Скафандр

Космический скафандр «Сокол»

Скафа́ндр (от греч. σκάφος — лодка, судно + ανδρός — родительный падеж от ανήρ — человек. Буквально — «лодкочеловек». В Древней Греции «скафандрами» называли хороших пловцов и ныряльщиков) — специальное снаряжение, предназначенное для изоляции человека (или животного) от внешней среды.

Части снаряжения образуют оболочку, непроницаемую для компонентов внешней среды (жидкостей, газов, излучений). Скафандры в основном подразделяются на авиационные, водолазные и космические.

Название

Гравюра изображает водолазный костюм Ла Шапеля (1775).

В Древней Греции «скафандрами» называли хороших пловцов и ныряльщиков.^{[источник не указан 104 дня]}

В современное время термин «скафандр» был в первый раз предложен в 1775 году аббатом Ла Шапель в своей книге Traité de la construction théorique et pratique du scaphandre ou du bateau de l'homme. Аббат Ла Шапель назвал так предложенное им костюм из пробки, который бы позволял солдатам пересекать реки.

Опасности выходов в открытый космос

Тренировка водолаза. Нормобарический скафандр — снаряжение, предназначенное для глубоководных (до 600 метров) работ, во время которых пилот скафандра продолжает находится при обычном атмосферном давлении, что, соответственно, снимает заботу о декомпрессии, исключает азотное, кислородное и иные отравления

Выходы в открытый космос опасны по множеству различных причин. Глубокий вакуум, экстремальные температуры от минус 150 °С до плюс 150 °С, излучение Солнца, вероятность столкновения с частицами космического мусора или микрометеоритами. В условиях открытого космоса космонавта защищает скафандр. Потенциальную опасность несёт возможность потери или недопустимого удаления от космического корабля, грозящая гибелью из-за израсходования запаса дыхательной смеси. Опасны также возможные повреждения или проколы скафандров, разгерметизация которых грозит декомпрессией и быстрой смертью, если космонавты не успеют вовремя вернуться в корабль. Инцидент с повреждением скафандра произошёл во время полёта «Атлантиса» STS-37, маленький прут проколол перчатку одного из астронавтов. По счастливой случайности разгерметизации не произошло, поскольку прут застрял и блокировал собою образовавшееся отверстие. Прокол даже не был замечен до тех пор пока астронавты не вернулись в корабль и не начали проверку скафандров.^[1]

Показательно, что самый первый достаточно опасный инцидент случился во время первого выхода космонавта в открытый космос в 1965 г. Выполнив программу первого выхода, Алексей Архипович Леонов испытал трудности с возвращением на корабль, поскольку отпустив поручень, он в условиях невесомости не мог войти ногами в люк шлюзовой камеры космического корабля «Восход». Это произошло из-за недостатков в подготовке к первому выходу в открытый космос. Его скафандр раздулся. Также шарниры скафандра «Беркут» имели недостаточную подвижность, которая напрямую зависит от уровня давления в скафандре. Совершив несколько попыток войти в шлюз ногами вперед, космонавт решил войти в него головой вперед. Повернув регулятор давления, космонавт снизил уровень избыточного давления в скафандре с режима 0,4 атм на режим 0,27 атм, что позволило ему вернуться в шлюзовую камеру. Возможность снижения давления была предусмотрена конструкцией скафандра. Внутри камеры космонавт с большим трудом развернулся и закрыл за собой люк. Затем шлюзовая камера была наддута, давление в ней сравнялось с давлением в кабине корабля. Космонавт Леонов вернулся в корабль.

Ещё один потенциально опасный случай произошёл во время второго выхода в открытый космос астронавтов космического корабля «Дискавери» (полёт STS-121). От скафандра Пирса Селлерса отсоединилась специальная лебёдка, которая помогает вернуться на станцию и не даёт астронавту улететь в открытый космос. Вовремя заметив проблему, Селлерс с напарником смогли прикрепить устройство обратно и выход был завершён благополучно.^[2]

В настоящее время (в 2008 г.) совершены сотни выходов в открытый космос. Решены многие научные задачи, произведены ремонты космических кораблей, станций и спутников. Наиболее известен ремонт телескопа «Хаббл», который отремонтировали астронавты. Скафандры для выхода в открытый космос совершили значительную эволюцию со времен «Беркута». Космонавтами и астронавтами собрано множество конструкций (антенны, фермы, солнечные батареи и т. д.). Доказана возможность успешной работы человека в открытом космосе. Разработка специальных телеуправляемых или автономных роботов пока не приводит к успеху.

«Стратонавты»

Советский скафандр «Кречет» для выхода на поверхность Луны

Помочь космонавту, вышедшему в открытый космос, очень трудно.

ск-1 Скафандр Гагарина

Скафандр Тайконавта

Скафандр авиационный. Самолёт-разведчик Локхид У-2

Эдвин Олдрин на поверхности Луны. Скафандр Apollo A7L

1959—1962 годах было построено несколько стратостатов, предназначенных для испытания космических и авиационных скафандров и парашютных систем для приземления с большой высоты. Такие стратостаты были, как правило, оборудованы открытыми гондолами, от разрежённой атмосферы стратонавтов защищали скафандры. Эти испытания оказались предельно опасны. Из шести стратонавтов трое погибли, а один потерял сознание во время свободного падения.

Американский проект «Excelsior» включал три высотных прыжка из стратостатов объёмом 85 000 м³ с открытой гондолой, которые выполнил Джозеф Киттингер в 1959—1960 годах. Он испытывал компенсирующий гермокостюм со шлемом и двухступенчатый парашют системы Бопре, состоящий из стабилизационного парашюта диаметром 2 м, который должен предохранять парашютиста от вращения при полёте в стратосфере и основного парашюта диаметром 8,5 м для приземления. В первом прыжке с высоты 23 300 м из-за раннего раскрытия стабилизационного парашюта тело пилота начало вращаться с частотой около 120 об/мин и он потерял сознание. Лишь благодаря автоматической системе раскрытия основного парашюта Киттингеру удалось спастись. Второй и третий полёты прошли более удачно, несмотря на то, что в третьем произошла разгерметизация правой перчатки и рука пилота сильно распухла. В третьем полёте, который состоялся 16 августа 1960 года Киттингер установил сразу несколько рекордов — высоты полёта на стратостате, высоты свободного падения и скорости, развитой человеком без использования транспорта. Падение продолжалось 4 минуты 36 секунд, за которые пилот пролетел 25 816 м и на некоторых участках развил скорость около 1 000 км/ч, вплотную приблизившись к скорости звука. Полёты в рамках проекта «Excelsior» дали важные результаты для разработки авиационных гермокостюмов и систем спасения.

Проект «StratoLab» включал четыре субстратосферных полёта и пять стратосферных, из которых четыре — с герметичной гондолой и один (StratoLab V) с открытой. В ходе полётов была выполнена обширная научная программа, включающая исследование состава воздуха в стратосфере, космических лучей и атмосферного электричества, а также астрономические наблюдения. Полёт StratoLab V «Lee Lewis» состоялся 4 мая 1961 года. Стратостат объёмом свыше 283 000 м³ был запущен с авианосца Antietam в Мексиканском заливе и через 2 часа 11 минут после старта достиг рекордной высоты 34 668 м. Стратонавты Малколм Росс и Виктор Претер были одеты в космические скафандры. После успешного приводнения Претер погиб, не удержавшись на трапе во время подъёма на вертолёт и захлебнувшись. Он раньше времени разгерметизировал скафандр, так как был уверен, что опасность миновала.

Интересные факты

• Первые образцы космических скафандров были созданы в конце 1950-х гг. в СССР.
• Для высадки на поверхность Луны по программе «Аполлон» в 1969—1972 гг. был создан скафандр Apollo A7L. Это был скафандр мягкого типа. Он состоял из 17 слоев различных прочных материалов. Под внешний скафандр надевали терморегулирующий комбинезон, пронизанный сетью трубочек с циркулирующей по ним водой. Вес лунного скафандра на Земле составлял порядка 90 кг. Автономная система жизнеобеспечения была рассчитана на шесть часов работы на поверхности Луны плюс 30 минут аварийного резерва.
• Списанный скафандр «Орлан-М» в 2006 году стал оболочкой для экспериментального миниспутника^[3].

См. также

• Ястреб — тип космического скафандра для осуществления космонавтами выходов в открытый космос.
• Орлан — тип космического скафандра, созданного в СССР для осуществления безопасного пребывания и работы космонавта в открытом космосе. Скафандры Орлан были рассчитаны на 6,5 часов работы в открытом космосе
• Экзоскелет — устройство, предназначенное для увеличения мускульной силы человека за счёт внешнего каркаса.

Примечания

1. ↑ Взрывная декомпрессия и прямое воздействие вакуума (Explosive Decompression and Vacuum Exposure) (англ.)
2. ↑ Во время выхода в открытый космос у одного из астронавтов США возникли проблемы (рус.)
3. ↑ Полет спутника-скафандра "РадиоСкаф" успешно завершен. РИА «Новости» (15/03/2006). Архивировано из первоисточника 26 августа 2011. Проверено 3 августа 2011.

Ссылки

• http://mvl.mit.edu/EVA/biosuit/index.html
• Алексеев С. М., Уманский С. П. Высотные и космические скафандры, Машиностроение, 1973, 282 с.
• Статья про скафандры в журнале «Вокруг света»
• Описание скафандра на сайте НПП «Звезда».