История скафандров

Изобретение скафандров произошло от летных костюмов, сделанных для пилотов реактивных самолетов.

• Делиться
• флипборд
• Эл. адрес

Мэри Беллис освещала изобретения и изобретателей для ThoughtCo в течение 18 лет. Она известна своими независимыми и документальными фильмами, в том числе об Александре Грэме Белле.

Герметичный костюм для проекта «Меркурий» был разработан и впервые разработан в 1959 году как компромисс между требованиями гибкости и приспособляемости.Научиться жить и двигаться в одежде из нейлона и резины с алюминиевым покрытием и давлением пять фунтов на квадратный дюйм было похоже на попытку приспособиться к жизни в пневматической шине. Под руководством Уолтера М. Ширры-младшего астронавты усердно тренировались, чтобы носить новые скафандры.

С 1947 года ВВС и ВМС по взаимному согласию специализировались на разработке летных костюмов частичного и полного давления для пилотов реактивных самолетов соответственно, но десятилетие спустя ни один из них не соответствовал новейшему определению экстремальных условий. высотная защита (космическая). Такие скафандры требовали значительных модификаций, особенно систем циркуляции воздуха, чтобы удовлетворить потребности космических пилотов «Меркурия». Более 40 экспертов посетили первую конференцию по скафандрам 29 января 1959 года. Три основных конкурента — компания Дэвида Кларка из Вустера, штат Массачусетс (главный поставщик скафандров для ВВС), Международная латексная корпорация из Дувра, штат Делавэр (участник торгов на ряд государственных контрактов, связанных с прорезиненными материалами), и компания B.F. Goodrich из Акрона, штат Огайо (поставщики большинства скафандров, используемых военно-морским флотом) — соревновались, чтобы предоставить к 1 июня свои лучшие конструкции скафандров для серии оценочных испытаний. тесты. 22 июля 1959 года Гудрич наконец получил главный контракт на поставку скафандра «Меркурий».

Рассел М. Колли вместе с Карлом Ф. Эффлером, Д. Юингом и другими сотрудниками Goodrich модифицировали знаменитый скафандр Navy Mark IV для нужд НАСА в космических орбитальных полетах. Дизайн был основан на реактивных летных костюмах с добавлением слоев алюминизированного майлара поверх неопреновой резины. Кроме того, скафандры разрабатывались индивидуально в соответствии с назначением — одни для тренировок, другие для оценки и развития. Сначала было заказано тринадцать скафандров для оперативных исследований, чтобы они подходили астронавтам Ширре и Гленну, летному хирургу Дугласу, близнецам Гилберту и Уоррену Дж.Норт, в Макдоннелле и штаб-квартире НАСА соответственно, а также другие астронавты и инженеры, имена которых будут указаны позже. Второй заказ из восьми костюмов представлял собой окончательную конфигурацию и обеспечивал достаточную защиту для всех условий полета в программе «Меркурий».

Скафандры проекта «Меркурий» не были предназначены для выхода в открытый космос. Костюмы для выхода в открытый космос были впервые разработаны для проектов «Джемини» и «Аполлон».

История шкафов для космоса

Скафандр «Меркурий» представлял собой модифицированную версию скафандра ВМС США для высотных реактивных самолетов. Он состоял из внутреннего слоя нейлоновой ткани с неопреновым покрытием и удерживающего внешнего слоя из алюминированного нейлона. Подвижность суставов в локтевом и коленном суставах обеспечивалась простыми отворотами ткани, вшитыми в костюм; но даже с этими линиями разрыва пилоту было трудно согнуть руки или ноги против силы герметичного костюма. Когда локтевой или коленный сустав был согнут, суставы скафандра складывались сами по себе, уменьшая внутренний объем скафандра и увеличивая давление.

Костюм «Меркурий» был надет «мягким» или негерметичным и служил только в качестве резервного варианта на случай возможной потери давления в кабине космического корабля — события, которого никогда не было. Ограниченная подвижность под давлением была бы незначительным неудобством в кабине небольшого космического корабля «Меркурий».

Разработчики скафандров следовали подходу ВВС США к большей мобильности скафандра, когда они начали разрабатывать скафандр для двухместного космического корабля Gemini. Вместо тканевых соединений, используемых в скафандре «Меркурий», скафандр «Джемини» имел комбинацию напорной камеры и удерживающего слоя из соединительной сетки, что делало весь скафандр гибким под давлением.

Газонепроницаемая напорная камера в форме человека была сделана из нейлона с неопреновым покрытием и покрыта несущей сеткой, сотканной из дакроновых и тефлоновых шнуров.Сетчатый слой, будучи немного меньше, чем нагнетательная камера, снижал жесткость костюма под давлением и служил своего рода конструкционной оболочкой, подобно тому, как шина выдерживала нагрузку от давления внутренней камеры в эпоху до появления бескамерных шин. Улучшенная подвижность рук и плеч стала результатом многослойной конструкции костюма Gemini.

Прогулка по поверхности Луны в четверти миллиона миль от Земли поставила перед разработчиками скафандров новый набор проблем. Мало того, что скафандры исследователей Луны должны были обеспечивать защиту от зазубренных камней и обжигающей жары лунного дня, они также должны были быть достаточно гибкими, чтобы позволять сгибаться и наклоняться, когда члены экипажа Аполлона собирали образцы с Луны, устанавливали научные станции данных на каждой посадочной площадке и использовали луноход, багги для движения по дюнам с электроприводом, для передвижения по поверхности Луны.

Дополнительная опасность микрометеороидов, которые постоянно забрасывают лунную поверхность из глубокого космоса, была встречена внешним защитным слоем на скафандре «Аполлон». Портативная система жизнеобеспечения в рюкзаке обеспечивала кислородом для дыхания, герметизацией скафандра и вентиляцией для лунных походов продолжительностью до 7 часов.

Подвижность скафандра Аполлона была улучшена по сравнению с более ранними костюмами за счет использования формованных резиновых шарниров в виде мехов на плечах, локтях, бедрах и коленях. Модификации пояса скафандра для миссий «Аполлон-15» — «Аполлон-17» добавили гибкости, облегчив членам экипажа посадку на луноход.

Скафандр Apollo A7LB начинался с одежды астронавтов с жидкостным охлаждением, похожей на пару длинных кальсон с сетью спагетти-подобных трубок, пришитых к ткани. Прохладная вода, циркулируя по трубам, передавала метаболическое тепло от тела исследователя Луны в рюкзак, а оттуда в космос.

Затем последовал слой из легкого нейлона, улучшающий удобство и комфорт при надевании, за которым последовали газонепроницаемая напорная камера из нейлона с неопреновым покрытием или компоненты формованных соединений, напоминающие сильфоны, нейлоновый ограничительный слой для предотвращения раздувания камеры, легкая термоизоляция из чередующиеся слои тонкой каптона и стеклоткани, несколько слоев майлара и прокладочного материала и, наконец, защитные внешние слои стеклоткани Beta с тефлоновым покрытием.

Космические шлемы Аполлона были изготовлены из высокопрочного поликарбоната и прикреплялись к скафандру с помощью герметического шейного кольца. В отличие от шлемов Mercury и Gemini, которые плотно прилегали и двигались вместе с головой члена экипажа, шлем Apollo был зафиксирован, и голова могла свободно двигаться внутри. Во время прогулки по Луне члены экипажа Аполлона носили внешний козырек поверх поликарбонатного шлема для защиты от вредного для глаз ультрафиолетового излучения и для поддержания теплового комфорта головы и лица.

Завершали ансамбль исследователя Луны лунные перчатки и ботинки, предназначенные как для суровых условий исследования, так и перчатки для настройки чувствительных инструментов.

Перчатки для лунной поверхности состояли из встроенных структурных ограничителей и герметичных камер, отлитых из слепков рук членов экипажа и покрытых многослойной суперизоляцией для защиты от тепла и истирания. Большой палец и кончики пальцев были отлиты из силиконовой резины, чтобы обеспечить определенную степень чувствительности и «осязания». Герметичные разъединители, аналогичные соединению шлема и скафандра, прикрепляли перчатки к рукам скафандра.

Лунный ботинок на самом деле был ботинком, который лунный исследователь Аполлона надевал на встроенный герметичный ботинок скафандра. Внешний слой лунного ботинка был изготовлен из металлоткани, за исключением ребристой подошвы из силиконовой резины; язычная область выполнена из стеклоткани с тефлоновым покрытием.Внутренние слои ботинка были изготовлены из стеклоткани с тефлоновым покрытием, за которой следовали 25 чередующихся слоев каптоновой пленки и стеклоткани для создания эффективной и легкой теплоизоляции.

Девять членов экипажа Скайлэба обслуживали первую космическую станцию ​​​​в стране в общей сложности 171 день в 1973 и 1974 годах. Они носили упрощенные версии скафандра Аполлона, выполняя исторический ремонт Скайлэба и меняя канистры с пленкой в ​​камерах солнечной обсерватории. Заклинившие солнечные панели и потеря микрометеорного щита во время запуска орбитальной мастерской Skylab потребовали нескольких выходов в открытый космос для освобождения солнечных панелей и установки заменяющего щита.

Изменения скафандра от Apollo до Skylab включали менее дорогой в производстве и легкий тепловой микрометеороид поверх одежды, отказ от лунных ботинок и упрощенный и менее дорогой узел внекорабельного козырька поверх шлема. Одежда с жидкостным охлаждением была сохранена от Аполлона, но шлангокабели и узел жизнеобеспечения космонавтов (ALSA) заменили рюкзаки для жизнеобеспечения во время выхода в открытый космос.

Скафандры типа «Аполлон» снова использовались в июле 1975 года, когда американские астронавты и советские космонавты встретились и состыковались на околоземной орбите в рамках совместного полета «Аполлон-Союз» (ЭПАС). Поскольку никаких выходов в открытый космос не планировалось, члены экипажа США были оснащены модифицированными внутрикорабельными скафандрами Apollo A7LB, оснащенными простым покровным слоем, заменяющим слой теплового микрометеороида.

Информация и фотографии предоставлены НАСА.
Измененные выдержки из книги «Этот новый океан: история проекта «Меркурий».
Лойд С. Свенсон-младший, Джеймс М. Гримвуд и Чарльз С. Александр