Не только космические. какие еще бывают скафандры

Одежда космонавтов будущего

Недалеко заглядывая, скажем о введение в эксплуатацию новой модификации скафандра «Орлан-МКС» в 2016-м году. Основными особенностями данной модели является автоматическая терморегуляция, в зависимости от сложности выполняемой космонавтом работы в данный момент, и автоматизация подготовки скафандра для выполнения выхода в открытый космос.

НАСА также занимается разработкой новых скафандров. Один из таких прототипов уже проходит тестирование – «Z-1». Несмотря, что «Z-1» внешне очень схож со скафандром Базза Лайтера из мультфильма «История игрушек», его функционал имеет некоторые значительные инновации:

• Наличие универсального порта в задней части скафандра позволит подключать к нему как автономную СЖО, в виде ранца, так и систему жизнеобеспечения, предоставляемую кораблем;
• Повышенная подвижность астронавта в скафандре достигнута за счет: новая технология «вставок» в местах сгиба частей тела, мягкая конструкция костюма, а также относительно небольшой вес – около 73-х кг, в сборке для ВКД. Мобильность астронавта в «Z-1» настолько высока, что позволяет ему наклониться и достать до пальцев ног, присесть на колено, а то и вовсе сесть в позу похожую на позу «лотоса».

Но с «Z-1» уже на начальных этапах возникли проблемы – его громоздкость не позволяет находиться в нем астронавтам на борту некоторых космических кораблей. Поэтому НАСА, помимо «Z-1» и уже анонсированной модификацией — «Z-2», сообщает о работе над еще одним прототипом, особенности которого пока не раскрываются.

Нельзя не отметить, что в данной области возникают и инновационные смелые предложения, наиболее известное из которых — «Biosuit». Дэва Ньюмен — профессор Аэронавтики одного из лучших вузов мира (Массачусетского технологического) работала над концепцией такого костюма более 10-ти лет. Особенностью «Biosuit» является отсутствие пустого пространства в костюме для наполнения его газами с целью создания внешнего давления на тело. Последнее – производится механическим образом при помощи сплава титана и никеля, а также полимеров. То есть скафандр сам стягивается, создавая давление на тело. Будучи разделен на сегменты, «Biosuit» «не боится» проколов скафандра в том или ином места, так как место прокола не приведет к разгерметизации всего костюма, и может быть просто заклеено. Кроме того, данная технология значительно понизит вес скафандра и предотвратит травмы астронавтов, возникающие в результате работы в тяжелом костюме. Что еще остается в процессе разработки – так это шлем, который, к сожалению, по указанной технологии создать скорее всего не удастся. А посему, вероятно, в будущем нас ожидает некий симбиоз скафандра «Biosuit» и «EMU».

Подводя итоги, хочется отметить, что стремительное развитие технологий приводит к столь же стремительному развитию космической техники, инструментов и снаряжения. Тормозным фактором развития скафандров может быть лишь финансирование, так как данное снаряжение стоит миллионы долларов.

Перспективы

Работа над скафандрами не останавливается, и сейчас инженеры экспериментируют с самыми разными конструкциями.

Творческим переосмыслением авиационных высотно-компенсирующих костюмов являются скафандры обжимного действия. В них ткань непосредственно прилегает к телу и обеспечивает необходимое для дыхания давление. Теоретически такие скафандры должны быть легче и удобнее, но очень сложно обжать все тело равномерно и обеспечить отсутствие боли и синяков у человека. Также их пока что сложно и долго надевать и снимать. Модель Bio-Suit разрабатывается в инициативном порядке и постепенно проходит испытания со все большей разницей давлений.

Bio-Suit

Компания ILC Dover предлагает две модели на замену EMU. У максимально жесткого Mark III преимущество в том, что его можно надеть сразу, без того, чтобы несколько часов дышать кислородом, вымывая из крови азот. А полностью мягкий I-Suit разрабатывается не только для выходов в открытый космос, но и для прогулок по другим небесным телам.

Слева направо: Mark III, I-Suit

Для NASA создаются скафандры Z-серии, также отличающиеся повышенным давлением. Интересной особенностью моделей является выпуклый шлем, улучшающий видимость, и вход со спины, как в «Орлане».

Z-1 и Z-2

Вход со спины удобен для концепции Suitport — скафандр спиной соединяется с ровером, фактически избавляя от специальной шлюзовой камеры.

Параллельно компаниям вроде ILC Dover или David Clark Company, занимающимся скафандрами десятилетиями, на рынке появляются и новые игроки. Например, компания Final Frontier Design, ведущим инженером которой является проработавший много лет в НПП «Звезда» Николай Моисеев, в этом году проводила испытания прототипов скафандров для Канадского космического агентства.

Хищные птицы космоса

В 1967 году начались полёты новых советских кораблей «Союз». Они должны были стать основным транспортным средством при создании долговременных орбитальных станций, поэтому потенциальное время, которое человек должен был провести вне корабля, неизбежно увеличивалось.

Скафандр «Ястреб» был в основном похож на «Беркут», который использовался на корабле «Восход-2». Различия были в системе жизнеобеспечения: теперь дыхательная смесь циркулировала внутри скафандра по замкнутому контуру, где очищалась от углекислоты и вредных примесей, подпитывалась кислородом и охлаждалась. В «Ястребах» космонавты Алексей Елисеев и Евгений Хрунов переходили из корабля в корабль во время полётов «Союза-4» и «Союза-5» в январе 1969 года.

На орбитальные станции космонавты летали без спасательных скафандров — за счёт этого удавалось увеличить запасы на борту корабля. Но однажды космос не простил такой вольности: в июне 1971 года из-за разгерметизации погибли Георгий Добровольский, Владислав Волков и Виктор Пацаев. Конструкторам пришлось срочно создавать новый спасательный скафандр «Сокол-К». Первый полёт в этих скафандрах был проведён в сентябре 1973 года на «Союзе-12». С тех пор космонавты, отправляясь в полёт на отечественных кораблях «Союз», всегда используют варианты «Сокола».

Примечательно, что скафандры «Сокол-КВ2» были приобретены китайскими торговыми представителями, после чего в Китае появился собственный космический костюм, именуемый, как и пилотируемый корабль, «Шэньчжоу» и очень похожий на российский образец. В таком скафандре отправился на орбиту первый тайконавт Ян Ливэй.

Китайские аварийно- спасательные скафандры во всём похожи на российские скафандры «Сокол-КВ2».

Для выхода в открытый космос скафандры из серии «Сокол» не годились, поэтому, когда Советский Союз начал запускать орбитальные станции, позволяющие сооружать различные модули, понадобился и соответствующий защитный костюм. Им стал «Орлан» — автономный полужёсткий скафандр, созданный на основе лунного «Кречета». В «Орлан» тоже надо было залезать через дверцу в спине. Кроме того, создатели этих скафандров сумели сделать их универсальными: теперь штанины и рукава подгонялись под рост космонавта.

«Орлан-Д» впервые был опробован в открытом космосе в декабре 1977 года на орбитальной станции «Салют-6». С тех пор эти скафандры в разных модификациях использовались на «Салютах», комплексе «Мир» и Международной космической станции (МКС). Космонавты благодаря скафандру могут поддерживать связь друг с другом, с самой станцией и с Землёй.

Скафандры «Орлан-МК» — лучшие друзья космонавта!

Скафандры серии «Орлан» оказались настолько хороши, что китайцы сделали по их образцу свой «Фэйтянь» для выхода в открытый космос. 27 сентября 2008 года эту операцию в ходе полёта корабля «Шэньчжоу-7» проделал тайконавт Чжай Чжиган. Характерно, что при выходе его страховал напарник Лю Бомин в купленном у России «Орлане-М».

Китайский «Фэйтянь» и российский «Орлан-М».

Терминология

Для начала определимся с терминами. Скафандры, которые мы разбираем, — аварийно-спасательные. В них не нужно шастать по Луне или выходить в открытый космос. Они защитные и предназначены для ситуации внезапной разгерметизации космического корабля во время полёта к Международной космической станции или обратно.

Обычно скафандр — это 95 процентов функциональности, а оставшиеся пять процентов — дизайн. Со скафандрами SpaceX ситуация другая — их заранее разрабатывали с оглядкой нагероический облик». Для этого привлекли одного из голливудских специалистов — дизайнера Хосе Фернандеса, специалиста по созданию костюмов и скафандров для кино. И да, первые макеты, показанные в 2017 году, действительно выглядели шикарно! Но что у этих скафандров с функциональностью?

Николай Моисеев(фото: Final Frontier Design)

Вот что рассказал нам Николай Моисеев — специалист по скафандростроению и основатель компании Final Frontier Design, которая сотрудничает с NASA и космическими агентствами других стран.

Из чего сшит скафандр?

Максимально полноценно понять как устроен космический скафандр невозможно, если не знать из каких конкретно материалов его изготавливают, ведь вся эта невероятная система связи, жизнеобеспечения и прочего должна на чем то держаться. Так, наружный слой выполнен из уникального материала фенилона. За счет этого слоя костюм практически не уязвим, его невозможно как-то повредить, он отлично защищает от радиации, экстремально низких или высоких температур.

Далее находится прослойка из радиоткани, за счет которой удается достичь высоких показателей стабильной передачи данных и связи. Далее находится силовой слой, который помогает удерживать на своих местах мягкие элементы скафандра. После – герметичная оболочка, которая и являются завершающим слоем для всего космического костюма.

Первые полёты

Когда в конце 1950-х годов советские инженеры-конструкторы приступили к проектированию первого космического корабля «Восток», они изначально планировали, что человек полетит в космос без скафандра. Пилота должны были поместить в герметичный контейнер, который выстреливался бы из спускаемого аппарата перед приземлением. Однако такая схема оказалась громоздкой и требовала длительных испытаний, поэтому в августе 1960 года бюро Сергея Королёва переработало внутреннюю компоновку «Востока», заменив контейнер катапультируемым креслом. Соответственно, для защиты будущего космонавта в случае разгерметизации требовалось быстро создать подходящий костюм. Времени на стыковку скафандра с бортовыми системами не оставалось, поэтому решили сделать систему жизнеобеспечения, размещаемую непосредственно в кресле.

Скафандр, получивший обозначение СК-1, был основан на высотном костюме «Воркута», который предназначался для пилотов истребителя-перехватчика Су-9. Только шлем пришлось полностью переделать. Например, в нём был установлен специальный механизм, управляемый датчиком давления: если оно резко падало, механизм мгновенно захлопывал прозрачное забрало.

Первый космонавт в не первом скафандре: Юрий Гагарин в СК-1.

Каждый скафандр изготавливался по индивидуальной мерке. К первому космическому полёту «обшить» весь отряд космонавтов, в то время состоявший из двадцати человек, не получалось. Поэтому сначала выделили шестерых, которые показали наилучший уровень подготовки, а затем — тройку «лидеров»: Юрия Гагарина, Германа Титова и Григория Нелюбова. Для них скафандры изготовили в первую очередь.

Один из скафандров СК-1 побывал на орбите раньше космонавтов. Во время беспилотных испытательных запусков корабля «Восток», проведённых 9 и 25 марта 1961 года, на борту вместе с подопытными дворнягами находился человекоподобный манекен в скафандре, прозванный «Иваном Ивановичем». В его груди была установлена клетка с мышами и морскими свинками. Под прозрачное забрало шлема положили табличку с надписью «Макет», чтобы случайные свидетели приземления не приняли его за инопланетное вторжение.

Скафандр СК-1 использовался в пяти пилотируемых полётах кораблей «Восток». Только для полёта «Востока-6», в кабине которого находилась Валентина Терешкова, был создан скафандр СК-2, учитывающий особенности женской анатомии.

Валентина Терешкова в «дамском» скафандре СК-2 . Первые советские скафандры были ярко-оранжевыми, чтобы приземлившегося лётчика было легче найти. Но скафандрам для открытого космоса лучше подходит отражающий все лучи белый.

Американские конструкторы программы «Меркурий» пошли по пути конкурентов. Однако были и отличия, которые следовало учесть: маленькая капсула их корабля не позволяла долго оставаться на орбите, а в первые запуски должна была всего лишь достичь границы космического пространства. Скафандр Navy Mark IV был создан Расселом Колли для пилотов военно-морской авиации, причём он выгодно отличался от других моделей гибкостью и сравнительно небольшим весом. Чтобы адаптировать скафандр к космическому кораблю, пришлось внести несколько изменений — прежде всего в устройство шлема. У каждого астронавта было три индивидуальных скафандра: для обучения, для полёта и резервный.

Скафандр программы «Меркурий» продемонстрировал свою надёжность. Только однажды, когда капсула «Меркурия-4» начала тонуть после приводнения, скафандр едва не погубил Вирджила Гриссома — астронавт едва успел отсоединиться от системы жизнеобеспечения корабля и выбраться наружу.

Астронавты программы «Меркурий» в скафандрах Navy Mark IV.

Полезные рекомендации

Чтобы космический шлем подошел по размеру, нужно замерить окружность головы так, чтобы сантиметровая лента проходила по выступающей части лба и затылка. Все измерения необходимо проводить без учета носа (на изделии есть иллюминаторное окошко), иначе шлем окажется очень большим.

Прежде чем браться за работу, нужно подготовить инструменты. Среди них обязательно должны присутствовать скотч, клей и элементы декора. Все остальное зависит от того, по какой технологии будет выполнен шлем. Для того чтобы добиться сходства с реальным прототипом, готовое изделие можно покрасить в белый или серебристый цвет, украсить синими и красными полосами, наклеить флаг.

«Орлан-МК»

Советский космический скафандр, предназначенный для ведения работ в открытом космосе. Модель МК применяется на МКС с 2009-го года. Данный скафандр является автономным и способен поддерживать безопасную работу космонавта в открытом космосе в течение семи часов. В конструкцию «Орлан-МК» входит небольшой компьютер, который позволяет видеть состояние всех систем скафандра во время внекорабельной деятельности (ВКД), а также рекомендации в случае неполадок какой-либо из систем. Шлем скафандра имеет золотое напыление для уменьшения вредного влияния солнечных лучей. Стоит отметить, что в шлеме имеется даже специальная система для продувки ушей, которые закладывает при изменении давления внутри скафандра. Ранец, расположенный позади скафандра, содержит механизм снабжения кислородом. Вес «Орлан-МК» составляет 114 кг. Время работы вне корабля – 7 часов.

О стоимости такого скафандра можно лишь предполагать: в диапазоне от 500 тыс. долларов до 1.5 млн долларов.

Шлем космонавта своими руками в технике папье-маше

Наверное, все мальчишки, эх, да чего там, и девчонки, в детстве мечтали о том, что когда они вырастут, но обязательно станут космонавтами и улетят в космос. А в космос без специального обмундирования – никак. И в сегодняшнем мастер-классе мы с вами научимся делать шлем космонавта своими руками в технике папье-маше.

Шлем космонавта из папье-маше достаточно прост и не дорогой в изготовлении.

Для этого нам понадобится:

– обыкновенный воздушный шарик, который можно приобрести в любом магазине;

– бумага, желательно мягкая (газета, салфетка).

Теперь можно приступать к изготовлению самого шлема.

Для начала берем воздушный шарик и надуваем его. Он будет служить нам как основа шлема. Размер шарика должен быть больше за размер головы ребенка, чтобы его можно было свободно надевать и снимать.

После того, мы готовим бумагу для нашего будущего шлема. Для этого необходимо ее порвать на небольшие кусочки. Примерно 3х3 см каждый.

Жидкость для приклеивания бумаги делаем из простой воды из-под крана и клея ПВА. Разводим все в соотношении 50х50 мл.

Начинаем приклеивать бумагу. Первый слой смачиваем в простой воде, без клея, так как он не должен прилипать к шарику.

После проклейки первого слоя, приступаем ко второму, который пропитывается уже раствором «клей-вода». Продолжаем клеить бумагу слоями. Всего должно быть 5 слоев. Оставляем шлем на некоторое время, чтоб обсох.

Теперь можно приступать к формированию самого шлема. Сначала прокалываем шарик иглой и вынимаем его из будущего шлема. Нижнюю часть бумаги обрезаем, придав, таким образом, шлему форму и ребенок сможет его свободно одевать и снимать.

Делаем иллюминаторное окошко. Вырезаем на шлеме отверстие по форме самого окошка, начертив прежде карандашом его контур. Также, чтоб придать нашему шлему аккуратный вид, мы обклеиваем контур клейкой бумагой.

Вырезаем стекло нашего будущего иллюминаторного окошка. В качестве стекла будем использовать пластиковую бутылку. Размеры стекла должны быть немного больше за отверстие для него в шлеме. Прикладываем пластмассу к отверстию и приклеиваем клейкой бумагой. Дальше продолжаем клеить кусочки бумаги, смачивая ее в растворе с клеем. Эти слои желательно уже делать из белой бумаги, так как шлем для космонавта у нас будет белым.

На данном этапе наш шлем готов. Осталось дать ему время, чтоб он высох.

Для еще большей реалистичности можно его украсить и приклеить по бокам ушки. Для этого достаточно нарисовать разные значки или полоски с помощью маркера. Для создания ушек можно вырезать из пенополистирола кружки диаметром 5-6 см и толщиной 2 см и обклеить их бумагой белого цвета. К одному из ушек можно прикрепить небольшой микрофон из трубки и с поролоном на конце.

Также можно сзади добавить конструкцию из гофрированных трубок для прокладки кабеля. Все зависит от вашего желания и фантазии.

Костюм супергероя

Все началось в 2016 году, когда SpaceX обратилась к Хосе Фернандесу с предложением принять участие в конкурсе. От участников требовалось создать комфортный и красивый костюм для космических путешествий. По данным Forbes, изначально Хосе не был знаком с компанией SpaceX и думал, что его просят придумать костюм для очередного фантастического фильма. Но нет — создаваемый шлем должен был быть не только приятным глазу, но и обеспечивать астронавтам свободу движений и максимальную безопасность.

Однажды Фернандес поделился, что глава SpaceX Илон Маск описал свое видение скафандра SpaceX следующими словами:

Опыта в создании героических образов у Хосе Фернандеса было навалом. За свою карьеру он успел разработать костюмы для таких фильмов, как «Бэтмен против Супермена», «Новый человек-паук» и «Первый мститель: Противостояние». А помните светящиеся костюмы из фантастического боевика «Трон: Наследие»? Это тоже дело рук Хосе Фернандеса.

Илон Маск — заядлый любитель всего фантастического, поэтому не удивительно, что он выбрал Фернандеса

В 2016 году, во время работы над костюмами для фильма «Бэтмен против Супермена», Хосе сделал невероятное — он позволил актеру Бену Аффлеку свободно двигать шеей в костюме Бэтмена. Во всех предыдущих фильмах про «человека – летучую мышь» актеры были скованы в движениях из-за жесткости супергеройской маски. Хосе Фернандес сшил костюм таким образом, чтобы актеру было легче двигать шеей, что наверняка положительно сказалось на его игре в кино. Также он здорово помог актеру Хью Джекману в роли Росомахи в фильмах про «Людей Икс» — ранее, из-за жесткого костюма, он с трудом поднимался по лестницам. Поговаривают, что иногда ему даже требовалась помощь от работников съемочной площадки.

У Бэтмена из фильма 2016 года действительно необычный костюм — в прошлых кинокартинах он был явно меньше

Скафандры для Луны

На Луне требовались совсем другие скафандры, нежели на земной орбите. Скафандр должен был стать полностью автономным и позволять человеку работать вне корабля несколько часов. Он должен был обеспечить защиту от микрометеоритов и, главное, от перегрева под прямыми солнечными лучами, ведь высадки планировались в лунные дни. Кроме того, в NASA построили специальный наклонный стенд, чтобы выяснить, как пониженная гравитация влияет на движение астронавтов. Оказалось, что характер ходьбы резко меняется.

Скафандр для полёта на Луну совершенствовался в ходе всей программы «Аполлон». Первый вариант A5L не удовлетворил заказчика, и вскоре появился скафандр A6L, куда была добавлена теплоизоляционная оболочка. После пожара 27 января 1967 года на корабле «Аполлон-1», приведшего к гибели трёх астронавтов (в том числе упомянутых выше Эдварда Уайта и Вирджила Гриссома), скафандр доработали до огнестойкой версии A7L.

По своей конструкции A7L был цельным, многослойным костюмом, закрывавшим туловище и конечности, с гибкими сочленениями, сделанными из резины. Металлические кольца на вороте и манжетах рукавов предназначались для установки герметичных перчаток и «шлема-аквариума». Все скафандры имели вертикальную «молнию», которая шла от шеи до паха. A7L обеспечивал четырёхчасовую работу астронавтов на Луне. На всякий случай в ранце находился ещё и резервный блок жизнеобеспечения, рассчитанный на полчаса. Именно в скафандрах A7L астронавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин ступили на Луну 21 июля 1969 года.

В трёх последних полётах лунной программы использовались скафандры A7LB. Они отличались двумя новыми сочленениями на шее и поясе — такая доработка понадобилась для того, чтобы облегчить вождение лунного автомобиля. Позднее этот вариант скафандров использовался на американской орбитальной станции «Скайлэб» и при международном полёте «Союз-Аполлон».

Скафандр программы «Аполлон».

Советские космонавты тоже собирались на Луну. И для них приготовили скафандр «Кречет». Поскольку по задумке высаживаться на поверхность должен был только один член экипажа, для скафандра выбрали полужёсткий вариант — с дверцей на спине. Космонавт должен был не надевать костюм, как в американском варианте, а буквально влезать в него. Специальная система тросиков и боковой рычаг позволяли закрыть за собой крышку. Вся система жизнеобеспечения располагалась в откидной дверце и работала не снаружи, как у американцев, а в нормальной внутренней атмосфере, что упрощало конструкцию. Хотя «Кречет» так и не побывал на Луне, наработки по нему использовались при создании других моделей.

Советский лунный скафандр «Кречет».

Шлем космонавта своими руками

Шлем космонавта своими руками Хорошей идеей в канун дня космонавтики может быть изготовление шлема астронавта своими руками. Сегодня мы расскажем Вам о нескольких возможных вариантах. Во время изготовления space helmet Вы получите отличную возможность ещё раз поговорить с малышом о космосе, теги: первый космонавт, космический корабль, звезды, планеты и т. д.

Самый актуальный вариант изготовления шлема, это папье маше. Технология в общем то давно известна handmade мастерам. надувайте воздушный шарик и обклеивайте его полосками старых газет. Ждите полного высыхания.

После высыхания необходимо лопнуть воздушный шарик. Вырезайте отверстия для головы (по размеру) и лица. Красьте шлем белой краской и наносите различные знаки (ранее выбранные).

Быстрые шлемы: шлем можно не красить

Шлем космонавта можно сделать из бумажного пакета и прозрачной одноразовой тарелки

Ещё поделка Солнечная система из тарелки (детские поделки из одноразовой посуды)

Шлем космонавта можно сделать из бумажного пакета и полимерной пленки.

Родителям и педагогам может быть интересно:

Средства активизации детского творчества

Детское творчество проходит определенные стадии формирования и развития: от подражания и копирования готового образа действий к творческому подражания с элементами новизны, самодеятельности; от репродуктивной творчества по поданному ранее схеме, идеей к настоящему творчеству, создание нового. Характерными особенностями творческой деятельности детей является первостепенное значение процесса создания продукта, легкость в начале ориентировочной, иногда даже не совсем осмысленной деятельности, субъективная новизна открытий, отсутствие внутренних барьеров, порождающих скованность, затрудняют творчество и тому подобное.

Свой познавательный, творческий опыт дети обогащают через наблюдение, экспериментирование с предметами, их свойствами и функциональностью. Результатом такой деятельности ребенка является его образ мира. Формирование перцептивных действий, сенсорных феноменов подчиняется общим закономерностям и проходит этапы, напоминающие в некоторой степени те, которые были определены, при изучении формирования умственных действий и понятий. Чем большее количество образов восприятия у ребенка сформирована, чем полнее их содержание и совершенные перцептивные навыки, тем полнее и содержательнее детские модели-репрезентации действительности и картина мира ребенка в целом.

Ещё поделка Космический челнок из молочного пакета (поделки для детей своими руками)

Детские феномены восприятия, познания действительности впоследствии становятся яркими звездочками знаний детей, причиной их интеллектуальных и творческих достижений в будущем. Яркая познавательная активность дошкольника, что является важным признаком детского творчества становится мощным развивающим механизмом творчества и основой ее познавательной мотивации.

голос

Рейтинг статьи