Содержание
Вклад Циолковского в создание скафандров
Константин Эдуардович Циолковский (1857 — 1935), русский ученый-самоучка и пионер космонавтики, внес значительный вклад в разработку первых скафандров для космонавтов. Вклад ученого в развитие космической отрасли и современных технологий огромен.
Вот некоторые из его идей, часть которых последующие поколения ученых уже воплотили в реальности:
-
Константин Эдуардович Циолковский, фото 1924 года Монопланы. Они появились только спустя два десятилетия после выхода в 1894 году статьи «Аэростат или птицеподобная (авиационная) летательная машина».
- Прототип аэродинамической трубы и шасси (1897 год). Николай Жуковский, великий русский инженер, создавший в 1902 году в МГУ аэродинамическую трубу, признавался, что источником идей стали работы Циолковского по аэродинамике.
- Поезд на воздушной подушке. Описание и схема были опубликованы в 1927 году в брошюре «Сопротивление воздуха и скорый поезд».
- Многоступенчатые ракеты. Книга «Космические ракетные поезда» была издана ученым с 1929 году.
- Космический лифт. Описание и проект изложены в труде 1895 года.
Правда, слово скафандр Константин Эдуардович употреблял не в мужском роде, как сейчас, а в женском. Слово космонавт еще не было в ходу, поэтому ученый их называл «балахонщиками», поскольку полагал, что защитные космические костюмы будут напоминать балахоны.
Защитные изделия должны были иметь несколько слоев специальной ткани, которая была бы прочной, но легкой, чтобы не создавать дополнительной нагрузки на космонавтов. Он также предложил использовать специальные приспособления для обеспечения комфорта и поддержания жизнедеятельности внутри скафандра, такие как системы поддержания давления, системы контроля температуры и системы подачи кислорода.
Циолковский описывает скафандры так:
«Она [скафандра] облекает все тело с головой, непроницаема для газов и паров, гибка, не массивна, не затрудняет движений тела; она крепка настолько, чтобы выдержать внутреннее давление газов, окружающих тело, – и снабжена в головной части особыми плоскими, отчасти прозрачными для света пластинками, чтобы видеть.
Она имеет проницаемую для газов и паров согревающую толстую подкладку, содержит резервуары для хранения мочи и пр. Она соединяется с особой коробкой, которая выделяет под одежду непрерывно кислород в достаточном количестве. Углекислый газ, пары воды и другие продукты выделения тела поглощаются в других коробках.
Газы и пары непрестанно циркулируют под одеждой в проницаемой подкладке посредством особых самодействующих насосов. В день нужно не более килограмма кислорода на человека.
Всех запасов хватает на восемь часов, и вместе с одеждой они имеют массу не более 10 килограммов. Но, впрочем, тут ничто не имеет веса. Скафандра, как видите даже не обезображивает человека».
«Мы вам дадим по особому маленькому орудию, в котором вызывают взрыв по желанию, которое действует как ракета и выпускает газы в любом количестве. С помощью его вы можете лететь в любую сторону, значит и возвратиться когда угодно к вашему дому».
Интересно, что спустя несколько десятилетий на случай обрыва страховочного троса был предусмотрен реактивный пистолет HHMU. Он позволял космонавту «причалить» к космическому кораблю. Сейчас для этой цели используется установка спасения космонавта (УСК). Она представляет собой устройство, напоминающее ранец, снабженное реактивными двигателями. УСК стали устанавливать на скафандр «ОРЛАН-М», а затем и на последующие модификации костюмов.
В молодости разработки ученого не находили поддержку у научного сообщества, идеи Циолковского опережали свое время. И лишь к закату жизни, уже при Советской власти, его работы стали известны. Его идеи и концепции впоследствии были учтены и использованы другими учеными и инженерами в разработке скафандров для космонавтов.
Пришло другое время, и многое из трудов Константина Эдуардовича начало воплощаться в реальности. Циолковский открыл новые горизонты в области космических полетов и оставил неизгладимый след в истории космонавтики.
От полетов в стратосфере до Луны
Ракетами, стремительно уходящими ввысь, восхищаются многие. Скафандры часто остаются забытыми, и это совершенно незаслуженно, ведь они имеют сложное строение. Их можно смело назвать космическими аппаратами в миниатюре, от которых зависят жизни покорителей космоса.
Вперед, пилоты, к небесам!
Как ни странно, но история создания защитных скафандров началась не с космоса, а с покорения глубин. В 1894 году в Австралии был придуман один из первых костюмов для погружений.
Он представлял собой каркас из проволоки, обтянутый водонепроницаемой тканью. Первый патент на скафандр был одобрен в 1918 году в США.
Первые глубинные скафандры
С началом эры воздухоплавания появилась потребность в защитных костюмах для пилотов. Человек поднимался в небо все выше и выше, и через некоторое время ученым пришлось думать над тем, как предотвращать гибель пилотов при разгерметизации кабины.
Джон Холден, английский физиолог, в 20-х годах XX века предложил прототип защитного костюма. Он испытал его в барокамере, но провести испытания в стратосфере не удалось из-за отсутствия финансирования.
Но технический прогресс было не остановить, и спустя десятилетие ученые многих стран мира занимались разработкой скафандров. В Испании над ними работал Эмилио Геррера, изобретение которого из-за гражданской войны так и не было испытано.
В США разработкой скафандров занимались Вилли Пост ( в 1934 году для него было создано три костюма, из которых только последний оказался рабочим, хотя и его пришлось впоследствии срезать на испытаниях), а также Рассел Коли (прототип ХН-5 с сегментированными суставами, упрощавшими движение пилотов).
Высотный скафандр США Вилли Поста, 1934 год
Высотный скафандр СССР Ч-3 (1936) Евгений Чертовский
В СССР, как уже говорилось выше, ученые взяли за основу наработки Циолковского. Евгений Чертовский, инженер, трудившийся в Институте авиационной медицины, занялся разработкой отечественных скафандров. За десять лет он преуспел в работе, предложив семь моделей.
Модель прошла испытания в 1937 году, пилот совершал полет на тяжелом бомбардировщике Т3.
Скафандры для космоса
В 1936 году на экраны СССР вышел научно-фантастический фильм «Космический рейс», который был создан киностудией «Мосфильм». Лента о покорителях космоса получила международное признание и впоследствии была признана одной из лучших кинокартин эпохи немого кино.
Интерес к космосу после выхода фильма вырос в несколько раз. Также о покорении космического пространства задумывались в Кремле, поэтому разработка космических скафандров была поручена инженерам Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ).
За один год был создан и испытан СК-ЦАГИ-1, а уже в 1940 году — модель СК-ЦАГИ-8, которая стала последним довоенным скафандром.
После завершения ВОВ заниматься защитными костюмами стали инженеры Летно-Исследовательского института имени М. М. Громова (ЛИИ).
За основу был взят костюм «Воркута», который успешно эксплуатировали пилоты, летавшие на высотных самолетах. «Воркуту» модернизировали, сильнее всего изменили шлем.
Юрий Гагарин полетел в космос на корабле «Восток-1», модель скафандра СК-1 (Скафандр Космический №1). Для полета Валентины Терешковой, первой женщины-космонавта, был разработан следующий вариант — модель СК-2. Полет произошел в 1963 году.
В США для космической программы «Меркурий» были разработаны скафандры, которые представляли собой модифицированные модели летчиков военно-морской авиации. В «Меркуриях» слетали в космос шесть астронавтов.
Скафандры для выхода в космос
Летчики и первые космонавты носили аварийно-спасательные костюмы, но они не могли сохранить жизнь человека при выходе в открытый космос. Для Алексея Леонова, впервые в истории человечества побывавшем в открытом пространстве, был специально разработан скафандр «Беркут».
Скафандр «Беркут»
G5C
Его шлем был снабжен светофильтром. Тело космонавта было защищено второй герметичной оболочкой, а за плечами находился ранец с кислородными баллонами, запаса воздуха в которых хватало на 45 минут. Леонов полетел в космос на корабле «Восход-2» в 1965 году. На втором витке корабля космонавт вышел в открытый космос и пробыл в пространстве 12 минут 9 секунд.
Американцы отставали от СССР в космической гонке, но вскоре они тоже вышли в открытый космос. Астронавты были облачены в герметичные костюмы G3C.
Лунная программа
Гонка между СССР и США была ожесточенной. Обе сверхдержавы желали доминировать в космическом пространстве, поэтому полет на Луну стал новым вызовом. В СССР разрабатывали для космонавтов скафандры «Кречет», человек в него влезал через «дверцу», которая закрывалась рычагом. Хотя советские космонавты не побывали на Луне, наработки пригодились впоследствии.
Скафандр «Кречет»
Скафандр A7L
Скафандр «Орлан-Д»
Американцы, когда в 1967 году в результате пожара на корабле «Аполлон-1» погибли трое астронавтов, сделали скафандр огнестойким. Это была модель A7L, в которой Нил Армстронг и Эдвин Олдрин в 1969 году побывали на Луне.
Пока американцы гуляли по Луне, СССР сосредоточился на освоении земной орбиты. Отечественные инженеры на основе «Кречета» разработали модель «Орлан». Она представляла собой автономный полужесткий костюм, предназначенный для выхода в космос.
Наши дни
Сейчас космонавты, выходя с МКС в космос, надевают скафандры двух моделей:
«Орлан-МКС» (Россия)
EMU (США)
Заключение
Подводя итоги, можно с уверенностью заявить, что быстрое развитие технологий способствует появлению новой космической техники и снаряжения. Единственным фактором, который может затормозить создание более современных скафандров, является финансирование, поскольку снаряжение для космонавтов сит миллионы долларов.
Вопросы и ответы
Россия, Китай и США являются признанными лидерами отрасли.
Считается, что скафандры будущего будут обеспечивать комфортное пребывание человека в различных условиях: на космических станциях, в открытом пространстве и др. Возможно, они будут оснащены датчиками, которые будут отслеживать состояние здоровья человека, а также его окружающей среды. Также возможно, что они будут иметь встроенные системы жизнеобеспечения, такие как системы очистки воздуха и воды. Кроме того, скафандры будущего, вероятно, будут более легкими и гибкими, чтобы обеспечить более свободное движение человека.
Снаряжение должно будет защищать космонавтов от радиации, а также быть легким и прочным. Возможно в будущем будут созданы скафандры для постоянного ношения на орбитальных городах. Но поскольку речь идет о далеком будущем, пока рано говорить о создании моделей.
