Костюмите на космонавтите не са само костюми за летене в орбита. Първият от тях се появява в началото на ХХ век. Това беше време, когато до космическите полети оставаше почти половин век. Учените обаче разбраха, че развитието на извънземни пространства, чиито условия се различават от познатите ни, е неизбежно. Ето защо за бъдещи полети те измислиха космонавтско оборудване, което може да предпази човек от смъртоносна за него външна среда.
Концепция за космически костюм
Какво е оборудването за космически полет? Костюмът е своеобразно чудо на техниката. Това е миниатюрна космическа станция, която имитира формата на човешкото тяло.
Модерният скафандър е оборудван с цяла система за поддържане на живота на астронавта. Но въпреки сложността на устройството, всичко в него е компактно и удобно.
История на създаването
Думата "костюм" има френски корени. През 1775 г. абатът-математик Жан Батист де Па Шапел предлага да се въведе това понятие. Разбира се, в края на 18 век никой дори не е мечтал да лети в космоса. Думата "костюм", която на гръцки означава "човек-лодка", беше решено да се прилага за оборудване за гмуркане.
С настъпването на космическата ера тази концепция започва да се използва в руския език. Само тук той придоби малко по-различен смисъл. Мъжът започна да се изкачва все по-високо. В тази връзка имаше нужда от специално оборудване. И така, на височина до седем километра, това са топли дрехи и кислородна маска. Разстояния в рамките на десет хиляди метра, поради спадане на налягането, изискват кабина под налягане и компенсиращ костюм. В противен случай, по време на намаляване на налягането, белите дробове на пилота вече няма да абсорбират кислород. И така, ако отидем още по-високо? В този случай ще ви трябва скафандър. Трябва да е много стегнат. В същото време вътрешното налягане в костюма (обикновено в рамките на 40 процента от атмосферното налягане) ще поддържа пилота жив.
През 20-те години на миналия век се появяват редица статии на английския физиолог Джон Холдън. Именно в тях авторът предложи да се използват водолазни костюми за защита на здравето и живота на аеронавтите. Авторът дори се опита да приложи идеите си на практика. Той построи подобен костюм и го изпробва в хипербарна камера, където беше зададено налягането, съответстващо на надморска височина от 25,6 км. Изграждането на балони, способни да се издигат в стратосферата, обаче не е евтино удоволствие. А американският аеронавт Марк Ридж, за когото беше предназначен уникалният костюм, за съжаление не събра средства. Ето защо костюмът на Холдън не беше тестван на практика.
Разработки на съветски учени
У нас инженерът Евгений Чертовски, който беше служител на Института по авиационна медицина, се занимаваше с космически скафандри. В продължение на девет години, от 1931 до 1940 г., той разработва 7 модела оборудване под налягане. Първият в света съветски инженер реши проблема с мобилността. Факт е, че при изкачване до определена височина скафандърът се наду. След това пилотът беше принуден да положи големи усилия дори просто да огъне крака или ръката си. Ето защо моделът Ch-2 е проектиран от инженер с панти.
През 1936 г. се появява нова версия на космическото оборудване. Това е моделът Ch-3, съдържащ почти всички детайли, присъстващи в съвременните скафандри, използвани от руските космонавти. Тестът на тази версия на специално оборудване се провежда на 19 май 1937 г. Тежкият бомбардировач TB-3 е използван като самолет.
От 1936 г. космическите скафандри за космонавти се разработват от млади инженери на Централния аерохидродинамичен институт. Те бяха вдъхновени да направят това от премиерата на научнофантастичния филм "Космически полет", създаден съвместно с Константин Циолковски.
Първият костюм с индекс SK-STEPS-1 е проектиран, произведен и тестван от млади инженери само през 1937 г. Дори външното впечатление от товаоборудването показваше неговата извънземна дестинация. В първия модел беше предвиден конектор за колан за свързване на долната и горната част. Значителна подвижност беше осигурена от раменните стави. Черупката на този костюм е направена от два слоя гумирана тъкан.
Следващата версия на костюма се отличава с наличието на автономна система за регенериране, предназначена за 6 часа непрекъсната работа. През 1940 г. е създаден последният съветски предвоенен скафандър SK-SHAGI-8. Тестът на това оборудване е извършен на изтребителя I-153.
Създаване на специална продукция
В следвоенните години Институтът за летателни изследвания прихвана инициативата за проектиране на космически костюми за астронавти. Неговите специалисти получиха задачата да разработят костюми, предназначени за пилоти на авиацията, покоряващи все нови скорости и височини. Въпреки това, за серийно производство на един институт очевидно не беше достатъчно. Ето защо през октомври 1952 г. е създадена специална работилница от инж. Александър Бойко. Той беше в Томилино, близо до Москва, в завод № 918. Днес това предприятие се нарича АЕЦ Звезда. Именно върху него някога е създаден скафандърът на Гагарин.
Космически полети
В края на 50-те години на миналия век започва нова ера на извънземно изследване. Именно през този период съветските инженери-конструктори започват да проектират космическия кораб Восток, първият космически кораб. Първоначално обаче беше планирано, че за тази ракета няма да са необходими скафандри на астронавтите. Пилотът трябваше да бъде в специален запечатан контейнер,който ще бъде отделен от спускащото се превозно средство преди кацане. Тази схема обаче се оказа много тромава и освен това изискваше продължителни тестове. Ето защо през август 1960 г. вътрешното оформление на Восток е преработено.
Специалистите от бюрото на Сергей Королев смениха контейнера на седалка за катапултиране. В тази връзка бъдещите астронавти се нуждаеха от защита в случай на снижаване на налягането. Тя стана скафандър. Имаше обаче катастрофална липса на време за скачването му с бордовите системи. В тази връзка всичко необходимо за поддържането на живота на пилота беше поставено директно в седалката.
Първите скафандри на космонавтите бяха наречени SK-1. Те са базирани на височинния костюм "Воркута", предназначен за пилоти на изтребител-прехващач СУ-9. Единствено шлемът е напълно реконструиран. В него беше монтиран механизъм, който се управляваше от специален сензор. Когато налягането в костюма спадна, прозрачната козирка моментално се затвори.
Оборудването за астронавти е направено по мярка. За първия полет той беше създаден за тези, които показаха най-доброто ниво на обучение. Това е челната тройка, която включва Юрий Гагарин, Герман Титов и Григорий Нелюбов.
Интересно е, че астронавтите излязоха в космоса по-късно от скафандъра. Един от специалните костюми на марката SK-1 беше изпратен в орбита по време на две тестови безпилотни изстрелвания на космическия кораб Восток, които се състояха през март 1961 г. В допълнение към експерименталните мелези, на борда беше манекенът Иван Иванович,облечен в скафандър. В гърдите на този изкуствен човек е монтирана клетка с морски свинчета и мишки. И за да не сбъркат случайните свидетели на кацането „Иван Иванович“за извънземен, под козирката на скафандъра му беше поставена табела с надпис „Оформление“.
Костюмите SK-1 са използвани по време на пет пилотирани полета на космическия кораб Восток. Жените астронавти обаче не можеха да летят в тях. За тях е създаден моделът SK-2. За първи път той намери своето приложение по време на полета на космическия кораб Восток-6. Направихме този скафандър, като вземем предвид структурните особености на женското тяло, за Валентина Терешкова.
Развитие на американски специалисти
При изпълнението на програмата "Меркурий" американските дизайнери следват пътя на съветските инженери, като правят свои собствени предложения. И така, първият американски скафандър взе предвид факта, че астронавтите в космоса в бъдеще ще бъдат по-дълго в орбита.
Дизайнерът Ръсел Коли изработи специален костюм Navy Mark, първоначално предназначен за пилоти на морската авиация. За разлика от други модели, този костюм беше гъвкав и имаше сравнително малко тегло. За да се използва тази опция в космическите програми, бяха направени няколко промени в дизайна, които засегнаха основно устройството на шлема.
Костюмите на американците са доказали своята надеждност. Само веднъж, когато капсулата Mercury 4 се пръсна надолу и започна да потъва, костюмът почти уби астронавта Върджил Грисън. Пилотът едва успя да се измъкне, тъй като дълго време не можеше да се откачи от бордовата система.поддържане на живота.
Създаване на автономни костюми
Поради бързото темпо на изследване на космоса беше необходимо да се проектират нови специални костюми. В крайна сметка първите модели бяха само аварийно-спасителни. Поради факта, че са били прикрепени към системата за поддържане на живота на пилотиран космически кораб, астронавтите в космоса не могат да посещават такова оборудване. За да влезете в открито извънземно пространство, беше необходимо да се проектира автономен скафандър. Това е направено от дизайнерите на СССР и САЩ.
Американците, в рамките на своята космическа програма Gemini, създадоха нови модификации на скафандърите G3C, G4C и G5C. Вторият от тях е предназначен за излизане в космоса. Въпреки факта, че всички американски скафандри бяха свързани към бордовата система за поддържане на живота, в тях имаше вградено автономно устройство. Ако е необходимо, ресурсите му биха били достатъчни, за да поддържат живота на астронавт за половин час.
В костюм G4C на 1965-03-06 г. американецът Едуард Уайт излезе в космоса. Той обаче не беше пионер. Два месеца и половина преди него Алексей Леонов посети космоса до кораба. За този исторически полет съветските инженери разработиха костюма Беркут. Той се различава от SK-1 по наличието на втора херметична обвивка. В допълнение, костюмът имаше раменна опаковка, оборудвана с кислородни резервоари, и светлинен филтър беше вграден в шлема му.
Докато беше в открития космос, човек беше свързан с кораба чрез седемметров фал, който включваше устройство за поглъщане на удари,електрически проводници, стоманен кабел и маркуч за аварийно подаване на кислород. Историческият изход в извънземното пространство е на 18 март 1965 г. Алексей Леонов е извън космическия кораб за 23 минути. 41 сек
Космические костюми за изследване на луната
След като овладя земната орбита, човекът се втурна по-нататък. И първата му цел беше осъществяването на полети до Луната. Но за това бяха необходими специални автономни скафандри, които биха им позволили да бъдат извън кораба за няколко часа. И те са създадени от американците по време на разработването на програмата Apollo. Тези костюми осигуряваха защита на астронавта от слънчево прегряване и от микрометеорити. Първата разработена версия на лунните костюми се нарича A5L. По-късно обаче той беше подобрен. В новата модификация на A6L беше предвидена топлоизолационна обвивка. Версията A7L беше опцията за забавяне на горенето.
Лунните костюми бяха едноделни многопластови костюми с гъвкави гумени съединения. На маншетите и яката имаше метални пръстени, предназначени за закрепване на запечатани ръкавици и шлем. Костюмите бяха закопчани с вертикален цип, пришит от слабините до врата.
Американците стъпиха на повърхността на Луната на 21.07.1969 г. По време на този полет скафандърите A7L намериха своята употреба.
Съветските космонавти също отиваха на Луната. За този полет са създадени скафандърите Krechet. Това беше полутвърда версия на костюма, на гърба на която имаше специална врата. Астронавтът трябваше да се качи в него, облечен по този начин в екипировка. Вратата се затваряшеотвътре. За това бяха осигурени страничен лост и сложна верига от кабели. Вътре в костюма имаше животоподдържаща система. За съжаление съветските космонавти не успяват да посетят Луната. Но костюмът, създаден за такива полети, по-късно е използван при разработването на други модели.
Оборудване за най-новите кораби
Започвайки през 1967 г., Съветският съюз започва да изстрелва Союз. Това бяха превозни средства, предназначени за създаване на орбитални станции. Времето, прекарано от астронавтите върху тях, непрекъснато се увеличава.
Скафандърът "Хок" е направен за полети на космически кораб "Союз". Неговите разлики от "Беркут" се състоят в дизайна на системата за поддържане на живота. С негова помощ дихателната смес е циркулирала в скафандъра. Тук се пречиства от вредни примеси и въглероден диоксид и след това се охлажда.
Новият спасителен костюм Сокол-К е използван по време на полета на Союз-12 през септември 1973 г. По-модерни модели на тези защитни костюми дори са закупени от търговски представители от Китай. Интересното е, че когато пилотираният космически кораб Shanzhou беше изстрелян, астронавтите в него бяха облечени в оборудване, много напомнящо на руския модел.
За разходки в космоса съветските дизайнери създадоха скафандъра Орлан. Това е самостоятелно полутвърдо оборудване, подобно на лунния Gyrfalcon. Също така беше необходимо да се облече в него през вратата отзад. Но за разлика от Кречет, Орланът беше универсален. Ръкавите и крачолите му лесно се регулират според желаниятарастеж.
Не само руски космонавти летяха в скафандри Орлан. Въз основа на модела на това оборудване китайците направиха своя Feitian. В тях те излязоха в космоса.
Костюми на бъдещето
Днес НАСА разработва нови космически програми. Те включват полети до астероиди, до Луната, както и експедиция до Марс. Ето защо продължава разработването на нови модификации на скафандри, които в бъдеще ще трябва да съчетаят всички положителни качества на работния костюм и спасителното оборудване. Все още не е известно на каква опция ще се спрат разработчиците.
Може би това ще бъде тежък твърд костюм, който предпазва човек от всички негативни външни влияния, или може би съвременните технологии ще направят възможно създаването на универсална черупка, чиято елегантност ще оценят бъдещите жени астронавти.
