Головна Новини Прогулянки Місяцем: нові та перспективні скафандри

Прогулянки Місяцем: нові та перспективні скафандри

Новини Статті

В першій частині нашої статті ми розповіли коротку історію місячних скафандрів, що використовувались у програмі Apollo. В новому ж матеріалі йтиметься про перспективні конструкції, призначені для наступних поколінь підкорювачів Місяця.

xEMU

Перш ніж почати розмову про нові місячні скафандри, необхідно відповісти на питання, яке вже, напевно, задають деякі читачі: навіщо вони взагалі потрібні тій же NASA? Чому б аерокосмічній адміністрації просто не відтворити старі скафандри часів Apollo?

Справа в тому, що нова місячна програма Artemis має абсолютно інші задачі. В той час як астронавти Apollo висаджувалися на Місяць «уранці», коли Сонце ще знаходилося низько над горизонтом і не так сильно нагрівало скафандри (при цьому вони проводили на місячній поверхні всього кілька днів), зараз ідется про довготермінові експедиції та створення постійної бази. А це передбачає необхідність наявності костюмів, що мають значно більший ресурс системи життєзабезпечення та придатні для експлуатації в довільний час місячної доби.

Роботи за програмою Artemis в уяві художника. Джерело: NASA

Інший важливий фактор — мобільність. Астронавти програми Artemis повинні виконувати значно більшу кількість складних завдань, ніж їхні попередники. Тому їм потрібно щось зручніше, ніж старі добрі A7L. Третім фактором є поява за минулі півстоліття безлічі нових матеріалів, які можна використати для створення більш ефективних і безпечних скафандрів.

Все це зумовило необхідність розробки нового місячного костюма. І ось у жовтні 2019 року NASA з великою помпою представила публіці xEMU (Exploration Extravehicular Mobility Unit) — прототип скафандра нового типу, розробленого спеціально для потреб програми Atrtemis.

Прототип скафандра xEMU. Джерело: NASA/Joel Kowsky

xEMU являє собою вдосконалену модель скафандра, що використовується американськими астронавтами для виходів у відкритий космос з борту МКС. Він заснований на модульної конструкції з верхнім торсом і заднім вхідним люком. Скафандр розрахований на роботу в діапазоні температур від -157°C до 121°C і повинен забезпечити значно більше ступенів свободи. Зокрема, в ньому можна буде стрибати, нахилятися за зразками породи, піднімати руки, в деяких межах повертати торс. У конструкції xEMU відсутні зовнішні блискавки та кабелі, на які раніше скаржилися астронавти. Він також краще захищений від радіації та місячного пилу.

Ще одна важлива особливість xEMU полягає в тому, що він виготовлений за принципом «один розмір для всіх». Це має виключити повторення недавнього інциденту, коли астронавтка Енн Макклейн (Anne McClain) не змогла здійснити вихід у відкритий космос через відсутність на МКС скафандра потрібно розміру. Нова модель буде забезпечувати виходи на місячну поверхню тривалістю до 8 годин з додатковою годиною на випадок позаштатних ситуацій.

Прототип скафандра xEMU. Джерело: NASA/Joel Kowsky

На жаль, розробка xEMU наразі помітно відстає від наміченого графіку. В опублікованому нещодавно звіті Офісу генерального інспектора NASA (GAO) стверджується, що нові скафандри навряд чи будуть готові раніше 2025 року. А це, в свою чергу, робить неможливим анонсоване повернення людей на Місяць до кінця 2024 року. Ревізори виокремили чотири головні причини цього відставання:

  • Брак фінансування. Хоча з 2007 року NASA й витратила 420 млн доларів на розробку нових скафандрів, для завершення робіт відомству необхідно ще приблизно 650 млн. При цьому в поточному році фінансування програми створення місячної орбітальної станції LOP-G скоротили на 28%, а однією зі статей її витрат є саме розробка xEMU.
  • Перенесення термінів повернення на Місяць з 2028 на 2024 рік, що змусило NASA суттєво прискорити темпи робіт і створило атмосферу поспіху, що провокує помилки.
  • Надмірне «дерево підрядників». Розробкою xEMU займаються відразу 27 окремих структур, що знано ускладнює процес координації робіт.
  • Наслідка пандемії COVID-19.

За оцінками GAO, перші два скафандра xEMU для місії Artemis 3 будуть зібрані лише в листопаді 2024 року. С урахуванням часу, необхідного для їх тестування, вони будуть готові до польоту не раніше квітня 2025 року.

Втім, справедливості заради варто сказати, що з урахуванням уже наявних затримок по інших компонентах програми Artemis (зокрема, з ракетою SLS і кораблем Orion), більшість експертів і без того вкрай скептично оцінювали можливість NASA витримати заявлені терміни й висадити людей на Місяць у 2024 році.

Інші перспективні конструкції

Необхідно відзначити, що xEMU є далеко не єдиним варіантом місячного скафандра наступного покоління. Зараз цілий ряд команд інженерів експериментує з різними перспективним конструкціями. Творчим переосмисленням висотно-компенсуючих костюмів льотчиків реактивної авіації є скафандри обжимної дії. В них тканина безпосередньо прилягає до тіла, забезпечуючи необхідний для дихання тиск. Теоретично такі скафандри повинні бути легшими та зручнішими, але насправді дуже складно обтиснути все тіло рівномірно, не кажучи вже про те, що їх не можна зробити універсальними — кожен костюм потрібно буде підганяти по фігурі астронавта, яким до того ж доведеться стежити за «зайвою вагою» (точніше, її відсутністю).

Прототип Biosuit. Джерело: Douglas Sonders

Найвідомішу модель цього типу, що отримала назву BioSuit, розробляє команда фахівців із Массачусетського технологічного інституту. В ній використовуються, зокрема, металеві деталі з ефектом пам’яті, роздруковані на 3D-принтері. Передбачається, що скафандр виявиться придатним як для роботи в невагомості в умовах відкритого космосу, так і для виходу на поверхню астероїдів, Місяця чи Марса.

Існують, навпаки, й максимально жорсткі варіанти. Їхні плюси полягають у більшому внутрішньому тиску та можливості відразу вийти в космос без необхідності попередньо дихати киснем (якщо не прибрати з крові азот, що міститься у повітрі, то при зниженому тиску звичайного скафандра виникне кесонна хвороба). У спинну частину скафандра пропонується вмонтувати шлюз. Це особливо зручно для роботи на поверхні безатмосферних небесних тіл, дозволяючи скоротити час надягання та зекономити місце під шлюзову камеру в посадковому апараті.

У майбутньому для роботи на поверхнях планет і в агресивних середовищах можуть використовуватися роботизовані скафандри. Наразі ці машини тільки вчаться ходити. Їх створюють за дизайном Віталія Булгарова і тестують у лабораторії південнокорейської компанії Hankook Mirae Technology. Джерело: WIRED

Що стосується проміжних типів скафандрів, то фахівці з NASA також займаються розробкою декількох моделей напівжорсткого типу, які отримали індекс Z. Зокрема, модель Z-1 має збиратися з декількох частин, однак вона буде оснащена шлюзом на спині. Передбачена також можливість її кріплення на зовнішній поверхні посадкового модуля чи мобільного апарату. Підвищений робочий тиск усередині костюма позбавить необхідності попередньо дихати киснем, а великий прозорий купол забезпечить широкий огляд, що особливо важливо при «прогулянках» по місячній поверхні.

Прототип скафандра Z1. «Бульбашковий» шолом забезпечить велике поле зору. Нова конструкція зчленувань на суглобах збільшить їхню гнучкість. Зелені смуги на скафандрі зроблять його схожим на костюми з фантастичних фільмів. На спині розташований ранець системи життєзабезпечення (знімається для входу в скафандр). Костюм можна буде не надягати, а «входити» в нього через задній люк, як у невеликий космічний апарат. Він також може бути пристикований іззовні до населеної станції або мобільної лабораторії. Вуглекислий газ постійно адсорбуватиметься з дихальної суміші всередині скафандра без використання патронів із гідроксидом літію. Джерело: NASA

Автори наступної моделі Z-2 надихаються стилем одягу героїв фантастичного фільму «Трон». Цей скафандр матиме ще ширший шолом, зручне взуття та металізовану зовнішню оболонку з електролюмінесцентними смугами, що дозволяють астронавтам бачити один одного в темряві. Удосконалена система життєзабезпечення повинна гарантувати тривале автономне функціонування (в перспективі — до 12 годин).

І хоча ззовні Z-2 виглядає трохи громіздким, фахівці визнають, що на даний момент це найбільш перспективний костюм для тривалої роботи людини в безповітряному просторі. Однак для його доведення до повної готовності необхідно відпрацювати кілька ключових технологій — зокрема, видалення вуглекислого газу з внутрішнього простору без використання гідроксиду літію, що застосовується з цією метою зараз.

Прототип скафандра Z-2, що нагадує за стилем костюми героїв фільму «Трон». Нова конструкція рукавів і штанин забезпечить більшу мобільність. «Бульбашкоподібний» прозорий шолом створює широкий кут огляду. На відміну від скафандрів, які використовуються на МКС, Z-2 буде пристосований як для роботи у відкритому космосі, так і для виходу на поверхню небесних тіл. Джерело: NASA

Що стосується інформації про «скафандри майбутнього», які розробляються в інших країнах (зокрема, в Росії, Китаї та Євросоюзі), то вона досить обмежена й не дозволяє скласти про них якесь детальне уявлення.

На завершення ж варто сказати, що, незважаючи на всі технічні складності, які супроводжують процес створення нових скафандрів, не варто сумніватися, що з часом конструкторам вдасться їх подолати та створити надійну «космічну броню», здатну ефективно захистити людину від небезпек відкритого космосу, при цьому забезпечуючи максимальний комфорт і працездатність. Отже, коли людство вирушить на штурм Всесвіту, воно буде вдягнене за останнім словом космічної моди.

Поделиться