معمولاً در محدوده 40 درصد فشار اتمسفر) باعث نجات جان خلبان خواهد شد.

در دهه 1920، تعدادی از مقالات فیزیولوژیست انگلیسی جان هولدن منتشر شد. در آنها بود که نویسنده استفاده از لباس های غواصی را برای محافظت از سلامت و زندگی بالن سواران پیشنهاد کرد. نویسنده حتی سعی کرد ایده های خود را در عمل پیاده کند. او لباس فضایی مشابهی ساخت و آن را در یک محفظه فشار آزمایش کرد، جایی که فشار مربوط به ارتفاع 25.6 کیلومتری تنظیم شد. با این حال، ساخت بالون هایی که قادر به صعود به استراتوسفر هستند، لذت ارزانی نیست. و هوانورد آمریکایی مارک ریج، که لباس منحصر به فرد برای او در نظر گرفته شده بود، متأسفانه بودجه جمع آوری نکرد. به همین دلیل است که لباس فضایی هولدن در عمل آزمایش نشد.

در کشور ما، مهندس اوگنی چرتوفسکی، که کارمند موسسه پزشکی هوانوردی بود، روی لباس های فضایی کار می کرد. در طول نه سال، از سال 1931 تا 1940، او 7 مدل از تجهیزات هرمتیک را توسعه داد. اولین مهندس شوروی در جهان مشکل تحرک را حل کرد. واقعیت این است که هنگام بالا رفتن به یک ارتفاع خاص، کت و شلوار متورم می شود. پس از این، خلبان مجبور شد تلاش زیادی کند حتی به سادگی پا یا دست خود را خم کند. به همین دلیل مدل Ch-2 توسط یک مهندس با لولا طراحی شد.

در سال 1936، نسخه جدیدی از تجهیزات فضایی ظاهر شد. این مدل Ch-3 است که تقریباً شامل تمام قطعات موجود در لباس‌های فضایی مدرن مورد استفاده فضانوردان روسی است. آزمایش این نسخه از تجهیزات ویژه در 19 می 1937 انجام شد. بمب افکن سنگین TB-3 به عنوان هواپیما مورد استفاده قرار گرفت.

از سال 1936، لباس های فضایی فضانوردان توسط مهندسان جوان مؤسسه مرکزی آیرودینامیک شروع به توسعه کردند. آنها برای انجام این کار از اولین نمایش فیلم علمی تخیلی "پرواز فضایی" که به همراه کنستانتین تسیولکوفسکی ساخته شد الهام گرفتند.

اولین لباس فضایی با شاخص SK-STEPS-1 تنها در سال 1937 توسط مهندسان جوان طراحی، تولید و آزمایش شد. حتی برداشت خارجی این تجهیزات نشان دهنده هدف فرازمینی آن بود. در مدل اول یک کانکتور تسمه برای اتصال قسمت های پایین و بالایی در نظر گرفته شد. تحرک قابل توجهی توسط مفاصل شانه ارائه شد. پوسته این کت و شلوار دو لایه بود

نسخه بعدی لباس فضایی با وجود یک سیستم بازسازی مستقل طراحی شده برای 6 ساعت کار مداوم متمایز شد. در سال 1940، آخرین لباس فضایی شوروی قبل از جنگ ایجاد شد - SK-STEPS-8. این تجهیزات بر روی جنگنده I-153 آزمایش شده است.

ایجاد تولید ویژه

در سال های پس از جنگ، ابتکار عمل برای طراحی لباس های فضایی برای فضانوردان توسط موسسه تحقیقات پرواز انجام شد. متخصصان آن وظیفه توسعه لباس های طراحی شده برای خلبانان هوانوردی را بر عهده گرفتند که سرعت ها و ارتفاعات جدید را فتح می کنند. با این حال، یک موسسه به وضوح برای تولید انبوه کافی نبود. به همین دلیل است که در اکتبر 1952، مهندس الکساندر بویکو یک کارگاه ویژه ایجاد کرد. این شرکت در Tomilino، نزدیک مسکو، در کارخانه شماره 918 واقع شده بود. امروزه این شرکت NPP Zvezda نامیده می شود. در یک زمان لباس فضایی گاگارین روی آن ساخته شد.

پروازها به فضا

در پایان دهه 1950، دوره جدیدی از اکتشاف فضای فرازمینی آغاز شد. در این دوره بود که مهندسان طراح شوروی شروع به طراحی فضاپیمای وستوک، اولین وسیله فضایی کردند. با این حال، در ابتدا برنامه ریزی شده بود که لباس فضایی فضانوردان برای این موشک مورد نیاز نباشد. خلبان باید در یک کانتینر مهر و موم شده مخصوص قرار می گرفت که قبل از فرود از وسیله نقلیه فرود جدا می شد. با این حال، این طرح بسیار دست و پا گیر بود و علاوه بر این، نیاز به آزمایش های طولانی داشت. به همین دلیل است که در اوت 1960 طرح داخلی Vostok دوباره طراحی شد.

متخصصان دفتر سرگئی کورولف کانتینر را با صندلی پرتابی جایگزین کردند. در این راستا، فضانوردان آینده در صورت کاهش فشار نیاز به محافظت داشتند. این چیزی است که لباس فضایی شد. با این حال، زمان کافی برای اتصال آن به سیستم های روی برد وجود نداشت. در این راستا، هر چیزی که برای حمایت از زندگی خلبان لازم بود، مستقیماً در صندلی قرار داده شد.

اولین لباس فضایی فضانوردان SK-1 نام داشت. آنها بر اساس لباس ارتفاع بلند Vorkuta ساخته شده بودند که برای خلبانان جنگنده رهگیر SU-9 طراحی شده بود. فقط کلاه ایمنی به طور کامل بازسازی شد. مکانیزمی در آن تعبیه شده بود که توسط یک سنسور مخصوص کنترل می شد. وقتی فشار کت و شلوار کاهش یافت، گیره شفاف فوراً بسته شد.

تجهیزات برای فضانوردان با اندازه گیری های فردی ساخته شد. برای اولین پرواز، برای کسانی ساخته شد که بهترین سطح آموزش را نشان دادند. این سه نفر برتر است که شامل یوری گاگارین، آلمانی تیتوف و گریگوری نلیوبوف می شود.

جالب است که فضانوردان پس از لباس فضایی در فضا بودند. یکی از لباس‌های ویژه برند SK-1 در طی دو پرتاب آزمایشی فضاپیمای وستوک، که در مارس 1961 انجام شد، به مدار فرستاده شد. لباس فضایی پوشیده قفسی با خوکچه هندی و موش در قفسه سینه این فرد مصنوعی تعبیه شده بود. و برای اینکه شاهدان تصادفی فرود "ایوان ایوانوویچ" را با یک بیگانه اشتباه نگیرند، علامتی با کتیبه "مدل" در زیر چشمه لباس فضایی او قرار داده شد.

لباس های فضایی SK-1 در طول پنج پرواز سرنشین دار فضاپیمای وستوک مورد استفاده قرار گرفت. با این حال، فضانوردان زن نمی توانستند با آنها پرواز کنند. مدل SK-2 برای آنها ساخته شد. این اولین بار در طول پرواز فضاپیمای Vostok-6 مورد استفاده قرار گرفت. ما این لباس فضایی را با در نظر گرفتن ویژگی های ساختاری بدن زن برای والنتینا ترشکووا ساختیم.

تحولات متخصصان آمریکایی

هنگام اجرای برنامه مرکوری، طراحان آمریکایی مسیر مهندسان شوروی را دنبال کردند و در عین حال پیشنهادات خود را ارائه کردند. بنابراین، اولین لباس فضایی آمریکایی این واقعیت را در نظر گرفت که فضانوردان در فضا در آینده مدت بیشتری در مدار خواهند ماند.

طراح راسل کولی، لباس مخصوص نیروی دریایی را تولید کرد که در اصل برای پروازهای خلبانان نیروی دریایی در نظر گرفته شده بود. برخلاف مدل های دیگر، این لباس فضایی انعطاف پذیر بود و وزن نسبتاً کمی داشت. برای استفاده از این گزینه در برنامه های فضایی، تغییرات متعددی در طراحی ایجاد شد که در درجه اول طراحی کلاه ایمنی را تحت تاثیر قرار داد.

لباس‌های فضایی آمریکایی قابلیت اطمینان خود را ثابت کرده‌اند. تنها یک بار، زمانی که کپسول مرکوری 4 به پایین پاشید و شروع به غرق شدن کرد، لباس تقریباً باعث مرگ فضانورد ویرجیل گریسون شد. خلبان به سختی موفق شد از آن خارج شود، زیرا برای مدت طولانی نمی توانست از سیستم پشتیبانی حیات در هواپیما جدا شود.

ایجاد لباس فضایی مستقل

با توجه به سرعت زیاد اکتشافات فضایی، طراحی لباس های خاص جدید ضروری بود. از این گذشته ، اولین مدل ها فقط نجات اضطراری بودند. با توجه به اینکه آنها به سیستم پشتیبانی حیات یک فضاپیمای سرنشین دار متصل بودند، فضانوردان نمی توانستند با چنین تجهیزاتی به فضا بروند. برای ورود به فضای باز فرازمینی، نیاز به ساخت لباس فضایی مستقل بود. طراحان اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده آمریکا این وظیفه را بر عهده گرفتند.

آمریکایی ها برای برنامه فضایی Gemini خود، تغییرات جدیدی در لباس های فضایی G3C، G4C و G5C ایجاد کردند. دومین مورد برای پیاده روی فضایی در نظر گرفته شده بود. علیرغم این واقعیت که تمام لباس‌های فضایی آمریکایی به سیستم پشتیبانی از زندگی در داخل هواپیما متصل بودند، یک دستگاه مستقل در آنها تعبیه شده بود. در صورت لزوم، منابع آن برای پشتیبانی از زندگی یک فضانورد به مدت نیم ساعت کافی است.

در 3 ژوئن 1965، ادوارد وایت آمریکایی با لباس فضایی G4C به فضا رفت. با این حال، او پیشگام نبود. دو ماه و نیم قبل از او، الکسی لئونوف از فضاپیمای کنار کشتی بازدید کرد. برای این پرواز تاریخی، مهندسان شوروی لباس فضایی Berkut را توسعه دادند. در حضور پوسته هرمتیک دوم با SK-1 متفاوت بود. علاوه بر این، این کت و شلوار یک کوله پشتی مجهز به سیلندرهای اکسیژن داشت و یک فیلتر نور در کلاه آن تعبیه شده بود.

هنگامی که در فضای بیرونی بود، یک نفر توسط یک هالیارد هفت متری که شامل یک دستگاه ضربه گیر، سیم های برق، یک کابل فولادی و یک شلنگ برای تامین اکسیژن اضطراری بود، به کشتی متصل شد. خروج تاریخی به فضای فرازمینی در 18 مارس 1965 انجام شد. در عرض 23 دقیقه قرار گرفت. 41 ثانیه

لباس فضایی برای اکتشاف ماه

پس از تسلط بر مدار زمین، انسان حرکت کرد. و اولین هدف او پرواز به ماه بود. اما برای این کار، لباس‌های فضایی خودمختار خاصی مورد نیاز بود که به فرد اجازه می‌داد تا چندین ساعت بیرون از کشتی بماند. و آنها توسط آمریکایی ها در طول توسعه برنامه آپولو ایجاد شدند. این لباس ها از فضانورد در برابر گرمای بیش از حد خورشید و ریزشهاب سنگ ها محافظت می کرد. اولین نسخه از لباس های فضایی قمری توسعه یافته A5L نام داشت. با این حال، بعداً بهبود یافت. اصلاح جدید A6L دارای پوسته عایق حرارتی است. نسخه A7L یک گزینه مقاوم در برابر آتش بود.

لباس های فضایی قمری، لباس های یک تکه چند لایه با اتصالات لاستیکی انعطاف پذیر بودند. حلقه های فلزی روی سرآستین و یقه وجود داشت که برای اتصال دستکش مهر و موم شده و کلاه ایمنی طراحی شده بود. لباس های فضایی با زیپ عمودی که از کشاله ران تا گردن دوخته شده بود بسته می شد.

آمریکایی ها در 21 ژوئیه 1969 پا به سطح ماه گذاشتند. در این پرواز لباس فضایی A7L کاربرد خود را پیدا کرد.

فضانوردان شوروی نیز قصد داشتند به ماه بروند. برای این پرواز، لباس فضایی Krechet ساخته شد. این یک نسخه نیمه سفت از کت و شلوار بود که یک درب مخصوص در پشت داشت. فضانورد مجبور شد از آن بالا برود و به این ترتیب تجهیزات را بپوشاند. در از داخل بسته بود. برای این منظور یک اهرم جانبی و یک مدار کابلی پیچیده تهیه شد. همچنین یک سیستم حمایت از زندگی در داخل لباس وجود داشت. متأسفانه، فضانوردان شوروی هرگز موفق به بازدید از ماه نشدند. اما لباس فضایی ایجاد شده برای چنین پروازهایی بعدها در توسعه مدل های دیگر مورد استفاده قرار گرفت.

تجهیزات جدیدترین کشتی ها

از سال 1967، اتحاد جماهیر شوروی راه اندازی سایوز را آغاز کرد. اینها وسایل نقلیه ای بودند که برای ایجاد زمان صرف شده برای آنها توسط فضانوردان طراحی شده بودند.

برای پرواز با فضاپیمای سایوز، لباس فضایی Yastreb ساخته شد. تفاوت آن با Berkut در طراحی سیستم پشتیبانی از زندگی بود. با کمک آن، مخلوط تنفسی در داخل لباس فضایی به گردش در آمد. در اینجا از ناخالصی های مضر و دی اکسید کربن پاک شد و سپس خنک شد.

لباس نجات جدید Sokol-K در طول پرواز سایوز-12 در سپتامبر 1973 مورد استفاده قرار گرفت. حتی نمایندگان فروش از چین نیز مدل های پیشرفته تری از این لباس های محافظ را خریداری کردند. جالب است که وقتی فضاپیمای سرنشین دار «شانژو» به فضا پرتاب شد، فضانوردان حاضر در آن تجهیزاتی به تن داشتند که بسیار یادآور مدل روسی بود.

برای پیاده روی فضایی، طراحان شوروی لباس فضایی اورلان را ساختند. این یک تجهیزات نیمه سفت و خودمختار است، شبیه به کرچت قمری. شما همچنین باید آن را از طریق دری در پشت می پوشید. اما برخلاف کرچت، اورلان جهانی بود. آستین ها و پاچه های شلوار او به راحتی به قد دلخواه تنظیم می شد.

نه تنها فضانوردان روسی با لباس های فضایی اورلان پرواز می کردند. چینی ها "Feitian" خود را بر اساس این تجهیزات ساختند. آنها در آنها به فضای بیرونی رفتند.

لباس فضایی آینده

امروزه ناسا در حال توسعه برنامه های فضایی جدید است. اینها شامل پرواز به سیارک ها، به ماه است، و به همین دلیل است که توسعه اصلاحات جدید لباس های فضایی ادامه دارد، که در آینده باید تمام ویژگی های مثبت لباس کار و تجهیزات نجات را با هم ترکیب کنند. هنوز مشخص نیست که توسعه دهندگان کدام گزینه را انتخاب خواهند کرد.

شاید این یک لباس فضایی سنگین و سخت باشد که از فرد در برابر همه تأثیرات منفی خارجی محافظت می کند یا شاید فناوری های مدرن ایجاد یک پوسته جهانی را امکان پذیر می کند که ظرافت آن توسط فضانوردان زن آینده قدردانی خواهد شد.

وینتیج در ترند نیست

گران ترین لباس تاریخ بشر لباس فضایی است. هر عدد 20 میلیون دلار شوخی نیست. این در اصل یک فضاپیمای سفارشی با تمام سیستم ها و تجهیزات است و تقریباً به همان اندازه پیچیده است. و همه به این دلیل است که انسان، پادشاه طبیعت، موجودی کاملاً بی دفاع است. ما فقط در دمای اتاق می توانیم به طور معمول وجود داشته باشیم. در مورد شرایط فوق العاده سخت فضای بیرونی یا سیارات دیگر چه می توانیم بگوییم.

در حال حاضر، دو نوع لباس فضایی محافظ وجود دارد - خانه و آخر هفته. در طول مراحل انتقالی پروازها - برخاستن، فرود و مانور - فضانوردان با لباس های نجات تحت فشار ACES (لباس فرار خدمه پیشرفته) که از چند لایه پارچه ساخته شده و مجهز به کلاه ایمنی فشاری، سیستم خنک کننده مایع، کیت بقا، تجهیزات اضطراری هستند، استفاده می کنند. سیستم اکسیژن و چتر نجات. برای لایه های زیرین از مواد پنبه ای و برای لایه های بیرونی از نایلون هایی با بافت های مختلف با آغشته به نئوپرن و اورتان استفاده می شود. خلبانان جنگنده مافوق صوت تقریباً لباس های یکسان را می پوشند، اما ساده تر و ساخته شده از Nomex.

هنگام بیرون رفتن باید جدی‌تر لباس بپوشید. برای کار در فضای بیرونی، از مجموعه EMU (واحد تحرک بیرونی) استفاده می شود که یک پوسته نازک اما بسیار قابل اعتماد از زندگی را در اطراف فرد ایجاد می کند. EMU سفت و سخت از میکروشهاب سنگ ها، تشعشعات خورشیدی، خنک کننده، گرمای بیش از حد محافظت می کند و همچنین فشار داخلی پایدار، تهویه و ارتباطات را تضمین می کند. می توانید حرکات ساده ای را در آن انجام دهید، اما نیازی به صحبت در مورد فعالیت های حرکتی پیچیده نیست. فقط به یاد بیاورید که فضانوردان آپولو چگونه روی ماه راه می رفتند. اگر برای فضانوردی که لباس کلم به تن دارد، برداشتن چکشی که از دستکش های دست و پا چلفتی اش افتاده بود، مشکل بزرگی بود، از چه نوع ساخت ماهری یا مریخی می توان صحبت کرد! استفاده از یک EMU 140 کیلوگرمی به تنهایی غیرممکن است - روند نصب و بررسی سیستم های داخل هواپیما حدود سه ساعت طول می کشد.

بدیهی است که چنین کت پوست گوسفندی دست و پا چلفتی برای ماموریت های جدید مناسب نیست. ناسا این مشکل را کمتر از توسعه یک وسیله پرتاب می داند. قیمت آن نیم میلیارد دلار است. طراح فضایی رسمی آمریکا تری هیل، مدیر پروژه لباس فضایی Constellation در مرکز فضایی جانسون است.

مدرس دادگاه

علیرغم صدور حکم اعدام برای برنامه قمری، کار بر روی سیستم لباس فضایی صورت فلکی (CSSS) تکمیل خواهد شد. ناسا وظایف بسیار سختی را برای گروه هیل تعیین کرد که مهمترین آنها مدولار بودن و تطبیق پذیری لباس فضایی، پشتیبانی مستقل از زندگی عادی انسان در فضای بیرونی تحت فعالیت بدنی بالا به مدت 150 ساعت، توانایی تعویض لباس به صورت جداگانه و افزایش تحرک است.

کمد لباس فضانوردان آینده، طبق برنامه ریزی ناسا، از یک مجموعه لباس با دسته ای از لوازم جانبی تشکیل شده است. برنامه ریزی شده است که دو پیکربندی از لباس فضایی ایجاد شود - سبک و شدید. در مارس 2009، توسعه پیکربندی لباس سبک وزن برای مراحل انتقالی پرواز و کارهای اضطراری در فضای بیرونی به Oceaneering، یک شرکت فناوری مستقر در هیوستون و متخصص در ساخت تجهیزات حفاظتی برای کارهای اعماق دریا سپرده شد.

لباس فضایی Constellation از یک روش فشارسنجی سنتی برای حفظ فشار استفاده می کند - مخلوط گازی به لایه پایین پمپ می شود و درج های پلاستیکی سخت در ناحیه مفاصل آرنج، شانه و زانو برای اطمینان از تحرک نصب می شود. دمای طبیعی بدن فضانورد با عایق حرارتی خلاء چند لایه ای که برای اولین بار در اواسط دهه 1960 در لباس فضایی Berkut شوروی استفاده شد، حفظ می شود. در واقع فضانورد در نوعی قمقمه مهر و موم شده با حداقل رسانایی حرارتی محصور خواهد شد. اما اگر در "برکات" طراحان از پارچه متالایز سنگین استفاده کردند، متخصصان دیوید کلارک قصد دارند انواع خاصی از نایلون های سبک وزن با قابلیت نفوذپذیری یک طرفه را برای CSSS ایجاد کنند. هیچ چیز انسانی برای فضانوردان بیگانه نیست، از جمله هضم طبیعی. برای دفع مواد زائد، CSSS مجهز به سیستم جمع و جور دفع فاضلاب خواهد بود.

تجهیزات تله متری فشرده و سیستم های ارتباطی که در کلاه ایمنی ادغام شده اند، ارتباط دائمی با زمین و در صورت پیاده روی فضایی اضطراری با ایستگاه پایه را تضمین می کنند. در صورت لزوم از سیستم تنفسی اضطراری استفاده خواهد شد. پوشیدن یک لباس فضایی سبک برای این کار مشکلی نیست، به معنای واقعی کلمه باید از طریق زیپ عمودی بلند پشتی که می توانید بدون ایستادن در مقابل آینه آن را ببندید، وارد شوید. استقلال محدود CSSS یک سیستم پشتیبانی halyard را هنگام کار در فضای بیرونی فراهم می کند.

پیکربندی سنگین CSSS لباس کار روزانه فضانوردان خواهد بود. قسمت اصلی کت و شلوار بدون تغییر باقی خواهد ماند، اما با یک پوسته کامپوزیتی سبک و بادوام که حاوی منبع اکسیژن، باتری و ابزار است تکمیل خواهد شد. گذاشتن این زنجیر روی خود کار سختی نخواهد بود - مانند ردای جراح از پشت پوشیده شده و از پشت با یک گیره خودکار بسته می شود. لمس نهایی یک کلی نازک اما بسیار بادوام برای محافظت در برابر میکروشهاب سنگ ها و گرد و غبار است.

به گفته دن بری، معاون دیوید کلارک، یک نمونه آزمایشی از لباس فضایی مدولار Constellation با وزن محدود بیش از 50 کیلوگرم در سپتامبر 2010 ظاهر خواهد شد. اما در حال حاضر، CSSS فقط یک مفهوم است که برای پیاده سازی به مواد، فناوری ها و زمان جدید نیاز دارد.

آوانگارد آناتومیک

تری هیل رقبای مستقلی دارد که نگاهی کاملاً متفاوت به مد دارند. چندین گروه از دانشمندان در حال کار بر روی ایجاد لباس های فضایی مفهومی جایگزین هستند. اکتشاف ماه توسط شرکت های خصوصی به آنها فرصتی عالی برای حضور در سکوی ستاره می دهد. رادیکال ترین و امیدوارکننده ترین پروژه پروژه دیو نیومن، پروفسور موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و همکارش، فضانورد معروف پروفسور جفری هافمن است. از قبل می توانید BioSuit آنها را با دستان خود لمس کنید و حتی آن را امتحان کنید.

بر خلاف مفاهیم کلاسیک لباس فضایی، که در آن فشار بهینه از نظر فشار هوا با پمپ کردن مخلوط گاز حفظ می شود، در BioSuit بدن انسان به دلیل خاصیت ارتجاعی مواد به صورت مکانیکی فشرده می شود. در سال 1971، ناسا تلاش کرد تا یک لباس فضایی با فشرده سازی مکانیکی، لباس فعالیت فضایی ایجاد کند، اما به دلیل کمبود پارچه های لازم، کار متوقف شد. و این ایده بسیار وسوسه انگیز بود - به جای یک جعبه بادی حجیم که حرکت را محدود می کند، یک لباس ورزشی انعطاف پذیر و سبک تهیه کنید که در آن می توانید روی ماه فوتبال بازی کنید.

جفری هافمن، همکار نیومن، از لذت مشکوک یک لباس سخت آگاه است، زیرا پنج پرواز را در شاتل فضایی به مدت 50 روز انجام داده است که 25 ساعت از آن را در فضا گذرانده است. به گفته او، حتی ساده ترین دستکاری های یک فضانورد که EMU پوشیده است به کار سخت تبدیل می شود. آژانس طراحی Trotti & Associates و سازنده معروف حفاظت ورزشی Dainese از Molvena، Newman و Hoffman به همراه متخصصان آزمایشگاه نانوتکنولوژی سرباز مؤسسه، که مواد و فناوری‌هایی را برای تولید مهمات جنگی قرن بیست و یکم ایجاد می‌کنند، پروژه Constellation را به چالش کشیدند.

برای شروع، فیزیکدان کریس کار، بیومکانیک حرکات انسان را در شرایط گرانش مریخ، که تنها 38 درصد گرانش زمین است، به تفصیل مورد مطالعه قرار داد. مشخص شد که از نقطه نظر بهره وری انرژی، بهترین تکنیک برای حرکت در مریخ دویدن است. اما در EMU کنونی شما نمی توانید دورتر بدوید - ثابت بودن پاها و زانوهای سفت فقط به شما امکان می دهد پرش هایی به سبک کانگورو انجام دهید. این دقیقاً نحوه حرکت اعضای مأموریت های آپولو بر روی ماه است.

برای ایجاد فشردگی مکانیکی، کافی نیست یک لباس فضایی نرم به سادگی چسبانده شود - نباید هنگام خم کردن اندام ها چروک شود و در واقع پوست دوم باشد! حتی کاترهای بهترین خانه های مد نیز قادر به ساختن چنین چیزی از پارچه معمولی نیستند. اسپندکس ها با ویژگی های مختلف به کمک توسعه دهندگان آمدند.

در آزمایشگاه Soldier Nanotechnologies، مهندسان MIT تکنیکی را برای اسکن لیزری سه بعدی بدن انسان ایجاد کرده اند که به فرد امکان می دهد دقیق ترین مدل ریاضی تغییر شکل پوست را در حین حرکات محاسبه کرده و شبکه ای از خطوط به اصطلاح ثابت را شناسایی کند. به عبارت دیگر، الگوهای دیجیتالی دقیق را بعد از یک جاسازی بسازید. بدون تاول روی زانو یا چین و چروک! علاوه بر این، لایه‌های جداگانه لباس فضایی را می‌توان با استفاده از فناوری پاشش میکروالیاف و پلیمرهای مایع، مستقیماً روی فضانورد نقاشی کرد.

برای اینکه کت و شلوار بنشیند

تا به امروز، گروه نیومن و هافمن چندین نمونه اولیه از لباس فضایی را ساخته اند. برای راحتی، همه آنها توسط طراحان Dainese مطابق با استانداردهای Dave Newman ساخته شده اند. در طراحی BioSuit نازک و در عین حال چند لایه، توسعه دهندگان تعدادی از فناوری ها و موادی را آزمایش کردند که اخیراً در رمان های علمی تخیلی توضیح داده شده است.

فشار بهینه در داخل کت و شلوار از طریق استفاده از یک اسکلت خارجی الکتریکی خارجی ساخته شده از نوار آلیاژ حافظه شکل - فیبرهای ماهیچه ای فلزی به دست می آید. تنظیم دقیق سطح فشرده سازی در مناطق جداگانه BioSuit توسط یک سیستم کنترل الکترونیکی ارائه می شود. پارگی لباس فضایی دیگر منجر به مرگ نخواهد شد، زیرا از دست دادن فشار فقط در ناحیه کوچکی از بدن رخ می دهد. تعمیرات جزئی BioSuit را می توان به راحتی با استفاده از یک باند فشاری بر روی محل پارگی به راحتی در محل انجام داد. لایه داخلی پر شده با ژل ترموست از حذف گرما و رطوبت اضافی اطمینان حاصل می کند و بخار آب در سیستم زهکشی جمع نمی شود، اما به لطف نفوذپذیری یک طرفه همه لایه های BioSuit بلافاصله به بیرون حذف می شود. یک لایه دو لایه اسپندکس متالایز شده با فوم و عایق حرارتی ژل، فضانورد را در برابر تغییرات دمای بیرونی محافظت می کند که به 100 درجه سانتیگراد یا بیشتر در مریخ می رسد.

در نگاه اول، فرآیند پوشیدن چنین کت و شلوار متناسبی نباید کمتر از یک پوشیدن دسته جمعی سه ساعته EMU دشوار باشد، اما اینطور نیست. BioSuit به لطف سیستم هوشمند زیپ و سفت برقی تنها در یک دقیقه روی بدن قرار می گیرد. در ولتاژ صفر، نوار فلزی پیکربندی کشیده اولیه خود را به دست می آورد و پس از اینکه فضانورد منبع تغذیه را وصل کرد، فشرده می شود تا کاملاً سفت شود. تجهیزات مریخی با عناصر محافظ نیمه سفت و سخت ساخته شده از کامپوزیت، پوسته تنه با ظروف برای سیستم پشتیبانی حیات، کفش، دستکش و کلاه ایمنی تکمیل می شود.

از Hi-Tec تا Haute Couture

پروژه BioSuit هنوز تا اتمام فاصله زیادی دارد، اما نیومن و هافمن به موفقیت آن اطمینان دارند. حتی اگر ظاهر نهایی لباس فضایی آینده متفاوت باشد، اصول کشسانی و سبکی برای آن اساسی باقی خواهد ماند. اسپین آف های حاصل از کار دانشمندان MIT نه تنها می تواند تأثیر زیادی بر فناوری پروتز و ساخت لباس های جبرانی برای افراد مسن و بیماران داشته باشد، بلکه مد را نیز تغییر می دهد. فیلترهای آب خانگی، لنزهای تماسی، مواد نئوپرن برای کفش ها، ابزارهای بی سیم، آشکارسازهای دود، لباس ها و کفش های صرفه جویی در گرما و هزاران چیز مفید دیگر - همه اینها در طول تحقیقات فضایی اختراع شدند. پس چرا دانشمندان در حال حاضر نوسانی در زمینه مد لباس بالا نمی گیرند؟

آوریل 2010 |

زیبایی تکنولوژی
فریب بیهودگی سطحی BioSuit را نخورید. این یک شبه فناوری پر زرق و برق نیست. کت و شلوار زیبای دیو نیومن مجموعه ای از ایده های نوآورانه در زمینه نانوتکنولوژی، منسوجات و متالورژی است. بی جهت نیست که در سال 2007 BioSuit در لیست 100 اختراع مهم بشر که توسط مجله تایم تهیه شده است قرار گرفت.

CSSS دو وجهی
لباس CSSS در دو نسخه عرضه می شود. پیکربندی سبک وزن در هنگام برخاستن و ورود مجدد و برای کارهای کوتاه مدت در فضای بیرونی - به ویژه تعمیرات اضطراری کشتی استفاده می شود. پیکربندی سنگین برای کار طولانی مدت در خارج از کشتی - به ویژه پیاده روی در ماه و مریخ طراحی شده است. لباس فضایی سبک وزن از پنج لایه تشکیل شده است. قسمت پایینی یک محفظه نئوپرن مهر و موم شده است که فشار را حفظ می کند. رویه از پارچه Nomex نارنجی مقاوم در برابر آتش ساخته شده است. کت و شلوار یاتاقان های جدیدی روی مچ دست، آرنج، شانه ها، زانوها و باسن دریافت می کند

کت و شلوار سنگین بازوها، پاها، بست کفش و کلاه ایمنی را از پیکربندی سبک دریافت می کند. سیستم لولایی جدید پوسته سخت به فضانورد این امکان را می دهد که خم شود و اشیاء را از زمین بردارد. فشار داخل لباس نسبت به مدل های قبلی خود افزایش می یابد و به همین دلیل فضانوردان کمتر دچار فشارزدایی می شوند.
==============================================================================
در حال امتحان کردن لباس فضایی Orlan-E
پروژه "Mars-500". شبیه سازی پرواز سرنشین دار به سیاره سرخ

آزمایش MARS-500 که در قلمرو انستیتو مشکلات پزشکی و بیولوژیکی (IMBP) انجام می‌شود و با هدف جمع‌آوری داده‌ها، کسب دانش و کسب تجربه برای آماده‌سازی یک سفر واقعی به مریخ است، از سوم ژوئن گذشته آغاز شد. سال در 15 ژوئن، "باز کردن" از ایستگاه مداری انجام شد، در 23 ژوئن، انتقال به یک مدار هلیوسنتریک و در 24 دسامبر، به یک مدار مارپیچی انجام شد. در 8 فوریه 2011، خدمه به دو بخش تقسیم شدند: سوخروب کامولوف و الکسی سیتیف (هر دو از روسیه) و رومن چارلز (فرانسه) در "مدار" ماندند، و الکساندر اسمولیوسکی روسی، دیگو اوربینا ایتالیایی و وانگ یو چینی وارد مدار شدند. ماژول فرود به مریخ که در 12 فوریه با موفقیت بر روی "سطح" سیاره سرخ فرود آمد. طبق "افسانه" این پروژه، "مارسنیزاسیون" در منطقه دهانه گوسف، واقع در حدود 15 درجه شمال استوا رخ داده است و در سال 1976 به افتخار ستاره شناس روسی ماتوی گوسف (1826-1866) نامگذاری شده است. این دهانه با قطر 166 کیلومتر تقریباً سه تا چهار میلیارد سال پیش شکل گرفت و گمان می‌رود بستر دریاچه‌ای خشک باشد. منشاء آبی دهانه گوسف، همراه با سطح نسبتاً ایمن برای فرود و یک مکان "مناسب" در نزدیکی استوا، آن را به یکی از جذاب ترین مناطق برای مأموریت های تحقیقاتی آینده تبدیل می کند - خودکار و متعاقباً سرنشین دار. جو مریخ حدود 100 برابر نازک تر از جو زمین است. با این حال، مریخ دارای فصل، باد، ابر و آب و هوا است. اینجا یک نفر فقط با لباس فضایی می تواند کار کند. دهانه گوسف و منطقه اطراف آن 3-4 کیلومتر بالاتر از میانگین سطح صفر سیاره است، بنابراین فشار اتمسفر در آنجا حتی کمتر و حدود 6.1 میلی بار است. طول یک روز مریخی 24 ساعت و 39 دقیقه و 35 ثانیه است و گرانش تقریباً یک سوم گرانش زمین است.
فضانوردان در 23 فوریه مریخ را ترک کردند.

کیت لباس فضایی Orlan-E شامل:
- خود لباس با یک سیستم تهویه داخلی، یک دستگاه کنترل فشار اضافی، یک سیستم سیمی برای ارتباطات صوتی، - یک سیستم فشار و تهویه مستقل برای اطمینان از تهویه و ایجاد فشار اضافی در لباس (کمپرسور، کنترل جریان گاز، رابط) - واقع در خارج از کت و شلوار؛ - تجهیزات اضافی، از جمله فضایی برای پوشیدن لباس فضایی (شبیه ساز چرخ دستی) و محل استراحت ویژه مجهز. - تجهیزات شخصی (لباس زیر، هدست، دستکش). پوسته لباس فضایی Orlan-E شامل: - یک قسمت سفت و سخت (بدن و کوله پشتی)؛ - قطعات نرم (پاها و آستین)؛ - دستکش وزن لباس فضایی 32 کیلوگرم است. قسمت‌های نرم پوسته به نوارهای تنظیم مجهز شده‌اند که اجازه می‌دهند لباس مطابق با داده‌های آنتروپومتریک تستر تنظیم شود. کیف نیز یک دریچه دسترسی است. برای تنظیم فشار در کت و شلوار، یک تنظیم کننده فشار اضافی و یک فشار سنج برای کنترل فشار تعبیه شده است. اندازه استاندارد لباس فضانوردی با تنظیم فردی پوسته نرم اجازه می دهد تا آزمایش کنندگانی که ارتفاع ایستاده آنها در محدوده 165-180 سانتی متر است، سرعت جریان هوای تهویه در محدوده 0-280 nl/min تنظیم شود. آزمایش کننده های مجهز به لباس فضایی Orlan-E، تحت فشار اضافی 0.2 اتمسفر، می توانند به طور مستقل روی یک سطح افقی حرکت کنند و حرکات شبیه سازی عملیات کار را در طول EVA انجام دهند: خم شدن، چرخش، چمباتمه زدن و حرکات دست. مدت زمان کار در لباس فضایی با فعالیت بدنی متوسط تا 2 ساعت است که نیاز به استراحت دوره ای دارد.

1. نمای کلی لباس فضایی Orlan-E
عکس: IBMP/Oleg Voloshin