Kosmonautų skafandrai nėra tik kostiumai skristi orbitoje. Pirmieji iš jų pasirodė XX amžiaus pradžioje. Tai buvo laikas, kai iki skrydžių į kosmosą liko beveik pusė amžiaus. Tačiau mokslininkai suprato, kad nežemiškų erdvių, kurių sąlygos skiriasi nuo mums pažįstamų, vystymasis yra neišvengiamas. Štai kodėl būsimiems skrydžiams jie sugalvojo kosmonautų įrangą, kuri gali apsaugoti žmogų nuo jam mirtinos išorinės aplinkos.
Kosminio kostiumo koncepcija
Kas yra kosminių skrydžių įranga? Kostiumas – savotiškas technologijų stebuklas. Tai miniatiūrinė kosminė stotis, imituojanti žmogaus kūno formą.
Šiuolaikiniame kosminiame kostiume yra visa astronauto gyvybės palaikymo sistema. Tačiau, nepaisant įrenginio sudėtingumo, viskas jame yra kompaktiška ir patogu.
Kūrybos istorija
Žodis „kostiumas“turi prancūziškas šaknis. 1775 m. abatas matematikas Jeanas Baptiste'as de Pas Chapelle pasiūlė įvesti šią koncepciją. Žinoma, XVIII amžiaus pabaigoje niekas net nesvajojo apie skristi į kosmosą. Žodį „kostiumas“, kuris graikų kalba reiškia „v alties žmogus“, buvo nuspręsta taikyti nardymo įrangai.
Atėjus kosminiam amžiui, ši sąvoka pradėta vartoti rusų kalba. Tik čia ji įgavo kiek kitokią prasmę. Vyriškis pradėjo kopti vis aukščiau. Šiuo atžvilgiu reikėjo specialios įrangos. Taigi iki septynių kilometrų aukštyje – šilti drabužiai ir deguonies kaukė. Dešimties tūkstančių metrų atstumui dėl slėgio kritimo reikia suslėgtos kabinos ir kompensacinio kostiumo. Priešingu atveju slėgio mažinimo metu piloto plaučiai nebesugers deguonies. O kas, jei pakiltume dar aukščiau? Tokiu atveju jums reikės skafandro. Jis turi būti labai sandarus. Tuo pačiu metu kostiumo vidinis slėgis (dažniausiai neviršija 40 procentų atmosferos slėgio) išlaikys pilotą gyvą.
XX amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje pasirodė keletas anglų fiziologo Johno Holdeno straipsnių. Būtent juose autorius pasiūlė naudoti nardymo kostiumus, kad apsaugotų aeronautų sveikatą ir gyvybę. Autorius netgi bandė įgyvendinti savo idėjas. Jis pastatė panašų kostiumą ir išbandė jį hiperbarinėje kameroje, kur buvo nustatytas slėgis, atitinkantis 25,6 km aukštį. Tačiau balionų, galinčių pakilti į stratosferą, konstravimas nėra pigus malonumas. O amerikietis aeronautas Markas Ridge'as, kuriam ir buvo skirtas unikalus kostiumas, lėšų, deja, nesurinko. Štai kodėl Holden kostiumas nebuvo išbandytas praktiškai.
Sovietinių mokslininkų raida
Mūsų šalyje inžinierius Jevgenijus Čertovskis, kuris buvo Aviacijos medicinos instituto darbuotojas, užsiėmė kosminiais kostiumais. Per devynerius metus, nuo 1931 iki 1940 m., jis sukūrė 7 slėginės įrangos modelius. Pirmasis pasaulyje sovietų inžinierius išsprendė mobilumo problemą. Faktas yra tas, kad užkopus į tam tikrą aukštį skafandras išsipūtė. Po to pilotas buvo priverstas labai pasistengti net tiesiog sulenkdamas koją ar ranką. Štai kodėl modelį Ch-2 sukūrė inžinierius su vyriais.
1936 m. pasirodė nauja kosminės įrangos versija. Tai yra Ch-3 modelis, kuriame yra beveik visos detalės, esančios šiuolaikiniuose Rusijos kosmonautų naudojamuose skafandruose. Šios specialios įrangos versijos bandymas įvyko 1937 m. gegužės 19 d. Sunkusis bombonešis TB-3 buvo naudojamas kaip orlaivis.
Nuo 1936 m. kosmonautams skirtus kosminius kostiumus kūrė jauni Centrinio aerohidrodinaminio instituto inžinieriai. Tai padaryti juos paskatino mokslinės fantastikos filmo „Skrydis į kosmosą“, sukurto kartu su Konstantinu Ciolkovskiu, premjera.
Pirmasis kostiumas su indeksu SK-STEPS-1 buvo sukurtas, pagamintas ir išbandytas jaunų inžinierių tik 1937 m. Netgi išorinis šio įspūdis.įranga nurodė jo nežemišką tikslą. Pirmajame modelyje buvo numatyta diržo jungtis, skirta sujungti apatinę ir viršutinę dalis. Didelį mobilumą suteikė pečių sąnariai. Šio kostiumo apvalkalas buvo pagamintas iš dviejų sluoksnių guminio audinio.
Kita kostiumo versija išsiskyrė autonomine regeneravimo sistema, skirta 6 valandas nepertraukiamai veikti. 1940 metais buvo sukurtas paskutinis sovietinis prieškarinis skafandras SK-SHAGI-8. Šios įrangos bandymas buvo atliktas su naikintuvu I-153.
Specialios produkcijos kūrimas
Pokario metais Skrydžių tyrimų institutas perėmė iniciatyvą kurti kosminius kostiumus astronautams. Jos specialistai gavo užduotį sukurti kostiumus, skirtus aviacijos lakūnams, įveikiantiems vis naujus greičius ir aukščius. Tačiau vieno instituto serijinei gamybai akivaizdžiai nepakako. Štai kodėl 1952 m. spalį inžinierius Aleksandras Boiko įkūrė specialias dirbtuves. Jis buvo Tomilino mieste, netoli Maskvos, gamykloje Nr. 918. Šiandien ši įmonė vadinasi AE Zvezda. Būtent ant jo vienu metu buvo sukurtas Gagarino skafandras.
Skrydžiai į kosmosą
XX amžiaus šeštojo dešimtmečio pabaigoje prasidėjo nauja nežemiškų tyrinėjimų era. Būtent tuo laikotarpiu sovietų projektavimo inžinieriai pradėjo kurti erdvėlaivį „Vostok“– pirmąjį kosminį aparatą. Tačiau iš pradžių buvo planuota, kad astronautų skafandrų šiai raketai neprireiks. Pilotas turėjo būti specialiame sandariame konteineryje,kuris prieš nusileidimą būtų atskirtas nuo nusileidžiančios transporto priemonės. Tačiau ši schema pasirodė labai sudėtinga ir, be to, pareikalavo ilgų bandymų. Štai kodėl 1960 m. rugpjūčio mėn. buvo pakeistas vidinis „Vostok“išdėstymas.
Sergejaus Korolevo biuro specialistai pakeitė konteinerį į išmetimo sėdynę. Šiuo atžvilgiu būsimiems astronautams reikėjo apsaugos nuo slėgio sumažėjimo. Ji tapo skafandru. Tačiau katastrofiškai trūko laiko prijungti jį prie borto sistemų. Šiuo atžvilgiu viskas, kas reikalinga piloto gyvybei palaikyti, buvo pastatyta tiesiai į sėdynę.
Pirmieji kosmonautų skafandrai buvo pavadinti SK-1. Jie buvo sukurti pagal Vorkutos didelio aukščio kostiumą, skirtą naikintuvo-perėmėjo SU-9 pilotams. Tik šalmas buvo visiškai rekonstruotas. Jame buvo sumontuotas mechanizmas, kurį valdė specialus jutiklis. Kai slėgis kostiume sumažėjo, skaidrus skydelis akimirksniu užsidarė.
Astronautams skirta įranga buvo pagaminta pagal išmatavimus. Pirmajam skrydžiui jis buvo sukurtas tiems, kurie parodė geriausią treniruočių lygį. Tai yra trejetukas, į kurį pateko Jurijus Gagarinas, Germanas Titovas ir Grigorijus Nelyubovas.
Įdomu, kad astronautai į kosmosą išėjo vėliau nei skafandras. Vienas iš specialiųjų SK-1 prekės ženklo kostiumų buvo išsiųstas į orbitą per du bandomuosius nepilotuojamus erdvėlaivio „Vostok“paleidimus, kurie įvyko 1961 m. kovą. Be eksperimentinių mišrūnų, laive buvo ir manekenas Ivanas Ivanovičius.apsirengęs skafandru. Šio dirbtinio žmogaus krūtinėje buvo įrengtas narvas su jūrų kiaulytėmis ir pelėmis. O kad atsitiktiniai nusileidimo liudininkai nesupainiotų „Ivano Ivanovičiaus“su ateiviu, po jo skafandro skydeliu buvo padėtas ženklas su užrašu „Išdėstymas“.
Kostiumai SK-1 buvo naudojami per penkis pilotuojamus erdvėlaivio „Vostok“skrydžius. Tačiau moterys astronautės negalėjo jose skristi. Jiems buvo sukurtas modelis SK-2. Pirmą kartą jis buvo pritaikytas erdvėlaivio „Vostok-6“skrydžio metu. Šį skafandrą sukūrėme Valentinai Tereškovai, atsižvelgdami į moters kūno struktūrines ypatybes.
Amerikos specialistų tobulėjimas
Įgyvendindami „Merkurijaus“programą, JAV dizaineriai ėjo sovietų inžinierių keliu, teikdami savo pasiūlymus. Taigi, pirmajame amerikietiškame skafandre buvo atsižvelgta į tai, kad astronautai kosmose ateityje bus ilgesni orbitoje.
Dizaineris Russellas Colley sukūrė specialų Navy Mark kostiumą, iš pradžių skirtą jūrų aviacijos pilotams. Skirtingai nuo kitų modelių, šis kostiumas buvo lankstus ir palyginti mažo svorio. Norint naudoti šią parinktį kosminėse programose, buvo atlikti keli dizaino pakeitimai, kurie pirmiausia paveikė šalmo įtaisą.
Amerikiečių kostiumai įrodė savo patikimumą. Vieną kartą, kai Mercury 4 kapsulė nukrito žemyn ir pradėjo skęsti, kostiumas vos nenužudė astronauto Virgilio Grissono. Pilotas vos spėjo išlipti, nes ilgą laiką negalėjo atsijungti nuo borto sistemos.gyvybės palaikymas.
Automobilių kostiumų kūrimas
Dėl spartaus kosmoso tyrinėjimo tempo reikėjo sukurti naujus specialius kostiumus. Juk pirmieji modeliai buvo tik avarinis gelbėjimas. Dėl to, kad jie buvo pritvirtinti prie pilotuojamo erdvėlaivio gyvybę palaikančios sistemos, astronautai kosmose negalėjo lankytis tokios įrangos. Norint patekti į atvirą nežemišką erdvę, reikėjo sukurti autonominį skafandrą. Tai padarė SSRS ir JAV dizaineriai.
Amerikiečiai pagal savo kosminę programą Gemini sukūrė naujas skafandžių G3C, G4C ir G5C modifikacijas. Antrasis iš jų buvo skirtas pasivaikščiojimams į kosmosą. Nepaisant to, kad visi amerikietiški skafandrai buvo prijungti prie laive esančios gyvybės palaikymo sistemos, juose buvo įmontuotas autonominis įrenginys. Jei reikia, jo išteklių pakaktų astronauto gyvybei palaikyti pusvalandį.
1965-06-03 su G4C kostiumu amerikietis Edwardas White'as išėjo į kosmosą. Tačiau jis nebuvo pionierius. Du su puse mėnesio prieš jį Aleksejus Leonovas lankėsi erdvėje šalia laivo. Šiam istoriniam skrydžiui sovietų inžinieriai sukūrė „Berkut“kostiumą. Jis skyrėsi nuo SK-1 antrojo hermetiško apvalkalo buvimu. Be to, kostiumas turėjo pečių komplektą su deguonies bakais, o jo šalme buvo įmontuotas šviesos filtras.
Žmogus, būdamas kosmose, buvo sujungtas su laivu septynių metrų atrama, kurioje buvo amortizatorius,elektros laidai, plieninis kabelis ir žarna avariniam deguonies tiekimui. Istorinis išėjimas į nežemišką erdvę įvyko 1965 m. kovo 18 d. Aleksejus Leonovas už erdvėlaivio buvo 23 minutes. 41 sek.
Kosminis kostiumas mėnulio tyrinėjimui
Įvaldęs Žemės orbitą, žmogus puolė toliau. Ir pirmasis jo tikslas buvo įgyvendinti skrydžius į Mėnulį. Tačiau tam prireikė specialių autonominių skafandrų, kurie leistų kelias valandas būti už laivo ribų. O juos sukūrė amerikiečiai kurdami „Apollo“programą. Šie kostiumai apsaugojo astronautą nuo saulės perkaitimo ir nuo mikrometeoritų. Pirmoji sukurta mėnulio kostiumų versija buvo vadinama A5L. Tačiau vėliau jis buvo patobulintas. Naujoje A6L modifikacijoje buvo numatytas šilumą izoliuojantis apvalkalas. A7L versija buvo antipireno parinktis.
Mėnulio kostiumai buvo vientisai daugiasluoksniai kostiumai su lanksčiomis guminėmis jungtimis. Ant rankogalių ir apykaklės buvo metaliniai žiedai, skirti pritvirtinti sandarias pirštines ir šalmą. Kostiumai buvo užsegami vertikaliu užtrauktuku, prisiūtu nuo kirkšnies iki kaklo.
1969-07-21 amerikiečiai įkėlė koją į Mėnulio paviršių. Šio skrydžio metu buvo panaudoti skafandrai A7L.
Sovietų kosmonautai taip pat keliavo į Mėnulį. Šiam skrydžiui buvo sukurti skafandrai Krechet. Tai buvo pusiau standi kostiumo versija, kurios gale buvo specialios durys. Astronautas turėjo į jį lipti, taip apsirengęs įranga. Durys užsidarėiš vidaus. Tam buvo numatyta šoninė svirtis ir sudėtinga kabelių grandinė. Kostiumo viduje buvo gyvybę palaikanti sistema. Deja, sovietų kosmonautai nespėjo aplankyti Mėnulio. Tačiau tokiems skrydžiams sukurtas kostiumas vėliau buvo naudojamas kuriant kitus modelius.
Įranga naujausiems laivams
Nuo 1967 m. Sovietų Sąjunga pradėjo paleisti Sojuz. Tai buvo transporto priemonės, skirtos orbitinėms stotims kurti. Laikas, kurį astronautai praleidžia prie jų, nuolat ilgėjo.
Skafandras „Hawk“buvo sukurtas skrydžiams erdvėlaiviu Sojuz. Jo skirtumai nuo „Berkut“buvo gyvybės palaikymo sistemos dizainas. Jo pagalba kvėpavimo takų mišinys buvo cirkuliuojamas skafandro viduje. Čia jis buvo išvalytas nuo kenksmingų priemaišų ir anglies dioksido, o po to atšaldomas.
Naujasis Sokol-K gelbėjimo kostiumas buvo naudojamas Sojuz-12 skrydžio metu 1973 m. rugsėjį. Pažangesnius šių apsauginių kostiumų modelius įsigijo net prekybos atstovai iš Kinijos. Įdomu tai, kad kai buvo paleistas pilotuojamas erdvėlaivis Shanzhou, jame buvę astronautai buvo apsirengę rusišką modelį labai primenančia įranga.
Išėjimui į kosmosą sovietų dizaineriai sukūrė Orlan skafandrą. Tai savarankiška pusiau standi įranga, panaši į mėnulio Gyrfalcon. Reikėjo apsirengti ir pro duris gale. Tačiau, skirtingai nei Krechet, Orlanas buvo universalus. Jo rankovės ir kojos lengvai priderinamos pagal norimąaugimas.
Su Orlano skafandrais skrido ne tik Rusijos kosmonautai. Remdamiesi šios įrangos modeliu, kinai pagamino savo Feitianą. Juose jie pateko į kosmosą.
Ateities kostiumai
Šiandien NASA kuria naujas kosmoso programas. Jie apima skrydžius į asteroidus, į Mėnulį, taip pat ekspediciją į Marsą. Būtent todėl ir toliau kuriamos naujos skafandrų modifikacijos, kurios ateityje turės derinti visas teigiamas darbinio kostiumo ir gelbėjimo įrangos savybes. Prie kurios parinkties kūrėjai sustos, vis dar nežinoma.
Gal tai bus sunkus kietas kostiumas, saugantis žmogų nuo visų neigiamų išorinių poveikių, o gal šiuolaikinės technologijos leis sukurti universalų apvalkalą, kurio eleganciją įvertins būsimos astronautės.
