Скафандр орлан МКС

История
космонавтики

12 апреля 2010 г. исполняется ровно 49 лет с момента первого космического полета, совершенного Юрием Гагариным в 1961-м году. В этот день вся планета отмечает всемирный день авиации и космонавтики.

По этому поводу я решил написать пост про космические скафандры — рассказать про историю их возникновения, конструкцию и по возможности сравнить наши скафандры с американскими аналогами.

Немного докосмической истории

Необходимость создания скафандра появилась еще в начале 30-х годов. Дело в том, что летчики-испытатели даже в кислородных шлемах не могли подняться на высоты больше 12 км из-за пониженного атмосферного давления. На этой высоте азот, растворенный в тканях человека, начинает переходить в газообразное состояние, что приводит к возникновению болевых ощущений.

Поэтому в 1931-м году инженер Е. Чертовский спроектировал первый скафандр «Ч-1». Он представлял собой простой герметичный комбинезон со шлемом, снабженным небольшим стеклом для обзора. Вообще, в «Ч-1» можно было делать все что угодно, но только не работать. Но тем не менее он стал прорывом. Позднее до войны Чертовский успел спроектировать еще шесть моделей скафандров.

После войны стали появляться первые реактивные истребители, которые резко задрали планку максимальных высот. В 1947-1950 годах группа конструкторов под руководством А. Бойко создала первые послевоенные авиаскафандры, получившие название ВСС-01 и ВСС-04 (высотный спасательный скафандр). Они представляли собой герметические комбинезоны из прорезиненной ткани, к которым крепились несъемные откидные шлемы и кислородные маски. Излишки давления на высоте стравливались специальным клапаном.

Начало разработки

Вообще, разработка скафандров поначалу складывалась у нас не очень хорошо. Дело в том, что существующие наработки скафандров были бесполезны в случае разгерметизации корабля в космосе. И конструкторы тут не причем — просто им дали задание разработать защитный костюм, рассчитанный на спасение космонавта только после приземления или приводнения спускаемого модуля. Среди противников скафандров были даже некоторые из конструкторов корабля — они считали возможность разгерметизации ничтожной. Их слова подтверждал удачный полет Лайки в ГЖК (герметической кабины для животных)

Споры удалось прекратить только после личного вмешательства Королева. При этом до полета Гагарина оставалось всего 8 месяцев. За это время был создан скафандр СК-1

СК-1

Всего существует 3 класса скафандров:

• спасательные скафандры — служат для защиты космонавтов в случае разгерметизации кабины или при значительных отклонениях параметров ее газовой среды от нормы;
• скафандры для работы в открытом космосе на поверхности космического корабля или вблизи его
• скафандры для работы на поверхности небесных тел

СК-1 был скафандром первой категории. Он использовался во время всех полетов кораблей первой серии «Восток»

СК-1 «работал» в паре со специальным теплозащитным комбинезоном, который надевался космонавтом под основной защитный костюм. Комбинезон был не просто одеждой, он представлял собой целое инженерное сооружение с вмонтированными в него трубопроводами системы вентиляции, поддерживавшей необходимый тепловой режим тела и удалявшей влагу с продуктами дыхания. В непредвиденных условиях, система жизнеобеспечения скафандра (СЖО) вместе с СЖО кабины «продлевали» существование космонавта на 10 суток. В случае разгерметизации кабины автоматически закрывалось прозрачное «забрало» — иллюминатор шлема — и включалась подача воздуха из баллонов корабля.

Но у него был существенный недостаток. Его мягкая оболочка под действием внутреннего избыточного давления всегда стремится, принять форму тела вращения и распрямиться. Согнуть какую-либо ее часть, скажем, рукав или штанину, не так-то просто, и чем больше внутреннее давление, тем труднее это сделать. При работе в первых космических скафандрах из-за их относительно низкой подвижности космонавтам приходилось затрачивать немалые дополнительные усилия, что в итоге вело к повышению интенсивности обменных процессов в организме. Из-за этого, в свою очередь, приходилось увеличивать массу и габариты запасов кислорода, а также блоков системы охлаждения.

Также был создан скафандр СК-2. По сути это тот же СК-1, только для женщин. Он имел немного другую форму, учитывающие их физиологические особенности.

Аналог

Американским аналогом нашему СК-1 был скафандр для кораблей «Меркурий». Он также являлся исключительно спасательным скафандром и был изготовлен в 1961-м году

В дополнение ко всему у него был металлизированный наружный слой для отражения тепловых лучей.

Беркут

В середине 1964-го руководители советской космической программы приняли решение о новом эксперименте на орбите — первом выходе человека с борта космического корабля в открытый космос. Это обстоятельство ставило перед разработчиками скафандров целый ряд новых технических задач. Они, конечно, диктовались серьезными различиями между внутренней средой космического корабли и условиями внешнего пространства — царства почти полного вакуума, вредных излучений и экстремальных температур.

Перед разработчиками ставились две основные задачи:

Во-первых, скафандр для выхода в космос должен был защищать от перегрева, если космонавт находится на солнечной стороне, и, наоборот, от охлаждения — если в тени (разница температур между ними составляет более 100°С). Также он должен был защищать от солнечной радиацией и от метеорного вещества.

Во-вторых, обеспечить максимальную безопасность человеку, быть предельно надежным и иметь минимальный объем и массу. Но самое главное, что при всем этом космонавт в нем должен быть работоспособен, т.е. передвигаться около корабля, выполнить определенную работу и т.д.

Все эти требования удалось реализовать в скафандре «Беркут»

Кстати, начиная с «Беркута» все наши скафандры стали называться птичьими именами.

Скафандр был сделан из нескольких слоев пленки с блестящей алюминиевой поверхностью. Место между слоями специально имело зазор для того, чтобы снизить передачу тепла в любую сторону. Принцип термоса — тепло не берется и не отдается. Кроме того, слои пленки-ткани разделилясь специальным сетчатым материалом. В результате удалось добиться очень высокого уровня теплового сопротивления. Глаза космонавта защищал особый светофильтр из тонированного органического стекла толщиной почти полсантиметра. Он играл двоякую роль — ослаблял интенсивность солнечного света и не пропускал к лицу биологически опасную часть лучей солнечного спектра.

Первый выход в открытый космос имел ограниченные задачи. Потому и система жизнеобеспечения казалась относительно простой и была рассчитана на 45 минут работы. Она размещалась в ранце с кислородным прибором и баллонами емкостью по 2 литра. На корпусе ранца крепился штуцер для их заправки и окошко манометра для контроля за давлением. Из корабля брался воздух, который дополнительно обогащался кислородом и поступал в скафандр. Этот же воздух уносил выделенные космонавтом тепло, влагу, углекислоту, вредные примеси. Такая система называется системой открытого типа

Вся система умещалась в ранце размером 520х320х120 мм, который пристегивался к спине при помощи быстродействующего разъема. На непредвиденный случай в шлюзовой камере установили резервную кислородную систему, которая была соединена со скафандром с помощью шланга.

Аналог

Аналогом для беркута был скафандр для кораблей «Джеминай»

Его корабельныя версия (не знаю как по другому ее назвать) была обычным спасательным скафандром. Модифицированная же версия была разработана для работы за пределами космического корабля

Для этого к основному скафандру добавлялись оболочки тепловой и микрометиоритной защиты.

Ястреб

С 1967-го начались полеты новых кораблей типа «Союз», принципиальное отличие которых от предшественников состояло в том, что они были уже пилотируемыми летательными аппаратами. И, следовательно, потенциальное время работы человека и космосе вне корабля должно было увеличиться. Соответственно невозможно было находиться все время в скафандре. Он надевался только в самых ответственных моментах — взлет, посадка. К тому же встал вопрос о выводе на орбиту нескольких кораблей, их стыковке, что предполагало проведение операций, связанных с переходами людей через открытый космос.

Для этих целей был разработан новый скафандр с новой системой жизнеобеспечения. Его назвали «Ястреб»


Этот скафандр был в основном схож с «Беркутом», различия же состояли в иной системе дыхательной установки, которая относилась к так называемому регенерационному типу. Дыхательная смесь циркулировала внутри скафандра по замкнутому контуру, где очищалась от углекислоты, вредных примесей, подпитывалась кислородом и охлаждалась. Частью системы остались и кислородные баллоны, однако содержащийся в них кислород использовался только на компенсацию утечек и для потребления космонавта. Для этой системы пришлось создать сразу несколько уникальных агрегатов: испарительный теплообменник, работающий в специфических условиях невесомости; поглотитель углекислого газа; электродвигатель, безопасно функционирующий в чистой кислородной атмосфере и создающий необходимую циркуляцию воздушной среды внутри скафандра, и другие.

Для охлаждения организма космонавта использовалось воздушное охлаждение. Для этого необходимо прогонять через скафандр весьма большой объем газа. Это, в свою очередь, требует вентилятора мощностью в несколько сот ватт, а также больших затрат электроэнергии. Да и сильный обдув не очень-то приятен для космонавта.

Заметным плюсом стало то, что масса скафандра не превышает 8—10 кг, а толщина пакета оболочек минимальна. Это дает возможность использовать его с индивидуальной фактурой амортизационных кресел, ослабляющими действие перегрузок при выводе на орбиту и спуске.

На практике «Ястреб» использовался всего один раз — для перехода из «Союза-5» в «Союз-4».

Аналог

Конкретного американского аналога «Ястребу» я не нашел. Отчасти под него вроде подходит скафандр для ранних «Аполлонов»

Кречет

Для полета на Луну сооружался инновационный скафандр 3-й категории. В скафандре космонавт должен был сохранить такие двигательные и рабочие способности, которые на 3емле считаются элементарными. Например, передвигаться по лунной поверхности с учетом того, что «прогулки» могут происходить на различном рельефе; иметь возможность встать на ноги в случае падения, осуществить контакт с лунной «землей», температура которой колеблется в очень широких пределах (в тени и на свету от -130°С до +160°С); работать с приборами, собирать образцы лунных пород и производить примитивное бурение. Космонавту должна была быть обеспечена возможность подкрепиться специальной жидкой пищей, а также выводить из скафандра урину. Словом, вся система жизпеобеспечения рассчитывалась на более тяжелые условия работы, чем те, что существовали во время орбитальных выходов исследователей.

Учитывая эти требования, под руководством А. Стоклицкого, был создан скафандр «Кречет»

Он имел так называемую «полужесткую» оболочку, а вместо ранцевой — встроенную систему жизнеобеспечения. Именно с него пошло словосочетание «войти в скафандр». Потому что в «Кречет» космонавт именно входил, используя «дверцу» на спине. В «дверце» же размещались все системы жизнеобеспечения

Системы «Кречета» обеспечивали рекордное автономное пребывание человека на Лyнe — до 10 часов, в течение которых исследователь мог выполнять работы с большими физическими нагрузками. Для теплового охлаждения впервые применили костюм водяного охлаждения, т.к. водяное охлаждение является единственно возможным методом поддержания приемлемых тепловых условий в скафандре при интенсивной работе космонавта. Чтобы отвести 300—500 ккал/ч тепла, расход воды через костюм водяного охлаждения составляло 1,5—2 л/мин, потребная длина охлаждающих трубок была около 100 метров. Для прокачки воды использовался насос с мощностью двигателя в несколько ватт.

Одновременно с водяным охлаждением имелся контур циркуляции и регенерации воздушной среды внутри скафандра и удаления влаги. Также был запас кислорода для компенсации утечек.

Аналог

Это, пожалуй, единственный случай, когда американский аналог известнее нашего. Именно в нем Нил Армстронг ступил в 1969-м на поверхность Луны

Скафандр был изготовлен из высокопрочных синтетических тканей, металла и пластмасс. Под скафандр космонавт надевал легкий цельнокроеный костюм с датчиками для биотелеметрии. Кроме того, под скафандр надевался также специальный костюм водяного охлаждения, который был рассчитан на непрерывную эксплуатацию в течение 115 час. В этом костюме из нейлонового спандекса имелась система полихлорвиниловых трубок общей длиной около 90 м, по которым непрерывно циркулировала холодная вода, поглощавшая выделяемое телом тепло и отводящая его к внешнему холодильнику. Благодаря такому костюму температура кожи на различных участках тела не выходила за пределы 40°С.

На ладони были специальные проволочные стяжки, которые не давали перчатке раздуваться при избыточном давлении в скафандре. Для обеспечения ловкости работы руками на пальцах перчаток имелись удлинения-захваты, с помощью которых космонавт мог поднимать мелкие предметы.

Шлем космонавта сделан из прозрачного поликарбоната и обладал большой ударной прочностью. Его сферическая форма давала космонавту возможность поворачивать голову в любую сторону. Кислород поступал в шлем со скоростью 162 л/мин, а герморазъем на левой стороне шлема позволял космонавту в скафандре пить или принимать пищу. Ранцевая система жизнеобеспечения прикреплялась к спинке скафандра и на Земле весла 56,625 кг (для особо дотошных — 554,925 н).

Орлан

После высадки на Луне все работы по «Кречету» прекратились. Однако в комплект лунной программы входил также скафандр «Орлан» — для орбитальных работ

К его разработке вернулись в 1969-м, когда начались работы по первой орбитальной станции. Именно модификации «Орланов» мы использовали на «Мире» и сейчас используем на МКС.

Всем известно, что экипажи на орбитальных станциях меняются.

Однако существовавшие до этого скафандры были индивидуальными и не обладали возможностью подгонки. Следовательно для каждого нового члена экипажа станции их необходимо было изготавливать и запускать в космос, что было неэффективно при ограниченных грузовых возможностях кораблей «Союз» и «Прогресс». Однако благодаря полужёсткой конструкции в «Орлане» индивидуальными являлись лишь перчатки скафандра, которые доставлялись экипажем, в то время как сами скафандры постоянно находились на станции.

Чтобы обеспечить подвижность тела, в скафандре применили шарниры, расположенные в области основных суставов — плечевых, локтевых, коленных, в области лодыжек, пальцев рук и т. д. Кроме того, в последующих модификациях для повышения подвижности в ряде сочленений использовались герметические подшипники (например, в плечевом или кистевом сочленениях).

С момента первого использования «Орлана» на «Салюте-6» в 1977 до затопления «Мира» в 2001-м на околоземной орбите использовалось 25 комплектов «Орланов» всех разновидностей. Часть из них сгорела вместе с последней станцией «Мир». За это время в «Орланах» совершено 200 выходов 42 экипажами. Общее время работы превысило 800 часов.

У «Орлана» существует множество модификаций. Самая интересная на мой взгляд — «Орлан-ДМА»с установкой для перемещения и маневрирования в открытом космосе.

НПП «Звезда» не озвучивает стоимость «Орлана». Однако в одном и репортажей я когда-то слышал цифру в миллион долларов. Могу ошибаться.

Аналог

Американские астронавты честно и открыто признаются, что их нынешние скафандры гораздо хуже и неудобнее наших. Стоят они при этом 12-15 миллионов. Так что полноценного аналога нынешним «Орланам» не существует.

Стриж

Во время создания «Бурана» создавался новейший спасательный скафандр «Стриж»

Я не до конца уверен, что это именно он на фотографии, но вроде как он. В комплекте к «Стрижу» разрабатывалось катапультное кресло К-36РБ. Специалисты называли «Стриж» лучшим скафандром из существующих когда-либо. Однако с прекращение работ по «Бурану»… в общем как обычно у нас в стране.

замена замков

Звездные доспехи: скафандр Орлан-МК

Сегодня в центре внимания съемочной группы программы «Полигон» телеканала «Т24» – скафандр «Орлан-МК» – единственный в мире скафандр орбитального базирования, которому не страшны ни вакуум, ни радиация, ни мощное солнечное излучение, ни высокие перепады температур.

Звездные доспехи

В марте 1965 года Алексей Леонов впервые в мире вышел в открытый космос. За пределами космического корабля он провел всего 12 минут. Его скафандр «Беркут» расходовал около 30 литров кислорода в минуту и сильно раздувался из-за разности давлений. Именно по этой причине космонавту Леонову с невероятным трудом далось возвращение на космический корабль «Восход-2». За полвека «выходной» костюм космонавта претерпел множество изменений. Сегодня на Международной космической станции используют скафандр «Орлан-МК». Самый надежный в мире. В нем космонавт может работать в открытом космосе до 8 часов – настоящий космический корабль, только в ненатуральную величину. «Орлан» появился еще во времена лунной гонки и, хотя советскую программу свернули, скафандр успели не только сделать, но и испытать. Конструкторские решения оказались настолько удачными, что и сегодня продолжают работать на перспективу.

Впервые в открытом космосе «Орлан-МК» применили в 1977 году на орбитальной станции «Салют-6», где проводили научно-исследовательские и технические работы. Затем «звездные доспехи» эксплуатировались на станции «Мир». За это время космонавты сорока двух экипажей совершили в них 143 выхода в космос и отработали более 700 часов, доказав всему миру, что наши скафандры – самые удобные и самые надежные.
Конструкция «Орлана» состоит из нескольких оболочек. Корпус и шлем выполнены из алюминиевого сплава в виде единого жесткого корпуса – кирасы, а оболочки рук и ног изготовлены из мягких материалов. Для обеспечения хорошей подвижности скафандр снабжен мягкими шарнирами и гермоподшипниками. Для того, чтобы оказаться внутри скафандра, нужно войти через заднюю дверь, похожую на дверцу холодильника. В ранце скафандра размещена автономная система обеспечения жизнедеятельности, которая позволяет космонавту работать на протяжении длительного времени в космическом пространстве. У «Орлана» две гермооболочки: одна основная, другая – резервная. Если одна из них выходит из строя, автоматически подключается вторая. Такое дублирование всех основных систем – одна из ключевых особенностей «Орлан-МК». В нем два вентилятора – на случай выхода из строя одного из них, пара насосов, которые осуществляют циркуляцию охлаждающей жидкости, а если не работает автоматическая подача кислорода – ее можно обеспечить вручную, обеспечив себе и дыхание, и необходимое давление. В случае разгерметизации включается аварийная система жизнеобеспечения. Она способна поддерживать внутри скафандра необходимое давление в течение 30 минут. Этого более, чем достаточно для того, чтобы вернуться на станцию. Скафандр живет на космической станции 5 лет. За это время в нем выходят в открытый космос как минимум 15 раз.

Многослойный и универсальный

«Орлан-МК» изготавливается на научном предприятии «Звезда» в течение полутора лет. Все используемые материалы проходят тщательную обработку и иногда не по одному разу. К примеру, ткань, из которой создается скафандр, проверяют на прочность при растяжении и только затем она попадает в швейный цех. Именно здесь происходит выкройка «звездных доспехов», затем их месяцами сшивают, склеивают, собирают и снова проверяют в специальных лабораториях. В швейном же цехе можно заглянуть и под подкладку скафандра. Верхняя одежда состоит из нескольких слоев: самый первый обработан специальной пропиткой. Это сделано для того, чтобы не было возгораний во время выходов. Следующий слой представляет собой радио ткань, это своеобразная антенна, в которой находится приемное устройство для удобства переговоров между космонавтами. Еще один слой защищает космонавта от перегрева, если он находится на солнечной стороне, и, наоборот, от охлаждения – если в тени. Максимальная температура за бортом может составлять до 150 градусов, причем как плюс, так и минус.
Еще одна отличительная особенность российских «Орланов» — универсальность. В них могут работать космонавты любого роста. По размеру скафандры подгоняют прямо на орбите. Единственный элемент, который для каждого космонавта подбирается индивидуально, – это перчатки. Прежде, чем попасть на МКС, их неоднократно тестируют и испытывают. В специальной камере создают космический вакуум. Только когда перчатки сидят на руке как влитые, пальцы обладают необходимой чувствительностью.

Земные проверки

Прежде, чем отправить скафандр на международную космическую станцию, его десятки раз испытывают на Земле. Тщательной проверке подвергается каждый узел, каждый прибор и весь комплекс в целом. Для того, чтобы сымитировать условия космического полета на Земле, из барокамеры откачивают воздух, создавая разряженную атмосферу. Цель эксперимента – выяснить, как электронный помощник перенесет условия вакуума. Благодаря компьютеру, космонавт всегда в курсе о состоянии скафандра, о возникновении нештатных ситуаций и рекомендации по их устранению. Но бывают ситуации, неподвластные даже пытливому уму электронной машины. В таком случае космонавту на помощь приходит ЦУП – Центр управления полетами.
Первые «Орланы» были связаны с орбитальной станцией кабелем из силовых и сигнальных проводов. Он ограничивал движения космонавта и позволял работать лишь неподалеку от шлюзовой камеры. Появление малогабаритных источников тока высокой емкости и мобильных средств связи позволило космонавтам обходиться лишь страховочными фалами.
Безусловно, скафандры «Орлан-МК» продолжают модернизировать, его последняя версия носит индекс МКС, что означает модернизированный, компьютеризованный, синтетический. Работа в открытом космосе – задача не из легких, но ее значительно упрощают такие надежные «звездные доспехи», как «Орлан-МК».

В начале космической гонки перед научно-производственным предприятием «Звезда» была поставлена задача разработать скафандр для лунной программы. От мягких скафандров «Ястреб» и «Беркут», предназначенных для кратковременных выходов в космическое пространство, разработчики перешли к полужесткому скафандру «Кречет», в котором были возможны длительные работы на поверхности Луны. К 1969 году скафандр «Кречет» уже прошел все испытания, однако лунная программа была свернута. Вновь к полужестким скафандрам вернулись только в середине 70-х годов, когда пришло время долгосрочных орбитальных станций. Наработки по скафандру «Кречет» были использованы при создании орбитального скафандра «Орлан».

К середине 70-х годов для орбитальных станций были разработаны первые скафандры серии «Орлан». Космические аппараты серии «Союз» доставляли космонавтов на орбитальную станцию в защитных скафандрах «Сокол», не предназначенных для работы в открытом космосе. А использовавшиеся для работы на станции и выхода в открытый космос скафандры «Ястреб» и «Беркут» были сугубо индивидуальными. В полужестких скафандрах «Орлан-Д» индивидуальными были только съемные перчатки, а сами скафандры можно было оставлять на орбитальной станции.

Скафандр «Орлан-Д» в Мемориальном музее космонавтики (вид спереди)

Со временем скафандры системы «Орлан» совершенствовались. Скафандры «Орлан-Д» (использовавшиеся с 1977 по 1984 годы на орбитальных станциях «Салют») и скафандры «Орлан-ДМ» (использовавшиеся с 1985 по 1988 годы на орбитальных станциях «Салют» и «Мир») соединялись со станцией с помощью многопроводного кабеля, по которому можно было получать информацию о состоянии космонавта и осуществлять электропитание систем скафандра. Следующие модификации скафандра — «Орлан-ДМА» (использовавшиеся на станции «Мир») и «Орлан-М» (использующиеся на МКС) — уже обходятся без кабеля и могут работать до шести часов.

Скафандр «Орлан-Д» в Мемориальном музее космонавтики (вид сзади)

В настоящее время члены экипажей Международной космической станции экипированы скафандрами «Орлан-МК», оснащенными бортовым компьютером. С 1977 года по сей день было совершено более 130 парных выходов в открытый космос в скафандрах «Орлан».

Скафандры «Орлан» с встроенными автономными системами обеспечения жизнедеятельности оптимальны для многократной продолжительной работы в открытом космосе.

Выполнено несколько модификаций такого типа скафандра. Все они обладают рядом преимуществ, обеспечивающих их успешное применение при длительных космических полетах.

Требования к скафандру «Орлан» перекочевали к нему от его предшественников. В частности, скафандр должен:

  • защищать от перегрева, если космонавт находится на солнечной стороне;
  • защищать от переохлаждения, если космонавт находится в тени;
  • защищать от солнечной радиации;
  • защищать от метеорного вещества;
  • быть максимально надежным;
  • иметь минимальные габариты;
  • иметь минимальную массу;
  • позволять человеку выполнять работу около корабля.

К этим требованиям разработчики скафандра «Орлан» добавили:

  • самостоятельное надевание-снятие;
  • использование единого размера для любого космонавта;
  • возможность обслуживания скафандра на орбите без участия Земли;
  • простоту замены отдельных элементов.

Изучите устройство скафандра на наглядной схеме.

Внешний вид скафандра «Орлан» (без теплоизолирующей оболочки)

Каждая новая модификация скафандров разрабатывается с целью улучшения эксплуатационных характеристик и повышения безопасности и надежности работы космонавта. Скафандры «Орлан» прошли путь модификации от первых моделей «Орлан-Д» до «умного скафандра» «Орлан-МК». На Международной космической станции совместно с российскими скафандрами «Орлан-М» и «Орлан-МК» используются также и американские скафандры EMU. Существует ряд отличий этих моделей по эксплуатационным характеристикам и безопасности, в основном, в пользу отечественных скафандров.

  • В «Орлан», в отличие от EMU, можно облачиться самостоятельно.
  • Вес «Орлана» равен 110 кг против 136 кг (без полного оснащения) американского аналога.
  • Работа российского скафандра рассчитана на 4 года, в то время как ресурс EMU ограничен полугодом.
  • Десатурация (вымывание из крови азота для предотвращения кессонной болезни) в «Орлане» происходит за полчаса, в то время, как EMU для этого требуется до четырех часов.
  • Перчатки скафандров «Орлан» толще, чем EMU, в результате чего руки космонавтов не мерзнут, но пальцы становятся менее чувствительными.
  • Работать в «Орлане» за счет особенностей его конструкции может любой человек ростом от 165 до 190 см, в отличие от скафандров EMU, которые бывают девяти разных размеров (с активной эксплуатацией только четырех размеров).
  • Системы жизнеобеспечения внутри «Орлана» дублированы.

«Выходной» костюм космонавта

Скафандр «Беркут», в котором Алексей Леонов 51 год назад первым из землян шагнул за борт космического корабля, был разработан на НПП «Звезда». И сегодня космическую одежду создают в КБ и цехах этого уникального предприятия. За полвека «выходной» костюм космонавта претерпел множество усовершенствований. Его последняя модификация – «Орлан-МКС», – по сути, представляет собой миниатюрный космический корабль.

В настоящее время для работы за бортом МКС космонавты используют модифицированный вариант скафандра типа «Орлан». Первый выход в открытый космос в скафандрах этого семейства был осуществлен в 1977 году на орбитальной станции «Салют-6» космонавтами Георгием Гречко и Юрием Романенко.

Сегодняшний «Орлан-МК» хотя внешне почти не отличается от предыдущих скафандров, но, как говорят сами космонавты, это уже нечто среднее между костюмом и домом. В такой оболочке космонавт может свыше десяти часов находиться в открытом космосе. Это действительно миниатюрный космический корабль, который имеет свою систему теплозащиты, систему теплообеспечения, систему связи, передачи телеметрической информации. В современном скафандре есть даже запас питьевой воды и такой элемент удобства, как «чесалка» для носа.

До конца этого года на Международную космическую станцию доставят самую последнюю версию – «Орлан-МКС». Хотя он и будет помощником наших космонавтов на космической станции, название «МКС» значит «модернизированный, компьютеризированный, синтетический».

Модернизированный: система автоматического терморегулирования

Одно из главных нововведений «Орлана-МКС» – это встроенная в скафандр система автоматического терморегулирования, или, так сказать, климат-контроль.

Иногда работа за бортом идет так напряженно, что орбитальный монтажник вспоминает о регулировке поздновато, когда пот уже заливает лицо. Космонавты, особенно те, которые выходят в первый раз, могут иметь и некоторые просчеты, например перегреться. В скафандре, где выхода тепла нет, при интенсивной работе космонавт выделяет до 800 Вт тепла. Этого достаточно, чтобы зажечь восемь ламп накаливания и даже вскипятить воду.

В новом «Орлане-МКС» требуемый микроклимат будет поддерживаться автоматически, и космонавты смогут полностью сосредоточиться на поставленных задачах, лишь перед выходом выставив желательный температурный режим. При этом в процессе работы в любой момент можно будет изменить параметры.

Компьютеризированный: встроенный компьютер и новый дисплей

Еще раньше на «Орланах-МК» был введен в контур управления встроенный компьютер, который взял на себя контроль работы всех важнейших систем скафандра. Автоматика перед выходом в космос или во время работы за пределами станции сразу же сообщит даже о небольших отклонениях и даст рекомендации космонавту, что нужно делать в этой ситуации.

В «Орлане-МКС» есть еще одно важное отличие. На пульте управления установлен новый дисплей высокого качества: больше размером, примерно с ладонь, и ярче. Как рассказывали сами космонавты, на прежних дисплеях на солнечной стороне станции изображение «растворялось» на бледном экране. Как говорят разработчики, качество «картинки» на новом дисплее выше, чем на iPhone, и возможностей у дисплея гораздо больше.

На следующих «Орланах» ожидается и такой сервис: автоматика будет выводить на дисплей подробную схему местоположения космонавта на внешней стороне МКС. Сегодня станция уже настолько велика, что космонавту, работающему на ее поверхности в открытом космосе, можно в какой-то момент потерять ориентацию. Найти обратную дорогу к входному люку или к другой рабочей площадке поможет новый прибор.

Синтетический: надежная защита из современных материалов

В скафандре космонавт шагает в открытый космос, не опасаясь ни вакуума, ни перегрева на солнечной стороне орбиты, где температура достигает плюс 120 градусов, ни жуткого холода до 120 градусов мороза на теневой стороне.

Чтобы обеспечить такую защиту, новый «Орлан-МКС», как и его предшественники, состоит из нескольких оболочек. Снаружи дополнительная, в том числе микрометеоритная, защита: несколько слоев экранно-вакуумной теплоизоляции.

Основа – жесткий корпус из алюминиевого сплава, или кираса, называемая так по аналогии со средневековыми доспехами. Единое целое с кирасой составляет гермошлем, а к жесткому корпусу крепятся мягкие рукава и штанины.

Внутри под кирасой – мягкий сетчатый костюм водяного охлаждения. Его пронизывают вшитые в материю тоненькие трубочки, по которым циркулирует холодная вода. Эта вода не простая, а с большим содержанием серебра, чтобы не портилась в течение долгого времени. С помощью такого «водного» костюма отводится тепло, чтобы не допустить перегрева космонавта.

В отличие от предыдущих модификаций в «Орлане-МКС» используются новые материалы. Например, резиновые оболочки заменены на полиуретановые. В результате эксплуатировать новую экипировку можно будет не четыре года, а пять, причем количество выходов в космос увеличивается с 15 до 20.

Конструкция из такой алюминиевой кирасы с мягкими оболочками рук и ног очень удачна тем, что позволяет осуществить вход в скафандр менее чем за 5 минут. Причем космонавт может справиться с этим в одиночку. Для сравнения, американский скафандр самостоятельно надеть невозможно. Кроме того, наш «Орлан» легче на 35 кг.

Благодаря удачной конструкции у «Орланов-МКС» большое будущее, и не только на Международной космической станции, где они в скором времени заменят все скафандры предыдущего поколения. На базе «Орланов-МКС» нетрудно разработать лунные скафандры.

Как считают специалисты НПП «Звезда», доработки потребуют только оболочки ног: необходимо будет сделать штанины и ботинки, удобные для ходьбы. «У нас наработки в этом направлении имеются. Я думаю, что за достаточно короткий период мы могли бы сделать лунный скафандр», – говорил в интервью гендиректор НПП «Звезда» Сергей Поздняков.

#ЦПК#главное#пилотируемая космонавтика 29.07.2019 18:30

Космонавты готовы к работе в скафандрах «Орлан-МКС»

Выход в открытый космос — это всегда шаг в неизвестность. Поэтому к внекорабельной деятельности (ВКД) покорители Вселенной тщательно готовятся на Земле. В ЦПК необходимые навыки в настоящее время они приобретают на специализированном тренажёре «Выход-2», зачётную тренировку на котором успешно прошли Олег Скрипочка и Сергей Рыжиков — космонавты основного и дублирующего экипажей МКС-61/62 соответственно.

Зачётная тренировка включает в себя две части. Первая — работа на станции в день выхода в открытый космос, во время которой операторы готовят скафандры и шлюзовой отсек. Во второй части космонавты входят в «Орланы-МКС», выполняют шлюзование и открывают люк. Целевые задачи выхода, который может длиться шесть и более часов, в процессе данной тренировки не проводят. После окончания выхода — возвращение в шлюз, обратное шлюзование, выход из скафандров и работы внутри станции.

«То, что сейчас тренировка проходит комплексно, начиная с тренажёров российского сегмента (РС) МКС, затем на „Выходе-2“ и завершается опять на станции, даёт более полную картину того, что происходит на МКС в день выхода, — отмечает Сергей Рыжиков. — Мы проводим подготовительные операции, работу со скафандрами, станционными системами, готовим их к ВКД».

На счету Олега Скрипочки, ВКД которого планируется в ноябре 2019 года, уже три выхода в открытый космос. Однако Олег Иванович убеждён, что подобные тренировки нужны и важны перед каждым полётом, тем более что меняется и техника, и задачи ВКД. «Надо повторять пройденное и отчасти обучаться заново, — сказал космонавт. — Например, познакомился с новой модификацией скафандра „Орлан-МКС“, оценил её автоматическую систему терморегулирования, поддерживающую комфортные условия на протяжении всего ВКД. Думаю, это сэкономит время на выходе, так как не надо будет отвлекаться на обеспечение жизнедеятельности».

Готовность космонавтов к самостоятельной работе по подготовке и использованию комплекта скафандра «Орлан-МКС» и выполнению шлюзования в РС МКС проверяли специалисты Центра подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина, Центра управления полётами, РКК «Энергия» имени С.П. Королёва и НПП «Звезда». По результатам «зачёта» на специализированном тренажёре «Выход-2» Олег Скрипочка и Сергей Рыжиков допущены к самостоятельной работе по подготовке и использованию комплектов скафандров «Орлан-МКС», а также выполнению шлюзования в РС МКС в соответствии с «Требованиями к технической подготовке экипажей МКС-61/62».