Этапы развития астрономии и космонавтики, хронология событий и достижений  
 

| на главную страницу сайта | к оглавлению раздела |

Лунный скафандр

Чтобы защищать космонавта от перегрева во время лунного дня, поверхность скафандра должна в максимальной степени отражать солнечное тепло. Когда наступает лунная ночь, он должен защищать человека и от переохлаждения. Для успешного решения этой задачи термическое сопротивление скафандра должно быть приблизительно в 2–3 раза больше, чем у самой теплой полярной шубы.

Кроме того, скафандр должен обеспечить исследователям Луны:

- необходимые условия для нормальной жизнедеятельности;
- защиту глаз от вредного воздействия солнечной радиации и инфракрасного излучения нагретой лунной поверхности;
- защиту от поражения метеорными телами;
- возможность передвижения по различному грунту и подъема в случае падения.

В зависимости от поставленных задач скафандры могут быть мягкими или жесткими. Силовую оболочку скафандров мягкого типа изготавливают из ткани, которая при отсутствии внутреннего давления свободно облегает тело и не препятствует движениям человека - openaxiom.ru. Металлическая или пластмассовая оболочка скафандров жесткого типа повторяет форму человеческого тела и снабжена шарнирами в местах суставов.

Все скафандры должны иметь автономную систему жизнеобеспечения (АСЖ), благодаря которой осуществляется подача кислорода, поглощение тепла, выделяемого организмом, водяных паров и продуктов дыхания.

Скафандр мягкого типа состоит из следующих элементов:

- верхней одежды;
- экранно-вакуумной тепловой изоляции;
- слоя для защиты от метеорных тел;
- защитной оболочки;
- силовой оболочки;
- герметической оболочки;
- шлема;
- системы охлаждения;
- лунных ботинок.

Верхняя одежда — это наружный слой скафандра, который защищает его от механических повреждений и максимально отражает лучистую энергию Солнца. Шьют ее из прочной белой ткани в виде комбинезона. Ткань должна быть термостойкой в диапазоне температур от +150 до –200 °C, достаточно легкой и прочной. Изготавливают такую ткань из термостойких волокон или стекловолокна.

Непосредственно под верхней одеждой располагается экранно-вакуумная тепловая изоляция (ЭВТИ), которая предназначена для защиты человека от перегрева на освещенной стороне Луны и от потерь тепла на противоположной. ЭВТИ представляет собой пакет из 7–10 слоев тонкой пленки с блестящей алюминированной поверхностью. Для того чтобы сократить теплопередачу, между слоями проложена тончайшая сетка (вуаль) из стекловолокна.

Слой для защиты от метеорных тел, или противометеорный костюм, изготавливается из фетра толщиной от 3 до 5 мм или прорезиненной синтетической ткани. Этот костюм, являющийся составной частью защитного пакета скафандра, крайне необходим человеку, находящемуся на Луне - openaxiom.ru. Ученые подсчитали, что в течение 3–7 часов пребывания космонавта на ее поверхности маловероятна возможность его поражения метеорной частичкой размером, превышающим 0,3–0,4 мм. Опираясь на подобные расчеты, американцы провели испытание защитного пакета на установке, стреляющей стеклянными шариками диаметром 0,2–0,4 см, которые имитировали каменное метеоритное вещество и летели со скоростью 7 км/сек.

Защитная оболочка, изготовленная в виде комбинезона из легкой прочной ткани, предохраняет жизненно важные элементы скафандра от возможных механических повреждений в то время, когда космонавт находится внутри корабля и снимает верхнюю одежду.

Силовая оболочка служит для поддержания избыточного внутреннего давления в скафандре (0,3–0,4 кг/см2) и обеспечения его подвижности, которая достигается благодаря применению шарниров, установленных в местах суставов человека. Шарнирами могут служить герметические подшипники, гофрированные гармошки типа сильфонов, сборки или складки.

Герметическая оболочка изготавливается из резины или прорезиненной ткани.

Вентилирующая система обеспечивает подачу кислорода в шлем для дыхания и вентиляции пространства под скафандром. Шлем скафандра защищает глаза от солнечных лучей. Он должен создавать хороший обзор. Изготавливается шлем из прозрачного материала (поликарбоната) и снабжается одним или двумя светофильтрами. Они могут быть съемными и надеваться на шлем перед выходом из корабля на лунную поверхность.

В состав системы охлаждения входят костюм с водяным охлаждением или испарительный костюм, а также агрегаты, которые охлаждают воду, циркулирующую в системе.

Когда белая поверхность скафандра покрывается лунной пылью, поток солнечной энергии (1 200 ккал/(м2 · ч)) нагревает ее до температуры, превышающей 100° C, поэтому система охлаждения должна быть рассчитана на съем большого количества тепла, приблизительно 660 ккал/ч.

Лунные ботинки служат для защиты ног космонавта от перегрева или чрезмерного охлаждения при его нахождении на поверхности Луны. Они могут быть съемными. Подошва ботинок должна быть толстой - openaxiom.ru. Ее изготавливают из дерева, кожи или силиконовой резины. Верх ботинок делают из термостойкой ткани или кожи. Для того чтобы улучшить теплозащитные свойства обуви, между наружным слоем и подкладкой помещают несколько слоев пленки, такой же, которую используют для ЭВТИ.

Общий вес комплекта аварийно-спасательного скафандра составляет примерно 12 кг, скафандра, предназначенного для выхода человека в космос, — 15 кг, а скафандра исследователя Луны, гораздо более сложного инженерного сооружения, — от 20 до 30 кг.

Кроме мягких, существуют также и жесткие скафандры. Их преимуществом прежде всего является возможность создания значительного избыточного давления (1 кг/см2). Поскольку корпус такого скафандра изготавливается из негорючих материалов, он обладает сравнительно большой пожаробезопасностью.
Среди недостатков следует назвать большой вес и плохую сочетаемость жесткого скафандра с креслом и оборудованием кабины. Например, жесткий скафандр весит 32,8 кг. Основным материалом, из которого он изготовлен, является стеклоткань, пропитанная эпоксидной смолой - openaxiom.ru. Для шарниров применяются около 20 герметичных подшипников. Верхняя часть туловища скафандра от нижней отделяется «гармошкой», благодаря которой обеспечивается подвижность туловища космонавта.

Есть также полужесткие скафандры. Их корпус изготавливают из металла, реже из пластмассы, а руки и ноги делают из ткани. Агрегаты системы жизнеобеспечения расположены на спине, под оболочкой скафандра. Кислородный баллон размещается на уровне шеи и имеет вид ворота. В комплекте со скафандром при выходе человека на поверхность Луны используется автономная система жизнеобеспечения, рассчитанная на работу в вакууме при пониженной силе тяжести и на поглощение большого количества тепла, которое излучается Солнцем и лунной поверхностью и производится организмом человека.

Американские космонавты, первыми осуществившие высадку на Луну, применяли автономную систему жизнеобеспечения, состоящую из семи основных подсистем:

- кислородного питания;
- поглощения продуктов дыхания;
- охлаждения;
- электропитания;
- связи;
- дистанционного управления;
- аварийной подачи кислорода.

 
 


2009-2015 © openaxiom.ru