Проектиране на скафандър за разходка по Луната през 2024 г. - Еврика
Блогът на Даниел Марин
Към момента всички знаем, че НАСА планира да постави човек на лунната повърхност през 2024 г. Засега няма определен план и остава да бъде проектиран и изграден ключов автомобил: лунният модул. Но има и друг критичен елемент, за който никой не говори, който трябва да проектирате, преди да отидете на Луната. Говорим за скафандри. На пръв поглед бихме могли да си помислим, че астронавтите вече носят водолазни костюми по време на орбиталните си пътувания и че следователно те ще трябва да бъдат адаптирани само за Луната, нали? Ами не. Не е толкова просто. Всички пилотирани кораби, които се разработват в Съединените щати в момента - тоест Orion, Dragon 2 и Starliner - нямат скафандри за излизане извън превозното средство. С други думи, водолазни костюми от екстрахикуларен тип (EVA). Това, което астронавтите ще носят, са костюми за интравехикуларно налягане (IVA), които не позволяват достъп навън и още по-малко до лунната повърхност.
НАСА иска да отиде до Луната с космическия кораб "Орион", единственият, проектиран от земята, за да изпълнява мисии извън ниската орбита. И това е недоказана възможност по политически причини. Orion, подобно на останалите превозни средства, използва вътрешна атмосфера, подобна на тази, която се намира на Земята на морското равнище (т.е. 101,3 килопаскали налягане и съставена приблизително от 79% азот и 21% кислород). И тук възникват проблемите. Екстрахикулярните водолазни костюми в експлоатация работят с чиста кислородна атмосфера, за да намалят налягането в костюма. Колкото по-високо е налягането, толкова по-трудно е да се движат ставите. Нека не забравяме, че скафандърът всъщност е балон с човек вътре в него, така че идеалното е да се намали максимално налягането на костюма, за да се увеличи мобилността. Разбира се, можем да го намалим до минимум 21,3 килопаскала (или 0,2 атмосфери), което е равно на парциалното налягане на кислорода на морското равнище, но не повече.
Американски скафандри (НАСА). Характеристики на EVA костюми (NASA).
Колкото по-ниско е налягането на костюма, толкова повече време ни е необходимо, за да премахнем напълно азота от кръвта и да премахнем риска от емболия по време на декомпресия. Ако започнахме от атмосфера на чист кислород вътре в превозното средство, нямаше да се налага да извършваме какъвто и да е процес на декомпресия, както се случи в програмите Gemini, Apollo и Skylab (Skylab имаше смесена атмосфера на кислород и хелий, но за практически цели същото е). Изборът на атмосферата на Орион обаче не позволява дискусии в този момент, особено ако планираме кацане на Луната в рамките на пет години. По време на изстрелването астронавтите на Orion ще носят костюм под налягане, наречен OCSS (Orion Crew Survival System), въпреки че всъщност е вариант на ACES (Advanced Crew Escape Suit) необитаем костюм, използван в мисии на космически совалки от 90-те до 2011 г. The OCSS/ACES е в състояние да издържи на малки извънредни извънредни дейности с продължителност няколко минути, но не е извънколесен костюм, тъй като зависи от системата за поддържане на живота на превозното средство, наред с много други ограничения.