איך נראית חליפת חלל של אסטרונאוט? איך ייראו חליפות חלל בעתיד? הליכת חלל

"כשאגדל, אהפוך לאסטרונאוט" - המשפט הזה הפך לסמל של עידן שלם, שהתחיל במירוץ החלל בין המדינות המובילות בעולם והסתיים בחלום שלא התגשם עבור רבים מאיתנו. עם זאת, ישנם אנשים על כדור הארץ אשר יוצאים באופן קבוע לחלל החיצון. ואם היום זה הפך לדבר שבשגרה אצלנו שתמיד יש מישהו במסלול צף באפס כוח משיכה, פעם זה היה כל כך מרגש שמיליוני אנשים לא הסירו את העיניים מהטלוויזיות שלהם, צופים בנשימה עצורה בניסיונות הראשונים לחקור את החלל.

למרבה הצער, נולדנו מאוחר מדי לחקור את כדור הארץ. למרבה המזל, אנחנו נהיה הדור הראשון שמתחיל בחקירת כוכבי לכת אחרים. במאמר זה נדבר על לבוש, שבלעדיו לא תתקיים טיסה בין-כוכבית אחת, אף לא יציאה אחת של אדם תבוני לחלל - על חליפות החלל של העתיד.

חליפות חלל מודרניות

החלל החיצון הוא סביבה עוינת ביותר. אם תמצא את עצמך בטעות בוואקום, אין זה סביר שתינצל. תוך 15 שניות תאבד את ההכרה בגלל חוסר חמצן. הדם ירתח ואז יקפא בגלל חוסר הלחץ. רקמות ואיברים יתרחבו. שינוי חד בטמפרטורה ישלים את מה שהתחיל. גם אם תצליחו לשרוד את כל זה, זו לא עובדה שרוח השמש לא תתגמל אתכם בקרינה מזיקה.

כדי להגן על עצמם מכל הגורמים הללו, אסטרונאוטים משתמשים בחליפות הגנה – חליפות חלל. ההיסטוריה של ארון החלל מעניינת למדי, אבל לא הרבה אירועים חשובים קרו בו במהלך 30 השנים האחרונות. הרבה יותר מרגש הוא מה שמחכה לנו בעתיד הקרוב, במיוחד בהתחשב בקצב הגובר של הטיסות המסחריות ובהתחשב במשימות המתוכננות.

כיום, קוסמונאוטים רוסים משתמשים בחליפות החלל סוקול KV-2 ו-Orlan-MK (לטיולי חלל), שפותחו בשנות ה-70 וה-80. ב-2014 מתוכננות בדיקות של ה-Orlan-ISS, שעיצובה עבר שינויים קלים - באופן כללי חליפת החלל כמעט זהה לקודמתה. היום ותמיד, הייצור שלהם מתבצע על ידי JSC NPP Zvezda על שם האקדמיה G.I Severin, אגב, מלביש את הקוסמונאוטים שלה (או ליתר דיוק) בחליפות שנעשו על בסיס סובייטיות. סוקול ופייטיאן, שהוצגו ב-2003 וב-2008 בהתאמה והשתמשו במשימות שנז'ו 5 ו-שנג'ואו 7, ארה"ב, למרות הראויה לכבוד לפיתוחים המבטיחים שלהן, נאמנה לחליפות החלל של 1994 ו-1984: ACES (יחידת הבריחה של הצוות המתקדם) ו-EMU (יחידת ניידות חוץ).

אפשר להבין את האמריקאים. עקב בעיות מימון, תוכנית החלל נחתכה ברצינות. אולי, אלמלא זה, הם כבר היו על ונוס (משימה כזו תוכננה למעשה). באשר להצלחות של Roscosmos, מלבד מבחני Orlan-ISS שהוזכרו לעיל, לא ניתן לומר דבר נוסף. אם חליפות החלל של העתיד מיוצרות ברוסיה, הן מיוצרות מתחת לאדמה.

נאס"א מתכננת לחזור לירח ומפתחת באופן פעיל חליפות חלל חדשות, מכיוון שהארמסטרונגים והאולדרינים החדשים יזדקקו להם שישאירו עקבות על חול הירח. עם זאת, בניגוד לתוכנית אפולו 11, החליפות החדשות אמורות להעניק לאסטרונאוטים יותר יכולות. לדוגמה, תנועה חופשית, שתקל על העבודה על הירח, כמו גם הגנה מפני אבק ירח דביק כמו סרט.

אבל שותפים בינלאומיים המיוצגים על ידי סוכנות החלל האירופית ורוסקוסמוס מתכננים טיסה מאוישת למאדים - כפי שמעיד ניסוי בן 500 יום שנערך לפני מספר שנים. כחלק מתוכנית Mars 500, שישה אנשי צוות בינלאומי (כולל רוסים) בילו 500 ימים בנעילה, המדמים טיסה למאדים. אולי הטיסה עדיין תתקיים ב-2018. כאן כדאי לדעת שהבעיה העיקרית של טיסה כה ארוכה היא חשיפה לקרינה, שממנה לא מגנים לא חליפות חלל ולא גוף הספינה. הטיסה יכולה להיות מאוד לא נוחה.

שימו לב כי לצורך טיסה למאדים, רוסקוסמוס, יחד עם שותפיה, יצטרכו לפתח חליפת חלל מיוחדת. כחלק מתוכנית Mars 500, חברי הצוות השתמשו בגרסה מיוחדת של חליפת החלל Orlan-E (שפירושה "ניסיוני"). המעצבים מכנים אותו בצחוק אחיהם הצעיר - הוא כמעט זהה לשאר האורלנים, אבל הוא קל פי ארבעה ועדיין לא מתאים לטיול בחלל על מאדים. עם זאת, זה יהווה את הבסיס לחליפת המאדים העתידית.

כמה פילנתרופים מיליארדרים אחרים מתכננים גם הם טיסה למאדים - Bas Lansdorp (פרויקט MarsOne, שנועד ליישב את מאדים במהלך 2011–2033) ואילון מאסק (מייסד SpaceX).

כמה עולה חליפת חלל? הדגם שבו משתמשת נאס"א, עם כל הציוד, תמיכת החיים והציוד, עולה 12 מיליון דולר. NPP Zvezda מעדיפים לא לפרסם את עלות חליפת החלל, אבל הם מדברים על 9 מיליון דולר.

לְעַצֵב

מאילו חומרים עשויים חליפות חלל? בואו נסתכל על הדוגמה של EMU. בעוד שחליפות החלל הראשונות היו עשויות אך ורק מבדים רכים, גרסאות מודרניות משלבות רכיבים רכים וקשים המספקים תמיכה, ניידות ונוחות (אם כי עדיין ניתן להתווכח על האחרון). חומר חליפת החלל עצמו עשוי מ-13 שכבות: שתי שכבות של קירור פנימי, שתי שכבות דחיסה, שמונה שכבות של הגנה תרמית מפני מיקרומטאוריטים ושכבה חיצונית אחת. שכבות אלו כוללות את החומרים הבאים: ניילון סרוג, ספנדקס, ניילון אורטאן, דקרון, ניילון ניאופרן, מיילר, גור-טקס, קוולר (שממנו עשוי שריון גוף) ונומקס.

כל השכבות תפורות ומלוכדות יחד ליצירת כיסוי חלק. כמו כן, בניגוד לחליפות החלל הראשונות, שהותאמו באופן אינדיבידואלי לכל אסטרונאוט, ל-EMUs המודרניים יש רכיבים בגדלים שונים שיתאימו לכולם.

חליפת ה-EMU מורכבת מהחלקים הבאים: MAG (אוסף את השתן של האסטרונאוט), LCVG (מסיר עודפי חום במהלך הליכה בחלל), EEH (מספק תקשורת וביו-מכשירים), CCA (מיקרופון ואוזניות לתקשורת), LTA ( חליפה תחתונה, מכנסיים, מגיני ברכיים, גרבונים ומגפיים), HUT (החלק העליון של החליפה, מעטפת פיברגלס קשיחה התומכת במספר מבנים: זרועות, פלג גוף עליון, קסדה, תרמיל תומך חיים ומודול בקרה), שרוולים, שני זוגות של כפפות (פנימיות וחיצוניות), קסדה, EVA (הגנה מפני אור שמש בהיר), IDB (תיק הידרציה תוך חליפה), PLSS (מערכת תומכת חיים ראשונית: חמצן, אנרגיה, ניקוי פחמן דו חמצני, קירור, מים, רדיו ומערכת אזהרה), SOP (רזרבה חמצן), DCM (בקרת מודול PLSS).

נשכח קשות ישן

בשנת 2012 הציגה נאס"א סוג חדש של חליפת חלל, ה-Z-1. בהשראת חליפת החלל של Buzz Lightyear מ-Toy Story, החליפה אמורה להיכנס לייצור ב-2015 ותגיע עם מספר פיצ'רים ופיצ'רים מגניבים.

ראשית, הקסדה בצורת בועה מספקת שדה ראייה עצום בהשוואה לאפשרויות קודמות. כן, זו לא "קסדת האופנוע" הקנונית, אבל הבטיחות, לפי מומחים, תהיה ברמה הגבוהה ביותר. העיצוב החדש של חלקי הכתפיים של החליפה מספק חופש גדול יותר של תנועות הידיים. יש צוהר בחלק האחורי של חליפת החלל שדרכו זוחל האסטרונאוט כשהוא מתלבש. כלומר, חליפת החלל, כמו תחבורה, היא זו שלוקחת את הנוסע, במקום שהאסטרונאוט שם הכל על עצמו.

שנית, וחשוב מאוד "שנית", חליפת החלל Z-1 תתאים באותה מידה הן להליכות חלל והן לתנועה על פני כדור הארץ (בניגוד לכל מה שצוות ה-ISS לובש).

שלישית, הודות להתפתחויות האחרונות, הצורך להעמיס שוב חליפת חלל עם מיכלים של ליתיום הידרוקסיד, הסופג פחמן דו חמצני שנושף על ידי אדם, ירד משמעותית. ובכן, ה-Z-1 יכול להוות תחליף מצוין ל-EMU ולפרוש את החליפה הישנה.

בסוף השנה שעברה, דווח שנאס"א בחנה חליפת חלל קלת משקל חדשה מכיוון שה-Z-1 היה מגושם מדי. צעד אחורה? והנה השניה: החליפה החדשה תהיה גרסה מתוקנת של חליפת ACES הכתומה, שפותחה עוד בשנות ה-60. החליפה תשמש את הצוות של חללית אוריון, שתתפוס אסטרואידים לאיסוף וניתוח דגימות. לרוע המזל, סוכנות החלל לא מרימה את מסך הסודיות מעל המשימה המסתורית הזו, ולכן לא ידוע עליה הרבה.

שני צעדים אחורה? הנה השלישי: מעבורת אוריון היא בעצם מודול אפולו מעודכן. וכאן כל חלקי הפאזל מתחברים: בתוך מודול הרקטות של אוריון יש מעט מדי מקום להסתובב בחליפת EMU או Z-1. בנוסף, החליפה החדשה תהיה אוניברסלית ומיועדת לעבודה בפנים ובחוץ. נציגי נאס"א עצמם מדגישים במיוחד את היתרונות של חליפת החלל החדשה, כמו עלות הייצור הנמוכה ונוכחות של מערכת תומכת חיים מוכנה לאסטרונאוט בחליפת החלל החדשה. עם זאת, יש תקווה עזה שה-Z-1, ואחריו ה-Z-2 שהוכרז לאחרונה, עדיין ישמשו, אבל במשימות אחרות.

הגוון הכתום נבחר לחליפות ACES מטעמי בטיחות. זהו אחד הצבעים התוססים הן בים והן בחלל. למצוא ולהציל אסטרונאוט שאבד יהיה קל יותר.

"עור שני"

במהלך טיסה בחלל, עמוד השדרה של אסטרונאוט נמתח בשבעה סנטימטרים. זה מוביל לכאבי גב איומים, שכמובן מדאיגים את סוכנויות החלל. במיוחד עבור סוכנות החלל האירופית, מהנדסים גרמנים פיתחו חליפת עור שמתאימה היטב לגוף, העשויה מבד סיבי פוליאוריטן אלסטי דו-כיווני. החליפה דוחסת בחוזקה את הגוף מהכתפיים ועד הרגליים, מדמה לחץ רגיל. בדיקת טיסה של החליפה, העשויה מספנדקס, מתוכננת לשנת 2015. עם זאת, כמה מהנדסים הלכו אפילו רחוק יותר בפיתוחיהם.

לאחרונה, חוקרת באוניברסיטה הטובה בעולם (לפי QS) - המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס - דווה ניומן הציגה חליפת חלל חדשה, עליה עבדה יותר מעשר שנים. זה נקרא Biosuit ורבים מאמינים שהוא יכול לחולל מהפכה בחקר החלל האנושי.

חליפת חלל צמודה מעניקה לאסטרונאוטים ניידות רבה יותר ומונעת פציעות ("על הכתפיים" של אסטרונאוטים - 25 פעולות עקב פציעות מחליפות חלל כבדות). המניע העיקרי של ניומן לעבודתה היה שנשים מתחת לגובה מסוים לא יכלו להשתמש ב-EMU כי הן פשוט לא מייצרות חליפות כל כך קטנות. עבור דווה עצמה, זו עובדה חשובה, שכן היא אינה גבוהה. אבל יש מניעים אחרים.

ראשית, חליפות חלל מודרניות שוקלות כ-100 קילוגרם. כן, הם מיועדים לשימוש באפס כוח משיכה, אבל אתה צריך להתעסק איתם. שנית, החלל עצמו אינו ריק. יש גם גז בחלל, וכדי לייצב את הלחץ בפנים ובחוץ, החליפה "מתנפחת", ומסבכת עוד יותר את תנועות האדם. Biosuit הוא בד מהודק היטב העשוי מפולימרים וחומרים פעילים - סגסוגת של ניקל וטיטניום, לכן הוא מפעיל לחץ באופן עצמאי על רקמת האדם, מונע את התרחבותה ותוך שמירה על אלסטי ואלסטי.

כמו כן, מכיוון שהחליפה הזו מחולקת לחלקים עצמאיים, אם חלק אחד ינוקב, לאסטרונאוט יהיה זמן להחיל "תחבושת". חליפות חלל מודרניות לא יכולות לעשות זאת: סדוק פירושו סדוק, ירידת לחץ מתרחשת על פני כל רוחב הבגד. עם זאת, לדווה עדיין יש בעיות מסוימות עם הקסדה, אז הממציאה עצמה מודה, מה שיגידו, סביר להניח שנראה סימביוזה של EMU ו-Biosuit. פתרון פשרה יהיה לשמור את החלק התחתון מה-Biosuit ואת הקסדה מה-EMU. זה יספק לאסטרונאוט את הניידות הדרושה ובטיחות מוכחת של הקסדה. יש עוד זמן לפני הטיסות הראשונות למאדים - וההזדמנות להמציא משהו חדש.

ללכת?

באשר למילוי חליפות החלל, מדענים מתכננים ברצינות להפוך את האסטרונאוטים של העתיד למעבדות הליכה. הצוות של המדען פטריק מקגווייר משיקגו מפתח מחשב נייד לחליפת חלל שיכול לבצע באופן עצמאי (או כמעט עצמאי, באמצעות אלגוריתמים של בינה מלאכותית המבוססים על רשתות עצביות) מגוון ניתוחים: מהערכת הנוף ועד למבנה המיקרוסקופי של אבנים. חליפת חלל חכמה זו מוכנה למשימות למאדים ונבדקת בהצלחה באזורים צחיחים למחצה בספרד והבחינה בין חזזית ללוח על סלע. בתנאים הפראיים של כמה מאדים, עוזר כזה יכול להפוך לבעל ערך רב.

כמובן, פיתוחים מודרניים אינם מוגבלים רק לחליפות אסטרונאוטים. עידן המסע בחלל מוכרז כפתוח – ומי יודע, אולי תהיו בין תיירי החלל הראשונים. בינואר התקיימה בהצלחה טיסת המבחן השלישית והמרשימה מאוד של חללית ספינת החלל Two, שנוצרה על ידי וירג'ין גלקטי וריצ'רד ברנסון באופן אישי. נראה כי Virgin Galaxy תהיה ככל הנראה החברה הראשונה שתציע טיול יוקרתי למסלול נמוך של כדור הארץ, ואולי מעבר לכך.

מכינים גם חליפות חלל עבורך ולי. חברת Final Frontier Design האמריקאית הציגה גרסה קלת משקל של חליפת 3G עבור תיירי חלל. חליפת חלל נוחה, קלת משקל (שבעה קילוגרמים בלבד - זה לא EMU של 100 ק"ג) וזולה נוצרה במשך ארבע שנים על פסגת התהילה של ההמצאה הקודמת של החברה, שזכתה בפרס Popular Science 2013 היוקרתי - כפפות חלל מיוחדות. רק תקשיבו לכמה שזה נשמע מגניב: "שכבה מתמזגת של ניילון מצופה אורטן, 13 רמות של התאמה אישית, טבעת סיבי פחמן סביב המותניים, כפפות נשלפות, שקע תקשורת מובנה ומעגלי קירור בחזה, בזרועות וברגליים. להגן על הנוסע מפני התחממות יתר..."

נראה שזה מריח כמו חלל. בחרו חליפה שמתאימה לכתף שלכם והתכוננו לראות כדור מסנוור עולה במזרח הירח - כדור הארץ שלנו.

חליפת חלל היא לא רק חליפה. זוהי חללית העוקבת אחר צורת הגוף. וזה הופיע הרבה לפני הטיסות הראשונות לחלל. בתחילת המאה העשרים, מדענים כבר ידעו שהתנאים בחלל ובכוכבי לכת אחרים שונים מאוד מאלה שבכדור הארץ. עבור טיסות עתידיות לחלל, היה צורך להמציא חליפה שתגן על אדם מפני השפעות של סביבה חיצונית קטלנית.

חליפת החלל היא נס של טכנולוגיה, תחנת חלל במיניאטורה... נראה לכם שחליפת החלל מלאה, כמו תיק יד, אבל בעצם הכל עשוי בצורה כל כך קומפקטית שזה פשוט יפה... בכלל, שלי חליפת חלל נראתה כמו מכונית ממדרגה ראשונה, והקסדה שלי - על שעון שוויצרי.
רוברט היינליין "יש לי חליפת חלל - אני מוכן לנסוע"

Forerunners של חליפת חלל

השם "חליפת צלילה" מגיע ממילה צרפתית שנטבעה בשנת 1775 על ידי אב המנזר המתמטיקאי ז'אן בטיסט דה לה שאפל. מטבע הדברים, לא דיברו על טיסות לחלל בסוף המאה ה-18 – המדען הציע לקרוא כך לציוד צלילה. המילה עצמה, שניתן לתרגם מיוונית בערך כ"איש סירה", נכנסה באופן בלתי צפוי לשפה הרוסית עם כניסת עידן החלל. באנגלית, חליפת החלל נשארה "חליפת חלל".

חליפות צלילה של ז'אן בטיסט דה לה שאפל.

ככל שאדם טיפס גבוה יותר, כך היה הצורך בחליפה שתעזור לו לעשות צעד נוסף לעבר השמים. אם בגובה של שישה עד שבעה קילומטרים מספיקים מסכת חמצן ובגדים חמים, אז אחרי סימן עשרה הקילומטרים הלחץ יורד כל כך עד שהריאות מפסיקות לספוג חמצן. כדי לשרוד בתנאים כאלה, אתה צריך תא אטום וחליפת פיצוי, אשר, כאשר מוריד לחץ, דוחס את גוף האדם, מחליף זמנית לחץ חיצוני.

עם זאת, אם תעלה עוד יותר, גם ההליך הכואב הזה לא יעזור: הטייס ימות מרעב בחמצן והפרעות דקומפרסיה. הפתרון היחיד הוא לייצר חליפת חלל אטומה לחלוטין שבה הלחץ הפנימי נשמר ברמה מספקת (בדרך כלל לפחות 40% מהלחץ האטמוספרי, שמתאים לגובה של שבעה קילומטרים). אבל גם כאן יש מספיק בעיות: חליפת חלל מנופחת מקשה על התנועה, וכמעט בלתי אפשרי לבצע בה מניפולציות מדויקות.

הפיזיולוג האנגלי ג'ון הולדן פרסם בשנות העשרים של המאה הקודמת סדרה של מאמרים בהם הציע שימוש בחליפות צלילה כדי להגן על כדורי בלונים. הוא אפילו בנה אב טיפוס של חליפת חלל כזו עבור האווירונאוט האמריקאי מארק רידג'. האחרון בדק את החליפה בתא לחץ בלחץ המקביל לגובה של 25.6 קילומטרים. עם זאת, בלונים לטיסה בסטרטוספירה תמיד היו יקרים, ורידג' לא הצליח לגייס את הכספים כדי לקבוע שיא עולמי באמצעות החליפה של הולדן.

בברית המועצות עבד יבגני צ'רטובסקי, מהנדס במכון לרפואת תעופה, על חליפות חלל לטיסות בגובה רב. בין 1931 ל-1940 הוא פיתח שבעה דגמים של חליפות לחץ. כולם היו רחוקים מלהיות מושלמים, אבל צ'רטובסקי היה הראשון בעולם שפתר את הבעיה הקשורה בניידות. לאחר שהחליפה נופחה, הטייס נזקק למאמץ רב רק כדי לכופף את הגפה, ולכן בדגם Ch-2 המהנדס השתמש בצירים. דגם Ch-3, שנוצר ב-1936, הכיל כמעט את כל האלמנטים המצויים בחליפת חלל מודרנית, כולל פשתן סופג. ה-Ch-3 נוסה על המפציץ הכבד TB-3 ב-19 במאי 1937.

חליפות החלל הראשונות בגובה רב של ברית המועצות: Ch-3 (1936) ו-SK-TsAGI-5 (1940)

בשנת 1936 יצא לאקרנים סרט המדע הבדיוני "טיסת חלל", שביצירתו השתתף קונסטנטין ציולקובסקי. הסרט על כיבוש הירח הקרוב כל כך כבש את המהנדסים הצעירים של המכון המרכזי לאירוהידרודינמי (TsAGI) שהם החלו לעבוד באופן פעיל על אבות טיפוס של חליפות חלל. המדגם הראשון, המכונה SK-TsAGI-1, תוכנן, יוצר ונבדק במהירות מפתיעה - תוך שנה אחת בלבד, 1937.

החליפה באמת יצרה רושם של משהו מחוץ לכדור הארץ: החלק העליון והתחתון חוברו באמצעות מחבר חגורה; נראה כי מפרקי הכתפיים מקלים על הניידות; הקליפה הייתה מורכבת משתי שכבות של בד מגומי. הדגם השני צויד במערכת התחדשות אוטונומית המיועדת לשש שעות של פעולה רציפה. בשנת 1940, בהתבסס על הניסיון שנצבר, מהנדסי TsAGI יצרו את חליפת החלל הסובייטית האחרונה לפני המלחמה SK-TsAGI-8. הוא נוסה על מטוס הקרב I-153 Chaika.

לאחר המלחמה עברה היוזמה למכון לחקר הטיסה (LII). על המומחים שלה הוטל ליצור חליפות לטייסי תעופה, שכבשו במהירות גבהים ומהירויות חדשות. ייצור סדרתי לא היה אפשרי עבור מכון אחד, ובאוקטובר 1952 יצר המהנדס אלכסנדר בויקו בית מלאכה מיוחד במפעל מס' 918 בטומילינו, ליד מוסקבה. כיום מפעל זה ידוע בשם NPP Zvezda. שם נוצרה חליפת החלל של יורי גגרין.

חליפות חלל לכלבים (בלקה בתמונה) נעשו פשוטות יותר: החיות לא היו צריכות לעשות עבודה מורכבת.

טיסות ראשונות

כשמהנדסי התכנון הסובייטיים החלו לתכנן את חללית ווסטוק הראשונה בסוף שנות ה-50, הם תכננו בתחילה שאדם יטוס לחלל ללא חליפת חלל. הטייס יונח במיכל אטום שייירות מהנחתת לפני הנחיתה. עם זאת, תוכנית כזו התבררה כמסורבלת והצריכה בדיקות ממושכות, ולכן באוגוסט 1960, לשכתו של סרגיי קורולב עיצבה מחדש את הפריסה הפנימית של הווסטוק, והחליפה את המכולה במושב פליטה. בהתאם לכך, כדי להגן על האסטרונאוט העתידי במקרה של ירידת לחץ, היה צורך ליצור במהירות חליפה מתאימה. לא נשאר זמן לעגינה את חליפת החלל עם המערכות המובנות, אז הם החליטו ליצור מערכת תומכת חיים המונחת ישירות במושב.

החליפה, שסומנה SK-1, התבססה על חליפת ה-Vorkuta בגובה רב, אשר נועדה לטייסי מטוס הקרב המיירט Su-9. רק את הקסדה היה צורך לשפץ לחלוטין. לדוגמה, הותקן בו מנגנון מיוחד, שנשלט על ידי חיישן לחץ: אם הוא ירד בחדות, המנגנון טרק מיידית את המצחייה השקופה.

הקוסמונאוט הראשון בחליפת החלל לא הראשונה: יורי גגארין ב-SK-1.

כל חליפת חלל נעשתה לפי מידות אישיות. בטיסת החלל הראשונה, לא ניתן היה "לכסות" את כל צוות הקוסמונאוטים, אשר כלל באותה עת מעשרים אנשים. לכן, הם זיהו תחילה שישה שהראו את רמת האימונים הטובה ביותר, ולאחר מכן את שלושת ה"מנהיגים": יורי גגרין, טיטוב הגרמני וגריגורי נליובוב. תחילה נוצרו עבורם חליפות חלל.

אחת מחליפות החלל SK-1 הייתה במסלול לפני הקוסמונאוטים. במהלך שיגורי הניסוי הבלתי מאוישים של חללית ווסטוק, שבוצעו ב-9 וב-25 במרץ 1961, הייתה על הסיפון בובת דמוי אדם בחליפת חלל, שזכתה לכינוי "איבן איבנוביץ'", יחד עם בני הניסוי. בחזהו הותקן כלוב עם עכברים וחזירי ניסיונות. שלט עם הכיתוב "פריסה" הוצב מתחת למגן השקוף של הקסדה, כדי שעדים מזדמנים לנחיתה לא יטעו בו כפלישה של חייזרים.

חליפת החלל SK-1 שימשה בחמש טיסות מאוישות של חללית ווסטוק. רק עבור הטיסה של ווסטוק-6, בתא שבו הייתה ולנטינה טרשקובה, נוצרה חליפת החלל SK-2, תוך התחשבות במוזרויות האנטומיה הנשית.

ולנטינה טרשקובה בחליפת החלל "נשים" SK-2. חליפות החלל הסובייטיות הראשונות היו כתומות בוהקות כדי להקל על מציאת טייס הנחיתה. אבל חליפות חלל לחלל החיצון מתאימות יותר ללבן, המשקף את כל הקרניים.

המעצבים האמריקאים של תוכנית מרקורי הלכו בדרכם של מתחרותיהם. עם זאת, היו גם הבדלים שהיו צריכים להילקח בחשבון: הקפסולה הקטנה של ספינתם לא אפשרה לה להישאר במסלול זמן רב, ובשיגורים הראשונים היא הייתה צריכה להגיע רק לקצה החלל החיצון. חליפת החלל Navy Mark IV נוצרה על ידי ראסל קולי עבור טייסי תעופה ימית, והיא שונה לטובה מדגמים אחרים בגמישותה ובמשקלה הנמוך יחסית. כדי להתאים את החליפה לחללית, היה צורך לבצע מספר שינויים - בעיקר בעיצוב הקסדה. לכל אסטרונאוט היו שלוש חליפות חלל אישיות: לאימון, לטיסה ומילואים.

חליפת החלל של תוכנית מרקורי הוכיחה את מהימנותה. רק פעם אחת, כאשר הקפסולה של מרקורי 4 החלה לשקוע לאחר התזה, החליפה כמעט הרגה את וירג'יל גריסום - האסטרונאוט בקושי הצליח להתנתק ממערכת תומכת החיים של הספינה ולצאת.

הליכת חלל

חליפות החלל הראשונות היו חליפות הצלה הן היו מחוברות למערכת תומכת החיים של הספינה ולא אפשרו הליכות בחלל. מומחים הבינו שאם הרחבת החלל תימשך, אז אחד משלבי החובה יהיה יצירת חליפת חלל אוטונומית שבה ניתן יהיה לעבוד בחלל החיצון.

בהתחלה, עבור התוכנית המאוישת החדשה שלהם "ג'מיני", האמריקאים רצו לשנות את חליפת החלל "מרקוריאנית" סימן IV, אבל באותו זמן החליפה האטומה בגובה רב של G3C, שנוצרה עבור פרויקט מטוס הרקטות X-15, הייתה מוכנה לחלוטין , והם לקחו את זה כבסיס. בסך הכל נעשה שימוש בשלושה שינויים במהלך טיסות הג'מיני - G3C, G4C ו-G5C, ורק חליפות G4C התאימו להליכות חלל. כל חליפות החלל היו מחוברות למערכת תמיכת החיים של הספינה, אך במקרה של בעיות סופק מכשיר ELSS אוטונומי, שהמשאבים שלו הספיקו לתמוך באסטרונאוט למשך חצי שעה. עם זאת, האסטרונאוטים לא היו צריכים להשתמש בו.

בחליפת החלל G4C עשה אדוארד ווייט, הטייס של ג'מיני 4, טיול חלל. זה קרה ב-3 ביוני 1965. אבל עד אז הוא לא היה הראשון - חודשיים וחצי לפני ווייט, אלכסיי ליאונוב יצא לטיסה חופשית ליד הספינה Voskhod-2.

הצוות של Voskhod-2, Pavel Belyaev ואלכסיי Leonov, בחליפות חלל של Berkut.

ספינות ווסקוד נוצרו כדי להשיג שיאי חלל. בפרט, ב-Voskhod-1, צוות של שלושה קוסמונאוטים טס לחלל בפעם הראשונה - לשם כך, מושב הפליטה הוסר מרכב הירידה הכדורי, והקוסמונאוטים עצמם יצאו לטיסה ללא חליפות חלל. החללית Voskhod-2 הוכנה לכניסה של אחד מאנשי הצוות לחלל החיצון, ואי אפשר היה להסתדר בלי חליפת לחץ.

חליפת החלל של Berkut פותחה במיוחד עבור הטיסה ההיסטורית. בניגוד ל-SK-1, לחליפה החדשה הייתה מעטפת אטומה שנייה, קסדה עם מסנן אור ותיק גב עם בלוני חמצן, שהאספקה שלו הספיקה ל-45 דקות. בנוסף, חובר האסטרונאוט לספינה באמצעות מקלט באורך שבעה מטרים, שכללה מכשיר בולם זעזועים, כבל פלדה, צינור חירום לאספקת חמצן וחוטי חשמל.

החללית Voskhod-2 שוגרה ב-18 במרץ 1965, ובתחילת המסלול השני עזב אלכסיי לאונוב את הלוח. מיד, מפקד הצוות פאבל בליאייב הכריז חגיגית לכל העולם: "שים לב! האדם נכנס לחלל החיצון! תמונתו של אסטרונאוט ממריא על רקע כדור הארץ שודרה בכל ערוצי הטלוויזיה. ליאונוב היה בריק במשך 23 דקות 41 שניות.

למרות שהאמריקאים איבדו את ההובלה, הם עקפו במהירות ובאופן מורגש את מתחריהם הסובייטים במספר ההליכות בחלל. פעולות מחוץ לספינה בוצעו במהלך טיסות ג'מיני 4, -9, -10, -11, 12. היציאה הסובייטית הבאה לא התרחשה עד ינואר 1969. באותה שנה, אמריקאים נחתו על הירח.

מקליט בחלל ריק

היום הליכות בחלל לא יפתיעו אף אחד: בסוף אוגוסט 2013 נרשמו 362 הליכות חלל באורך כולל של 1981 שעות ו-51 דקות (82.5 ימים, כמעט שלושה חודשים). ובכל זאת יש כאן כמה שיאים.

בעל שיא מוחלט עבור מספר שעות בילוי בחלל החיצון, הקוסמונאוט הרוסי אנטולי סולוביוב נשאר שנים רבות - הוא ביצע 16 יציאות עם משך כולל של 78 שעות 46 דקות. במקום השני נמצא האמריקאי מייקל לופז-אלגריה; הוא ביצע 10 יציאות עם משך כולל של 67 שעות ו-40 דקות.

הארוך ביותרהייתה היציאה של האמריקאים ג'יימס ווס וסוזן הלמס ב-11 במרץ 2001, שנמשכה 8 שעות ו-56 דקות.

מַקסִימוּם מספר יציאות לטיסה- שבעה; שיא זה שייך לסרגיי קריקלב הרוסי.

הארוך ביותר על פני הירחהאסטרונאוטים של אפולו 17 יוג'ין סרנן והריסון שמיט היו שם: במשך שלוש משימות בדצמבר 1972, הם בילו שם 22 שעות ו-4 דקות.

אם נשווה מדינות, לא אסטרונאוטים, ארצות הברית היא ללא ספק המובילה כאן: 224 יציאות, 1365 שעות 53 דקות מחוץ לחללית.

חליפות חלל לירח

על הירח נדרשו חליפות חלל שונות לחלוטין מאשר במסלול כדור הארץ. החליפה הייתה אמורה להיות אוטונומית לחלוטין ולאפשר לאדם לעבוד מחוץ לספינה במשך מספר שעות. הוא היה אמור לספק הגנה מפני מיקרומטאוריטים, והכי חשוב, מפני התחממות יתר באור שמש ישיר, שכן הנחיתות תוכננו בימי הירח. בנוסף, נאס"א בנתה מעמד נוטה מיוחד כדי לגלות כיצד כוח המשיכה המופחת משפיע על תנועת האסטרונאוטים. התברר שאופי ההליכה משתנה באופן דרמטי.

החליפה לטיסה לירח שופרה במהלך תוכנית אפולו. הגרסה הראשונה של ה-A5L לא סיפקה את הלקוח, ועד מהרה הופיעה חליפת החלל A6L, אליה נוספה מעטפת בידוד תרמי. לאחר השריפה ב-27 בינואר 1967 על אפולו 1, שהובילה למותם של שלושה אסטרונאוטים (כולל אדוארד ווייט ווירג'יל גריסום הנזכרים לעיל), החליפה שונתה לגרסה עמידה באש A7L.

לפי התכנון, ה-A7L היה חליפה מקשה אחת, רב-שכבתית המכסה את הגו והגפיים, עם מפרקים גמישים עשויים מגומי. טבעות מתכת בצווארון ובשרוולים נועדו להתקנת כפפות אטומות ו"קסדת אקווריום". לכל חליפות החלל היה "רוכסן" אנכי שעבר מהצוואר ועד המפשעה. ה-A7L סיפק ארבע שעות עבודה לאסטרונאוטים על הירח. ליתר בטחון, בתרמיל הייתה גם יחידת תמיכת חיים לגיבוי, שנועדה להחזיק מעמד למשך חצי שעה. זה היה בחליפות החלל A7L שהאסטרונאוטים ניל ארמסטרונג ואדווין אולדרין הלכו על הירח ב-21 ביולי 1969.

שלוש הטיסות האחרונות של תוכנית הירח השתמשו בחליפות חלל A7LB. הם היו מובחנים על ידי שני מפרקים חדשים על הצוואר והחגורה - שינוי כזה היה נחוץ כדי להקל על הנהיגה במכונית הירח. מאוחר יותר, גרסה זו של חליפת החלל שימשה בתחנת המסלול האמריקאית Skylab ובמהלך טיסת סויוז-אפולו הבינלאומית.

גם קוסמונאוטים סובייטים נסעו לירח. והוכנה עבורם חליפת חלל של "קרכט". מאחר שלפי התכנון היה אמור לנחות על פני השטח רק איש צוות אחד, נבחרה לחליפת החלל גרסה חצי קשיחה - עם דלת מאחור. האסטרונאוט לא היה צריך ללבוש חליפה, כמו בגרסה האמריקאית, אלא ממש להשתלב בה. מערכת כבלים מיוחדת וידית צד אפשרו לסגור את המכסה מאחוריכם. כל מערכת תמיכת החיים הייתה ממוקמת בדלת צירים ולא פעלה בחוץ, כמו האמריקאים, אלא באווירה פנימית רגילה, מה שפשט את העיצוב. למרות שקרצ'ט מעולם לא ביקר בירח, הפיתוחים שלו שימשו ליצירת דגמים אחרים.

ציפורי טרף של החלל

ב-1967 החלו טיסות של חללית סויוז הסובייטית החדשה. הם היו אמורים להפוך לאמצעי התחבורה העיקרי ביצירת תחנות מסלול ארוכות טווח, כך שהזמן הפוטנציאלי שאדם נאלץ לבלות מחוץ לספינה גדל בהכרח.

חליפת החלל "יסטרב" הייתה דומה בעצם לזו של "ברקוט", ששימשה בחללית Voskhod-2. ההבדלים היו במערכת תומכת החיים: כעת תערובת הנשימה הסתובבה בתוך החליפה במעגל סגור, שם היא נוקה מפחמן דו חמצני ומזיהומים מזיקים, הוזנה בחמצן וקיררה. בהוקס, הקוסמונאוטים אלכסיי אליסייב ויבגני חרונוב עברו מספינה לספינה במהלך הטיסות של סויוז 4 וסויוז 5 בינואר 1969.

הקוסמונאוטים טסו לתחנות מסלול ללא חליפות חילוץ - בשל כך ניתן היה להגדיל את האספקה על סיפון הספינה. אבל יום אחד החלל לא סלח לחופש כזה: ביוני 1971, גאורגי דוברובולסקי, ולדיסלב וולקוב וויקטור פטסייב מתו עקב ירידת לחץ. המעצבים נאלצו ליצור בדחיפות חליפת הצלה חדשה, סוקול-ק. הטיסה הראשונה בחליפות החלל הללו בוצעה בספטמבר 1973 על סויוז-12. מאז, כשקוסמונאוטים יוצאים לטיסות בחללית סויוז מקומית, הם תמיד משתמשים בגרסאות של הבז.

ראוי לציין כי חליפות החלל Sokol-KV2 נרכשו על ידי נציגי מכירות סיניים, ולאחר מכן קיבלה סין חליפת חלל משלה, הנקראת, כמו החללית המאוישת, "שנז'ו" ודומה מאוד לדגם הרוסי. הטאיקונאוט הראשון יאנג ליווי נכנס למסלול בחליפת חלל כזו.

חליפות החלל מסדרת "Falcon" לא התאימו ליציאה לחלל החיצון, לכן, כאשר ברית המועצות החלה לשגר תחנות מסלוליות שאפשרו לבנות מודולים שונים, היה צורך גם בחליפת מגן מתאימה. זה הפך ל"אורלן" - חליפת חלל אוטונומית קשיחה למחצה שנוצרה על בסיס "קרצ'ט" הירח. היית צריך גם להיכנס לאורלן דרך דלת מאחור. בנוסף, יוצרי חליפות החלל הללו הצליחו להפוך אותן לאוניברסליות: כעת הותאמו הרגליים והשרוולים לגובה האסטרונאוט.

Orlan-D נוסה לראשונה בחלל החיצון בדצמבר 1977 בתחנת המסלול Salyut-6. מאז, חליפות חלל אלו בשינויים שונים שימשו בסאליוט, במתחם מיר ובתחנת החלל הבינלאומית (ISS). הודות לחליפת החלל, אסטרונאוטים יכולים לשמור על קשר זה עם זה, עם התחנה עצמה ועם כדור הארץ.

חליפות החלל מסדרת אורלן התבררו כל כך טובות שהסינים דגמנו את ה"פייטיאן" שלהם להליכות חלל. ב-27 בספטמבר 2008, פעולה זו בוצעה על ידי taikonaut Zhai Zhigang במהלך טיסת החללית Shenzhou-7. אופייני שעם עזיבתו הוא היה מבוטח על ידי שותפו ליו בומינג ברכב אורלן-M שנרכש מרוסיה.

מרחב מסוכן

הליכות בחלל מסוכנות מסיבות רבות: ואקום עמוק, טמפרטורות קיצוניות, קרינת שמש, פסולת חלל ומיקרומטאוריטים. גם התרחקות מהחללית מהווה סכנה חמורה.

התקרית המסוכנת הראשונה התרחשה עם אלכסיי לאונוב במרץ 1965. לאחר השלמת התוכנית, האסטרונאוט לא הצליח לחזור לספינה בשל העובדה שחליפת החלל שלו הייתה מנופחת. לאחר שעשה מספר ניסיונות להיכנס ראשונים למנעול האוויר, החליט ליאונוב להסתובב. במקביל, הוא הוריד את רמת הלחץ העודף בחליפה לקריטית, מה שאפשר לו להידחק למנעול האוויר.

תקרית שכללה נזק לחליפה התרחשה במהלך הטיסה של מעבורת החלל אטלנטיס באפריל 1991 (משימה STS-37). מוט קטן פילח את הכפפה של האסטרונאוט ג'רי רוס. במקרה מזל, ירידת לחץ לא התרחשה - המוט נתקע ו"אטם" את החור שנוצר. הפנצ'ר אפילו לא הובחן עד שהאסטרונאוטים חזרו לספינה והחלו לבדוק את חליפות החלל שלהם.

תקרית נוספת שעלולה להיות מסוכנת התרחשה ב-10 ביולי 2006, במהלך הליכת החלל השנייה של האסטרונאוטים דיסקברי (טיסה STS-121). כננת מיוחדת נותקה מחליפת החלל של פירס סלרס, מה שמנע מהאסטרונאוט לטוס לחלל. לאחר שהבחינו בבעיה בזמן, סלרס ושותפו הצליחו לחבר את המכשיר בחזרה, והעבודה הסתיימה בהצלחה.

חליפות חלל של העתיד

האמריקאים פיתחו כמה חליפות חלל עבור תוכנית החללית לשימוש חוזר של מעבורת החלל. בעת ניסוי של מערכת רקטה וחלל חדשה, אסטרונאוטים לבשו SEES, חליפת חילוץ שהושאלה מתעופה צבאית. בטיסות הבאות הוא הוחלף בגרסה של LES, ולאחר מכן בשינוי המתקדם יותר של ACES.

חליפת החלל EMU נוצרה לטיולי חלל. הוא מורכב מחלק עליון קשיח ומכנסיים רכים. כמו אורלן, EMUs יכולים לשמש מספר פעמים על ידי אסטרונאוטים שונים. אתה יכול לעבוד בבטחה בחלל במשך שבע שעות, כאשר מערכת גיבוי תומכת חיים מספקת עוד חצי שעה. מצב החליפה מנוטר על ידי מערכת מיקרו-מעבד מיוחדת, המזהירה את האסטרונאוט אם משהו משתבש. ה-EMU הראשון יצא למסלול באפריל 1983 על חללית צ'לנג'ר. כיום, חליפות חלל מסוג זה נמצאות בשימוש פעיל ב-ISS יחד עם האורלנים הרוסים.

חליפות חלל עמוק של נאס"א: חליפת ירח A7LB, חליפת מעבורת EMU וחליפת ניסוי I-Suit.

האמריקאים מאמינים שה-EMU מיושן. תוכנית החלל המבטיחה של נאס"א כוללת טיסות לאסטרואידים, חזרה לירח ומסע למאדים. לכן יש צורך בחליפת חלל שתשלב את התכונות החיוביות של חליפות חילוץ ועבודה. סביר להניח, יהיה לו צוהר מאחורי גבו, המאפשר לעגן את החליפה לתחנה או מודול ראוי למגורים על פני כדור הארץ. כדי להביא חליפת חלל כזו למצב עבודה (כולל איטום), זה לוקח עניין של דקות.

אב הטיפוס של חליפת החלל Z-1 כבר נבדק. עבור דמיון חיצוני מסוים לתחפושת של הדמות המצוירת המפורסמת, היא זכתה לכינוי "חליפת החלל של באז שנות אור".

מומחים עדיין לא החליטו איזו חליפה אדם ילבש בפעם הראשונה כדי לדרוך על פני הכוכב האדום. למרות שלמאדים יש אטמוספרה, היא כל כך דקה שהיא מעבירה בקלות קרינת שמש, ולכן האדם שבתוך חליפת החלל חייב להיות מוגן היטב. מומחי נאס"א בוחנים מגוון רחב של אפשרויות אפשריות: מחליפת חלל כבדה וקשיחה של Mark III ועד לחליפת ביו קלת משקל וצמודה.

חליפת חלל Bio-Suit מבטיחה (אב טיפוס). לכבוש את מאדים תוך כדי שמירה על אופנתיות!

∗∗∗

יתפתחו טכנולוגיות לייצור חליפות חלל. תחפושות לחלל יהפכו לחכמות יותר, אלגנטיות יותר, מתוחכמות יותר. אולי יום אחד תהיה קליפה אוניברסלית שיכולה להגן על אדם בכל סביבה. אבל גם היום חליפות חלל הן תוצר ייחודי של טכנולוגיה שבלי הגזמה אפשר לקרוא לה פנטסטית.

איך עיצוב חליפות החלל השתנה עם הזמן.

הרעיון ליצור חליפת חלל הופיע במאה ה-19, כאשר גאון המדע הבדיוני ז'ול ורן פרסם את "מהכדור הארץ לירח במסלול ישיר תוך 97 שעות ו-20 דקות". בהיותו מכיר את המדע, ורן הבין שחליפת החלל תגיע רחוק בפיתוחה ותהיה שונה לחלוטין מזו הצלילה.

חליפות החלל הנוכחיות הן קבוצה מורכבת של ביגוד ומכשירים המשמשים להגנה על בני אדם מפני הגורמים השליליים של מסע בחלל. במקביל לאבולוציה של מתחם זה, טווח הטיסה גדל ואופי העבודה שמבצעים אסטרונאוטים הפך מורכב יותר. מאמר זה מציג היסטוריה קצרה של התפתחות בניית חליפות החלל מתחילת המאה הקודמת ועד היום.

כך דמיינו מדענים את חליפת החלל של קוסמונאוטים עתידיים ב-1924. אז כבר הבינו שחליפת חלל צריכה להיות שונה מחליפת צלילה. עם זאת, הפיתוח של חליפה חדשה ביסודה עדיין בוצע על בסיסה.

X-15

בשנת 1956 החל חיל האוויר האמריקאי לפתח חליפות בגובה רב שנועדו להגן על אדם מפני שינויי לחץ. למרות המראה המצחיק שלה, אפשר היה בהחלט לזוז בחליפת החלל הזו. אבל אב הטיפוס הזה מעולם לא נכנס לייצור.

חליפת הצלה-1 פותחה בברית המועצות בשנת 1961 עבור טיסות על ספינות מסדרת ווסטוק. חליפות החלל הראשונות נעשו לפי מידות הקוסמונאוטים שנבחרו לטיסה - יו גגארין והגיבויים שלו - ג' טיטוב וג'י נליוב.

אלן שפרד, שהשתתף בטיסת החלל הראשונה של אסטרונאוטים אמריקאים, מרקורי 7, ב-1961, לבש בדיוק חליפה כזו. חליפה זו לא שינתה את צורתה היטב, ותחת לחץ גבוה האסטרונאוטים היו כמעט נטויים.

ידוע גם בשם AX1-L, הוא יוצר בשנת 1963. סלילי גומי שחורים על הברכיים, המרפקים והירכיים מאפשרים לאסטרונאוטים לכופף את איבריהם בחופשיות. מערכת תמיכה של רצועות על החזה מונעת מהחליפה להתרחב יותר מדי. בלעדיה, חליפת הלחץ הייתה מתנפחת כמו בלון.

ILC Industries, חברה שהתקשרה עם נאס"א לפיתוח חליפות חלל, יצרה את ה-A5-L ב-1965. אב הטיפוס היה עשוי ניילון כחול. האסטרונאוטים שנחתו על הירח בפעם הראשונה לבשו גרסה שונה של החליפה הזו.

פותחה על ידי גאס גרימסון באותו G3-C משנת 1965, חליפת החלל הייתה מורכבת מ-6 שכבות של ניילון לבן ושכבה אחת של Nomex (חומר חסין אש). שסתומים רב צבעוניים על החליפה שימשו לאוורור האוויר בה. הכחולים מיועדים לשאיבת אוויר "טוב" פנימה, האדומים מיועדים להסרת פחמן דו חמצני.

אב הטיפוס של הוק נוצר ונבדק ב-1967. זו הייתה חליפת חלל רכה עם קסדת מתכת נשלפת. הקוסמונאוטים הראשונים שהשתמשו בחליפת החלל יאסטרב היו E. Khrunov ו-A. Eliseev במהלך טיסת החלליות Soyuz-4 ו-Soyuz-5.

AX-2 היה עשוי מפיברגלס וקצף שכבות. אב הטיפוס שלו פותח במרכז המחקר איימס, סניף של נאס"א, ב-1968. קפיצי פלדה במותניים אפשרו לאסטרונאוטים להתכופף בקלות, אבל לחליפה המסורבלת הזו היה חסרון משמעותי: זה היה מאוד מביך להסתובב בגבולות הצפופים של חללית.

"אורלן" נוצר בברית המועצות כדי להגן על קוסמונאוטים בעת עבודה בחלל החיצון. דגם חליפת חלל זה נוצר בשנת 1969 ושונה ושופר כל הזמן מאז. נכון לעכשיו, גרסה שונה של אורלן מבטיחה פעילויות חוץ כלי רכב בטוחות לאסטרונאוטים מה-ISS.

ה-Z-1 תוכנן והונדס על ידי ILC Dover וזכה בתואר ההמצאה הטובה ביותר של 2012 על ידי מגזין Time. שילוב של ניילון ופוליאסטר משמש לבקרת לחץ יעילה יותר. וכדי לזרז את תהליך ההלבשה, הכניסה לחליפת החלל ממוקמת מאחור, בניגוד לדגמים קודמים.

לפי רעיון המהנדסים, הבד האלסטי של חליפת החלל מהדור החדש יצופה על פני כל השטח בחוטים דקים מסגסוגת ניקל-טיטניום. בחיבור למקור חשמל, החליפה תגרום להתכווצות החוטים, תוך התאמה הדוקה לגוף האסטרונאוט. בביגוד מגן כזה, אנשים יוכלו לנוע בקלות על פני השטח של כוכבי לכת אחרים.

חליפות חלל אסטרונאוטים אינן רק חליפות לטיסה במסלול. הראשון שבהם הופיע בתחילת המאה העשרים. זו הייתה תקופה שבה נותרה כמעט חצי מאה לפני טיסות לחלל. עם זאת, מדענים הבינו כי חקר מרחבים מחוץ לכדור הארץ, שתנאיהם שונים מאלה המוכרים לנו, הוא בלתי נמנע. לכן לטיסות עתידיות הם הגיעו עם ציוד אסטרונאוט שיכול להגן על אדם מפני סביבה חיצונית קטלנית.

קונספט חליפת חלל

מהו ציוד לטיסות לחלל? חליפת החלל היא סוג של נס של טכנולוגיה. זוהי תחנת חלל מיניאטורית העוקבת אחר צורת גוף האדם.

חליפת חלל מודרנית מצוידת באסטרונאוט שלם. אבל, למרות מורכבות המכשיר, הכל בו קומפקטי ונוח.

תולדות הבריאה

למילה "חליפת חלל" יש שורשים צרפתיים. מושג זה הוצג בשנת 1775 על ידי אב המנזר המתמטיקאי ז'אן בפטיסט דה פאס שאפל. כמובן שבסוף המאה ה-18 אף אחד אפילו לא חלם לטוס לחלל. המילה "חליפת צלילה", שתורגמה מיוונית פירושה "איש סירה", הוחלט לחול על ציוד צלילה.

עם כניסתו של עידן החלל, המושג הזה החל לשמש בשפה הרוסית. רק שכאן זה קיבל משמעות קצת אחרת. האיש החל לטפס גבוה יותר ויותר. בהקשר זה, היה צורך בציוד מיוחד. אז, בגובה של עד שבעה קילומטרים זה אומר בגדים חמים ומסיכת חמצן. מרחקים בטווח של עשרת אלפים מטרים, עקב ירידת לחץ, דורשים תא לחץ וחליפת פיצוי. אחרת, במהלך הורדת הלחץ, הריאות של הטייס יפסיקו לספוג חמצן. ובכן, מה אם תעלה עוד יותר? במקרה זה, תצטרך חליפת חלל. זה צריך להיות די אטום. במקרה זה, הלחץ הפנימי בחליפת החלל (בדרך כלל בטווח של 40 אחוז מהלחץ האטמוספרי) יציל את חיי הטייס.

בשנות ה-20 הופיעו מספר מאמרים של הפיזיולוגי האנגלי ג'ון הולדן. זה היה בהם שהמחבר הציע להשתמש בחליפות צלילה כדי להגן על בריאותם וחיי הבלונים. המחבר אף ניסה ליישם את רעיונותיו הלכה למעשה. הוא בנה חליפת חלל דומה ובדק אותה בתא לחץ, שם הלחץ נקבע בהתאם לגובה של 25.6 ק"מ. עם זאת, בניית בלונים המסוגלים לעלות לתוך הסטרטוספירה אינה תענוג זול. והבלוניסט האמריקאי מארק רידג', לו נועדה החליפה הייחודית, למרבה הצער לא גייס כספים. לכן חליפת החלל של הולדן לא נבחנה בפועל.

בארצנו, המהנדס יבגני צ'רטובסקי, שהיה עובד המכון לרפואת תעופה, עבד על חליפות חלל. במהלך תשע שנים, מ-1931 עד 1940, הוא פיתח 7 דגמים של ציוד הרמטי. המהנדס הסובייטי הראשון בעולם פתר את בעיית הניידות. העובדה היא שכאשר עולה לגובה מסוים, החליפה התנפחה. לאחר מכן, הטייס נאלץ לעשות מאמצים גדולים אפילו פשוט לכופף את רגלו או זרועו. לכן דגם Ch-2 תוכנן על ידי מהנדס עם צירים.

בשנת 1936 הופיעה גרסה חדשה של ציוד חלל. זהו דגם Ch-3, המכיל כמעט את כל החלקים הקיימים בחליפות חלל מודרניות המשמשות קוסמונאוטים רוסים. הניסוי של גרסה זו של ציוד מיוחד התקיים ב-19 במאי 1937. המפציץ הכבד TB-3 שימש ככלי טיס.

מאז 1936 החלו לפתח חליפות קוסמונאוטים על ידי מהנדסים צעירים של המכון המרכזי לאירוהידרודינמי. הם קיבלו השראה לעשות זאת מהקרנת הבכורה של סרט המדע הבדיוני "טיסת חלל", שנוצר יחד עם קונסטנטין ציולקובסקי.

חליפת החלל הראשונה עם האינדקס SK-STEPS-1 תוכננה, יוצרה ונבדקה על ידי מהנדסים צעירים רק בשנת 1937. אפילו הרושם החיצוני של ציוד זה הצביע על ייעודו מחוץ לכדור הארץ. בדגם הראשון סופק מחבר חגורה לחיבור החלק התחתון והעליון. ניידות משמעותית ניתנה על ידי מפרקי הכתף. המעטפת של חליפה זו הייתה עשויה דו-שכבתית

הגרסה הבאה של חליפת החלל נבחנה בנוכחות מערכת התחדשות אוטונומית, המיועדת ל-6 שעות של פעולה רציפה. בשנת 1940 נוצרה חליפת החלל הסובייטית האחרונה לפני המלחמה - SK-SHAGI-8. ציוד זה נוסה על מטוס הקרב I-153.

יצירת ייצור מיוחד

בשנים שלאחר המלחמה השתלט על היוזמה לעיצוב חליפות חלל לאסטרונאוטים המכון לחקר הטיסה. המומחים שלה קיבלו את המשימה לפתח חליפות המיועדות לטייסי תעופה שכבשו מהירויות וגבהים חדשים מתמיד. עם זאת, ברור שמכון אחד לא הספיק לייצור המוני. לכן באוקטובר 1952 יצר המהנדס אלכסנדר בויקו בית מלאכה מיוחד. הוא היה ממוקם בטומילינו, ליד מוסקבה, במפעל מס' 918. כיום מפעל זה נקרא NPP Zvezda. על זה נוצרה חליפת החלל של Gagarin בבת אחת.

טיסות לחלל

בסוף שנות ה-50 החל עידן חדש של חקר החלל החוץ-ארצי. בתקופה זו החלו מהנדסי תכנון סובייטים לתכנן את חללית ווסטוק, רכב החלל הראשון. עם זאת, תחילה תוכנן שלא יהיה צורך בחליפות חלל אסטרונאוטים עבור רקטה זו. הטייס היה צריך להיות במיכל אטום מיוחד, שיופרד מרכב הירידה לפני הנחיתה. עם זאת, תוכנית זו התבררה כמסורבלת מאוד ובנוסף דרשה בדיקות ממושכות. לכן באוגוסט 1960 עוצבה הפריסה הפנימית של הווסטוק מחדש.

מומחים מלשכתו של סרגיי קורולב החליפו את המכולה במושב פליטה. בהקשר זה, קוסמונאוטים עתידיים נזקקו להגנה במקרה של ירידת לחץ. כך הפכה חליפת החלל. עם זאת, לא היה מספיק זמן לעגינה שלו עם המערכות המשולבות. בהקשר זה, כל מה שהיה נחוץ לתמיכת חייו של הטייס הונח ישירות במושב.

חליפות החלל הקוסמונאוטים הראשונות נקראו SK-1. הם התבססו על חליפת וורקוטה לגובה רב, המיועדת לטייסים של מטוס הקרב המיירט SU-9. רק הקסדה שוחזרה לחלוטין. הותקן בו מנגנון שנשלט על ידי חיישן מיוחד. כשהלחץ בחליפה ירד, המצחייה השקופה נסגרה מיד.

ציוד לאסטרונאוטים נעשה לפי מדידות בודדות. לטיסה הראשונה הוא נוצר עבור אלה שהראו את רמת האימונים הטובה ביותר. מדובר בשלושת הראשונים, שכללו את יורי גגרין, טיטוב הגרמני וגריגורי נליובוב.

מעניין שהאסטרונאוטים היו בחלל אחרי חליפת החלל. אחת החליפות המיוחדות של המותג SK-1 נשלחה למסלול במהלך שני שיגורי ניסוי בלתי מאוישים של חללית ווסטוק, שהתרחשו במרץ 1961. בנוסף לתערובת הניסויים, הייתה על הסיפון דמה "איבן איבנוביץ'". לבוש בחליפת חלל. בחזהו של האדם המלאכותי הזה הותקן כלוב עם שפני ניסיונות ועכברים. וכדי שעדים מזדמנים לנחיתה לא יטעו ב"איבן איבנוביץ'" כחייזר, הוצב שלט עם הכיתוב "דגם" מתחת למגן של חליפת החלל שלו.

חליפות חלל SK-1 שימשו במהלך חמש טיסות מאוישות של חללית ווסטוק. עם זאת, אסטרונאוטות לא יכלו לעוף בהן. דגם SK-2 נוצר עבורם. הוא שימש לראשונה במהלך הטיסה של החללית ווסטוק-6. יצרנו את חליפת החלל הזו, תוך התחשבות בתכונות המבניות של הגוף הנשי, עבור ולנטינה טרשקובה.

פיתוחים של מומחים אמריקאים

בעת יישום תוכנית מרקורי, מעצבי ארה"ב הלכו בדרכם של המהנדסים הסובייטים, תוך שהם מציעים הצעות משלהם. לפיכך, חליפת החלל האמריקאית הראשונה לקחה בחשבון את העובדה שאסטרונאוטים בחלל בעתיד יישארו במסלול זמן רב יותר.

המעצב ראסל קולי ייצר חליפה מיוחדת של Navy Mark, המיועדת במקור לטיסות של טייסי תעופה ימית. בניגוד לדגמים אחרים, חליפת החלל הזו הייתה גמישה ומשקלה נמוך יחסית. כדי להשתמש באפשרות זו בתוכניות חלל, בוצעו מספר שינויים בעיצוב, אשר השפיעו בעיקר על עיצוב הקסדה.

חליפות החלל האמריקאיות הוכיחו את אמינותן. רק פעם אחת, כאשר קפסולת מרקורי 4 התיזה והחלה לשקוע, החליפה כמעט הרגה את האסטרונאוט וירג'יל גריסון. הטייס בקושי הצליח לצאת, מכיוון שלא יכול היה להתנתק ממערכת תמיכת החיים על הסיפון במשך זמן רב.

יצירת חליפות חלל אוטונומיות

בשל הקצב המהיר של חקר החלל, היה צורך לעצב חליפות מיוחדות חדשות. אחרי הכל, הדגמים הראשונים היו רק חילוץ חירום. בשל העובדה שהם היו מחוברים למערכת תומכת החיים של חללית מאוישת, האסטרונאוטים לא יכלו לצאת לחלל כשהם לובשים ציוד כזה. כדי להיכנס למרחב מחוץ לכדור הארץ, היה צורך לבנות חליפת חלל אוטונומית. המעצבים של ברית המועצות וארה"ב נטלו על עצמם משימה זו.

האמריקאים, עבור תוכנית החלל ג'מיני שלהם, יצרו שינויים חדשים של חליפות החלל G3C, G4C ו-G5C. השני מהם נועד להליכות חלל. למרות העובדה שכל חליפות החלל האמריקאיות היו מחוברות למערכת תמיכת החיים על הסיפון, היה להן מכשיר אוטונומי מובנה בהן. במידת הצורך, המשאבים שלו יספיקו כדי לתמוך בחייו של אסטרונאוט למשך חצי שעה.

ב-3 ביוני 1965, האמריקני אדוארד ווייט יצא לחלל החיצון לבוש בחליפת חלל G4C. עם זאת, הוא לא היה חלוץ. חודשיים וחצי לפניו ביקר אלכסיי לאונוב בחללית שליד הספינה. לטיסה היסטורית זו פיתחו מהנדסים סובייטים את חליפת החלל של Berkut. זה היה שונה מ-SK-1 בנוכחות של מעטפת הרמטית שנייה. בנוסף, לחליפה היה תיק גב מצויד בבלוני חמצן, ובקסדה מובנה מסנן אור.

בהיותו בחלל החיצון חובר אדם לספינה באמצעות מקלט באורך שבעה מטרים, שכללה מכשיר בולם זעזועים, חוטי חשמל, כבל פלדה וצינור לאספקת חמצן לשעת חירום. היציאה ההיסטורית לחלל מחוץ לכדור הארץ התרחשה ב-18 במרץ 1965. הוא אותר תוך 23 דקות. 41 שניות

חליפות חלל לחקר הירח

לאחר שלט במסלול כדור הארץ, האדם המשיך הלאה. והמטרה הראשונה שלו הייתה לטוס לירח. אבל בשביל זה היינו צריכים חליפות חלל אוטונומיות מיוחדות שיאפשרו לנו לשהות מחוץ לספינה במשך מספר שעות. והם נוצרו על ידי האמריקאים במהלך פיתוח תוכנית אפולו. חליפות אלו סיפקו הגנה לאסטרונאוט מפני התחממות יתר של השמש ומיקרומטאוריטים. הגרסה הראשונה של חליפות חלל ירח שפותחה נקראה A5L. עם זאת, זה שופר מאוחר יותר. לשינוי החדש של ה-A6L יש מעטפת בידוד חום. גרסת A7L הייתה אופציה חסינת אש.

חליפות חלל ירח היו חליפות רב שכבתיות מחלק אחד עם מפרקי גומי גמישים. היו טבעות מתכת על האזיקים והצווארון שנועדו לחבר כפפות אטומות וקסדה. חליפות החלל הוצמדו ברוכסן אנכי שנתפר מהמפשעה ועד לצוואר.

כף רגלם של האמריקאים על פני הירח ב-21 ביולי 1969. במהלך טיסה זו, חליפות החלל A7L מצאו את השימוש בהן.

גם קוסמונאוטים סובייטים תכננו לנסוע לירח. לטיסה זו נוצרו חליפות החלל של Krechet. זו הייתה גרסה חצי קשיחה של החליפה, שהייתה לה דלת מיוחדת מאחור. האסטרונאוט נאלץ לטפס לתוכו, ובכך להרכיב את הציוד. הדלת הייתה סגורה מבפנים. לשם כך סופקו מנוף צד ומעגל כבלים מורכב. בתוך החליפה הייתה גם מערכת תומכת חיים. לרוע המזל, קוסמונאוטים סובייטים מעולם לא הצליחו לבקר בירח. אבל חליפת החלל שנוצרה לטיסות כאלה שימשה מאוחר יותר בפיתוח דגמים אחרים.

ציוד לאוניות החדשות ביותר

החל משנת 1967 החלה ברית המועצות להשיק סויוז. אלה היו כלי רכב שנועדו ליצור את הזמן שהושקע בהם על ידי אסטרונאוטים גדל תמיד.

לטיסות בחללית סויוז יוצרה חליפת החלל יאסטרב. ההבדלים שלו מהברקוט היו בתכנון של מערכת תומכת החיים. בעזרתו, תערובת הנשימה הופצה בתוך חליפת החלל. כאן הוא נוקה מזיהומים מזיקים ופחמן דו חמצני, ולאחר מכן מקורר.

חליפת החילוץ החדשה של Sokol-K שימשה במהלך טיסת Soyuz-12 בספטמבר 1973. אפילו נציגי מכירות מסין רכשו דגמים מתקדמים יותר של חליפות מגן אלו. מעניין שכאשר שוגרה החללית המאוישת "שנג'ואו", האסטרונאוטים בה היו לבושים בציוד המזכיר מאוד את הדגם הרוסי.

לטיולי חלל, מעצבים סובייטים יצרו את חליפת החלל של אורלן. זהו ציוד חצי קשיח אוטונומי, בדומה ל"קרצ'ט" הירח. היית צריך גם לשים אותו דרך דלת מאחור. אבל, בניגוד לקרצ'ט, האורלן היה אוניברסלי. השרוולים ורגלי המכנסיים שלו הותאמו בקלות לגובה הרצוי.

לא רק קוסמונאוטים רוסים טסו בחליפות חלל של אורלן. הסינים עשו את ה"פייטיאן" שלהם על בסיס הציוד הזה. הם נכנסו בהם לחלל החיצון.

חליפות חלל של העתיד

כיום, נאס"א מפתחת תוכניות חלל חדשות. אלה כוללים טיסות לאסטרואידים, לירח, ובגלל זה נמשך הפיתוח של שינויים חדשים של חליפות חלל, אשר בעתיד יצטרכו לשלב את כל התכונות החיוביות של חליפת עבודה וציוד חילוץ. עדיין לא ידוע באיזו אפשרות יבחרו המפתחים.

אולי זו תהיה חליפת חלל כבדה וקשיחה שתגן על אדם מכל ההשפעות החיצוניות השליליות, או אולי טכנולוגיות מודרניות יאפשרו ליצור מעטפת אוניברסלית, שאת האלגנטיות שלה יעריכו אסטרונאוטיות עתידיות.

וינטג' לא במגמה

החליפה היקרה ביותר בהיסטוריה האנושית היא חליפת חלל. 20 מיליון דולר ליחידה זה לא בדיחה. זוהי בעצם חללית מותאמת אישית עם כל המערכות והציוד והיא מורכבת כמעט באותה מידה. והכל בגלל שהאדם, מלך הטבע, הוא יצור חסר הגנה לחלוטין. אנו יכולים להתקיים כרגיל רק בטמפרטורת החדר שינויים בלחץ האטמוספרי מאלצים אותנו לבלוע כדורים, והמחסור הקטן ביותר של חמצן באוויר שמסביב מוביל להתעלפות. מה אנחנו יכולים לומר על התנאים הקשים במיוחד של החלל החיצון או כוכבי לכת אחרים.

נכון לעכשיו, ישנם שני סוגים של ביגוד חלל מגן - בית וסוף שבוע. בשלבי המעבר של טיסות - המראה, נחיתה ותמרון - האסטרונאוטים מתאפיינים בחליפות חילוץ ACES (Advanced Crew Escape Suit) בלחץ, עשויות ממספר שכבות של בד ומצוידות בקסדת לחץ, מערכת קירור נוזלית, ערכת הישרדות, מצב חירום מערכת חמצן ומצנח. לשכבות התחתונות משתמשים בחומרים על בסיס כותנה, ולשכבות החיצוניות משתמשים בניילונים במרקמים שונים עם הספגה של ניאופרן ואוריתן. טייסי קרב על-קוליים לובשים בערך אותו סרבל, אבל פשוט יותר ועשוי מנומקס.

כשיוצאים צריך להתלבש יותר ברצינות. לעבודה בחלל החיצון, נעשה שימוש במתחם EMU (Extravehicular Mobility Unit), אשר יוצר מעטפת חיים דקה אך אמינה מאוד סביב אדם. ה-EMU הנוקשה מגן מפני מיקרומטאוריטים, קרינת שמש, קירור, התחממות יתר, וגם מבטיח לחץ פנימי, אוורור ותקשורת יציבים. ניתן לבצע בו תנועות פשוטות, אך אין צורך לדבר על פעילות מוטורית מורכבת. רק תזכור איך האסטרונאוטים של אפולו הלכו על הירח. על איזה סוג של בנייה של ירח או מאדים אנחנו יכולים לדבר אם עבור אסטרונאוט לבוש כמו כרוב זו הייתה בעיה עצומה להרים פטיש שנפל מהכפפות המגושמות שלו! אי אפשר להרכיב EMU של 140 ק"ג לבד - הליך הלבישה והבדיקה של מערכות על הסיפון אורך כשלוש שעות.

ברור שמעיל מעור כבש מגושם כזה לא מתאים למשימות חדשות. נאס"א רואה בבעיה זו חשיבות לא פחות מאשר, למשל, פיתוח של רכב שיגור. תג המחיר הוא חצי מיליארד דולר. מעצב החלל הרשמי של אמריקה הוא טרי היל, מנהל פרויקט של חליפת החלל Constellation במרכז החלל ג'ונסון.

קוטורייר בית משפט

למרות גזר דין המוות שנגזר על תוכנית הירח, העבודה על מערכת חליפת הכוכבים (CSSS) תושלם. נאס"א הציבה משימות קשות מאוד עבור הקבוצה של היל, שהעיקריות שבהן הן המודולריות והרבגוניות של חליפת החלל, תמיכה אוטונומית בחיי אדם נורמליים בחלל החיצון בפעילות גופנית גבוהה במשך 150 שעות, היכולת להחליף בגדים באופן אינדיבידואלי וניידות מוגברת.

ארון הבגדים של האסטרונאוטים העתידיים, כפי שתוכנן על ידי נאס"א, יהיה מורכב מסט בגדים אחד עם חבורה של אביזרים נוספים. מתוכנן ליצור שתי תצורות של חליפת החלל - קלה וקיצונית. במרץ 2009, פיתוח תצורת חליפה קלה לשלבי מעבר של טיסה ועבודות חירום בחלל החיצון הופקד בידי Oceaneering, חברת טכנולוגיה מיוסטון המתמחה בייצור ציוד מגן לעבודות בעומק הים.

חליפת החלל Constellation תעשה שימוש בשיטה ברומטרית מסורתית לשמירה על לחץ – לשכבה התחתונה תוזרם תערובת גז, ובאזורי מפרקי המרפק, הכתפיים והברך יותקנו תוספות פלסטיק קשיח להבטחת ניידות. טמפרטורת הגוף הרגילה של האסטרונאוט תישמר על ידי בידוד תרמי מרובה-שכבתי מסך ואקום, בשימוש לראשונה באמצע שנות ה-60 בחליפת החלל הסובייטית Berkut. למעשה, האסטרונאוט יהיה סגור במעין תרמוס אטום עם מוליכות תרמית מינימלית. אבל אם ב"ברקוט" המעצבים השתמשו בבד מתכתי כבד, אז עבור CSSS מתכוונים המומחים של דייוויד קלארק לפתח סוגים מיוחדים של ניילון נושם קל משקל עם חדירות חד כיוונית מתכווננת. שום דבר אנושי אינו זר לאסטרונאוטים, כולל עיכול רגיל. לסילוק פסולת, ה-CSSS יצויד במערכת קומפקטית לסילוק שפכים.

ציוד טלמטריה קומפקטי ומערכות תקשורת המשולבות בקסדה יבטיחו תקשורת מתמדת עם כדור הארץ ובמקרה של הליכת חלל חירום עם תחנת הבסיס. מערכת הנשימה לשעת חירום תשמש במידת הצורך. ללבוש חליפת חלל קלה היא לא בעיה כדי לעשות זאת, אתה ממש צריך להיכנס פנימה דרך הרוכסן האנכי הארוך מאחור, אותו אתה יכול להדק מבלי לעמוד מול המראה. האוטונומיה המוגבלת של ה-CSSS מספקת מערכת תומכת הלירד בעת עבודה בחלל החיצון.

תצורת ה-CSSS הכבדה תהיה לבוש העבודה היומיומי של אסטרונאוטים. החלק הבסיסי של החליפה יישאר זהה, אך יתווסף על ידי מעטפת פלג גוף עליון קלת משקל ועמידה המכילה אספקת חמצן, סוללה וכלים. לא יהיה קשה לשים את הדואר הזה על עצמך - הוא לבוש, כמו חלוק מנתח, מאחור ומהודק מאחור עם סוגר אוטומטי. המגע הסופי הוא אוברול דק אך עמיד מאוד להגנה מפני מיקרומטאוריטים ואבק.

לדברי דן בארי, סגן נשיא דיוויד קלארק, אב טיפוס ניסיוני של חליפת החלל המודולרית Constellation עם משקל עצמי של לא יותר מ-50 ק"ג יופיע בספטמבר 2010. אבל לעת עתה, CSSS הוא רק מושג שדורש חומרים חדשים, טכנולוגיות וזמן ליישום.

אוונגרד אנטומי

לטרי היל יש מתחרים עצמאיים עם תפיסה שונה לחלוטין לגבי אופנה. מספר קבוצות של מדענים עובדות על יצירת חליפות חלל מושגיות חלופיות. חקר הירח על ידי חברות פרטיות נותן להם הזדמנות מצוינת להופיע על דוכן הכוכבים. הפרויקט הרדיקלי והמבטיח ביותר הוא של פרופסור דייב ניומן מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) ועמיתה, האסטרונאוט המפורסם פרופסור ג'פרי הופמן. אתה כבר יכול לגעת ב-BioSuit שלהם עם הידיים ואפילו לנסות אותו.

בניגוד לקונספטים קלאסיים של חליפת חלל, בהם נשמר לחץ אופטימלי ברומטרית על ידי שאיבת תערובת גז, ב-BioSuit גוף האדם נדחס בצורה מכנית בגלל גמישות החומר. עוד ב-1971, נאס"א ניסתה לפתח חליפת חלל עם דחיסה מכנית, חליפת פעילות שטח, אך העבודה נעצרה עקב מחסור בבדים הדרושים. והרעיון היה מאוד מפתה - במקום נרתיק מתנפח מגושם שמגביל את התנועה, קבלו אימונית גמישה וקלת משקל בה תוכלו לשחק כדורגל על הירח.

עמיתו של ניומן, ג'פרי הופמן, מכיר ממקור ראשון את התענוגות המפוקפקים של חליפה קשה, לאחר שהשלים חמש טיסות במעבורת החלל במשך 50 ימים בסך הכל, מתוכם בילה 25 שעות בחלל החיצון. לדבריו, אפילו המניפולציות הפשוטות ביותר של אסטרונאוט שלובש EMU הופכות לעבודה קשה. יחד עם מומחים ממעבדת ה-Soldier Nanotechnologies של המכון, היוצרת חומרים וטכנולוגיות לייצור תחמושת קרבית של המאה ה-21, סוכנות העיצוב Trotti & Associates ויצרנית ההגנה הספורטיבית המפורסמת Dainese ממולונה, ניומן והופמן אתגרו את פרויקט Constellation.

מלכתחילה, הפיזיקאי כריס קאר חקר בפירוט את הביומכניקה של תנועות האדם בתנאי כבידה של מאדים, שהיא רק 38% מכדור הארץ. התברר שמנקודת מבט של יעילות אנרגטית, הטכניקה הטובה ביותר לנוע מסביב למאדים פועלת. אבל ב-EMU הנוכחי אתה לא יכול לרוץ רחוק - הקיבוע הקבוע של הרגליים והברכיים הנוקשות מאפשרים לך לבצע קפיצות בסגנון קנגורו בלבד. כך בדיוק נעו חברי משימות אפולו על הירח.

כדי לספק דחיסה מכנית, לא מספיק שחליפת חלל רכה תהיה פשוט צמודה - אסור לה להתקמט בעת כיפוף הגפיים ולמעשה להיות עור שני! אפילו החותכים של בתי האופנה הטובים ביותר לא מסוגלים לעשות דבר כזה מבד רגיל. ספנדקסים בעלי מאפיינים שונים באו לעזרתם של מפתחים.

במעבדת Soldier Nanotechnologies פיתחו מהנדסי MIT טכניקה לסריקת לייזר תלת מימדית של גוף האדם, המאפשרת לחשב את המודל המתמטי המדויק ביותר של עיוות העור במהלך תנועות ולזהות רשת של קווים קבועים כביכול. במילים אחרות, צור דפוסים דיגיטליים מדויקים לאחר התאמה בודדת. אין שלפוחיות על הברכיים או קמטים! יתר על כן, ניתן לצבוע שכבות בודדות של חליפת החלל ישירות על האסטרונאוט באמצעות הטכנולוגיה של התזת מיקרופייבר ופולימרים נוזליים.

כדי שהחליפה תשב

עד היום, קבוצת ניומן והופמן כבר יצרה כמה אבות טיפוס של חליפת החלל. מטעמי נוחות, כולם מיוצרים בעבודת יד על ידי מעצבים מדיינזי לפי הסטנדרטים של דייב ניומן, למרבה המזל, לפרופסור לאווירונאוטיקה יש דמות מצוינת. בעיצוב ה-BioSuit הדק ועם זאת רב-שכבתי, המפתחים בדקו מספר טכנולוגיות וחומרים שתוארו רק לאחרונה ברומני מדע בדיוני.

לחץ אופטימלי בתוך החליפה יושג באמצעות שימוש בשלד חיצוני חשמלי עשוי מסגסוגת סרט זיכרון צורה - סיבי שריר מתכת. כוונון עדין של רמת הדחיסה באזורי BioSuit בודדים יסופק על ידי מערכת בקרה אלקטרונית. קרע בחליפת החלל לא יוביל עוד למוות, שכן אובדן הלחץ יתרחש רק באזור קטן בגוף. תיקונים קלים ל-BioSuit יכולים להיעשות בקלות בשטח על ידי מריחת תחבושת דחיסה על מקום הדמעות. השכבה הפנימית המרופדת במילוי ג'ל תרמוסטי תבטיח סילוק עודפי חום ולחות, ואדי מים לא יצטברו במערכת הניקוז אלא יוסרו מיידית כלפי חוץ הודות לחדירות החד-כיוונית של כל שכבות ה-BioSuit. שכבה כפולה של ספנדקס מתכתי עם מבודד תרמי קצף וג'ל תגן על האסטרונאוט מפני שינויים בטמפרטורה החיצונית, שתגיע ל-100 מעלות צלזיוס או יותר במאדים.

במבט ראשון, תהליך לבישת חליפה צורנית כזו אמור להיות לא פחות קשה מאשר לבישה קולקטיבית של שלוש שעות של EMU, אבל הוא לא. BioSuit משתלב על הגוף תוך דקה הודות למערכת חכמה של רוכסנים והידוק חשמלי. במתח אפס, סרט המתכת מקבל את תצורתו המתוחה המקורית, ולאחר שהאסטרונאוט מחבר את אספקת החשמל, הוא נדחס עד שהוא מהודק לחלוטין. את הציוד של המאדים משלימים רכיבי הגנה חצי קשיחים העשויים מחומרים מרוכבים, מעטפת פלג גוף עליון עם מיכלים למערכת תומכת החיים, נעליים, כפפות וקסדה.

מהי-טק ועד להוט קוטור

פרויקט BioSuit עדיין רחוק מהשלמתו, אבל ניומן והופמן בטוחים בהצלחתו. גם אם המראה הסופי של חליפת החלל של העתיד יתברר כשונה, עקרונות הגמישות והקלילות יישארו בסיסיים עבורה. ספין-אוף מעבודתם של מדעני MIT לא רק יכול להשפיע עצום על הטכנולוגיה של תותבות וייצור של בגדי פיצוי לקשישים וחולים, אלא גם לשנות אופנה. מסנני מים ביתיים, עדשות מגע, חומרי ניאופרן לנעליים, כלים אלחוטיים, גלאי עשן, ביגוד ונעליים חוסכי חום ועוד אלפי דברים שימושיים - כל זה הומצא במהלך חקר החלל. אז למה מדענים לא עושים עכשיו תנופה בהוט קוטור?

אפריל 2010 |

היופי שבטכנולוגיה
אל תלך שולל על ידי קלות הדעת השטחית של ה-BioSuit הצמוד. זה לא פסאודו-היי-טק זוהר. הסרבל האלגנטי של דייב ניומן הוא צרור רעיונות פורצי דרך בתחום הננוטכנולוגיה, הטקסטיל והמטלורגיה. לא בכדי בשנת 2007 נכללה BioSuit ברשימת 100 ההמצאות המשמעותיות ביותר של האנושות, שנערכה על ידי מגזין הטיים.

CSSS דו-פרצופי
חליפת ה-CSSS מגיעה בשתי גרסאות. התצורה הקלה תשמש במהלך ההמראה והכניסה מחדש ולעבודה קצרת טווח בחלל החיצון - בפרט, תיקוני חירום של הספינה. התצורה הכבדה מיועדת לעבודה ארוכת טווח מחוץ לספינה - בפרט, הליכות על הירח ומאדים. חליפת החלל קלת המשקל מורכבת מחמש שכבות. התחתון הוא תא ניאופרן אטום ששומר על לחץ. החלק העליון עשוי מבד נומקס כתום עמיד בפני אש. החליפה תקבל מיסבים חדשים על פרקי הידיים, המרפקים, הכתפיים, הברכיים והירכיים

החליפה הכבדה תקבל ידיים, רגליים, חיבורי נעליים וקסדה מהתצורה הקלה. מערכת הצירים החדשה של המעטפת הקשיחה תאפשר לאסטרונאוט להתכופף ולאסוף עצמים מהקרקע. הלחץ בתוך החליפה יוגבר בהשוואה לקודמותיה, עקב כך האסטרונאוטים יסבלו פחות מדקומפרסיה
==============================================================================
מנסה את חליפת החלל של אורלן-אי
פרויקט "מאדים-500". סימולציה של טיסה מאוישת לכוכב האדום

ניסוי MARS-500, המתבצע בשטח המכון לבעיות רפואיות וביולוגיות (IMBP), ומטרתו לאסוף נתונים, צבירת ידע וצבירת ניסיון להכנת משלחת אמיתית למאדים, החל ב-3 ביוני האחרון שָׁנָה. ב-15 ביוני בוצע "השחרור" מתחנת המסלול, ב-23 ביוני בוצע המעבר למסלול הליוצנטרי וב-24 בדצמבר למסלול ספירלי. ב-8 בפברואר 2011, הצוות חולק לשני חלקים: סוכרוב קמולוב ואלכסיי סיטב (שניהם מרוסיה) ורומיין צ'ארלס (צרפת) נשארו ב"מסלול", ואלכסנדר סמולייבסקי הרוסי, דייגו אורבינה האיטלקי ו-ואנג יואה הסיני נכנסו. מודול הנחיתה למאדים, לאחר שנחת בהצלחה על "פני השטח" של הכוכב האדום ב-12 בפברואר. על פי ה"אגדה" של הפרויקט, "מרסניזציה" התרחשה באזור מכתש גוסב, הממוקם כ-15 מעלות צפונית לקו המשווה ונקרא בשנת 1976 לכבודו של האסטרונום הרוסי מטווי גוסב (1826-1866). המכתש בקוטר 166 קילומטרים נוצר לפני כשלושה עד ארבעה מיליארד שנים ומאמינים שהוא אגם יבש. מקורו המימי של מכתש גוסב, בשילוב עם משטח בטוח יחסית לנחיתה ומיקום "נוח" ליד קו המשווה, הופכים אותו לאחד האזורים האטרקטיביים ביותר למשימות מחקר עתידיות - אוטומטיות ומאוישות לאחר מכן. האטמוספירה של מאדים דקה בערך פי 100 מזו של כדור הארץ. עם זאת, במאדים יש עונות, רוחות, עננים ומזג אוויר. אדם יכול לעבוד כאן רק בחליפת חלל. מכתש גוסב והסביבה נמצאים 3-4 קילומטרים מעל רמת האפס הממוצעת של כוכב הלכת, כך שהלחץ האטמוספרי שם נמוך עוד יותר ועומד על כ-6.1 מיליבר. אורכו של יום מאדים הוא 24 שעות 39 דקות 35 שניות, וכוח המשיכה הוא כשליש מזה שעל כדור הארץ.
האסטרונאוטים עזבו את מאדים ב-23 בפברואר.

ערכת חליפת החלל של Orlan-E כוללת:
- החליפה עצמה עם מערכת אוורור פנימית, התקן בקרת לחץ עודף, מערכת קווית לתקשורת קולית, - מערכת לחץ ואוורור אוטונומית להבטחת אוורור ויצירת לחץ עודף בחליפה (מדחס, בקרת זרימת גז, ממשקים) - ממוקם מחוץ לחליפה; - ציוד נוסף, לרבות מקום ללבישה של חליפת חלל (סימולטור עגלה) ואזור מנוחה מאובזר במיוחד; - ציוד אישי (תחתונים, אוזניות, כפפות). המעטפת של חליפת החלל Orlan-E כוללת: - חלק קשיח (גוף ותיק גב); - חלקים רכים (רגליים ושרוולים); - כפפות. משקל חליפות החלל 32 ק"ג. החלקים הרכים של המעטפת מצוידים בסרטי התאמה, המאפשרים להתאים את החליפה בהתאם לנתונים האנתרופומטריים של הבוחן. הילקוט הוא גם פתח גישה. כדי לווסת את הלחץ בחליפה, מותקן וסת לחץ עודף, ומותקן מד לחץ לשליטה בלחץ. הגודל הסטנדרטי של חליפת החלל עם התאמה אישית של המעטפת הרכה מאפשר עבודה של בודקים שגובה העמידה שלהם הוא בטווח של 165-180 ס"מ קצב זרימת אוויר האוורור מווסת בטווח של 0-280 nl/min. בודקים המצוידים בחליפת חלל של Orlan-E, בלחץ עודף של 0.2 אטמוספירה, יכולים לנוע באופן עצמאי על משטח אופקי ולבצע תנועות המדמות פעולות עבודה במהלך EVA: כיפוף, סיבוב, כריעה ותנועות ידיים. זמן העבודה בחליפת חלל עם פעילות גופנית מתונה הוא עד שעתיים, עם מנוחה תקופתית.

1. מבט כללי על חליפת החלל אורלן-E
צילום: IBMP/Oleg Voloshin