andreyplumer (andreyplumer) wrote,
andreyplumer
andreyplumer

Category:

Астронавты «костюмированы» для космических сложностей


3 марта 1960

Проект «Меркурий», стартующий в следующем году с мыса Канаверал, и плотный график оставляют планировщикам мало выбора относительно двух элементов – людей и машин, которые объединятся вместе, чтобы сотворить историю.

У них нет времени, чтобы создать для исследования космоса специальную расу суперменов, поэтому они выбрали семь астронавтов «Меркурия» среди сливок военных летчиков-испытателей страны.

«У нас также не было времени для какого-либо научного прорыва с машинами, поэтому мы начали с того, что было», объяснил Роберт Гилрут, директор «Меркурия» в Лэнгли-Филд, штат Вирджиния.

Хотя и началась «с того, что было», машинерия «Меркурия» эволюционировала в какую-то дорогую и сложную матчасть.

«Матчасть» - это приземленный термин, который астронавты используют для многомиллионной ракеты, капсулы и скафандра, готовящихся к величайшей вылазке человека в космос.

Возьмем сам скафандр. Свисая с рам за закрытыми дверями в примерочной Оперативной космической группы, скафандры создают впечатление неуклюжего гардероба.

«На самом деле, скафандры для астронавтов подобны второй коже… очень тонкая часть оборудования», восхищается Ли МакМиллион, юный дружелюбный Диор мира космической моды.

Очевидно их нет в том «что было» и НАСА заказало 20 скафандров «Меркурий» у компании «Б. Ф. Гудрич», город Акрон. Общая стоимость должна составить $75’000. Каждый индивидуального пошива.

Сложные механизмы, которыми они являются, скафандры «Меркурия», состоящие из трех элементов, начинаются с одежды, которую американские мужчины поколениями используют, чтобы защищать себя от стихии – пары длинного исподнего белья.

Это обычное белье, отличающееся только тем, что всюду покрыто множеством отверстий, чтобы помочь при впитывании пота астронавта и распределения его, подобно тампону.

Далее идет более «космическое» облачение - переплетенная сетка, предназначенная для того, чтобы позволить холодному воздуху циркулировать вокруг тела астронавта, как в успокаивающей ванной.

«Мягко говоря, в герметичных костюмах неудобно», объяснил МакМиллион, «а мы пытаемся сделать скафандры “Меркурия” настолько удобными, насколько возможно».

Внешний слой сделан из нейлона и резины – резина для герметичности, а нейлон для добавления крепости, сказал конструктор.

«Он выдержит длительную носку и трение. Но будучи проколотым, он лопнет, подобно автомобильной покрышке»

Скафандр закрывается газонепроницаемыми молниями. На туловище, руках и ногах также имеется шнуровка. Здесь-же расположены ремни безопасности, поскольку при старте астронавт будет плотно пристегнут к креслу.

Шлем, соединяющийся у шеи со специальным запирающимся кольцом, выглядит, как увеличенный футбольный шлем, с собственной переговорной системой и двумя крошечными микрофонами. Он снабжен амбушюрами из вспененной резины, а лицевая часть изготовлена из оргстекла.

Внутри скафандра астронавт находится в своем собственном маленьком мирке, дыша практически чистым кислородом. Воздух будет закачиваться в скафандр через трубку на животе, а затем разделяться по четырем трубкам к запястьям и голеням.

Там он будет выходить, для распределения вокруг тела, подниматься вверх возле щек, проходить по лицу астронавта, где тот будет его вдыхать, а затем уходить в систему очистки, где его охладят, освежат и очистят.

«При нормальных условиях астронавт полетит с поднятой лицевой частью шлема, поскольку капсула будет герметичной, как кабина самолета», сказал мистер МакМиллион.

«Вероятно он надует скафандр только в случае катастрофы. Давление внутри скафандра составит около пяти фунтов на квадратный дюйм, по сравнению с нормальным снаружи, в 15 фунтов»

Когда скафандр «надут», он становится жестким. «В запечатанном скафандре человеку очень тяжело сгибать свои крылья, так сказать», признал мистер МакМиллион.

В дополнение к системе жизнеобеспечения, скафандр покрыт серебряным напылением, которое выступит в качестве защиты от жара и экраном от радиации.

«Это не то, что человек выберет, чтобы надеть на бал», сознается конструктор, «но нас больше беспокоит то, как он работает, чем то, как выглядит».

Это-же, сказал Максим Фагет, главный конструктор, применимо к капсуле «Меркурия», которая станет крепостью астронавта по крайней мере на час до старта, 4 ½ часа на орбите, и на неизвестный период времени, который потребуется, чтобы найти его после посадки.

По сравнению с «X-15», новым сверхзвуковым ракетопланом НАСА, капсула «Меркурия» выглядит примерно также элегантно, как слон рядом с балериной.

Некоторые говорят, что она напоминает гриб; другие – что телевизионный кинескоп; пожеванный рожок для мороженного, увенчанный парой консервных банок.

Зовите ее как хотите, но астронавт Ал Шепард сообщил, что он и другие говорят о ней просто, как о «капсуле». «И она выглядит так, будто даст нам довольно хорошую поездку», сказал он.

Мистер Гилрут, сказал, что, после того как получил назначение на эту космическую миссию, ему и его помощникам пришлось использовать технологии, рожденные в ракетную эру.

«Нам велели устранить отставание – отправить человека на орбиту и вернуть назад – с величайшей срочностью», подчеркнул он.

Получив ясное и срочное задание, оперативная группа не стала проводить много времени за чертежами. Представитель НАСА описал философию работы следующим образом: «Можно многими способами поймать рыбку, но мы хотели точно определить, что хотим, и начать двигаться».

Вот, как быстро они ловили рыбку:

Некоторые авиационные программы 1950 года растянулись на семь или восемь лет. Характеристики капсулы «Меркурий» были определены и разосланы потенциальным подрядчикам всего за 18 дней до формирования космической оперативной группы. Контракт с корпорацией «МакДоннелл Эйркрэфт» заключен 8 января 1959 года, а в настоящее время продукт проходит сборочную линию.

«Это не так просто, как звучит», сказал мистер Фагет, ответственный за формирование плодов ума исследователей в конкретную конструкцию.

«В дополнение к огромным техническим сложностям, сюда входит огромное беспокойство о безопасности астронавта»

Следует принять во внимание выбивающие дух вибрации. МБР «Атлас» швырнет капсулу с силой, эквивалентной 350’000 лошадиным силам, и пропорционально жестче 400 миль в час, когда будет достигнута скорость выхода на орбиту, 18’000 миль в час.

После выхода на орбиту, капсула станет целью для непрерывной бомбардировки материалом, мчащимся через солнечную систему на скоростях от 25’000 до 160’000 миль в час.

«Она может столкнуться с чем угодно, от крошечной песчинки до горы», сказал мистер Фагет.

«Потенциальное повреждение ожидается от более крупных частиц и даже от маленьких, из-за их скорости»

Например, движущаяся на скорости 160’000 миль в час дробинка, используемая в обычных пневматических ружьях, при ударе высвобождает энергию, эквивалентную взрыва динамитной палки.

Также следует учитывать проблему скорости.

Мистер Фагет объяснил:

«Капсула должна разогнаться от нуля до 18’000 миль в час, а затем снова до нуля. В проекте вроде этого также важно убрать скорость, как и сообщить ее»

Оказавшись на орбите, где не будет атмосферного трения, или гравитационного притяжения, чтобы замедлить ее, и капсула может бесконечно кружить вокруг Земли, или даже отклониться во внешний пояс, где сможет остаться на тысячи лет.

Так что, продолжил мистер Фагет, ученым надо найти способ вернуть капсулу и ее пилота с орбитальной трассы. Это будет сделано с помощью тормозных ракет.

Оказавшись на пути к Земле, она нырнет вниз и ее тоже надо будет затормозить. Это сделают с помощью парашютов.

Затем, проблема с энергией. По словам мистера Фагета, у капсулы на орбите будет достаточно энергии, чтобы, если превратить ее в жар, испарить капсулу.

Им надо было найти способ рассеять энергию в нагрев окружающего воздуха, создавая ударную волну, которая будет облетать вокруг капсулы, с минимальным контактом.

В принадлежащей НАСА лаборатории структурных исследований, Джозеф Н. Котанчик, заместитель руководителя отдела, проиллюстрировал пугающую перспективу и то, как она была обойдена.

«Временами», сказал он, «воздух перед капсулой будет таким горячим, что капсула станет светиться, как метеор в небе»

«Во время спуска, воздух впереди и рядом с тепловым щитом будет 10’000 градусов Фаренгейта или выше, что больше, чем что-либо используемое в производственных процессах. Самое близкое - это плавка стали электрической дугой»

Для защиты астронавта от этого жгучего жара, исследователи остановились на капсуле с абляционным щитом в форме блюдца и сделанного из стекловолокна в резиноподобной форме. Щит будет толщиной 8-10 дюймов, и у них есть основания ожидать, что половина его растает.

«Но он оказался настолько эффективным во время испытаний, что мы планируем держать астронавта внутри капсулы с таким комфортом, как если бы он был в собственной гостиной», пошутил мистер Котанчик.

«Серьезно, мы не думаем, что внутри капсулы станет жарче 180 градусов (Фаренгейта – П.), а этот максимум продлится всего 3-5 минут. Мы не рассчитываем, что что астронавт будет зажарен заживо», сказал он.

Мистер Фагет добавил, что со структурной точки зрения, астронавт будет находиться в герметичном судне с двойными стенками – во многом, как в термосе. Корпус изготовят из титана.

Между экранирующим от жара материалом и герметичным сосудом будет изоляция, которая также послужит в качестве шумопоглощающего материала.

«Другими словами, мы уменьшим интенсивность звука ракеты во время активной стадии полета и снизим аэродинамический шум во время входа в атмосферу, сделав таким образом полет более комфортабельным и улучшив возможности пилота разговаривать с наземными станциями слежения»

Решив проблемы жара, шума и прочего, мистер Фагет напомнил, что самым сложным было сохранить самого астронавта в целости и сознании во время полета.

Доктор Фагет скромнейший человек, но его помощники в НАСА говорят, что он делает, вероятно больше чем кто-либо, чтобы гарантировать, чтобы Америка смогла рискнуть человеческой жизнью во время орбитального полета.

Он сделал это, когда изобрел знаменитые сейчас кресла для астронавтов – жесткую опору, отлитую по форме каждого астронавта и помогающую ему выдержать шок меняющихся гравитационных сил.

В этом кресле все астронавты смогли выдержать до 15g, а один – до 25g. Максимум, ожидаемый для орбитального полета, это 19g, согласно доктору Фагету, а это случится в редком случае, который может и не произойти.

«Кресло представляет собой пластиковую скорлупу толщиной примерно одну восьмую дюйма, закрепленную на другой конструкции, которая удерживает ее на месте. Она выстлана ячеистым материалом глубиной восемь дюймов – достаточно, чтобы удержать 40-кратный вес астронавта», сказал доктор Фагет, описывая простыми словами свое спасительное изобретение.

«Оно работает довольно хорошо», добавил он.

Сама капсула всего около 10 футов в высоту и 6 футов шириной внизу. Астронавт полетит в ней, лежа в кресле, в скрюченном положении, лицом вперед во время взлета, но спиной вперед во время орбитального полета и при входе в атмосферу Земли.

«У нас есть только тонна – это все, что “Атлас” выведет на орбиту», объяснил доктор Фагет. «Так что, к тому времени, как мы позаботились об астронавте, управлении, связи и системах мониторинга, капсула оказалась довольно плотно забитой»

«Все время приходилось что-то добавлять и убирать», рассказал он. Как только кто-нибудь хотел что-нибудь добавить, мы советовали ему начать с нуля и все проработать.

«Теперь, думаю, мы пришли к очень хорошему балансу», сказал он. «Теперь нет никаких НО, и когда мы ее запустим, мы вполне ожидаем, что она вернется», повторил он.
Эльси Крам

Содержание


Tags: spacejam, x-15, Атлас, Гилрут Роберт, Карпентер Скотт, Котанчик Джозеф, МакМиллион Ли, Меркурий (проект), Фагет Макс, Шепард Алан, космическая гонка, космонавтика
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments