宇宙服

明日は、1961年にユーリガガーリンが最初に宇宙飛行を完了してからちょうど49年です。 この日、地球全体が世界航空宇宙デーを祝います。



この機会に、私は宇宙服についての記事を書くことにしました-宇宙服の発生、デザインの歴史を伝え、可能であれば、私たちのスーツをアメリカのスーツと比較します

少し前の宇宙の歴史

宇宙服を作成する必要性は30代前半に現れました。 実際のところ、テストパイロットは、酸素ヘルメットを着用していても、気圧が低いために12 km以上の高さまで登ることができませんでした。 この高さで、人間の組織に溶け込んだ窒素がガス状に変わり始め、痛みを引き起こします。



そのため、1931年にエンジニアE.チェルトフスキーが最初の「Ch-1」宇宙服を設計しました。 全体を見るために小さなガラスを備えたヘルメットを備えたシンプルなタイツでした。 一般に、「Ch-1」では何でもできますが、うまくいきません。 それにもかかわらず、彼は突破口になりました。 その後、戦争の前に、チェルトフスキーは宇宙服のさらに6つのモデルを設計することができました。



戦後、最初の戦闘機が登場し始め、最大の高さのバーを急激に持ち上げました。 1947-1950年、A。ボイコ率いるデザイナーのグループが、VSS-01およびVSS-04（高高度救助スーツ）と呼ばれる戦後の最初の航空スーツを作成しました。 それらはゴム製の生地で作られた密閉オーバーオールで、そこに固定折りたたみ式ヘルメットと酸素マスクが取り付けられていました。 高さでの過剰な圧力は、特別なバルブによって排出されました。

開発開始

一般に、宇宙服の開発は最初はあまりうまくいきませんでした。 実際、宇宙服の既存の成果は、宇宙船の減圧の場合には役に立たなかったということです。 そして、設計者はそれとは何の関係もありません-降下モジュールの着陸または着陸後にのみ宇宙飛行士を救うために設計された保護スーツを開発するという任務が与えられました。 宇宙服の反対者の中には、船の設計者もいました-彼らは減圧の可能性は取るに足らないと考えました。 彼らの言葉は、ライカがGLC（動物用密閉キャビン）で成功したことによって確認されました。







紛争は、女王の個人的な介入の後にのみ停止できました。 同時に、ガガーリンの飛行の8か月しか残っていませんでした。 この間に、SK-1宇宙服が作成されました

SK-1

合計で3つのクラスの宇宙服があります。

•救助スーツ-キャビンが減圧された場合、またはガス環境のパラメーターが標準から大幅に逸脱した場合に宇宙飛行士を保護するために使用されます。

•宇宙船の表面またはその近くの宇宙空間で作業するための宇宙服

•天体の表面で動作する宇宙服



SK-1は最初のカテゴリーのスーツでした。 「東」の最初のシリーズの船のすべての飛行中に使用されました







SK-1は、宇宙飛行士がメインの防護服の下に着用した特別な耐熱防護服と連携して「作動」しました。 オーバーオールは単なる衣服ではなく、換気システムのパイプが取り付けられた工学構造全体であり、身体の必要な熱管理をサポートし、呼吸器製品から水分を除去しました。 予期せぬ状況では、ライフスーツライフサポートシステム（LSS）とLSSキャビンは、宇宙飛行士の存在を10日間延長しました。 キャビンを減圧すると、透明な「バイザー」（ヘルメットのport窓）が自動的に閉じられ、船のシリンダーからの空気供給がオンになりました。



しかし、彼には重大な欠点がありました。 そのソフトシェルは、内部過圧の影響下で、常に回転体の形を取り、真っ直ぐになるように努めています。 スリーブや脚など、その一部を曲げることはそれほど単純ではなく、内圧が大きいほど、それを行うのが難しくなります。 最初の宇宙服で作業する場合、比較的機動性が低いため、宇宙飛行士はかなりの努力をしなければならず、最終的には体内の代謝プロセスの強度が増加しました。 このため、冷却システムのユニットと同様に、酸素貯蔵量の質量と寸法を増やす必要がありました。



宇宙服SK-2も作成されました。 実際、これは女性専用の同じSK-1です。 生理学的特性を考慮して、わずかに異なる形をしていました。

アナログ

私たちのSK-1に対応するアメリカは、水星船の宇宙服でした。 また、非常にレスキュー宇宙服であり、1961年に作られました。







すべてに加えて、熱線を反射する金属化された外層がありました。

イヌワシ

1964年半ば、ソビエトの宇宙計画の指導者たちは、軌道上での新しい実験、つまり宇宙船から宇宙への最初の人間の出口を決定しました。 この状況は、宇宙服の開発者に多くの新しい技術的課題をもたらしました。 もちろん、それらは宇宙船の内部環境と宇宙空間の状態の間の深刻な違い、つまりほぼ完全な真空、有害な放射、極端な温度の領域によって決定されました。



開発者には2つの主なタスクが割り当てられました。



まず、宇宙服は、宇宙飛行士が日当たりの良い側にいる場合は過熱から保護し、逆に日陰にある場合は冷却から保護する必要がありました（それらの間の温度差は100°C以上です）。 彼はまた、太陽放射と流星から保護しなければなりませんでした。



第二に、人の最大の安全性を確保し、非常に信頼性が高く、体積と重量を最小限に抑えること。 しかし、最も重要なことは、これらすべてで、彼の宇宙飛行士は操作可能でなければならないということです。 船の中を動き回ったり、仕事をしたりなど。



これらの要件はすべて、宇宙服「ゴールデンイーグル」に実装されました。







ちなみに、「ゴールデンイーグル」から始まって、私たちの宇宙服はすべて鳥の名前と呼ばれ始めました。



スーツは、光沢のあるアルミニウムの表面を持つフィルムのいくつかの層で作られていました。 層間の空間には、あらゆる方向の熱伝達を減らすために特別に設計されたギャップがありました。 魔法瓶の原理-熱は奪われず、放たれません。 さらに、フィルムファブリック層は特別なメッシュ材料で分離されていました。 その結果、非常に高いレベルの熱抵抗が達成されました。 宇宙飛行士の目は、ほぼ半センチの厚さの着色有機ガラス製の特別なフィルターで保護されていました。 彼は二重の役割を果たしました-日光の強度を弱め、太陽スペクトルの光線の生物学的に危険な部分の顔に移りませんでした。



最初の船外活動のタスクは限られていました。 したがって、生命維持システムは比較的単純に見え、45分間の作業用に設計されました。 酸素装置と容量2リットルのシリンダーを備えたランドセルに入れました。 燃料補給用のフィッティングと圧力を監視するための圧力計窓がバックパックケースに取り付けられました。 空気が船から取られ、さらに酸素が豊富になり、宇宙服に入りました。 同じ空気が、宇宙飛行士が放出した熱、水分、二酸化炭素、有害な不純物を運び去った。 このようなシステムは、オープン型システムと呼ばれます。



システム全体は、520x320x120mmのサッチェルに収まり、クイックコネクターで背面に固定されています。 緊急時には、バックアップ酸素システムがロックチャンバーに設置され、ホースでスーツに接続されました。

アナログ

イヌワシの類似物は、船「ジェミナイ」の宇宙服でした







彼の船のバージョン（別の呼び方がわかりません）は普通の救助スーツでした。 宇宙船の外で動作するように修正されたバージョンが開発されました







このため、熱防護およびマイクロメトライト保護のシェルがメインスーツに追加されました。

タカ

1967年以来、新しいソユーズ型船の飛行が始まりましたが、その前任者との間の根本的な違いは、彼らがすでに有人航空機であったということでした。 そして、したがって、人間の仕事の潜在的な時間と船の外のスペースが増加したはずです。 したがって、常に宇宙服を着ることは不可能でした。 彼は最も重要な瞬間-離陸、着陸-でのみ着用されました。 さらに、いくつかの船を軌道に乗せてドッキングするという疑問が生じました。これには、宇宙空間を通る人々の通過に関連する操作が含まれていました。



これらの目的のために、新しい生命維持システムを備えた新しい宇宙服が開発されました。 彼はホークと呼ばれていました







このスーツは基本的に「ゴールデンイーグル」に似ていましたが、違いはいわゆる呼吸器系に属する異なる呼吸器系にありました。 呼吸混合物はスーツ内で閉ループで循環し、そこで二酸化炭素、有害な不純物が除去され、酸素が供給され、冷却されました。 酸素ボンベもシステムの一部でしたが、そこに含まれる酸素は、漏れと宇宙飛行士の消費を補うためだけに使用されました。 このシステムでは、いくつかのユニークなユニットを一度に作成する必要がありました。特定の無重力状態で動作する蒸発熱交換器。 二酸化炭素吸収剤; 清潔な酸素雰囲気で安全に動作し、スーツ内部などに必要な空気循環を作り出す電気モーター。



宇宙飛行士の体を冷却するために、空冷が使用されました。 これを行うには、宇宙服を介して非常に大量のガスを駆動する必要があります。 これには、数百ワットの容量と高いエネルギーコストのファンが必要です。 はい、そして強い気流は宇宙飛行士にとってあまり快適ではありません。



顕著なプラスは、宇宙服の重量が8〜10 kgを超えず、シェルのパッケージの厚さが最小であることです。 これにより、クッションシートの個々のテクスチャーで使用することが可能になり、軌道に乗って降下する際の過負荷の影響を弱めます。



実際には、ホークはソユーズ-5からソユーズ-4に移動するために一度だけ使用されました。

アナログ

私はホークに対応する特定のアメリカ人を見つけませんでした。 部分的に初期のアポロのスーツはそれの下に収まるようです

シロハヤブサ

月への飛行のために、3番目のカテゴリーの革新的な宇宙服が建設されました。 宇宙服では、宇宙飛行士はそのような運動能力と作業能力を維持しなければなりませんでした。 たとえば、月面に沿って移動するには、さまざまな地形で「歩行」が発生する可能性があるという事実を考慮します。 落下した場合に立ち上がることができるように、月の「地球」と接触します。その温度は非常に広い範囲にわたって変化します（日陰と-130°から+ 160°まで）。 楽器を操作し、月の岩石のサンプルを収集し、原始的な掘削を行います。 宇宙飛行士には、宇宙服から尿を除去するだけでなく、特別な流動食を食べる機会が与えられるべきでした。 一言で言えば、生命維持システム全体は、研究者の軌道離脱中に存在した労働条件よりも困難な労働条件のために設計されました。



これらの要件を考慮して、A。Stoklitskyのリーダーシップの下で、宇宙服「Krechet」が作成されました。







彼はいわゆる「半硬質」シェルを持ち、ナップザックの代わりに-統合された生命維持システムを備えていました。 「宇宙服に入る」というフレーズが出たのは彼からだった。 宇宙飛行士が背中の「ドア」を使ってシロハヤブサに入ったからです。 すべての生命維持システムを収容する「ドア」







クレシェットシステムは、月に人の記録的な自律滞在を提供しました-最大10時間、その間、研究者は大きな身体的ストレスで作業を行うことができました。 熱冷却には、水冷スーツが最初に使用されました。 水冷は、宇宙飛行士の集中作業中に宇宙服で許容可能な熱条件を維持する唯一の可能な方法です。 300-500 kcal / hの熱をそらすために、水冷スーツを通る水流は1.5-2 l / minで、冷却チューブに必要な長さは約100メートルでした。 水を汲み出すために、数ワットのエンジン出力のポンプが使用されました。



水冷と同時に、宇宙服内部の空気の循環と再生、および水分除去のための回路がありました。 漏れを補うための酸素供給もありました。

アナログ

これはおそらく、アメリカのカウンターパートが私たちよりもよく知られている唯一のケースです。 ニール・アームストロングが1969年に月面に足を踏み入れたのは彼の中ででした







スーツは、高強度の合成繊維、金属、プラスチックで作られていました。 宇宙服の下で、宇宙飛行士はバイオテレメトリー用のセンサーを備えた軽いワンピースのスーツを着ました。 さらに、特別な水冷スーツもスーツの下に着用され、115時間連続運転できるように設計されました。 このナイロンスパンデックススーツには、全長約90 mのPVCパイプのシステムがあり、そこから冷水が連続的に循環し、身体で発生した熱を吸収して外部の冷蔵庫に運びます。 このスーツのおかげで、体のさまざまな部分の皮膚の温度は40°Cを超えませんでした



手のひらには特殊なワイヤータイがあり、宇宙服で過度の圧力がかかってもグローブが膨らむことができませんでした。 手袋の指で手を使って作業する敏a性を確保するために、宇宙飛行士が小さな物体を持ち上げることができる延長グリップがありました。



宇宙飛行士のヘルメットは透明なポリカーボネートで作られており、大きな衝撃強度がありました。 その球状の形状により、宇宙飛行士は頭をあらゆる方向に向けることができました。 酸素は、162リットル/分の速度でヘルメットに入り、ヘルメットの左側の圧力シールにより、宇宙服の宇宙飛行士は食べ物を飲んだり食べたりすることができました。 ナップザックの生命維持システムは、宇宙服の背面と地球上の56.625 kgのオールに取り付けられました（最も細心の注意を払うと、554.925 n）。

イーグル

月に着陸した後、「シロハヤブサ」に関するすべての作業は中止されました。 ただし、オーラン宇宙服も月のプログラムのセットに含まれていました-軌道操作用







彼らは最初の軌道ステーションで作業が始まった1969年に開発に戻りました。 Mirで使用したOrlanの変更であり、現在はISSを使用しています。



軌道ステーションの乗組員が変化していることは誰もが知っています。

しかし、これ以前に存在していた宇宙服は個々のものであり、フィットする能力がありませんでした。 その結果、ステーションの乗組員の新しいメンバーごとに、それらを製造して宇宙に打ち上げる必要がありましたが、ソユーズ船とプログレス船の限られた貨物能力では効果がありませんでした。 しかし、オーランのセミリジッド設計により、乗組員によって届けられた宇宙服の手袋のみが個人用であり、宇宙服自体は常にステーションにありました。



身体の可動性を確保するために、主要な関節の領域に位置する宇宙服で関節が使用されました-肩、肘、膝、足首、指など。 、肩または手首の関節に）。



1977年のSalute-6でのOrlanの最初の使用から2001年のMirのuntil濫まで、すべての種類の25セットのOrlaneが低地球軌道で使用されました。 それらのいくつかは、最後のミール駅とともに焼失しました。 この間に、42人の乗組員による200の出口がオーランで行われました。 合計稼働時間が800時間を超えました。



「オーラン」には多くの修正があります。 私の意見で最も興味深いのは、宇宙空間での移動と操縦のための設備を備えたOrlan-DMAです。







NPP ZvezdaはOrlanの費用を表明しません。 しかし、あるルポルタージュで、私はかつて100万ドルを聞いたことがあります。 私は間違っている可能性があります。

アナログ

アメリカの宇宙飛行士は、彼らの現在の宇宙服が私たちのものよりもはるかに悪く、不快であることを正直かつ率直に認めています。 同時に、1,200万から1500万の費用がかかりました。 そのため、現在の「オーラン」に対する本格的なアナログは存在しません。

スイフト

Buranの作成時に、最新のSwiftスーツが作成されました。







写真に写っているのが彼なのかどうかは完全にはわかりませんが、彼のようなものです。 「スイフト」と共同で、射出シートK-36RBを開発しました。 スペシャリストは、スウィフトを史上最高の宇宙服と呼びました。 しかし、ブランでの仕事の中止で...一般的に、私たちの国ではいつものように。



PS私は写真の品質、特にアメリカの宇宙服をおaびします。



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