Скафандр космонавта

«Орлан-МК»

Советский космический скафандр, предназначенный для ведения работ в открытом космосе. Модель МК применяется на МКС с 2009-го года. Данный скафандр является автономным и способен поддерживать безопасную работу космонавта в открытом космосе в течение семи часов. В конструкцию «Орлан-МК» входит небольшой компьютер, который позволяет видеть состояние всех систем скафандра во время внекорабельной деятельности (ВКД), а также рекомендации в случае неполадок какой-либо из систем. Шлем скафандра имеет золотое напыление для уменьшения вредного влияния солнечных лучей. Стоит отметить, что в шлеме имеется даже специальная система для продувки ушей, которые закладывает при изменении давления внутри скафандра. Ранец, расположенный позади скафандра, содержит механизм снабжения кислородом. Вес «Орлан-МК» составляет 114 кг. Время работы вне корабля – 7 часов.

О стоимости такого скафандра можно лишь предполагать: в диапазоне от 500 тыс. долларов до 1.5 млн долларов.

Создаем костюм космонавта

Прежде чем сесть за творческий процесс, посмотрите на балконе или в шкафу вещи, которые могут вам пригодиться. Для создания образа нужны:

• Одежда. Белый или под металл костюм: кофта со штанами или, если есть, можно взять цельный комбинезон.
• Обувь: сапоги резиновые любого цвета. Сверху обмотайте их фольгой или серым пищевым скотчем. Главное, чтобы при снятии он не оставил следов или не содрал рисунок. Как вариант, обмотать изолентой кеды, чтобы не было жарко.
• Шлем. Сверните утеплитель и вырежьте в нем отверстие для лица или изготовьте круглый шлем из папье-маше. Можно сделать из 10-ти литровой пластиковой банки из-под воды, но придется обматывать толстым слоем мягких материалов, чтобы не порезаться о края и сгладить формы.

• Баллоны с кислородом. Возьмите 2 пластиковые литровые бутылки и скрепите между собой серым скотчем.
• Для декора подойдут, например: компакт-диск, изолента, скотч, цветная самоклеющаяся бумага, краски.

Шьем костюм космонавта своими руками для мальчика

Выкройка. Найдите готовую выкройку или сделайте ее сами по инструкции. Если нет времени возиться с калькой, газетой, сантиметровой лентой и формулами, то достаньте из шкафа спортивные трико и ветровку, аккуратно обведите их контуры на ткань.

Ткань. Если вы берете синтетическую ткань для скафандра, то обязательно сделайте подкладку из натуральной (отлично подойдет лен, х/б). Конечно, условия в космосе не самые комфортные, но на утренник желательно сходить без парникового эффекта.

Вырезаем и сшиваем на машинке. На полу 2 полотна. Вырежьте из них детали, не забывая о припусках на швы, затем соедините и прострочите так, чтобы получилось 2 штанов и 2 олимпийки. Затем сшиваем две заготовки между собой. Способ зависит от модели. Не забудьте оверложить свободные края, чтобы нитки не обсыпались.

Если сшить основу нет возможности, найдите белый спортивный костюм. Или пусть у вас будет простейший низ и прямая кофта без застежек, сборок и лишних сложных элементов.

После этого швейную машинку можно убирать, она больше не пригодится.

Подача кислорода

Возьмите 2 одинаковые пластиковые или жестяные бутылки. Литровые вполне подойдут для малыша. А для мальчика постарше лучше использовать 2-х литровые. Если есть краска из баллончика, то покрасьте ей в одно нажатие кнопочки-колпачка, если нет, то оберните пластик фольгой.

Единственный минус фольгирования – поверхность будет немного морщинистая

Будьте внимательны, малейшее неосторожное движение нарушит целостность покрытия. Действуйте не спеша и аккуратно

Баллоны перевязываем между собой и прикрепляем к спине. Красным маркером указываем «О2» на спине.

Обеспечение герметичности

Ни один участок кожи не должен соприкасаться с опасной космической средой! Светлые носки и перчатки дополнят образ. Обувь обмотайте скотчем, изолентой или фольгой. Интересным решением будет использование медицинских перчаток – элемент добавит реалистичности.

При работе со специфическими материалами постарайтесь, чтобы финальный наряд получился не просто технологичным, но и красивым. Эстетика и стиль важны для создания яркого образа.

Скафандры будущего

Разработка новых космических костюмов ведется полным ходом и многие страны делают большие успехи в данном направлении. Так, американские инженеры считают, что практически все существующие модели морально устарели и для обеспечения безопасности астронавтов при длительных полетах, высадок на Луну или Марс необходимо создать нечто среднее между спасательным и рабочим костюмом. Больше всего инженеры склоняются к варианту, где стыковочный люк будет располагаться прямо за спиной астронавта, поскольку это позволяет привести костюм в рабочее состояние буквально за минуты.

Уже разработан и даже проходит испытания прототип такого скафандра под маркировкой Z-1. Он немного похож на костюм космического мульт-героя Базза Лайтера, из-за чего его так и прозвали в узком кругу. На данный момент пока точно не известно, в какие именно скафандры будут облачены люди, впервые ступающие на поверхность Марса, но ясно одно, что из-за особенностей планеты, защищать от радиации они должны в несколько раз лучше. чем все известные на сегодняшний день космические костюмы.Вариантов множество: это и тяжелые скафандры и легкие биологические костюмы. Технологии будут стремительно развиваться и то как устроен скафандр космонавта через 20-50 лет будет поразительно отличаться от того, что мы можем наблюдать сегодня.

Почему скафандр называется именно так

Чтобы понять, почему скафандр получил такое название, надо обратиться к Древней Греции. В греческом языке это слово образовано из двух слов, обозначающих лодку и человека. То есть в те времена так называли людей, которые очень хорошо плавали.

В более позднее время, в частности в восемнадцатом веке, такое название предлагали использовать для пробковых костюмов, которые были предназначены для пересечения рек.

Уже позже, когда появилась реальная необходимость обеспечения безопасности человека в экстремальных условиях среды, опять вспомнили это слово и начали так называть то, к чему мы все так привыкли.

Когда-то скафандром называли того, кто хорошо плавает.

Так можно вывести определение, что скафандр — это герметичный костюм, который призван защитить человека (или животное) от воздействия окружающей среды, предметов, газов и прочих потенциально вредных веществ. В случае с космонавтами скафандр еще и препятствует выходу наружу воздуха и тепла.

Рекорды в вакууме

Сегодня выходами в космос никого не удивишь: на конец августа 2013 года зафиксировано 362 выхода общей продолжительностью 1981 час 51 минута (82,5 суток, почти три месяца). И всё же здесь есть свои рекорды.

Абсолютным рекордсменом по
количеству часов, проведённых в открытом космосе, вот уже много лет остаётся российский космонавт Анатолий Соловьёв — он совершил 16 выходов общей продолжительностью 78 часов 46 минут. На втором месте — американец Майкл Лопес-Алегриа; он совершил 10 выходов общей продолжительностью 67 часов 40 минут.

Самым длительным стал выход американцев Джеймса Восса и Сьюзан Хелмс 11 марта 2001 года, продолжавшийся 8 часов 56 минут.

Максимальное
количество выходов за один полёт — семь; этот рекорд принадлежит россиянину Сергею Крикалёву.

Дольше всех на поверхности Луны находились астронавты «Аполлона-17» Юджин Сернан и Харрисон Шмитт: за три выхода в декабре 1972 года они провели там 22 часа 4 минуты.

Если сравнивать не космонавтов, а страны, то здесь безусловно лидируют США: 224 выхода, 1365 часов 53 минуты вне корабля.

Скафандры для Луны

На Луне требовались совсем другие скафандры, нежели на земной орбите. Скафандр должен был стать полностью автономным и позволять человеку работать вне корабля несколько часов. Он должен был обеспечить защиту от микрометеоритов и, главное, от перегрева под прямыми солнечными лучами, ведь высадки планировались в лунные дни. Кроме того, в NASA построили специальный наклонный стенд, чтобы выяснить, как пониженная гравитация влияет на движение астронавтов. Оказалось, что характер ходьбы резко меняется.

Скафандр для полёта на Луну совершенствовался в ходе всей программы «Аполлон». Первый вариант A5L не удовлетворил заказчика, и вскоре появился скафандр A6L, куда была добавлена теплоизоляционная оболочка. После пожара 27 января 1967 года на корабле «Аполлон-1», приведшего к гибели трёх астронавтов (в том числе упомянутых выше Эдварда Уайта и Вирджила Гриссома), скафандр доработали до огнестойкой версии A7L.

По своей конструкции A7L был цельным, многослойным костюмом, закрывавшим туловище и конечности, с гибкими сочленениями, сделанными из резины. Металлические кольца на вороте и манжетах рукавов предназначались для установки герметичных перчаток и «шлема-аквариума». Все скафандры имели вертикальную «молнию», которая шла от шеи до паха. A7L обеспечивал четырёхчасовую работу астронавтов на Луне. На всякий случай в ранце находился ещё и резервный блок жизнеобеспечения, рассчитанный на полчаса. Именно в скафандрах A7L астронавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин ступили на Луну 21 июля 1969 года.

В трёх последних полётах лунной программы использовались скафандры A7LB. Они отличались двумя новыми сочленениями на шее и поясе — такая доработка понадобилась для того, чтобы облегчить вождение лунного автомобиля. Позднее этот вариант скафандров использовался на американской орбитальной станции «Скайлэб» и при международном полёте «Союз-Аполлон».

Скафандр программы «Аполлон».

Советские космонавты тоже собирались на Луну. И для них приготовили скафандр «Кречет». Поскольку по задумке высаживаться на поверхность должен был только один член экипажа, для скафандра выбрали полужёсткий вариант — с дверцей на спине. Космонавт должен был не надевать костюм, как в американском варианте, а буквально влезать в него. Специальная система тросиков и боковой рычаг позволяли закрыть за собой крышку. Вся система жизнеобеспечения располагалась в откидной дверце и работала не снаружи, как у американцев, а в нормальной внутренней атмосфере, что упрощало конструкцию. Хотя «Кречет» так и не побывал на Луне, наработки по нему использовались при создании других моделей.

Советский лунный скафандр «Кречет».

Современное изделие

Современный скафандр в космосе представлен двумя базовыми разновидностями. Это жесткие и мягкие изделия. Если первое устройство в состоянии вместить функционал всей системы, а также вспомогательные слои защиты, второй является более компактным, обеспечивая астронавту большую маневренность. К моменту первого выхода человека в открытое космическое пространства изделия стали подразделяться еще на 3 типа: в целях спасения в случае аварий, для проведения космических работ и универсальные агрегаты.

«Сокол»

Этот скафандр космонавта считается классической отечественной версией и содержит два слоя, которые склеены между собой. Снаружи находится силовая конструкция, внутри – герметичная часть. К внутренней области подходят две трубы в целях организации вентиляции. Габариты, в которых изготавливается изделие, пребывают в зависимости исключительно от параметров тела человека. Средние значения роста, на которые рассчитано устройство – 161-182 см, обхвата груди – 96-108 см. С момента изобретения до сегодняшнего дня практически никаких изменений в конструкции не произошло.

«Орлан-МК»

Такой скафандр в космосе уникален. Это специализированная советская модель, предназначенная для организации работ в области открытого космического пространства. Используется устройство с 2009-го года. Модель считается автономной и способствует активному поддержанию безопасного рабочего процесса на протяжении 7-часового периода. Конструкция предусматривает наличие небольшого по размерам компьютера, позволяющего отслеживать состояние систем в процессе деятельности вне корабля. На шлеме имеется напыление, способствующее сокращению негативного воздействия лучей солнца.

«A7L»

С тех пор как люди начали высаживаться на Луну, в сфере производства костюмов начали происходить перемены. Для решения поставленных перед разработчиками задач как раз и было предусмотрено данное устройство. Оно включает в себя 5 слоев с теплоизоляционными свойствами. Также система предусматривает несколько разъемов СЖО, повышенную стойкость к огню и метеорным потокам. В изготовлении оболочки использовалось порядка 30-ти всевозможных материалов. С момента изобретения этот скафандр в космосе практически никак не изменился.

Базз Олдрин на поверхности Луны. Скафандр Apollo A7L

«EMU»

Костюм разработан американцами и широко используется в процессе выхода астронавтов в открытое космическое пространство. По типу конструкции система является наполовину жесткой и имеет сходство с аналоговой российской разработкой. Отличительные особенности заключаются в следующих аспектах:

• наличие литрового контейнера с питьевой жидкостью;
• усиленная корпусная часть для расширения диапазона температур эксплуатирования (от -184 до +149 градусов);
• продолжительность рабочего процесса в открытом космическом пространстве – 8 часов;
• возможность сокращения давления внутри скафандра – 0,3 атм.;
• наличие видеокамеры;
• весовой показатель – 145 кг.

Производство одного такого костюма обходится в сумму 12 млн. долларов. Такой скафандр в космосе считается по-настоящему незаменимым и способствует решению широкого спектра задач.

Таким образом, поскольку в космосе без скафандра обходиться невозможно, а себестоимость производимых моделей нужно удешевить, разработки в этом направлении продолжаются до сих пор.

Разработка космического скафандра требует определенного набора навыков

И они могут быть совсем не тем, о чем вы подумали. Эйчисон говорит, что в этой работе одинаково важны критическое мышление и креативность. «Вы должны быть ориентированы на детали и соблюдать крайне точный план испытаний, — говорит она. — Когда вы работаете с околочеловеческими объектами, вам нужно разработать тест, в ходе которого вы получите конструктивный фидбек о таких субъективных вещах, как удобство, например. Как бы вы определили удобство? Вам нужно подумать об этом и с инженерной точки зрения, и с точки зрения удобства». Творческое мышление, говорит Эйчисон, позволило ей увидеть, какие технологии из различных областей можно было бы применить в дизайне скафандров.

Выход в открытый космос

Первые скафандры были аварийно-спасательными, присоединялись к системе жизнеобеспечения корабля и не позволяли выйти в открытый космос. Специалисты понимали, что если космическая экспансия продолжится, то одним из обязательных этапов станет создание автономного скафандра, в котором можно будет работать в открытом космосе.

Сначала под свою новую пилотируемую программу «Джемини» американцы хотели доработать «меркурианский» скафандр Mark IV, но к тому моменту был полностью готов высотный герметичный костюм G3C, созданный под проект ракетоплана Х-15, — его и взяли за основу. Всего в ходе полётов «Джемини» использовались три модификации — G3C, G4C и G5C, причём для выхода в открытый космос были пригодны только скафандры G4C. Все скафандры были подключены к системе жизнеобеспечения корабля, однако на случай проблем было предусмотрено автономное устройство ELSS, ресурсов которого хватало на поддержку астронавта в течение получаса. Впрочем, астронавтам не пришлось им воспользоваться.

Именно в скафандре G4C совершил выход в открытый космос Эдвард Уайт, пилот корабля «Джемини-4». Произошло это 3 июня 1965 года. Но к тому времени он не был первым — за два с половиной месяца до Уайта в свободный полёт рядом с кораблём «Восход-2» отправился Алексей Леонов.

Астронавт Эдвард Уайт за пределами корабля.

Экипаж «Восхода-2» , Павел Беляев и Алексей Леонов, в скафандрах «Беркут».

Корабли «Восход» создавались для достижения космических рекордов. В частности, на «Восходе-1» в космос впервые полетел экипаж из трёх космонавтов — для этого из шарообразного спускаемого аппарата удалили катапультируемое кресло, а сами космонавты отправились в полёт без скафандров. Корабль «Восход-2» готовили для выхода одного из членов экипажа в открытый космос, и тут без герметичного костюма было не обойтись.

Специально для исторического полёта был разработан скафандр «Беркут». В отличие от СК-1, новый костюм имел вторую герметичную оболочку, шлем со светофильтром и заплечный ранец с кислородными баллонами, запаса которых хватало на 45 минут. Кроме того, космонавт был соединён с кораблём семиметровым фалом, в состав которого входили амортизирующее устройство, стальной трос, шланг аварийной подачи кислорода и электрические провода.

Космический корабль «Восход-2» стартовал 18 марта 1965 года, и в начале второго витка Алексей Леонов покинул борт

Тут же командир экипажа Павел Беляев торжественно объявил на весь мир: «Внимание! Человек вышел в космическое пространство!» Изображение парящего на фоне Земли космонавта транслировалось по всем телеканалам. Леонов находился в пустоте 23 минуты 41 секунду

Космонавт Алексей Леонов первым в мире вышел в открытый космос.

Хотя американцы уступили первенство, они быстро и заметно обогнали советских конкурентов по количеству выходов в открытый космос. Операции вне корабля осуществлялись во время полётов «Джемини-4, -9, -10, -11, 12». Следующий советский выход состоялся только в январе 1969 года. В том же году американцы высадились на Луну.

Скафандр G4C с носимым устройством ELSS.

Предтечи скафандра

Название «скафандр» происходит от французского слова, предложенного в 1775 году аббатом-математиком Жаном-Батистом де Ла Шапелем. Естественно, о полётах в космос в конце XVIII века речи не шло — учёный предложил называть так водолазное снаряжение. Само слово, которое можно перевести с греческого примерно как «лодко-человек», неожиданно вошло в русский язык с приходом космической эры. В английском же языке скафандр так и остался «космическим костюмом» (space suit).

Водолазные скафандры Жана-Батиста де Ла Шапеля.

Чем выше человек взбирался, тем сильнее назревала необходимость в костюме, который поможет ему сделать ещё один шаг в сторону неба. Если на высоте шести-семи километров достаточно кислородной маски и тёплой одежды, то после десятикилометровой отметки давление падает настолько, что лёгкие перестают усваивать кислород. Чтобы выжить в таких условиях, нужны герметичная кабина и компенсирующий костюм, который при разгерметизации сжимает человеческое тело, на какое-то время заменяя ему внешнее давление.

Однако если подняться ещё выше, то не поможет и эта болезненная процедура: пилот погибнет от кислородного голодания и декомпрессионных расстройств. Единственное решение — сделать полностью герметичный скафандр, в котором внутреннее давление поддерживается на достаточном уровне (обычно не менее 40% от атмосферного, что соответствует высоте семи километров). Но и тут хватает проблем: надутый скафандр затрудняет движения, в нём почти невозможно совершать точные манипуляции.

Высотный скафандр Вилли Поста, 1934 год.

Английский физиолог Джон Холден опубликовал в 1920-е годы серию статей, в которых предложил использовать водолазные костюмы для защиты воздухоплавателей. Он даже построил прототип такого скафандра для американского воздухоплавателя Марка Риджа. Последний испытал костюм в барокамере при давлении, соответствующем высоте 25,6 километра. Однако аэростаты для полётов в стратосфере всегда стоили дорого, и Риджу не удалось собрать средства для установления мирового рекорда с помощью костюма Холдена.

В Советском Союзе скафандрами для высотных полётов занимался инженер Института авиационной медицины Евгений Чертовский. В период с 1931 по 1940 год он разработал семь моделей герметичных костюмов. Все они были далеки от совершенства, но зато Чертовский первым в мире решил проблему, связанную с подвижностью. После наддува скафандра пилоту требовалось большое усилие, чтобы просто согнуть конечность, поэтому в модели Ч-2 инженер применил шарниры. Модель Ч-3, созданная в 1936 году, содержала в себе практически все элементы, которые есть в современном космическом скафандре, включая впитывающее бельё. Ч-3 была испытана на тяжёлом бомбардировщике ТБ-3 19 мая 1937 года.

Первые высотные скафандры СССР: Ч-3 (1936) и СК-ЦАГИ-5 (1940)

В 1936 году на экраны вышел фантастический фильм «Космический рейс», в создании которого участвовал Константин Циолковский. Кино о грядущем покорении Луны так захватило молодых инженеров Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ), что они принялись активно работать над прототипами космических скафандров. Первый образец под индексом СК-ЦАГИ-1 был сконструирован, изготовлен и испытан на удивление быстро — всего лишь за один 1937 год.

Скафандр и впрямь производил впечатление чего-то внеземного: верхняя и нижняя части соединялись с помощью поясного разъёма; для облегчения подвижности появились плечевые шарниры; оболочка состояла из двух слоёв прорезиненной ткани. На второй модели была установлена автономная регенерационная система, рассчитанная на шесть часов непрерывной работы. В 1940 году на основе полученного опыта инженеры ЦАГИ создали последний довоенный советский скафандр СК-ЦАГИ-8. Его испытали на истребителе И-153 «Чайка».

Космонавты на Луне в фильме «Космический рейс». Скафандры бутафорские, но довольно похожи на настоящие.

После войны инициатива перешла к Лётноисследовательскому институту (ЛИИ). Его специалистам было поручено создать костюмы для пилотов авиации, которая быстро покоряла новые высоты и скорости. Серийное производство одному институту было не потянуть, и в октябре 1952 года инженер Александр Бойко создал специальный цех на заводе №918 в подмосковном Томилино. Ныне это предприятие известно как НПП «Звезда». Именно там был создан скафандр для Юрия Гагарина.

Скафандры для собак (на фото — Белка) делались попроще: животным не требовалось выполнять сложную работу.

Как сделать реактивный ранец (джетпак)

Кроме скафандра есть еще одна космическая штука, без которой ну никак не обойтись настоящему астронавту.

Попробуем смастерить и его! Предлагаю несколько идей.

www.toysew.ru

www.pinterest.com

Космический рюкзак можно пошить или смастерить из старого школьного.

goodsi.ru

www.novate.ru

Я уверен, что теперь ты сможешь сделать костюм космонавта не только себе, но и друзьям, братикам и сестричкам, маме и папе! Кого еще возьмем в полет? Собирай магниты из новой коллекции «Растишка» и узнавай о моих приключениях! Будем покорять космос вместе!

Предлагаем Вашему вниманию программы развивающих занятий с собаками- терапевтами в зависимости от возраста ребёнка и Ваших пожеланий:

Источник

Одежда космонавтов будущего

Недалеко заглядывая, скажем о введение в эксплуатацию новой модификации скафандра «Орлан-МКС» в 2016-м году. Основными особенностями данной модели является автоматическая терморегуляция, в зависимости от сложности выполняемой космонавтом работы в данный момент, и автоматизация подготовки скафандра для выполнения выхода в открытый космос.

НАСА также занимается разработкой новых скафандров. Один из таких прототипов уже проходит тестирование – «Z-1». Несмотря, что «Z-1» внешне очень схож со скафандром Базза Лайтера из мультфильма «История игрушек», его функционал имеет некоторые значительные инновации:

• Наличие универсального порта в задней части скафандра позволит подключать к нему как автономную СЖО, в виде ранца, так и систему жизнеобеспечения, предоставляемую кораблем;
• Повышенная подвижность астронавта в скафандре достигнута за счет: новая технология «вставок» в местах сгиба частей тела, мягкая конструкция костюма, а также относительно небольшой вес – около 73-х кг, в сборке для ВКД. Мобильность астронавта в «Z-1» настолько высока, что позволяет ему наклониться и достать до пальцев ног, присесть на колено, а то и вовсе сесть в позу похожую на позу «лотоса».

Но с «Z-1» уже на начальных этапах возникли проблемы – его громоздкость не позволяет находиться в нем астронавтам на борту некоторых космических кораблей. Поэтому НАСА, помимо «Z-1» и уже анонсированной модификацией — «Z-2», сообщает о работе над еще одним прототипом, особенности которого пока не раскрываются.

Нельзя не отметить, что в данной области возникают и инновационные смелые предложения, наиболее известное из которых — «Biosuit». Дэва Ньюмен — профессор Аэронавтики одного из лучших вузов мира (Массачусетского технологического) работала над концепцией такого костюма более 10-ти лет. Особенностью «Biosuit» является отсутствие пустого пространства в костюме для наполнения его газами с целью создания внешнего давления на тело. Последнее – производится механическим образом при помощи сплава титана и никеля, а также полимеров. То есть скафандр сам стягивается, создавая давление на тело. Будучи разделен на сегменты, «Biosuit» «не боится» проколов скафандра в том или ином места, так как место прокола не приведет к разгерметизации всего костюма, и может быть просто заклеено. Кроме того, данная технология значительно понизит вес скафандра и предотвратит травмы астронавтов, возникающие в результате работы в тяжелом костюме. Что еще остается в процессе разработки – так это шлем, который, к сожалению, по указанной технологии создать скорее всего не удастся. А посему, вероятно, в будущем нас ожидает некий симбиоз скафандра «Biosuit» и «EMU».

Подводя итоги, хочется отметить, что стремительное развитие технологий приводит к столь же стремительному развитию космической техники, инструментов и снаряжения. Тормозным фактором развития скафандров может быть лишь финансирование, так как данное снаряжение стоит миллионы долларов.