A kozmonauta szkafanderek nem csak a pályán való repüléshez használhatók. Az első közülük a huszadik század elején jelent meg. Ez volt az az idő, amikor csaknem fél évszázad maradt az űrrepülésig. A tudósok azonban megértették, hogy elkerülhetetlen a földönkívüli terek kialakulása, amelyek feltételei eltérnek a számunkra ismertektől. Éppen ezért a jövőbeli repülésekhez olyan űrhajós felszerelést dolgoztak ki, amely megvédheti az embert a számára halálos külső környezettől.
Szkafander koncepció
Mi az űrrepülési felszerelés? Az öltöny a technika egyfajta csodája. Ez egy miniatűr űrállomás, amely utánozza az emberi test alakját.
A modern űrruha egy egész űrhajós életfenntartó rendszerrel van felszerelve. De az eszköz összetettsége ellenére minden benne található kompakt és kényelmes.
A teremtés története
Az „öltöny” szó francia gyökerekkel rendelkezik. 1775-ben Jean Baptiste de Pas Chapelle matematikus apát javasolta ennek a koncepciónak a bevezetését. Persze a 18. század végén senki sem álmodott arról, hogy az űrbe repüljön. Az "öltöny" szót, amely görögül "csónakos embert" jelent, úgy döntöttek, hogy a búvárfelszerelésre alkalmazzák.
Az űrkorszak eljövetelével ezt a fogalmat elkezdték használni az orosz nyelvben. Csak itt kicsit más értelmet kapott. A férfi egyre magasabbra kezdett mászni. Ebben a tekintetben speciális felszerelésre volt szükség. Tehát akár hét kilométeres magasságban meleg ruhák és oxigénmaszk. Tízezer méteren belüli távolságokhoz a nyomásesés miatt túlnyomásos kabin és kiegyenlítő ruha szükséges. Ellenkező esetben a nyomáscsökkentés során a pilóta tüdeje már nem szívja fel az oxigént. Szóval mi van, ha még feljebb megyünk? Ebben az esetben szükség lesz egy űrruhára. Nagyon szorosnak kell lennie. Ugyanakkor az öltönyben lévő belső nyomás (általában a légköri nyomás 40 százalékán belül) életben tartja a pilótát.
Az 1920-as években John Holden angol fiziológus számos cikke jelent meg. A szerző bennük javasolta a búvárruhák használatát a repülõgépek egészségének és életének védelme érdekében. A szerző még a gyakorlatban is megpróbálta megvalósítani elképzeléseit. Hasonló öltönyt épített, és egy hiperbár kamrában tesztelte, ahol 25,6 km-es magasságnak megfelelő nyomást állítottak be. A sztratoszférába emelkedni képes léggömbök megépítése azonban nem olcsó mulatság. Mark Ridge amerikai aeronauta pedig, akinek az egyedi jelmezt szánták, sajnos nem gyűjtött pénzt. Ezért nem tesztelték Holden ruháját a gyakorlatban.
A szovjet tudósok fejleményei
Hazánkban Jevgenyij Csertovszkij mérnök, aki a Repülési Orvostudományi Intézet alkalmazottja volt, űrruhákkal foglalkozott. Kilenc év alatt, 1931-től 1940-ig 7 modellt fejlesztett ki nyomás alatt álló berendezésekből. A világ első szovjet mérnöke megoldotta a mobilitás problémáját. A helyzet az, hogy egy bizonyos magasságra felmászáskor az űrruha feldagadt. Ezt követően a pilóta kénytelen volt nagy erőfeszítéseket tenni még azért is, hogy egyszerűen meghajlítsa a lábát vagy a karját. Ezért a Ch-2 modellt egy zsanéros mérnök tervezte.
1936-ban megjelent az űrberendezések új verziója. Ez a Ch-3 modell, amely szinte minden olyan részletet tartalmaz, amely az orosz űrhajósok által használt modern szkafanderekben megtalálható. A speciális felszerelés ezen változatának tesztelésére 1937. május 19-én került sor. A TB-3 nehézbombázót repülőgépként használták.
1936 óta a Központi Aerohidrodinamikai Intézet fiatal mérnökei fejlesztettek ki űrruhákat űrhajósok számára. Erre a Konsztantyin Ciolkovszkijjal közösen készített "Space Flight" című tudományos-fantasztikus film premierje ihlette őket.
Az első SK-STEPS-1 indexű öltönyt fiatal mérnökök tervezték, gyártották és tesztelték mindössze 1937-ben. Ennek még a külső benyomása isberendezések jelezték földönkívüli úti célját. Az első modellben az alsó és a felső rész összekötésére egy övcsatlakozót biztosítottak. A jelentős mobilitást a vállízületek biztosították. Ennek az öltönynek a héja két réteg gumírozott anyagból készült.
Az öltöny következő változatát egy autonóm regenerációs rendszer jelenléte jellemezte, amelyet 6 órás folyamatos működésre terveztek. 1940-ben elkészítették az utolsó szovjet háború előtti szkafandert, az SK-SHAGI-8-at. A berendezés tesztelését az I-153-as vadászgépen végezték el.
Speciális produkció létrehozása
A háború utáni években a Repüléskutató Intézet elkapta az űrhajósok számára készült űrruhák tervezésére irányuló kezdeményezést. Szakemberei azt a feladatot kapták, hogy olyan öltönyöket fejlesszenek ki, amelyeket a repülés pilótáinak terveztek, meghódítva az egyre új sebességeket és magasságokat. Egy intézet sorozatgyártásához azonban nyilvánvalóan nem volt elegendő. Ezért 1952 októberében egy speciális műhelyt hozott létre Alexander Boyko mérnök. A Moszkva melletti Tomilinóban volt, a 918-as számú üzemben. Ma ezt a vállalkozást NPP Zvezda néven hívják. Egy időben ezen készült Gagarin szkafandere.
Űrjáratok
Az 1950-es évek végén a földönkívüliek felfedezésének új korszaka kezdődött. Ebben az időszakban kezdték meg a szovjet tervezőmérnökök a Vostok űrhajó, az első űrjármű tervezését. Az eredeti tervek szerint azonban ehhez a rakétához nem lesz szükség űrhajós szkafanderekre. A pilótának egy speciális zárt konténerben kellett lennie,amelyet leszállás előtt elválasztanának a leszálló járműtől. Ez a séma azonban nagyon körülményesnek bizonyult, és ráadásul hosszadalmas teszteket igényelt. Ezért 1960 augusztusában újratervezték a Vostok belső elrendezését.
Szergej Koroljev iroda szakemberei a konténert kidobóülésre cserélték. E tekintetben a leendő űrhajósoknak védelemre volt szükségük nyomáscsökkenés esetén. Szkafander lett belőle. A fedélzeti rendszerekkel való dokkoláshoz azonban katasztrofális időhiány volt. Ebben a tekintetben mindent közvetlenül az ülésben helyeztek el, ami a pilóta életfenntartásához szükséges volt.
Az első űrhajós űrruhák az SK-1 nevet kapták. A Vorkuta magaslati ruhán alapultak, amelyet az SU-9 vadász-elfogó pilótái számára terveztek. Csak a sisak lett teljesen felújítva. Egy mechanizmust szereltek fel benne, amelyet egy speciális érzékelő vezérelt. Amikor csökkent a nyomás az öltönyben, az átlátszó napellenző azonnal becsapódott.
Az űrhajósok felszerelése méretre készült. Az első repülésre azok számára készült, akik a legjobb képzési szintet mutatták be. Ez az első három, köztük Jurij Gagarin, German Titov és Grigorij Neljubov.
Érdekes, hogy az űrhajósok később mentek az űrbe, mint az űrruha. Az SK-1 márka egyik speciális ruhája a Vostok űrszonda két pilóta nélküli próbaindítása során került pályára, amelyre 1961 márciusában került sor.szkafanderbe öltözve. Ennek a mesterséges személynek a mellkasába egy ketrecet helyeztek el tengerimalacokkal és egerekkel. És hogy a leszállás alkalmi szemtanúi ne tévesszenék össze "Ivan Ivanovicsot" egy idegennel, egy "Layout" feliratú táblát helyeztek el a szkafandere napellenzője alá.
Az SK-1 ruhákat a Vostok űrszonda öt emberes repülése során használták. Női űrhajósok azonban nem repülhettek bennük. Számukra készült az SK-2 modell. Először a Vostok-6 űrszonda repülése során találta meg alkalmazását. Ezt a szkafandert a női test szerkezeti jellemzőit figyelembe véve Valentina Tereshkova számára készítettük.
Amerikai szakemberek fejlesztése
A "Mercury" program megvalósítása során az amerikai tervezők a szovjet mérnökök útját követték, miközben saját javaslataikat is megfogalmazták. Tehát az első amerikai szkafander figyelembe vette azt a tényt, hogy az űrhajósok a jövőben hosszabb ideig fognak keringeni.
Russell Colley tervező egy különleges Navy Mark öltönyt készített, amelyet eredetileg a haditengerészeti repülés pilótái számára terveztek. Más modellekkel ellentétben ez az öltöny rugalmas volt és viszonylag kis súlyú. Ennek a lehetőségnek az űrprogramokban való használatához több változtatást hajtottak végre a kialakításban, amelyek elsősorban a sisak eszközét érintették.
Az amerikaiak öltönyei bebizonyították megbízhatóságukat. Egyszer, amikor a Mercury 4 kapszula kifröccsent és süllyedni kezdett, a ruha majdnem megölte Virgil Grisson űrhajóst. A pilótának alig sikerült kiszállnia, ugyanis sokáig nem tudott lekapcsolódni a fedélzeti rendszerről.életfenntartó.
Automatikus öltönyök létrehozása
Az űrkutatás gyors üteme miatt új speciális öltönyök tervezésére volt szükség. Végül is az első modellek csak vészhelyzeti mentést jelentettek. Tekintettel arra, hogy egy emberes űrhajó életfenntartó rendszeréhez voltak csatlakoztatva, az űrben tartózkodó űrhajósok nem látogathattak ilyen berendezéseket. A nyílt földönkívüli térbe való belépéshez autonóm szkafandert kellett tervezni. Ezt a Szovjetunió és az USA tervezői tették.
Az amerikaiak a Gemini űrprogramjuk keretében új módosításokat készítettek a G3C, G4C és G5C szkafanderekből. A másodikat űrsétákhoz tervezték. Annak ellenére, hogy az összes amerikai szkafandert a fedélzeti életfenntartó rendszerhez csatlakoztatták, autonóm eszközt építettek beléjük. Ha szükséges, az erőforrásai elegendőek lennének egy űrhajós életének fél órán át fenntartásához.
1965.03.06-án az amerikai Edward White egy G4C öltönyben kiment a világűrbe. Ő azonban nem volt úttörő. Két és fél hónappal előtte Alekszej Leonov meglátogatta az űrt a hajó mellett. Ehhez a történelmi repüléshez a szovjet mérnökök kifejlesztették a Berkut öltönyt. Az SK-1-től egy második hermetikus héj jelenléte különbözött. Ezen kívül az öltönynek volt egy vállcsomagja oxigénpalackokkal, a sisakjába pedig fényszűrőt építettek.
A világűrben egy embert egy hétméteres kötéllel kötöttek össze a hajóval, amelybe egy ütéscsillapító is volt,elektromos vezetékek, acélkábel és tömlő a vészhelyzeti oxigénellátáshoz. A földönkívüli világűrbe való történelmi kilépés 1965. március 18-án történt. Alekszej Leonov 23 percig volt az űrhajón kívül. 41 mp
Űrruhák a Hold felfedezéséhez
Miután elsajátította a Föld keringését, az ember tovább rohant. Első célja pedig a Holdra történő repülés megvalósítása volt. Ehhez azonban speciális autonóm szkafanderekre volt szükség, amelyek lehetővé tették számukra, hogy több órán keresztül a hajón kívül tartózkodjanak. Ezeket pedig az amerikaiak hozták létre az Apollo program fejlesztése során. Ezek a ruhák védelmet nyújtottak az űrhajósnak a napsugárzás túlmelegedése és a mikrometeoritok ellen. A holdruhák első kifejlesztett változatát A5L-nek hívták. Később azonban javították. Az A6L új változatában hőszigetelő burkolatot kapott. Az A7L változat volt az égésgátló opció.
A holdöltönyök egyrészes, többrétegű öltönyök voltak, rugalmas gumikötésekkel. A mandzsettán és a galléron fémgyűrűk voltak, amelyeket a lezárt kesztyűk és a sisak rögzítésére terveztek. Az öltönyöket az ágyéktól a nyakig varrt függőleges cipzárral rögzítették.
Az amerikaiak 1969. 07. 21-én tették lábukat a Hold felszínére. A repülés során az A7L szkafanderek is használatba kerültek.
Szovjet űrhajósok is a Holdra mentek. Ehhez a repüléshez a Krechet szkafandereket hozták létre. Az öltöny félmerev változata volt, melynek hátulján egy speciális ajtó volt. Az űrhajósnak be kellett másznia, így felszerelésbe öltözött. Az ajtó becsukódottbelülről. Ehhez egy oldalsó kart és egy összetett kábelkört biztosítottak. Az öltöny belsejében egy életfenntartó rendszer volt. Sajnos a szovjet űrhajósoknak nem sikerült ellátogatniuk a Holdra. De az ilyen repülésekhez készített öltönyt később más modellek fejlesztésekor használták.
Felszerelés a legújabb hajókhoz
1967-től kezdődően a Szovjetunió elindította a Szojuzokat. Ezeket a járműveket orbitális állomások létrehozására tervezték. Az űrhajósok által velük töltött idő folyamatosan nőtt.
A "Sólyom" szkafandert Szojuz űrhajókon való repülésekhez készítették. Különbségei a „Berkuttól” az életfenntartó rendszer kialakításában voltak. Segítségével a légúti keveréket keringtették a szkafander belsejében. Itt megtisztították a káros szennyeződésektől és szén-dioxidtól, majd lehűtötték.
Az új Sokol-K mentőruhát a Szojuz-12 repülése során használták 1973 szeptemberében. Ezeknek a védőruháknak fejlettebb modelljeit még a kínai értékesítési képviselők is megvásárolták. Érdekes módon a Shanzhou emberes űrszonda felbocsátásakor az űrhajósok az orosz modellre nagyon emlékeztető felszerelésbe voltak öltözve.
Űrsétákhoz a szovjet tervezők megalkották az Orlan szkafandert. Ez egy önálló félmerev berendezés, hasonló a holdbéli Gyrfalconhoz. Be is kellett öltözni a hátsó ajtón keresztül. De a Krechettel ellentétben az Orlan univerzális volt. Ujjai és szárai könnyen a kívántra állíthatóknövekedés.
Nem csak orosz űrhajósok repültek Orlan szkafanderben. Ennek a berendezésnek a modellje alapján készítették el a kínaiak a Feitian-t. Ezekben a világűrbe mentek.
A jövő öltönyei
Ma a NASA új űrprogramokat fejleszt ki. Ezek közé tartozik az aszteroidákra, a Holdra és a Marsra tartó expedíció. Ezért folytatódik az űrruhák új módosításainak fejlesztése, amelyeknek a jövőben egyesíteniük kell a munkaruha és a mentőfelszerelés összes pozitív tulajdonságát. Hogy a fejlesztők melyik opciónál állnak meg, az még nem ismert.
Talán egy nehéz, kemény ruha lesz, amely megvédi az embert minden negatív külső hatástól, vagy talán a modern technológiák lehetővé teszik egy univerzális héj létrehozását, amelynek eleganciáját a jövő női űrhajósai értékelni fogják.
