Прогулки по Луне: краткая история лунных скафандров

11 августа Офис генерального инспектора NASA (GAO) опубликовал доклад, посвященный ходу реализации программы Artemis. Особое внимание было уделено новым скафандрам xEMU (Exploration Extravehicular Mobility Unit), которые должны будут использоваться астронавтами во время выходов на лунную поверхность.

Участник экспедиции Apollo на Луне. Источник: NASA

Инспекторы пришли к достаточно неутешительным выводам. Скафандры будут готовы для использования не ранее 2025 года, что сводит на нет и без того весьма небольшую вероятность того, что NASA сможет добиться заявленной цели вернуть человека на Луну до конца 2024 года.

Почему же американское аэрокосмическое ведомство не может просто взять на Луну скафандры, используемые для выходов в открытый космос с борта МКС? Какие сложности возникают при конструировании и эксплуатации лунных скафандров? Чтобы ответить на эти вопросы, нам нужно понимать, как они создавались и чем отличаются от своих «коллег», применяемых для «космических прогулок» на низких околоземных орбитах.

Костюмы для выхода на поверхность Луны имеют свои особенности, которые значительно отличают их от скафандров, используемых в настоящее время. Дело в том, что при внекорабельной деятельности (ВКД) ноги космонавта в лучшем случае используются для фиксации на стреле-манипуляторе МКС, большую часть времени оставаясь настоящим атавизмом «человека космического».

На поверхности же небесного тела ногами надо активно шевелить, и это не должно вызывать неудобств. Так что если обычные скафандры, по сути, «выросли» из модифицированного летного оборудования, то лунные являлись самостоятельной разработкой. В 1962 году NASA организовала конкурс на создание «космических костюмов» для программы Apollo. В финал вышли две заявки — компаний Hamilton Standard Division и ILS (International Latex Corporation). Забавно, что последняя, производящая, среди прочего, женское белье, обошла на конкурсе многих «мастодонтов», предложив наиболее удобное решение. Секрет заключался в инновационных шарнирах — гофрированная резина, стянутая проволокой, позволяла легко сгибать конечности даже в вакууме.

Составные элементы скафандра Нила Армстронга. Источник: NASA

В итоге аэрокосмическая администрация приняла решение отдать производство Hamilton, но при этом использовать дизайн, предложенный ILC. Однако подобное разделение труда оказалось не слишком эффективным — компании так и не смогли наладить плотное сотрудничество. Поэтому в 1965 году был организован новый конкурс, который выиграла ILC с моделью, получившей обозначение A5L.

Для первой высадки на Луну решено было использовать модификацию A7L, ставшую в итоге наиболее известным скафандром программы Apollo. Именно его увидели сотни миллионов телезрителей в ходе прямой трансляции исторического «первого шага», и он же присутствует практически на всех фотографиях, связанных с этим событием. Костюм представляет собой комбинацию «победного» варианта A5L и модификации A6L, включавшей в себя интегрированный теплозащитный и противомикрометеоритный слои. После пожара Apollo 1 на стартовой позиции в январе 1967 года он был доработан с учетом требований повышенной огнестойкости.

Схема устройства скафандра Нила Армстронга. Источник: The Universe. Space. Tech

Общая масса A7L составляла 91 кг. Его оболочка была сделана из тринадцати слоев различных материалов, состоящих из нейлона, алюминизированного майлара, волокон дакрона, алюминированной полиамидной пленки и слоя огнестойкой ткани. Ресурс системы жизнеобеспечения этого скафандра составлял 6 часов с дополнительным 30-минутным резервом.

Скафандры для экспедиций Apollo 15, 16 и 17 существенно улучшили с учетом опыта предыдущих экспедиций, а также того, что лунные миссии серии J должны были иметь бóльшую продолжительность и происходить с участием «лунного автомобиля» LRV (Lunar Roving Vehicle). Костюмы получили обозначение A7LB. Они имели по два новых сустава на шее и талии. Дополнительный поясной сустав позволял астронавту комфортно сидеть на ровере, а увеличенная подвижность шейного отдела обеспечивала лучший обзор во время вождения. Кроме того, ресурс системы жизнеобеспечения был увеличен на один час, что вместе с использованием луномобилей позволило экипажам экспедиций исследовать намного большую территорию и собрать очень ценные образцы лунных пород.

Что касается СССР, то там пошли другим путем и создали полужесткую конструкцию «Кречет». Советский план высадки на поверхность Луны предусматривал необходимость обеспечить пятикилометровый «марш-бросок» до резервного корабля в случае проблем с основным. Поэтому скафандр имел большую автономность (10 часов) и тестировался на возможность совершения длительного перехода.

Главная особенность «Кречета» заключалась в том, что не он надевался на человека, а наоборот — человек «входил» в скафандр. Для этого в задней части конструкции был предусмотрен люк. В нем имелась система специальных растяжек и фиксаторов, необходимых для обеспечения неподвижности человека во время маневров. Дело в том, что из-за малой массы советского лунного корабля смещение центра тяжести из-за неловкого движения человека могло повлечь за собой большие неприятности.

Скафандр «Кречет». Источник: wikipedia.org

Но СССР так и не осуществил высадку на Луну, поэтому «Кречет» ни разу не был использован в условиях реального полета. Впрочем, потраченные на него усилия и ресурсы все же не пропали даром.  На базе «Кречета» позже разработали костюм «Орлан», предназначенный для работы в открытом космосе. Его модификации и сейчас используются российскими космонавтами.

Во второй части материала мы расскажем о xEMU и других перспективных образцах новых лунных скафандров.

Поделиться