Вселенски костум

Вселенскиот костум, исто така познат како скафандер, — облека што ги одржува живи астронаутите кога ќе влезат во негостољубивата средина на вселената - вакуум, каде има зголемени дози на радиоактивност и екстремни температури. Помалку комплицираните верзии на овие вселенски костуми исто така носат и астронаутите во нивните вселенски летала, за време на лансирањето и слетувањето на носечката ракета, за да ги заштитат во случај на ненадејно губење на притисокот во кабината. Вселенските костуми се неопходни за време на вселенските прошетки, кога астронаутите излегуваат да работат надвор од нивното вселенско летало. За таа цел се носеле вселенските костуми во ниската орбита на Земјата, на површината на Месечината и во длабоката вселена за време на враќањето на астронаутите од вселенската мисија Аполо од Месечината до повторно на Земјата. Модерните вселенски костуми, наместо обичен костум под притисок, користат сложена опрема и системи за да ги одржат неопходните услови во внатрешноста на костумите за да му овозможат на астронаутот да му биде што е можно поудобно и да го минимизираат напорот што треба да го вложи за да ги свитка рацете и нозете, бидејќи костимот е направен од тенки ѕидови природно вкочанети во вакуум. Денес, најчесто се користи самоодржлив систем за снабдување со кислород и за одржување на притисокот, температурата и влажноста на воздухот во костумот, така што астронаутот може да се движи што е можно послободно во вакуумот на вселената, без потреба од поврзување со неговото летало преку кое би се обезбедиле сите овие услови. Космонаутите се поврзани со нивното летало само со заштитни врски, така што ако се оддалечат од леталото, да можат да го користат тоа јаже (обично многу тенко, направено од кевлар или некој сличен силен материјал) за да се вратат.
Некои од барањата што се поставени за заштитните костуми на космонаутите мора да бидат исполнети и од костумите за притисок што ги носат пилотите за време на некои специфични мисии, како што се летови со шпионски авиони на многу големи височини. Над Армстронговата граница (која е околу 19.000 метри), атмосферскиот притисок е толку низок што на пилотите им се неопходни костуми за притисок.
Првите вселенски костуми за притисок за употреба на многу големи надморски височини биле дизајнирани од независни пронаоѓачи уште во 1930-тите години. Првиот вселенски костум што се носел во орбитата бил советскиот костум СК-1, кој го носел Јуриј Гагарин за време на неговиот познат лет во 1961година.
1 Услови
Заштитниот вселенски костум на космонаутот мора да извршува повеќе функции за да обезбеди оптимални услови за безбедна и удобна работа на космонаутот, внатре или надвор од леталото. Скафандерот мора да обезбеди:
* Стабилен атмосферски притисок во оделото. Овој притисок може да биде помал од атмосферскиот притисок на Земјата, бидејќи обично нема потреба од азот во оделото (кој сочинува околу 78% од атмосферата на Земјата и не е од корист за човечкото тело). Понискиот притисок во костумот му овозможува на астронаутот поголема подвижност кога го носи, но неопходно е да дише чист кислород одреден временски период пред да влезе во скафандерот за да избегне декомпресивна болест.
* Мобилност. На движењата на астронаутот обично се спротивставува оделото бидејќи станува вкочането во вакуумската средина. Подобра подвижност се постигнува преку внимателен дизајн на зглобовите на костумите.
* Снабдување со кислород за дишење и отстранување на вишокот јаглерод диоксид. Овие гасови се циркулираат со систем во внатрешноста на вселенското летало, или во случај на скафандери за вселенска прошетка, со пренослив систем за одржување на животот.
* Регулирање на температурата. За разлика од условите на Земјата, каде топлината може да се пренесе преку конвекција во атмосферата, во вселената топлината може да се изгуби само преку топлинско зрачење или со спроводливост до предметите во контакт со надворешната површина на оделото. Бидејќи температурата на надворешноста на скафандерот значително варира во зависност од тоа дали е дневен или ноќен дел од орбитата, оделото е изолирано со повеќе слоеви (над 15) за да се одржи температурата на оптимално ниво.
* Систем за комуникација.
* Средства за собирање и задржување на течен и цврст отпад од телото (урина и измет), за кои најчесто се користи специјално дизајнирана пелена (англиски: Maximum Absorbency Garment).
1.1 Секундарни услови
Покрај овие барања, кои се неопходни за секој вселенски костум, постојат и опционални барања кои не мора да се применуваат, но се пожелни за удобност на космонаутите и нивна зголемена безбедност. Тие барања се:
* Понапредните скафандери подобро ја регулираат температурата на космонаутот со помош ''на одела за течно ладење и вентилација,'' кој е во контакт со кожата на космонаутот. На овој начин подобро се регулира неговата телесна температура, а вишокот топлина потоа се исфрла во вселената преку радијаторот на уредот.
* Заштита од ултравиолетово зрачење.
* Барем делумна заштита од субатомско зрачење со честички.
* Способност за маневрирање околу вселенското летало и за прицврстување или одвојување од него со помош на некоја еластична врска (безбедносно јаже).
* Заштита од микрометеороиди, од кои некои се движат со брзина над 27.000, а која е обезбедена ''со слој за топлинска и микрометеороидна заштита'', што го претставува слојот на оделото што е во контакт со вакумот. Искуството покажало дека најголемата можност за удар на микрометеороид се случува кога космонаутот е во гравитационото поле на Месечината или планетата, така што овие заштитни мерки за првпат биле користени на оделата што ги користеле астронаутите за време на прошетките на површината на Месечината како дел од мисиите Аполо.
Како составен дел на астронаутската хигиена (која вклучува заштита на космонаутите од екстремни температури, радиоактивност итн.), заштитното одело за космонаутите е неопходно кога излегуваат во отворен простор. Вселенскиот костим Аполо/Скајлаб има вкупно 11 слоеви: внатрешна обвивка, слој под притисок, слој за затегнување, уште еден слој и се состои од пет алуминиумски изолациски слоеви, како и дополнителен слој за одење над кој бил направен од бел орто - материјал. Вака опремениот вселенски костум може да ги заштити астронаутите од температурни варијации во границите од -156 °C до 121 °C.
За време на истражувањето на Месечината или Марс, постои можност да се акумулира значителна количина на површинска прашина на вселенските костуми. Кога астронаутите минуваат низ хипобаричната комора и повторно влегуваат во нивниот модул за живеење, тие ги соблекуваат костумите, а потоа постои можност прашината од костумот да се пренесе на други површини и на тој начин да ги контаминира, а со тоа да го зголеми ризикот дека астронаутите потоа ќе го вдишат или ќе го допрат со својата кожа. Астронаутските истражувачи моментално работат на развој на материјал кој не задржува големо количество прашина, па поголемиот дел од него би можел да падне доколку астронаутите едноставно го истресат оделото или го избришат со крпа или метла пред да влезат во хипобаричната комора. Иновативните методи за влегување и излегување од модулот за живеење би можеле значително да го намалат ризикот од внесување прашина. Еден таков метод, кој НАСА активно го развива веќе неколку години, е „порта“ со вселенски костим. Во овој метод, оделото е конструирано така што костумот е закачен одзади (делот каде што кај сегашните костуми се наоѓа големиот „ранец“ со целата опрема за дишење, контрола на температурата и други услови) на модулот во кој се наоѓаат астронаутите. Овој дел од скафандерот е сличен на вселенските костуми на Орлан што денес ги користи Русија, во кои космонаутите влегуваат од задната страна, преку таканаречена врата. Поради поефикасниот дизајн и примената на најновите технологии, овој нов вселенски костум ќе има значително помал „ранец“ од сегашните, па астронаутот едноставно ќе влезе низ задниот дел од костумот, додека некој потоа ќе го затвори капакот зад него. Тогаш оделото се одвојува од модулот на екипажот и астронаутот може да оди на истражување..
Кога ќе се врати астронаутот, постапката се повторувала наназад, така што сите сегменти од скафандерот каде што се акумулирало најмногу прашина (нозете и рацете) останувале надвор од модулот, додека само капакот бил во интеракција со внатрешниот дел на модулот (исто така има и покритие од страната на модулот за живеење, така што кога е затворен ниту еден дел од скафандерот не може да им наштети на космонаутите).
Во костумите што ги користи агенцијата НАСА, комуникацијата се воспоставува преку капа што се навлекува над главата, а во која се вградени микрофон и слушалки. Поради бојата на оваа капа користена за време на мисиите Аполо и Скајлаб, која наликувала на цртаниот лик Снупи, овие капи биле наречени „Снупи капи“. Внатре во кацигата на скафандерот, на долниот дел од визирот, има мали влошки на кои космонаутите можат да си го чешаат носот доколку ги зачеша. Ова е само една од многуте ставки што ги воочиле во текот на децениите на развој на вселенските одела, а сето тоа со цел да се направат вселенски костими на космонаутите што е можно да бидат поудобни додека работат надвор од леталото. На космонаутите на располагање им е и мала торбичка, со волумен од околу 2 литри, од која можат да пијат вода со сламка, бидејќи некои вселенски прошетки траат повеќе од 8 часа.
2 Компоненти
Заштитните скафандери на космонаутите кои моментално се користат за вселенски прошетки главно ги имаат истите компоненти, додека тие се разликуваат само во некои технички решенија и технологија на производство. Иако Кина извела вселенска прошетка и има вселенски костум кој е целосно направен од кинески инженери, без увоз на странски компоненти (иако некои системи се моделирани по костумите ''на Орлан'' што Кина ги купила од Русија), тој вселенски костум е користен само еднаш во времетраење од 20 минути, па генерално е дека моментално астронаутите активно користат само два вида вселенски костуми - рускиот ''Орлан'' и американскиот EMU. Некои од компонентите што ги поседуваат овие костуми се:
* Цврстиот горен дел од торзото е дел од скафандерет што е направен од цврст материјал, го опфаќа торзото на астронаутот и го формира јадрото на вселенскиот костум и стабилната основа на која се монтирани другите компоненти. На предната страна на торзото има мал компјутер што астронаутите можат да го користат за да контролираат различни параметри за време на прошетката - прилагодување на температурата во оделото, зголемување или намалување на јачината на звукот во слушалките, вклучување и исклучување на светлата, зголемување или намалување на притисокот. внатре во оделото, протокот на кислород, осветленоста на дисплејот, како и прекинувач кој, во случај на дефект на автоматското активирање на микрофонот во костумот, може да се притисне за да се комуницира со контролата. Интересно е што сите етикети на овие контроли се испечатени наопаку, односно како во огледало. Ова било неопходно затоа што астронаутите не можат да се наведнат и да видат каде е секоја команда, бидејќи оделото е цврсто, а преку визирот можат да видат само ограничена област околу нив. Инженерите го решија овој проблем така што ги испечатиле натписите наопаку кога се гледаат од надвор од вселенскиот костум, а на ракавите на оделото се поставени и две мали огледала, со помош на кои астронаутот од оделото може да прочита која команда е која. Ранецот е дел од костумот што се наоѓа на задниот дел од оделото и ги содржи сите системи кои одржуваат соодветни услови во внатрешноста на костумот - боци со кислород, систем за вадење на вишокот јаглерод диоксид, систем за ладење, батерии за напојување на сите овие системи и осветлување, и многу повеќе. На американските одела, овој ранец е опремен со поедноставен систем за спасување на астронаутите за време на нивните прошетки низ отворената вселена ако случјно тие се откачат од леталото или станицата. Овој систем содржи мала количина гориво под притисок и мали млазни мотори кои може да се контролираат со два џојстика. Системот е развиен во случај астронаутот да се одвои од леталото или станицата за време на вселенска прошетка и да почне да се движи кон отворена вселена, во тој случај овој систем би можел да им помогне безбедно да се вратат. Од друга страна, руските одела ја немаат оваа опција, па кога се впуштаат во отворен простор користат посилни врски со леталото (подебели јажиња), што ја забавува работата на космонаутот. Руските вселенски костуми Орлан се специфични по тоа што се отвора задниот дел од костумото (каде што е „ранецот“, а исто така е и вратата (капакот) низ која космонаутите влегуваат и излегуваат од оделото. Ова значително го намалува времето потребно за облекување на костумот и излегување во отворен простор. Во американските одела прво се облекуваат панталоните, а потоа астронаутите го повлекуваат тврдиот горен дел од торзото одоздола и целиот процес е многу макотрпен бидејќи оделата се дизајнирани да бидат тесни на телото.
* Кацигата на скафандерите има голем визир преку кој космонаутите можат добро да гледаат околу нив додека се во вакуумот во вселената. Дополнителен визир обложен со тенок слој од злато може да се лизне преку овој визир и им помага на космонаутите во текот на денот во дел од орбитата (кога сончевите зраци паѓаат на работното место) да ги заштитат очите од интензивните сончеви зраци. Доколку оваа заштита не постоеше, ќе имаше трајно оштетување на видот на космонаутите, бидејќи нема атмосфера да им ги заштити очите. На руските скафандери има дополнителен отвор на горниот дел од кацигата низ кој космонаутите гледаат над нив. На левата и десната страна на кацигата се поставени светла кои им помагаат на космонаутите во текот на ноќниот сегмент од орбитата, со цел да го видат местото каде работат. Во американските скафандери, на горниот дел од кацигата е поставена камера со предавател за безжичен пренос на видео сигнали. Преку оваа камера, контролорите на Земјата можат да видат во живо што прави астронаутот во моментот, да контролираат дали некој чекор е прескокнат за време на работата и да ги водат низ целиот процес. Руските скафандери не се опремени со овој систем, но за време на руските прошетки системот најчесто се позајмува од американски одела и се врзува со жица на кацигата на оделото ''Орлан'', за да може да се следи работата на космонаутите. Од 2014 година руските космонаути, за време на нивните излети во отворен простор, на ракавите врзуваат ''GoPro'' камера, со која можат да ја снимаат својата работа и сцените на Земјата.
* Ракавиците се многу важен дел од скафандерите. За време на излегувањето на отворен простор, делот од телото на кој најмногу се лади се прстите на рацете и нозете, поради намалената циркулација на крвта. Затоа во ракавиците се вградени специјални грејачи кои ја одржуваат температурата на прстите и на целата рака за да може космонаутот без проблем да си ја врши работата. Дланките на ракавиците се покриени со специјален материјал кој е многу отпорен на гребнатини и оштетувања, а во исто време е малку леплив, така што космонаутите имаат најдобар можен стисок кога фаќаат предмети, алати или кога се движат од ракофат до ракофат на надворешноста на леталото. Секој пар ракавици е многу скап (цената е над милион долари), а само ракавиците се направени според големини за да не можат сите космонаути да ги носат. Од друга страна, големината на оделото може да се прилагоди, така што едното одело може да го користат луѓе со различна висина.
3 Вселенскиот костуми од историско значење
3.0.1 Советски и руски вселенски костуми
* СК-1 серија се заштитните одела што ги носеле космонаутите за време на програмата Восток (1961–1963). Овој костум го носел Јуриј Гагарин за време на првиот лет во вселената во орбитата на човекот.
* За време на мисијата Восход-1 не биле носени скафандери; Оваа мисија е прва вселенска мисија со повеќе од еден член на екипажот (тројца советски космонаути полетале во вселената). Беркут („Беркут“ е руско име за златниот орел) е модифициран костум SK-1 што го носат космонаутите од мисијата Восход-2; За време на оваа мисија, космонаутот Алексеј Леонов ја извел првата вселенска прошетка во одело на Беркут (18 март 1965 година). Од мисијата Сојуз 1 до мисијата Сојуз 11 (од 1967 до 1971 година), космонаутите не носеле одела под притисок за време на лансирањето и повторното влегување од вселената. Јастреб бил вселенски костим што го користеле космонаутите за време на трансферот на екипажот помеѓу вселенскиот брод Сојуз 4 и Сојуз 5 (16 јануари 1969 година). Кречет-94 („Кречет“ е руско име за вид сокол што живее на Арктикот) е советски вселенски костим што бил наменет за космонаутите да го носат за време на месечевите прошетки. Бидејќи советската програма за испраќање мажи на Месечината била откажана, со овие одела не летале во вселената. Стриж („Стриж“ е руско име за брзата, еден вид птица) биле вселенски одела развиени за космонаутите кои требало да летаат на советскиот вселенски шатл Буран. Сокол („Сокол“ е руското име за птицата сокол) се вселенски одела што ги носат космонаутите за време на лансирањето и враќањето на Земјата со вселенското летало Сојуз. Тие за прв пат ги носеле космонаутите за време на мисијата Сојуз 12. Тие се во употреба од 1973 година до денес. Орлан („Орлан“ е руско име за ќелав орел или морски орел) е вселенски костим дизајниран за вселенски прошетки во орбитата за време на мисиите на Месечината (не бил наменет за одење по површината на Месечината). Овој костим моментално го користат руските космонаути за време на вселенските прошетки. Во употреба е од 1977 година до денес (неколку модернизации на оделото се извршени во текот низ годините).
3.0.2 Американски вселенски одела
* Во раните 1950-ти, Зигфрид Хансен и неговите колеги од Litton Industries дизајнирале и изградиле вселенски костум со тврда обвивка, што се користело во вакуумските комори и бил претходник на вселенските костуми што се користат во мисии со екипаж на НАСА.* Вселенскиот костум на Navy Mark IV било наменето за летови на голема височина, како и за летови во вакумската средина на вселената за време на мисиите на Проектот Меркјур (1961–1963). Оделата Џемини (1965–1966) биле развиени во три варијанти: одело што го носат астронаутите во вселенското летало, одело специјално дизајнирано за вселенски прошетки, но исто така може да се користи додека се внатре во вселенското летало, и вселенски костум специјално дизајниран за мисијата Џемини 7, за време на кои астронаутите поминале 14 дена во орбитата. Вселенски костуми на Manned Orbital Laboratory кои биле развиени за откажаниот проект со исто име. Вселенскиот костум Аполо Блок I A1C (1966–1967) бил дериват на вселенскиот костум Џемини, кој го носеле основните и резервните астронаути на екипажот за време на обуката за првите две мисии на Аполо. Најлонската облога на оделото се стопила и изгорела во силен пожар што избувнал за време на мисијата Аполо 1, при што загинал целиот екипаж. Овие костуми подоцна биле повлечени од употреба поради безбедносни причини, и почнало да се работи на развој на нов костум.
* Аполо/Скајлаб A7Л костуми за вселенски прошетки и месечината. Тоа биле оделата „Блок II“ на проектот Аполо, а астронаутите ги носеле за време на сите единаесет мисии со екипаж на проектот, како и за време на трите мисии до станицата Скајлаб и за време на тест проектот Аполо-Сојуз, помеѓу 1968 и 1975 година. години. Најлонскиот слој бил заменет со огноотпорна „бета“ ткаенина, сето тоа по трагичниот пожар на Аполо 1. Ова одело го имаше првиот течен костум за ладење во контакт со кожата на астронаутот, како и надворешен слој за заштита од микрометеороиди.
* Вселенскиот костум за бегство на Shuttle Ejection се користело за мисиите од STS-1 (1981) до STS-4 (1982), при што двочлениот шатл екипаж го користел во комбинација со седиште за исфрлање. Развиен е врз основа на оделата што ги користат пилотите на АРВ. Овие костуми излегле од употреба кога шатлот бил сертифициран за употреба.
* Од мисијата STS-5 (1982) до мисијата STS-25 (1986), астронаутите не носеле одела под притисок за време на лансирањето и слетувањето. Екипажот носел сини костуми слични на оние што ги носеле пилотите со кациги кои им обезбедувале снабдување со кислород.
* Костумите за влез во лансирање првпат биле користени за време на мисијата STS-26 во 1988 година, првата мисија по несреќата на спејс шатлот Челинџер. Овој модел на одело бил делумно под притисок и се базирал на моделот на скафандер што го носеле пилотите на АРВ. Користени биле и во тек на мисии на вселенски шатлови помеѓу 1988 и 1998 година.
* Advanced Crew Escape Suit се користи во мисии на вселенски шатл од 1994 година. Ова одело го носела орбитерската екипа на Спејс шатл за време на лансирањето и враќањето на Земјата. Оделото било развиено врз основа на лекциите научени од претходните дизајни, вклучувајќи ги и оделата за пилотите на шпионскиот авион Локхид СР-71 што лета на многу големи височини, пилотите-астронаути на северноамериканскиот вселенски брод X-15 и Проектот Џемини, и оделата претходно дизајнирани што се користеле во програмата Спејс шатл од мисијата STS-26.
* Единицата за мобилност надвор од возилото (ЕМУ) е заштитен скафандер што астронаутите го користеле за време на мисиите на Спејс шатлот, а кое сè уште се користи денес за време на вселенските прошетки од Меѓународната вселенска станица. Тој користи независен антропоморфен систем кој обезбедува заштита, мобилност, систем за одржување на условите за живот и комуникација за астронаутите кои излегуваат во отворен простор во орбитата на Земјата од вселенскиот шатл или ISS. Во употреба е од 1982 година до денес, со одредени модификации и додавање на современи технологии.
3.0.3 Кинески вселенски одела
* Шугуан костум. Првата генерација на заштитни одела, кои би ги користеле космонаутите за време на вселенските прошетки, развиена за откажаниот проект 714. Оделото било во портокалова боја и имало повеќеслојна структура направена од полиестерски влакна. Космонаутите би можеле да го користат внатре во кабината, како и за време на вселенски прошетки..* Костумот Проект 863 требало да биде втората генерација на кинески вселенски одела, но проектот за нивно развивање бил откажан. Оделото Шензу е одело што првпат го облекол космонаутот Јанг Ливеи за време на мисијата Шензу 5, првата кинеска вселенска мисија со екипаж. Овој костум многу наликува на рускиот костум Сокол, но се верува дека оделото е развиено во Кина и не е увезена верзија на рускиот костум. Фотографиите покажуваат дека оделото што го користела следната мисија, Шензу 6, не е ист, туку подобрен, а се наведува и дека новиот костум е полесен од претходниот..* Вселенскиот костим Haiying е дизајниран за вселенски прошетки. Овој костум е верзија на оделото Орлан-М што Кина го купила од Русија. Оделото било користено за време на мисијата Шензу 7.
* Вселенскиот костим Фејтан е дизајнирано за вселенски прошетки. Нова генерација на костуми кои биле целосно развиени во Кина. Овој костум се користел и за време на мисијата Шензу 7. Бил дизајниран за вселенски прошетки кои траат до седум часа. Кинеските астронаути тренираат со такви одела од јули 2007 година, и се покажало дека подвижноста во оделото е значително ограничена и дека оделото е вкочането. Еден таков костум има маса од 110.
4 Поврзано
* Вселенски летови