К концу 2011 года в России будут созданы новые скафандры для выходов в открытый космос.
Ранее руководитель НПП "Звезда" Сергей Поздняков рассказывал корреспонденту "Интерфакса", что новые скафандры будут оснащены автоматической системой терморегулирования.Также он сообщил, что резиновая оболочка космической "одежды" будет заменена на полиуретановую, что позволит значительно увеличить износостойкость и продлить срок службы скафандра.
Скафандр для выхода в открытый космос «Орлан» был модифицирован несколько раз: «Орлан-М» для станции Мир, «Орлан-М» для МКС, «Орлан-МК». Последняя модификация выполнена с компьютером и с улучшениями в целом по скафандру по надежности. За эти годы был значительно увеличен ресурс скафандров, улучшена подвижность в скафандре при избыточном давлении и увеличено количество возможных выходов в открытый космос.
То есть скафандр стал более надежным и более удобным. Например, перчатки выдерживали только несколько тысяч циклов на сгибание-разгибание в кистевом шарнире при рабочем давлении 0,4 кгс/см2 и затем теряли герметичность, что могло привести к утечке кислорода во время выхода, со следами значительного износа по основным элементам перчатки.
А закончили мы в 2005 году подтверждением ресурса в 120 тысяч циклов без какого-либо износа в деталях оболочки кистевого шарнира. И таких улучшений было сделано чрезвычайно много по всему скафандру.
Тут надо сказать, что перчатки – самый нагруженный узел в оболочки скафандра, ведь космонавт «ходит» руками по поручням в невесомости и совершает много работы в перчатках, стыковок – расстыковок, работа с различным инструментом, перестыковка карабинов.
В этом скафандре можно бегать, прыгать, отжиматься при желании, ходить по склонам в любом направлении (вверх, вниз, боком к склону) и вставать с грунта с положения лежа на спине или лежа на груди. Все это невозможно сделать в каком либо другом скафандре до сих пор! Ни в одном российском или в американском скафандрах. Это уникальный скафандр. У него нет названия. Я его называл «прототип скафандра для Марса». В переписке с НАСА он прошел как Z-Suit (Zvezda-suit, по аналогии НАСА располагало к тому времени D-Suit от Дэвид Кларк, I-Suit от ILC Dover).
...
- Вы работаете над скафандром для Марса. Скажите, пожалуйста, когда планируется полностью готовый скафандр? Какие отличия между скафандром для выхода в открытый космос, и скафандром для пребывания на поверхности Марса?
Впрямую я сейчас не работаю над скафандром для Марса. Несомненно, что новые элементы с усовершенствованной технологиями, которые мы создаем, могут быть использованы в будущем марсианском скафандре. Конкретных сроков нет, так как нужно финансирование. Но вот, например, у нас есть грант НАСА на разработку новой перчатки ВКД. Новая облегченная перчатка с новыми уникальными характеристиками по подвижности и защите ведь может быть использована и на Марсе! А технологии, опробованные на перчатках, могут быть применены и в остальных узлах скафандра.
Отличий скафандра для работы на поверхности Луны/Марса и скафандра для работы в условиях невесомости много. Вес скафандра для Марса должен быть меньше примерно в 2 раза, чем вес существующих скафандров ВКД (120-130 кг). Ведь существующие скафандры ВКД разработаны для невесомости. Уменьшение веса в два раза это вызов и заявлять, что мы можем использовать Орлан для Луны и Марса с минимальными переделками, непрофессионально.
Сублиматор, расположенный на спине ранца с системой жизнеобеспечения, не будет работать в атмосфере Марса, так как ему необходим глубокий вакуум.
Органы управления СЖО должны быть с электронным управлением, а не с гидропневматическими и т.д. и т.п. Эти электронные компоненты должны быть класса “space”, а с ними в России проблема.
У лунного или марсианского скафандров должен быть поясной шарнир для наклонов, чтобы достать образцы грунта. Он просто необходим для условий гравитации.
— Если скафандр — это вопрос ближайших нескольких лет, то перчатки в NASA есть уже сейчас?
— Мы просто поставили их по контракту, но они не используются. К нам приходят люди, которые их там видели и надевали, говорят «вау». Почему наши перчатки до сих пор не летают? Они лучше перчаток NASA, и лучше не на 10–15%, что было бы достаточно, как меня учили на «Звезде», чтобы перейти на новую модель, они лучше в два раза. Но есть бюрократическая процедура. NASA объявляет тендер, по его правилам участникам дается месяц, чтобы представить прототип и оформить несколько сотен страниц документации: это страховка, план рисков, менеджмент план. Например, мы должны представить документы, что у нас три года не было страховых случаев. И вот потом по итогам тендера нам говорят, что мы проиграли.
Обжимного действия скафандр - это когда ткань костюма скафандра обжимает непосредственно тело космонавта. По английски Mechanical Counter Pressure Suit (MCP Suit). Наиболее известные проекты – Space activity suit Пола Уэбба (Paul Webb) и Bio-Suit Дейвы Ньюман (Dava Newman). Дейва сейчас стала зам руководителя НАСА.
В качестве преимуществ называются меньше объем, лучше подвижность, не требуется система вентиляции так как испарения идут через ткань. Идет и охлаждение тела и удаляются выделения СО2 и т.д. MCP Suit часто представляется как наиболее прогрессивный дизайн концепция для скафандров. Но ни одного такого скафандра еще не летало и не использовалось.
Современные высотно-компенсирующие костюмы военных летчиков тоже обжимают тело и спасают летчика в случае разгерметизации кабины самолета и дают время снизиться до плотных слоев атмосферы. Ключевым моментом тут является, что ВКК дают время для снижения и они не обжимают во время полета, а срабатывают только при снижении давления в кабине. Почему так?
ВКК очень болезненны и после них синяки по телу. Обжимание происходит не всего тела, а голеней, бедр, рук и тела. Зона паха, подмышки, подколенные ямки, ступни, кисти рук например не обжимаются. И кровь будет приливать к этим областям и чем дольше время в кабине без давления тем больнее...
Какие недостатки у MCP Suit?
- для предотвращения гематом (синяков по простому) и кровоизлияний на коже и более серьезных последствий, давление на тело или компрессионное обжатие должно быть везде по телу равным и одинаковым, что трудно сделать. А в классическом скафандре это обеспечивается автоматически. Человеческое тело сложное и есть природные ямки и вогнутости, например плечо снаружи легко обжать, а подмышку проблематично.
- некоторые области тела очень чувствительны к обжатию. Это гениталии у мужчин и грудь у женщин.
- человеческое тело меняет свои размеры в процессе движения и жизни. Грудь при дыхании меняет свой обхват. Бицепс при нагрузке напрягается и увеличивается в размере и так далее. На одном американском форуме написали – а как быть с эрекцией у мужчин? Ведь это иногда случается. Чаще или реже....
- уровень компрессии 220 мм ртутного столба или примерно 30 кПа (0.3 атм, 4.3 psid). С чем сравнить? Мужские носки обжимают с компрессией 5 мм рт ст. Медицинское компрессионное белье (например носки) обжимают 30-40 мм рт ст. Вы можете их купить и попробовать. Носить это некомфортно. И даже болезненно. Одевать носок приходится минуты две. А теперь представьте как давит на все тело... И как одевать такой скафандр? Пол Уэбб надевал свой костюм 45 минут с помощью двух ассистентов.
- переход от костюма к шлему требует герметизации так как твердый шлем наддут, а скафандр нет. Уплотнение герметизации размещают на шее и это опять больно. Наша шея чувствительна к давлению на нее.
- Снаружи такого скафандра надо защитную одежду ... .
- система охлаждения за счет испарения через ткань вызывает вопросы. Снаружи скафандра – вакуум или как в случае Марса сильно разреженная атмосфера или почти вакуум. В случае с интенсивной нагрузки понятно, что космонавт будет потеть и пот будет испаряться через ткань MCP Suit. А как быть в случае покоя? Космонавт стоит или сидит, а ткань не держит ничего и испарение идет всегда. Будет пересыхание, дискомфорт как минимум и переохлаждение. Нахождение баланса здесь еще впереди.
Есть любопытное об "обжимных" скафандрах.