Содержание
Скафандр будущего / Радиус Города
В последние годы человечество всерьез задумалось об освоении Солнечной системы. Планы по строительству лунной базы и снаряжению пилотируемой экспедиции на Марс вынашивают все кому не лень — и NASA, и Китай, и Индия. Чтобы все эти смелые намерения стали реальностью, ученым необходимо решить множество задач, в том числе и создание принципиально нового скафандра.
К сожалению, существующие ныне скафандры абсолютно не приспособлены для передвижения по поверхности значительных небесных тел. На орбите в них еще можно худо-бедно работать, однако даже незначительная гравитация моментально превратит их в неповоротливые гробы, в которых не то что ходить — ползать будет крайне затруднительно. Масса современного скафандра составляет 134 кг, что отнюдь не мало даже при нулевой силе тяжести, ведь инерция массы никуда не девается. При этом капсула скафандра надувается изнутри наподобие воздушного шарика, что дополнительно ограничивает подвижность космонавта.
Внутри скафандра необходимо поддерживать определенное давление, иначе космонавта ожидает декомпрессия и быстрая смерть (жить в вакууме мы пока не приучены). Поэтому современные скафандры очень напоминают обитаемые батискафы, используемые для подводных работ (с той разницей, что основной задачей скафандра является не противостояние колоссальному давлению среды, а, напротив, защита от полного отсутствия внешнего давления). Специальные насосы нагнетают воздух внутрь капсулы и создают там давление в 1/3 земной атмосферы. Это значение является некоторым компромиссом, позволяющим, с одной стороны, избежать декомпрессии, а с другой — сохранить определенную подвижность всей системы (при полном атмосферном давлении человек просто не смог бы сгибать сегменты скафандра). И все же, согласно расчетам, при работе в скафандре на полезные действия приходится лишь 20% мускульной энергии — остальные 80% уходят на борьбу с неповоротливыми доспехами.
Решением этой проблемы успешно занимается профессор Дава Ньюмен из Массачусетского технологического института — специалист по астронавтике, аэронавтике и инженерным системам.
Созданный ею скафандр BioSuit совершенно непохож на скафандры традиционного типа — гораздо больше он напоминает облегающие костюмчики с прозрачным шлемом, в которых щеголяют герои фантастических саг. Ткань скафандра, состоящая из множества хитро организованных полос, плотно облегает тело человека, оказывая на него определенное давление.
Идея механической защиты от декомпрессии далеко не нова. Ее вовсю используют конструкторы высотных летных костюмов для военной авиации: в случае внезапной разгерметизации тело пилота сдавливают специальные ленточки, интегрированные в ткань костюма. Существенным недостатком этого конструктивного решения является то, что давящая на тело ткань серьезно затрудняет движения. Дава Ньюмен утверждает, что ей удалось минимизировать этот эффект за счет использования полосок ткани, способной растягиваться только в одном направлении. Шлем BioSuit выполнен по вполне классической схеме — это полая прозрачная капсула, внутрь которой нагнетается дыхательная смесь.
Баллоны с кислородом крепятся на спине космонавта, благодаря чему BioSuit приобретает сходство c костюмом для дайвинга.
По сравнению с традиционным скафандром BioSuit оказывается гораздо легче, удобнее и, что немаловажно, существенно безопаснее. Если ткань скафандра пробьет микрометеорит, пострадавшему будет достаточно заклеить место повреждения липкой лентой, восстановив герметичность системы. При этом сам факт локальной разгерметизации не представляет немедленной угрозы для жизни: на остальные участки тела костюм будет давить по-прежнему. В случае с обыкновенным скафандром разгерметизация ведет к немедленному падению давления во всей капсуле, что чревато быстрой декомпрессией, в результате которой космонавт теряет сознание.
Еще одним достоинством BioSuit является его способность защитить космонавтов от потери мышечной массы во время длительного перелета при нулевой силе тяжести: ношение подобного костюма само по себе является хорошей гимнастикой. Весьма вероятно, что его аналоги найдут свое применение и на Земле — как неплохое средство, помогающее сбросить лишний вес и подкорректировать фигуру.
Существующие прототипы нового скафандра пока не могут создать давление, достаточное для безопасного выхода в открытый космос, однако разработчики уже вплотную приблизились к искомому рубежу, который составляет 1/3 атмосферы. Впрочем, возвращение человека на Луну по самым оптимистичным оценкам состоится лишь через девять лет, так что времени на доработку BioSuit у Давы Ньюмен предостаточно.
Современные скафандры
Растущий интерес коммерческих компаний к космосу повлек за собой пересмотр подходов к дизайну космических скафандров. На протяжении ХХ столетия инженеры, занимающиеся разработкой скафандров, больше всего заботились о безопасности и функциональности. На новом, коммерческом этапе освоения космоса, когда решающую роль приобрели мнение общества и его стремление вкладывать деньги в отрасль, конкуренция между дизайнерами и между фирмами-производителями привела к тому, что все больше внимания стали уделять эстетической стороне. Рассказываем об этом подробнее совместно с платформой «Теории и практики».
Редакция сайта
Коммерческие компании, организующие полеты в космос, рассматривают разработку дизайна скафандров и летных комбинезонов как важную часть подготовки к отправке туристов в космос и как возможность продвижения своего бренда на рынке, где конкуренция постоянно растет. Продумывая дизайн костюмов для экипажа и для пассажиров, коммерческие компании, несомненно, стремятся включить фирменный летный костюм в пакет услуг, которые предоставляются каждому, кто приобрел билет на космический рейс, и тот же Илон Маск прекрасно понимает, что клиенты, выбравшие в качестве туроператора SpaceX, отчасти могут руководствоваться желанием выглядеть «стильно».
В эпоху массового космического туризма дизайн одежды в той форме, в какой мы привыкли к нему на Земле, будет, скорее всего, сосуществовать с технологиями, применяемыми при изготовлении скафандров. Инженеры, занимающиеся разработкой дизайна скафандров для коммерческих компаний, уже пробуют себя в роли модельеров — вслед за модными домами они выпускают коллекции готовой одежды и создают на заказ изделия откутюр.
Коммерческие космические туроператоры, такие как Virgin Galactic, SpaceX и Spaceport Sweden, предпринимают попытки пригласить модельеров и художников по костюмам, чтобы те разработали дизайн одежды для их будущих пассажиров и экипажа. Инженеры, работающие в частных дизайнерских компаниях, например Final Frontier Design в Бруклине, между тем своевременно предложили свои услуги по изготовлению космической одежды и скафандров на заказ или для продажи, как для конкретных клиентов, так и для покупателей в целом. Перед всеми этими дизайнерами встала непростая задача — совместить практичность и эстетику.
Одежду, которую носят в космосе, можно разделить на две основных категории: скафандры, предназначенные для защиты тела от опасностей открытого космоса, и повседневная одежда, которую носят на борту космического корабля. Требования, которыми руководствуются инженеры, работающие над производством скафандров, в корне отличаются от тех, которые предъявляют к одежде дизайнеры или фирмы, создающие или выбирающие одежду для повседневной жизни на космическом корабле (см.
четвертую главу). Инженеры стремятся защитить тело от воздействия радиации, давления, слишком низких или слишком высоких температур, но внутри кабины пассажиры не подвергаются этим опасностям и могут носить обычную, повседневную одежду
Однако, учитывая, что инженеры, конструирующие скафандры, стали уделять больше внимания эстетической стороне, а модельеры начинают снабжать одежду носимыми устройствами, можно предположить, что интересы этих двух отраслей вскоре совпадут. Коммерческие компании заинтересованы в разработке дизайна костюмов как для пребывания внутри космического корабля, так и для выхода в открытый космос, и инженеры-специалисты совершенствуют технологии, позволяющие защитить тело от космического вакуума, в то время как модельеры, сотрудничающие с такими коммерческими космическими агентствами, как Virgin Galactic, разрабатывают одежду для туристов, которые не будут покидать космический корабль.
Коммерческие космические агентства ставят своей целью прежде всего разработку высотно-компенсирующих костюмов и летных костюмов, которые туристы будут носить на борту космического корабля
Ношение высотно-компенсирующих костюмов, защищающих тело на случай внезапной разгерметизации корабля, — мера предосторожности, которую государственные организации соблюдают при запуске космических кораблей и их возвращении в плотные слои атмосферы.
Пока неизвестно, будут ли приняты какие-то законы, в соответствии с которыми коммерческие космические агентства обязаны будут одевать пассажиров в высотно-компенсирующие костюмы, так что коммерческие компании сами выбирают, на разработке какой одежды им лучше сосредоточиться — высотно-компенсирующих костюмов или летных комбинезонов без противодавления. Чтобы определить, что именно может понадобиться будущим космическим туристам, дизайнерам космической одежды стоит обратить внимание на все виды одежды и снаряжения, которые входят в арсенал астронавтов НАСА: скафандры для выхода в открытый космос, высотно-компенсирующие костюмы, летные комбинезоны и одежда из обычных магазинов для ношения на борту. Сам факт, что НАСА использует готовую одежду, которую можно найти в продаже, например рубашки поло и шорты, указывает на то, что на будущем рынке космической одежды должны быть представлены и повседневные вещи, которые удобно носить в условиях невесомости.
При выборе одежды для полетов в космос принято руководствоваться соображениями практичности.
Разработкой скафандров всегда занимались инженеры, а не дизайнеры, и основная функция такого костюма заключается в том, что он помогает космонавту выжить в открытом космосе. Еще одним из ключевых требований к скафандру, помимо того что он сохраняет космонавту жизнь, является его удобство для выполнения всех операций и видов работ, которые космонавтам приходится осуществлять в скафандре. Чтобы космонавт смог выполнить эти операции, скафандры оснащают карманами и различными дополнениями. У скафандра есть и дополнительная функция — он служит поверхностью, на которой можно закрепить все необходимые инструменты так, чтобы их было легко достать. Различные предметы — от камер, установленных в области грудной клетки, до контрольных листов, которые у астронавтов «Аполлона-11» были пришиты к перчаткам на запястье, — цепляют, крепят ремнями и привязывают к поверхности костюма.
Чтобы космонавты могли дотянуться до этих инструментов и выполнить необходимые действия, надо, чтобы у них была возможность сгибать руки и ноги в суставах
Разрабатывая скафандры, инженеры попытались добиться пластичности без ущерба для безопасности, но космонавты при этом все равно испытывают неудобства, им трудно согнуть руку или ногу.
Как отмечает Марк Тимминс, скафандры — «механизмы, предназначенные не для жизни, а лишь для того, чтобы приспособиться к определенным условиям, и присутствие человека они разве что терпят». Скафандры стесняют движения. У жесткого корпуса скафандра, облекающего верхнюю часть тела, твердая оболочка, но даже мягкий корпус остается мягким только при надевании, а при герметизации затвердевает. Мягкие части скафандра, закрывающие руки и ноги, при герметизации теряют гибкость, и, чтобы в них можно было двигаться, требуются гофрированные шарниры и вращающиеся подшипники.
Один астронавт сравнил ощущение, возникающее при герметизации костюма, с погружением в цементный раствор, который застывает в процессе герметизации. Из-за громоздкости скафандров, обусловленной необходимостью приспособить их к крайне опас- ным условиям, функциональности уделяли больше внимания, чем форме.
В ХХ веке дизайн скафандров строился на модернистских, утилитарных принципах. Как отмечают Адамс и Джонс, модернизм и в особенности модульный принцип оказали наибольшее влияние на космическую архитектуру.
Когда шла подготовка к созданию Международной космической станции (МКС), «лучшие умы НАСА… пришли к выводу, что ничто не принесет американской космической станции такого успеха, как умелое применение модульного принципа в дизайне и работе станции. Модульное строение позволило в последующие годы достраивать и расширять МКС, присоединяя к ней «неизвестные или неопределенные части», которые еще не были разработаны к моменту запуска МКС. В последние годы у коммерческих космических агентств появились планы, воспользовавшись ее модульным строением, расширить ее в коммерческих целях, в том числе присоединив к ней экспериментальный развертываемый жилой модуль Bigelow Aerospace, BA330, задуманный как «космический отель». На модульном принципе основан и дизайн скафандров, которые обычно собираются из множества взаимосвязанных элементов. Скафандры с жесткими поясами, такие как Shuttle EMU (скафандр для выхода в открытый космос), состоят из двух частей, верхней и нижней, которые соединяются на поясе с помощью специального герметичного устройства.
Из-за модульной структуры скафандры для внекорабельной деятельности (EMU) обладают некоторыми преимуществами перед цельными скафандрами. Во-первых, они дают больше свободы в использовании: отдельные части можно заменить в соответствии с параметрами нового владельца или поставленной задачей. Во-вторых, их можно надевать и снимать в невесомости, что при другой конструкции сделать намного труднее.
Способ соединения отдельных элементов определяет форму и степень жесткости этих элементов и одновременно зависит от них. Форма и жесткость, в свою очередь, обусловлены способом надевания скафандра. В зависимости от типа конструкции скафандры надевают и снимают или с пояса, или со спины, или с помощью застежки-молнии. В первом случае две части, верхняя и нижняя, надеваются одна за другой. Для удобства надевания и снимания их делают широкими в талии. Скафандры, надеваемые со спины, такие как российский «Орлан», обычно оснащены сзади дверцей на шарнирах и ранцем.
У таких скафандров больше нагрузка на спину и плечи: через отверстие в спине должно пройти все тело космонавта.«Возможность быстро и безопасно надеть скафандр играет важнейшую роль в обеспечении максимально продуктивной внекорабельной деятельности», но, поскольку легкость надевания при этом зависит от величины отверстия, приходится делать скафандр еще более громоздким и неповоротливым, чтобы его легче было надеть и снять.
Процесс надевания скафандра имеет мало общего с повседневным одеванием, к которому мы привыкли на Земле, и, как и многие другие действия в условиях микрогравитации, требует тренировки, которая определяется типом скафандра (см. ил. 3.1). На Земле, надевая или снимая с себя одежду, человек совершает движения в вертикальной плоскости, потому что ему приходится противостоять силе тяжести, натягивая одежду на себя, а ткань под действием силы тяжести, наоборот, прилегает к телу или падает на пол. У одежды, которую носят на Земле, отверстия обычно расположены сверху и снизу (сверху — ворот, снизу — края, в промежутке между которыми вертикально располагается тело), а когда человек совершает движения, необходимые, чтобы надеть или снять одежду, у него, как правило, есть точка опоры — он стоит или сидит.
Скафандры с отверстием на спине устроены так, что надеть их можно, не упираясь в пол одной или обеими ногами, в том числе и в условиях невесомости. Скафандры с отверстием на спине — чтобы их надеть, космонавтам приходится сгруппироваться так, что сначала в отверстие пролезают голова и ноги, а в последнюю очередь ягодицы, — решают проблему громоздких жестких поясов, которыми соединяются части скафандра с отверстиями в области талии. Астронавт Крис Хэдфилд характеризует неприглядный процесс снимания скафандра с отверстием на спине, в ходе которого человек вынужден «пятиться задом», как «не самое приятное зрелище». Дизайнеры космической одежды в будущем могут с учетом разных способов надевания и снимания скафандра поместить нужные для этого отверстия в другие места, но при этом необязательно так, чтобы потребовалось расширять или делать эластичными ворот, отверстия для рук и ног или края скафандра у пояса.
Как и на Земле, процесс одевания и раздевания можно упростить за счет модульного принципа, отдельно присоединяя перчатки и ботинки
Однако, хотя в некоторых отношениях модульная конструкция может сделать процесс одевания более простым, есть риск, что он при этом усложнится из-за невозможности контролировать разрозненные элементы.
Хэдфилд вспоминает, что «труднее всего в невесомости надевать ботинки», потому что они «летают по всей кабине».
Хотя важно, чтобы будущая космическая одежда отвечала всем требованиям безопасности, есть основания предполагать, что эстетические соображения выходят на первый план. По мере того как широкая публика получает все больше информации о дизайне скафандров и проявляет к этому растущий интерес, акцент смещается с функции на форму.
В 2014 году НАСА, стремясь привлечь население к работе над дизайном скафандра нового поколения, Z-2, устроило опрос. На своем сайте НАСА разместило предложенные варианты дизайна и пригласило интернет-пользователей принять участие в голосовании, чтобы по его итогам выбрать скафандр, в котором астронавты НАСА затем отправятся на Марс, чтобы, выйдя в открытый космос, исследовать поверхность планеты (см. ил. 3.2). Функциональные аспекты скафандра Z-2 были проработаны еще в процессе создания предшествовавшей ему модели скафандра, Z-1, которую журнал Time назвал одним из лучших изобретений 2012 года, поскольку в процессе изготовления противоударных частей использовалась инновационная технология 3D-печати.
Этот дизайн получил высокую оценку в первую очередь из-за своей функциональности. В дизайне нового скафандра, Z-2, присутствуют все эти технологии, и, что было важно для участников голо- сования, он еще и стильно выглядит.
Решение устроить публичный опрос побудило НАСА тщательнее продумать дизайн с учетом современных модных тенденций, в частности моды на яркие цвета и спортивный стиль, сочетая их с представлениями об одежде будущего, позаимствованными из научно-фантастических фильмов. На сайте можно было выбрать из трех костюмов, дизайн которых строился на принципах биомимикрии и тенденциях в области носимых устройств. Один из скафандров, который носит название «Биомимикрия», оснащен электролюминесцентным проводом — техническое и дизайнерское решение, навеянное глубоководными формами жизни, — который расцвечивает костюм в условиях слабой освещенности.
Скафандр «Тенденции в обществе», прошитый нитями контрастного цвета и за счет этого наиболее эстетически эффектный из представленных вариантов дизайна, показывает, как может выглядеть повседневная одежда в не таком уж далеком будущем, и включает в себя элементы спортивного стиля.
Скафандр «Технологии», набравший по результатам опроса наибольшее число голосов, украшен подсвечивающейся эмблемой на груди.
Рядовые граждане выбирали дизайн Z-2 для астронавтов, а не для себя. Поэтому их внимание неизбежно было сосредоточено на внешнем виде скафандра, а не на его подвижности, удобстве или практичности в целом. В том, что касается общей конструкции и функциональности, три представленных на сайте варианта дизайна были тождественны — все различия между ними сводились к поверхностным наружным особенностям. Поэтому публике предоставляли решить вопрос не о конструкции скафандра, а о его эстетической привлекательности. Незначительность этого решения свидетельствует и о некомпетентности широкой публики (в отличие от инженера — специалиста по производству скафандров), и о важной роли, какую эстетический аспект играет в этой отрасли, все больше сближающейся с коммерческой сферой.
Логично предположить, что большинство участников голосования никогда не летали на космическом корабле и не обладают такими знаниями, как у экспертов НАСА, чтобы вынести квалифицированное суждение о функциональности того или иного скафандра.
Вот почему, чтобы доверить голосующим словно бы важное решение, их участие следует ограничить поверхностными вопросами стиля. Исторически сложившиеся представления о благородстве зрения привели к тому, что внешним особенностям костюма привыкли придавать чрезмерное значение, поэтому, преувеличивая роль дизайнерских элементов, участники голосования могут полагать, что вносят существенный вклад в будущее освоение космоса. Устроенное НАСА голосование мало что значит для астронавтов, которым предстоит носить эти скафандры, но важно, чтобы аудитория почувствовала, что к ней обращаются. В условиях все более явного проникновения в отрасль коммерческих отношений НАСА должно лидировать с точки зрения не только новейших технологий, но и публичного имиджа.
На этом примере видно, как велика разница между косвенным участием общества в будущем освоении космоса и непосредственной вовлеченностью публики в будущий космический туризм. Дизайнеры скафандров и космической одежды в коммерческих компаниях понимают, как заманчиво быть похожим на космонавта, даже если опыт космического путешествия этим и ограничится.
Формируется новая индустрия, рассчитанная на клиентов, которые хотят прикоснуться к культуре космических полетов, переодевшись космонавтами, но не отправляясь при этом в космос.
Сознавая, как публике интересны даже действия, служащие лишь преддверием космического полета, независимая дизайнерская компания Final Frontier Design (FFD), занимающаяся производством скафандров, предлагает частным клиентам «опыт пребывания в скафандре» (Space Suit Experience). Во время этого двухчасового сеанса человек надевает скафандр, а затем участвует в испытаниях, проверяющих степень свободы и амплитуду движений, чтобы «почувствовать, что значит находиться внутри загерметизированного скафандра». Благодаря такому сеансу желающие могут приобщиться к космическим полетам в более продвинутой и уникальной форме, чем это позволяют сделать большинство общедоступных музеев и космических центров.
Поддержка, которую продукции и деятельности FFD оказывает общество, свидетельствует об интересе к космическим полетам рядовых граждан, которые, не имея пока возможности полететь в космос, стремятся косвенным образом поучаствовать в частном космическом путешествии.
Своей целевой аудиторией FFD называет «любителей космоса», которые не могут себе позволить (или не хотят ждать, пока представится возможность) покупку билета на космический корабль.
Переодевание в скафандр можно сравнить с косплеем, «ритуалом идентификации», в ходе которого участники на протяжении некоторого времени вживаются в роль своего героя (или героини) — космонавта. Заказчики FFD могли переживать опыт космических приключений в своем воображении, например в детстве, играя в лунную миссию, но, в отличие от детской игры, предлагаемый FFD «опыт пребывания в скафандре» подчеркнуто реалистичен. Клиенты надевают полностью рабочий, сертифицированный НАСА герметичный скафандр, дизайн которого разработан FFD.
Реалистичен не только сам скафандр, но и все испытываемые участником ощущения
Заказчики переживают «погружение» в действие, позволяющее им почувствовать себя космонавтами. После того как с них снимут мерку, как ее снимают и с настоящих космонавтов, участники ждут, пока подгонят их скафандры.
Затем они проходят через опыт пребывания в тесном скафандре в процессе его герметизации, сначала стоя, а потом в модели запускаемой ракеты.
Компания завоевала себе репутацию, будучи поставщиком перчаток для НАСА, а также успешно производя полноценные летные костюмы для будущих космических туристов. В рамках этих направлений своей деятельности она также смогла воспользоваться стремлением публики косвенно приобщиться к космическому туризму. Фирма выпустила небольшую коллекцию «одежды для будущих космических полетов», в том числе костюмы для пребывания на космическом корабле, рассчитанные на коммерческий рынок, и является одним из немногочисленных производителей, которые «позволяют рядовым гражданам прикоснуться к космосу»; компания существует частично за счет пожертвований. FFD удалось организовать успешный сбор средств на выпуск скафандра третьего поколения — проект поддержали 386 человек, а размер одного пожертвования колебался в диапазоне от трех до десяти тысяч долларов.
Любого из этих пожертвований в отдельности было бы недостаточно, чтобы участвовать в космическом полете, но вместе они составляют солидную сумму, которую можно назвать существенным вкладом в развитие будущего космического туризма. Внеся незначительные средства, жертвователи могут считать себя частью космического сообщества, которое способствует становлению коммерческой космической отрасли. Успех этой кампании свидетельствует о том, что люди стремятся внести свой вклад в освоение космоса скорее ради общего блага, чем только для того, чтобы принимать непосредственное участие в полетах. Как и в первую космическую эру, когда, выступая в поддержку исследований космоса, люди чувствовали, что не просто НАСА, а все человечество совершило гигантский прыжок в будущее, рядовые граждане могут сейчас и финансово, и морально поддержать коммерческое освоение космоса, участвуя в «общественных» инициативах, таких как кампания FFD.
Скафандры FFD считаются «последним словом высокой моды по индивидуальному заказу» (Fernholz 2015)
Это уже не просто форма одежды астронавтов, а обязательный элемент гардероба для потребителей, которые хотят оставаться в авангарде моды.
FFD стремится в первую очередь предвосхитить потребности будущих космических туристов и обозначило для себя сегмент аудитории, запросы которого другие производители одежды на сегодняшний день не удовлетворяют. Фернхольц неслучайно сравнивает скафандры FFD с высокой модой: деятельность молодых компаний, специализирующихся на производстве скафандров, схожа с работой элитных модных брендов, которые тоже обслуживают нишевую аудиторию, предлагая ей прогрессивные дизайнерские решения. Из-за огромных затрат на производство скафандров цены на них получаются заоблачными, отчасти и потому, что требуется подгонять их по фигуре каждого из немногочисленных, но обладающих особыми привилегиями заказчиков. Чтобы финансировать производство, FFD выпускает более бюджетные копии, которые выставляют в музеях или приобретают для частных коллекций. В этом отношении бизнес-модель компании сопоставима с моделью модных брендов, выпускающих коллекции от-кутюр, которые являются «символическим капиталом» и для создания которых нужен «экономический капитал» — коллекции готовой одежды.
FFD и ее конкуренты, в частности компания Orbital Outfitters, выпустившая костюм для «космических погружений», который одновременно предназначен для парашютистов, прыгающих с больших высот, и для космических туристов как «страховочный костюм на случай чрезвычайных происшествий», составляют лишь малую часть рынка коммерческих производителей скафандров, где преобладают более известные компании, такие как ILC Dover, David Clark и Boeing. Государственные организации обычно сотрудничают именно с этими компаниями, поэтому требования к скафандрам в них определяет НАСА. Сейчас государственные организации в сфере космической промышленности по-прежнему контролируют все космические полеты с участием людей, и без поддержки и разрешения правительственных организаций возможности независимых предприятий ограничены. Поэтому в интересах этих организаций наладить контакты с НАСА или другими государственными учреждениями. Конечно, эти контакты выгодны и НАСА, потому что оно может воспользоваться разработками частных компаний.
Благодаря сотрудничеству с частными компаниями присутствие модных тенденций в дизайне скафандров стало заметнее.
Например, когда компания Boeing заключила с НАСА договор о перевозке экипажа НАСА на МКС, она создала для членов экипажа скафандр «синий Boeing» (см. ил. 3.3). Скафандры Boeing «легче и лучше сидят на фигуре», чем те, которые обычно предоставляет астронавтам НАСА. Налицо сходство со спортивной одеждой: дизайн похожих на кеды ботинок, которые в самой компании Boeing сравнивают с кроссовками, разработан Reebok. Boeing позиционирует дизайн этого скафандра как специально созданный для корабля Starliner, говоря именно о дизайне, а не об инженерной конструкции и за счет этого подчеркивая эстетическое своеобразие скафандра. Дизайн такого типа — предвестник скафандров, которые в будущем, возможно, будут надевать космические туристы, отправляясь в непродолжительные космические полеты, организованные Boeing или другими подобными компаниями.
Материал предоставлен платформой «Теории и практики»
Футуристический скафандр: внутри скафандра будущего
Скафандры — это круто.
Они также, вероятно, являются самой технологически продвинутой одеждой на планете (по крайней мере, до тех пор, пока эти кроссовки Nike с автоматической шнуровкой, наконец, не станут доступны). космонавт. Это включает в себя выходы в открытый космос за пределами МКС (также известные как внекорабельная деятельность — EVA), а также выходы на Марс, которые когда-нибудь повлекут за собой исследование поверхности Красной планеты и проведение научных наблюдений.
Так в каком состоянии современный скафандр? Взгляните и узнайте, что модно сейчас на МКС, а затем узнайте, какие стили законодатели моды в НАСА планируют для предстоящих миссий.
EMU: The Extravehicular Mobility Unit
Это текущий костюм, который астронавты НАСА носят на МКС (российское и китайское космические агентства используют разные костюмы). Это герметичный костюм, предназначенный для ношения в течение семи часов в вакууме. пространства, а различные части бывают разных размеров, так что вы можете смешивать и сочетать, чтобы соответствовать любому космонавту.
Между космонавтом и смертью от воздействия космического пространства есть 14 слоев, в трех основных сегментах: одежда с жидкостным охлаждением (3 слоя), компрессионная одежда (4 слоя) и термомикрометроидный слой (7 слоев).
Одежда с жидкостным охлаждением обеспечивает космонавту приятную прохладу на рабочем месте, а также циркуляцию воды для предотвращения перегрева. Компрессионная одежда похожа на мочевой пузырь, сделанный из нейлона с уретановым покрытием, который поддерживает надлежащее давление внутри костюма. А тепловая микрометеоидная одежда защищает астронавта от солнечного тепла, а также крошечных частиц космической пыли, которые летят со скоростью тысячи миль в час.
Изображение предоставлено: ArmaghPlanet
В целом костюм весит около 225 фунтов (на Земле) и рассчитан на 15-летний срок службы. Здесь нет искусственного устаревания.
Но, несмотря на то, что этот костюм является одним из самых футуристических существующих предметов одежды, уборная немного разочаровывает.
Возможность управлять человеческими отходами внутри скафандра по-прежнему крайне ограничена, отсюда и призыв провести наш теперь уже известный конкурс «Космические какашки». Следите за объявлением победителей [a]16 февраля.[b] [c]
Z-2: Усовершенствованный прототип костюма
Это последний прототип в линейке костюмов, предназначенных для использования на Марсе, хотя его также можно использовать для других выходов в открытый космос. Z-2 больше похож на скафандр будущего, с более гладким дизайном, который позволит исследователям легче передвигаться по Марсу.
Он построен из высокотехнологичных легких компонентов и рассчитан на очень длительные миссии. Это итерация более раннего Z-1, который больше походил на Базза Лайтера.
Новый дизайн, больше напоминающий стиль Трона, является результатом дизайнерского эксперимента, проведенного НАСА пару лет назад. Вариант «технология» победил в онлайн-голосовании, придав Z-2 внешний вид, достойный того, насколько он крут.
Изображение предоставлено НАСА. Вы входите и выходите через люк в задней части, позволяя астронавтам скользить из герметичного корабля в скафандр и наоборот, прямо на поверхность Марса или в космический вакуум. Это устраняет необходимость в традиционном шлюзе: костюм остается снаружи.[d]
И вместо того, чтобы подгонять каждую часть скафандра под конкретного космонавта, Z-2 регулируется в плече и талии. Это позволяет людям разных размеров вписываться в любой костюм, если это необходимо, хотя эти костюмы будут напечатаны на 3D-принтере в соответствии с точными характеристиками их предполагаемых пользователей, что дает им почти идеальную посадку.
Возможно, лучше всего то, что этот скафандр оснащен светящимися светодиодами и нашивками. Они должны не просто выглядеть футуристично — огни помогут астронавтам узнавать друг друга, а также могут отображать информацию о состоянии скафандра и человека внутри. В скафандрах все выглядят одинаково, поэтому крайне важен какой-то способ идентифицировать людей.
Изображение предоставлено: BlazeMag
Будущее скафандров выглядит довольно впечатляющим. Мы просто рады, что стали частью этого очень… специфического… способа, с Space Poop Challenge!
Будущее скафандров
05 апреля 2019 г.
В связи с тем, что в центре внимания космического сообщества находятся исследования Марса, было много разговоров о технологиях космических скафандров и о том, как они должны в конечном итоге развиваться. НАСА прошло долгий путь от серебристых скафандров прошлого, но не увидело особых изменений со времен белых квадратных скафандров 19-го века.80-е годы. Чтобы вернуть людей на Луну и на Марс, необходимо решить несколько проблем дизайна и функциональности, в результате чего костюм станет гораздо более совершенным как в технологическом, так и в эстетическом плане.
Первые скафандры были представлены в 1960-х годах и представляли собой разновидность летных костюмов, используемых ВМС США.
Скафандры, которые в конечном итоге носила миссия «Аполлон», были первыми, которые позволили астронавтам существовать в течение длительного периода времени вне своего космического корабля. Они должны были быть в состоянии противостоять пыли и острому стеклу лунной поверхности, регулировать температуру и быть достаточно гибкими, чтобы собирать лунные камни и другие образцы. Эти скафандры весили около 180 фунтов.
Нынешняя технология была представлена в 1983 году, в эпоху космических челноков. Эти костюмы называются модулями внекорабельной мобильности; Электропоезда. Они также могут быть оснащены MMU (Mobile Maneuvering Unit), который по сути представляет собой реактивный ранец, позволяющий астронавтам перемещаться в космическом вакууме без привязки к Международной космической станции. Электропоезда представляют собой 14-слойный газонаполненный костюм, в котором циркулирует жидкая кровь космонавта. Полностью загруженные, эти костюмы могут весить до 320 фунтов. 11 из первоначальных 18 электропоездов все еще существуют, некоторые из них находятся на борту МКС.
Электропоезда, хотя и служат своей цели, не лишены недостатков. Например, недавно запланированный выход в открытый космос женского экипажа пришлось отменить, потому что они не смогли разместить два скафандра по размеру двух женщин-астронавтов. Обеим женщинам-космонавтам требуется часть туловища среднего размера, что, хотя и можно сделать, потребует времени. Космическим костюмам также не хватает мобильности, необходимой перчаткам для исследования Марса и Луны, чтобы собирать образцы и управлять механизмами. Кроме того, вес скафандра не должен утомлять владельца во время исследовательской миссии, как сегодня.
Чтобы решить эти проблемы, инженеры НАСА и частные организации исследовали и разрабатывали прототипы скафандров с учетом лунных и марсианских исследований. Новый костюм NASA Z-2 будет представлять собой костюм высокого давления с металлическими полосами на суставах и ладонях для увеличения ловкости. Размерные вставки скафандра также будут более легко взаимозаменяемы, чтобы можно было изменять размер на орбите.
Жесткий внешний вид скафандра также выдерживает попадание пыли и мусора с марсианских и лунных поверхностей. «Это действительно самый маленький космический корабль в мире», — говорит инженер аэрокосмической отрасли Массачусетского технологического института Дэйв Ньюман. Он должен взять на себя все функции космического корабля и миниатюризировать их вокруг человека. «Мы не хотим, чтобы вы боролись с костюмом, — говорит Ньюман, — мы хотим, чтобы вы нашли жизнь на Марсе».
Хотя впереди еще много исследований и разработок, инженеры планируют представить макет скафандра в музейных экспозициях в этом году и подготовить функциональный прототип к 2020 году. Благодаря партнерству с частными компаниями, такими как Space-X, Boeing, и Lockheed Martin, НАСА надеется снизить стоимость и повысить инновационность нового костюма.
Оставить комментарий
Комментарии будут проверены до появления.
Также в новостях
Все, что вам нужно знать о космическом телескопе Джеймса Уэбба НАСА
27 января 2022 г.