Висока космічна мода: марсіанський скафандр

У боротьбу за право побудувати космічний скафандр майбутнього включилися приватні компанії, які на рівних конкурують з NASA

У лютому адміністрація Барака Обами прийняла радикальне рішення про згортання стратегічної програми NASA з освоєння Місяця. Політики вважають, що з цим цілком здатні впоратися приватні компанії. Новими цілями США в космосі були названі Марс і астероїди. Зрозуміло, що рвонути туди в найближче десятиліття американцям не вдасться - для такої подорожі поки ще не створені технології. Але коли це станеться, астронавтам доведеться не просто здійснювати екскурсії по марсіанських пам'ятках, а вколювати в поті чола. Місячні прогулянки Apollo в порівнянні з новими місіями здадуться астронавтам дитячою забавкою. Будівництво та інтенсивна геологорозвідка на ранньому етапі освоєння Марса вимагатимуть в буквальному сенсі слова важкої ручної праці. Навіть якщо NASA буде використовувати на космічних каторжних роботах роботів-андроїдів на кшталт Robonaut2, виконроби з людським обличчям на Червоній планеті все одно знадобляться. І зустрічати першопрохідців Марс буде по одежині.

Вінтаж не в тренді

Найдорожчий костюм в історії людства - це космічний скафандр. $20млн за штуку - не жарт. По суті він являє собою індивідуальний космічний корабель з усіма системами і обладнанням і майже так само складний. А все тому, що людина - цар природи - абсолютно беззахисна істота. Ми можемо нормально існувати тільки при кімнатній температурі, перепади атмосферного тиску змушують нас ковтати таблетки, а найменший дефіцит кисню в навколишньому повітрі призводить до непритомності. Що вже говорити про наджорсткі умови відкритого космосу або інших планет.

Нехай вас не обманює зовнішня несерйозність BceSuit. Це не гламурний псевдохайтек. Елегантний комбінезон Дейви Ньюмен - згусток проривних ідей в області нанотехнологій, текстильної промисловості і металургії. Не дарма в 2007 році BceSuit був включений до списку 100 найбільш значних винаходів людства, складений журналом The Time Magazine.

Зараз існує два типи захисного космічного одягу - домашній і вихідний. Під час перехідних фаз польотів - зльоту, посадки і маневрування - астронавти хизуються в герметичних рятувальних скафандрах ACES (Advanced Crew Escape Suit), зроблених з декількох шарів тканини і оснащених гермошлемом, системою рідинного охолодження, набором засобів для виживання, аварійною кисневою системою і парашутом. Для нижніх шарів використовують матеріали на основі бавовни, для зовнішніх - нейлони різної фактури з неопреновою та уретановою просоченістю. Приблизно такі ж комбінезони, але простіше і з номексу носять пілоти надзвукових винищувачів.

На вихід доводиться одягатися серйозніше. Для роботи у відкритому космосі застосовується комплекс EMU (Extravehicular Mobility Unit), що створює навколо людини тонку, але дуже надійну оболонку життя. Жорсткий EMU рятує від мікрометеоритів, сонячної радіації, охолодження, перегріву, а також забезпечує стабільний внутрішній тиск, вентиляцію і зв'язок. У ньому можна виконувати найпростіші рухи, але про складну рухову активність говорити не доводиться. Згадайте хоча б, як пересувалися по Місяці астронавти Apollo. Про яке місячне або марсіанське будівництво може йти мова, якщо для одягненого, як капуста, астронавта було величезною проблемою підібрати молоток, що випав з незграбних рукавичок! Одягнути 140-кілограмовий EMU поодинці неможливо - процедура облачення і перевірки бортових систем займає близько трьох годин.

Очевидно, що для нових місій такий незграбний тулупчик не годиться. У NASA вважають цю проблему не менш важливою, ніж, наприклад, розробка ракети-носія. Ціна питання - півмільярда доларів. Офіційний космічний кутюр'є Америки - Террі Хілл, керівник проекту з розробки скафандра Constellation з Космічного центру імені Джонсона.

Придворний кутюр'є

Незважаючи на смертельний вирок, винесений місячній програмі, роботи по скафандру Constellation Space Suit System (CSSS) будуть завершені. NASA поставила перед групою Хілла дуже жорсткі завдання, головні з яких - модульність і універсальність скафандра, автономне забезпечення нормальної життєдіяльності людини у відкритому космосі при високих фізичних навантаженнях протягом 150 годин, можливість індивідуального переодягання і підвищена мобільність.

Гардероб астронавтів майбутнього, за задумом NASA, складатиметься з єдиного комплекту одягу з купою додаткових аксесуарів. Передбачається створити дві конфігурації скафандра - легку і екстремальну. У березні 2009 року розробка легкої конфігурації скафандра для перехідних фаз польоту та аварійних робіт у відкритому космосі була доручена технологічній компанії Oceaneering з Х'юстона, що спеціалізується на виготовленні захисної амуніції для глибоководних робіт.

Паскалі на вагу золота

Жорсткість традиційного скафандра - це найважливіша умова безпеки: випадкове пошкодження зовнішньої оболонки і втрата тиску можуть призвести до миттєвої смерті астронавта. Тиск на поверхні Марса становить 0.6 кПа або менше 1% від земного (100 кПа), а всередині скафандра воно повинно бути, на думку Дейви Ньюмен, близько 30 кПа. Це дозволяє людині працювати поза базовою станцією більше 8 годин без негативних наслідків для здоров'я. Крім того, при такій різниці тисків при поверненні додому астронавтам не буде потрібно декомпресія. Наприклад, зараз після будь-якого виходу з МКС у відкритий космос астронавт чекає 4 години, поки тиску в приміщенні станції і всередині скафандра зрівняються. Тільки після цього можна розгерметизувати шолом.

У скафандрі Constellation буде застосовано традиційний барометричний спосіб підтримки тиску - всередину нижнього шару закачають газову суміш, а для забезпечення рухливості в зонах ліктьового, плечового і колінного суглобів встановлять жорсткі пластикові вставки. Нормальну температуру тіла астронавта підтримуватиме багатошарова екранно-вакуумна теплоізоляція, вперше застосована ще в середині 1960-х на радянському скафандрі «Беркут». Фактично астронавт буде укладений у своєрідний герметичний термос з мінімальною теплопровідністю. Але якщо в «Беркуті» конструктори використовували важку металізовану тканину, то для CSSS фахівці David Clark мають намір розробити особливі типи легкого дихаючого нейлона з регульованою односторонньою проникністю. Астронавтам не чуже ніщо людське, в тому числі - нормальне травлення. Для утилізації продуктів життєдіяльності CSSS оснастять компактною асенізаційною системою.