Скафандр Аполлон/Скайлэб -Apollo/Skylab spacesuit

Нил Армстронг описал свой костюм Apollo 11 A7L как «прочный, надежный и почти приятный».

Скафандр Аполлон/Скайлэб — класс скафандров, используемых в миссиях Аполлон и Скайлэб . И космические скафандры «Аполлон», и «Скайлэб» назывались «Отряд внекорабельной мобильности» (EMU). Электропоезда Apollo состояли из скафандра в сборе (PSA), также известного как «скафандр», и переносной системы жизнеобеспечения (PLSS), которую чаще называли «рюкзаком». A7L был моделью PSA, использовавшейся в миссиях Аполлона с 7 по 14.

В последующих лунных миссиях «Аполлон-15-17», «Скайлэб» и «Аполлон-Союз» использовались скафандры A7LB. Кроме того, эти скафандры различались в зависимости от использования программы. Для Skylab EMU НАСА решило использовать шлангокабельную систему жизнеобеспечения, названную Astronaut Life Support Assembly.

Основной дизайн

Костюм A7L без внешнего слоя и козырька в сборе
Электромобиль Аполлона-11, который носил Базз Олдрин на поверхности Луны

На создание базовой конструкции Apollo EMU ушло более трех лет. В начале программы «Аполлон» скафандр «Аполлон» еще не получил окончательного названия EMU. В период с 1962 по 1964 год скафандр назывался Сборка скафандра (SSA). Apollo SSA состоял из узла одежды под давлением (PGA) и переносной системы жизнеобеспечения (PLSS).

НАСА провело конкурс на контракт Аполлона SSA в марте 1962 года. Каждое конкурсное предложение должно было продемонстрировать все возможности, необходимые для разработки и производства всего SSA. Предложения подали многие группы подрядчиков. Два вызвали интерес НАСА. Предложение Hamilton Standard Division United Aircraft Corporation предложило Hamilton обеспечить управление программой SSA и PLSS с компанией David Clark Company в качестве поставщика PGA. В предложении International Latex Corporation (ILC) International Latex планировалась в качестве менеджера программы SSA и производителя PGA, Republic Aviation предоставила дополнительный опыт работы с костюмами, а Westinghouse предоставила PLSS.

После оценки предложений НАСА предпочло концепцию и опыт программы Hamilton PLSS, а не дизайн ILC PGA. НАСА решило разделить команды Гамильтона и ILC, заключив контракт с Гамильтоном с условием, что ILC предоставит PGA.

К марту 1964 года Гамильтон и НАСА обнаружили, что три последовательных проекта ILC Apollo PGA не соответствуют требованиям. В ходе сравнительных испытаний только скафандр Дэвида Кларка Близнецов был приемлем для использования в командном модуле Аполлона. Хотя Hamilton PLSS отвечал всем требованиям, испытания с экипажем показали, что требования к жизнеобеспечению были неадекватными, что вынудило программу Apollo SSA начать заново.

В октябре 1964 года НАСА решило разделить программу создания скафандров на три части. Дэвид Кларк предоставил костюмы для первых миссий «Блока I» без выхода в открытый космос. Программа Hamilton / ILC будет продолжена как «Блок II» для поддержки первых миссий в открытом космосе. Конструкция скафандра для Блока II должна была быть выбрана на повторном конкурсе в июне 1965 года. Чтобы обеспечить успех рюкзака Block II, компания AiResearch получила финансирование для параллельных усилий по созданию рюкзака. Более поздние, более продолжительные миссии «Аполлон» будут называться «Блок III» и будут иметь более совершенные скафандры и более длительный рюкзак, которые будут предоставлены поставщиками, выбранными в будущих конкурсах. Чтобы отразить это новое начало в программе, PGA был переименован в сборку скафандра (PSA) во всех программах, а SSA Block II и III были переименованы в блок внекорабельной мобильности (EMU).

Гамильтон и International Latex так и не смогли наладить эффективные рабочие отношения. В марте 1965 года Гамильтон переключился на BF Goodrich в качестве поставщика костюмов. Компания International Latex в июле 1965 года выиграла конкурс костюмов Block II со своим дизайном A5L. Это вынудило НАСА напрямую взять на себя управление программой Block II EMU. К концу 1965 года компания Hamilton Standard завершила сертификацию своего нового рюкзака. Впоследствии НАСА прекратило выпуск рюкзака Block II AiResearch, тем самым завершив выбор дизайна костюма / рюкзака и поставщиков для поддержки первой прогулки человека по Луне. Однако без доработок не обошлось. Электропоезд Apollo 11 был оснащен костюмом A7L с рюкзаком -6 (тире шесть), отражающим семь вариантов дизайна костюма и шесть итераций рюкзака. A7L был костюмом для входа сзади, выпускавшимся в двух версиях. Внекорабельный (EV), который будет использоваться на Луне, и пилот командного модуля (CMP), который был более простой одеждой.

Герметичные костюмы A7L совершили космический полет в октябре 1968 года на борту Аполлона-7. Они использовались в качестве аварийных костюмов для запуска и возвращения в атмосферу. Также в 1968 году НАСА признало, что с модификациями электропоезд Block II может дополнительно поддерживать более поздние миссии выхода в открытый космос, в которых участвовал лунный вездеход (LRV). Это привело к прекращению использования Apollo Block III в пользу электропоездов Apollo 15–17 с использованием костюма A7LB и рюкзака большой продолжительности «-7».

Полноценный электропоезд Аполлона дебютировал в космосе, когда Аполлон-9 был запущен в космос 3 марта 1969 года. На четвертый день миссии пилот лунного модуля Рассел Швейкарт и командир Джеймс МакДивитт вошли в лунный модуль. Затем астронавты разгерметизировали командный и лунный модули. Швейкарт вышел из лунного модуля, чтобы протестировать рюкзак и провести эксперименты. Дэвид Скотт частично вышел из люка командного модуля, поддерживаемый системой шлангокабеля, подключенной к командному модулю, для наблюдения. Выход в открытый космос длился всего 46 минут, но позволил проверить обе конфигурации выхода в открытый космос электропоезда. Это был единственный выход Аполлона в открытый космос до посадки на Луну Аполлона-11.

Аполлон-11 сделал A7L самым знаковым костюмом программы. Это оказался основной скафандр , который носили астронавты НАСА для проекта «Аполлон» . Начиная с 1969 года костюмы A7L разрабатывались и производились компанией ILC Dover (в то время подразделением Playtex ). A7L представляет собой эволюцию первоначального A5L ILC, который выиграл соревнование скафандра 1965 года, и A6L, в котором был представлен интегрированный тепловой и микрометроидный покровный слой. После смертельного пожара на « Аполлоне-1 » костюм был повышен до огнестойкости и получил обозначение A7L.

20 июля 1969 года электропоезда Аполлона-11 были заметны в телевизионном освещении первой высадки на Луну. Также в 1969 году International Latex решила выделить свой бизнес по производству скафандров и сформировать ILC Dover.

Базовая конструкция костюма A7L представляла собой цельный пятислойный костюм «туловище-конечности» с изогнутыми соединениями из синтетического и натурального каучука на плечах, локтях, запястьях, бедрах, лодыжках и коленных суставах. Плечевой узел «кабель / кабелепровод» позволял плечу костюма двигаться вперед, назад, вверх или вниз в зависимости от движений пользователя. Быстроразъемные соединения на шее и предплечьях позволили соединить герметичные перчатки и знаменитый «шлем-аквариум» Аполлона (принятый НАСА, поскольку он обеспечивал неограниченный обзор, а также устранял необходимость в уплотнении козырька, необходимом в Mercury и Gemini . и шлемы скафандров Apollo Block I ). Покровный слой, который был разработан, чтобы быть огнеупорным после смертельного пожара Аполлона-1, был прикреплен к узлу комбинезона и снимался для ремонта и осмотра. Все костюмы A7L имели вертикальную молнию от разъема шлема (кольцо на шее), вниз по спине и вокруг промежности.

Технические характеристики, Apollo 7 - 14 EMU

  • Название: Подразделение внекорабельной мобильности (EMU)
  • Производитель: ILC Dover (сборка скафандра) и Hamilton Standard (переносная система жизнеобеспечения) .
  • Миссии: Аполлон 7-14
  • Функция: внутрикорабельная деятельность (IVA), орбитальная внекорабельная деятельность (EVA) и наземный выход в открытый космос .
  • Рабочее давление: 3,7 фунта на кв. дюйм (25,5 кПа)
  • Масса костюма IVA: 62 фунта (28,1 кг)
  • Масса костюма EVA: 76 фунтов (34,5 кг)
  • Общая масса костюма EVA: 200 фунтов (91 кг)
  • Основное жизнеобеспечение: 6 часов
  • Резервное жизнеобеспечение: 30 минут

Сборка внекорабельного скафандра

IV-A7L.png
EV-A7L.png

Сборка костюма для конечностей туловища

Между командиром Аполлона-7 (CDR) и пилотом лунного модуля (LMP) были узлы скафандра для конечностей туловища (TSLA) с шестью соединениями жизнеобеспечения , расположенными в двух параллельных столбцах на груди. Через 4 нижних соединителя проходил кислород, разъем для электрической гарнитуры/биомедицины находился в правом верхнем углу, а двунаправленный соединитель для охлаждающей воды находился в верхнем левом углу.

Интегрированная тепловая одежда с микрометеороидом

Сборка костюма для туловища и конечностей была покрыта интегрированной термомикрометеороидной одеждой (ITMG). Эта одежда защищала скафандр от истирания и защищала космонавта от теплового солнечного излучения и микрометеоритов , которые могли проколоть скафандр. Одежда была сделана из тринадцати слоев материала, которые представляли собой (изнутри наружу): нейлон с каучуковым покрытием, 5 слоев алюминированного майлара , 4 слоя нетканого лавсана , 2 слоя алюминизированной пленки Kapton / ламината Beta marquisette и нить Beta с тефлоновым покрытием. ткань .

Кроме того, ITMG также использовала заплату из никель-хромовой ткани « Chromel-R » (знакомая заплата серебристого цвета, особенно видная на костюмах, которые носил экипаж « Аполлона-11 ») для защиты от истирания рюкзака Portable Life Support System (PLSS). . Chromel-R также использовался на верхах лунных ботинок и на перчатках EVA. Наконец, накладки из тефлона использовались для дополнительной защиты от истирания на коленях, талии и плечах ITMG.

Начиная с Apollo 13 , к ITMG командира была добавлена ​​красная полоса из ткани Beta на каждой руке и ноге, а также красная полоса на недавно добавленном центральном смотровом узле EVA. Полосы, первоначально известные как «полосы по связям с общественностью», но быстро переименованные в «полосы командира», позволяли легко отличить двух астронавтов на лунной поверхности и были добавлены Брайаном Даффом, главой отдела по связям с общественностью в Центре пилотируемых космических аппаратов , для решения проблемы . проблема для средств массовой информации, а также НАСА опознания астронавтов на фотографиях.

Одежда с жидкостным охлаждением

Лунные экипажи также носили трехслойную одежду с жидкостным охлаждением и вентиляцией (LCG) или «союзный костюм» с пластиковыми трубками, по которым циркулировала вода для охлаждения космонавта, сводя к минимуму потоотделение и запотевание шлема костюма. Подача воды в ГТУ осуществлялась из рюкзака ПЛСС, где циркулирующая вода охлаждалась до постоянной комфортной температуры сублиматором .

Портативная система жизнеобеспечения

В начале конкурса скафандров «Аполлон» никто не знал, как жизнеобеспечение будет прикреплено к скафандру, как должны быть организованы элементы управления или какой объем жизнеобеспечения потребуется. Что было известно, так это то, что за десять месяцев необходимо было завершить переносную систему жизнеобеспечения, также известную как «рюкзак», чтобы обеспечить полное тестирование системы скафандра до конца двенадцатого месяца. До того, как был заключен контракт на скафандр, потребность в нормальном жизнеобеспечении в час почти удвоилась. В этот момент была добавлена ​​максимальная часовая потребность в метаболической энергии, которая более чем в три раза превышала первоначальную потребность.

В конце 1962 года испытания раннего тренировочного костюма вызвали опасения по поводу требований к жизнеобеспечению. Опасения были отклонены, поскольку ожидалось, что будущие новые конструкции Apollo будут иметь меньшую мобильность и улучшенные системы вентиляции. Однако Гамильтон воспринял это как убедительный признак того, что требования к жизнеобеспечению скафандра Аполлона могут значительно возрасти, и инициировал финансируемые из внутренних источников исследования и разработки в области технологий «рюкзаков».

На десятом месяце был готов первый рюкзак. Пилотируемые испытания показали, что рюкзак соответствует требованиям. Это было бы большим успехом, если бы не испытания с экипажем, подтвердившие, что требований жизнеобеспечения 1963 года недостаточно для удовлетворения потребностей лунной миссии. В начале 1964 года были установлены окончательные спецификации скафандра Аполлона, которые увеличили нормальную работу на 29% и увеличили поддержку максимального использования на 25%. Опять же, ограничения по объему и весу не изменились. Эти окончательные улучшения потребовали повышения эффективности работы, что привело к изобретению сублиматора с пористыми пластинами и одежды жидкостного охлаждения Apollo.

Сублиматор с пористыми пластинами имел металлическую пластину с микроскопическими порами, размер которых был как раз таким, что, если вода, текущая под пластиной, нагревалась до более чем комфортного для пользователя уровня, замороженная вода в пластине оттаивала, вытекала через пластину и кипела до температуры. вакуум пространства, забирая при этом тепло. Как только вода под пластиной остынет до комфортной для пользователя температуры, вода в пластине снова замерзнет, ​​запечатав пластину и остановив процесс охлаждения. Таким образом, отвод тепла с автоматическим регулированием температуры был выполнен без каких-либо датчиков или движущихся частей, которые могли бы выйти из строя.

Одежда с жидкостным охлаждением Apollo представляла собой открытую сетчатую одежду с прикрепленными трубками, позволяющими охлаждающей воде циркулировать вокруг тела и при необходимости отводить избыточное тепло тела. Одежда прижимала трубки к телу для высокоэффективного отвода тепла. Открытая сетка обеспечивала циркуляцию воздуха над телом для удаления влаги и дополнительного отвода тепла тела. В 1966 году НАСА купило права на одежду с жидкостным охлаждением, чтобы предоставить всем организациям доступ к этой технологии.

Перед первым выходом в открытый космос «Аполлон» рюкзак получил передний дисплей и блок управления, названный пультом дистанционного управления. Это было переработано для Аполлона-11, чтобы дополнительно обеспечить крепление камеры для получения высококачественных лунных изображений.

Внутрикорабельный (CMP) скафандр в сборе

CMP-A7L.png

Сборка костюма для конечностей туловища

Пилот командного модуля (CMP) имел TSLA, аналогичный командиру и пилоту лунного модуля, но с удаленным ненужным оборудованием, поскольку CMP не выполнял никаких действий в открытом космосе. Например, TSLA CMP имел только один набор газовых разъемов вместо двух и не имел разъема для водяного охлаждения. Также были удалены клапан сброса давления в рукаве скафандра и крепления для троса, которые использовались в лунном модуле. TSLA для CMP также удалил подшипник руки, который позволял руке вращаться выше локтя.

Внутрикорабельный защитный слой

Поверх TSLA пилоты командного модуля носили только трехслойный внутрикорабельный покровный слой (IVCL) из номекса и бета-ткани для защиты от огня и истирания.

Одежда постоянного ношения

CMP носил более простой комбинезон из хлопчатобумажной ткани, называемый одеждой постоянного износа (CWG), под TSLA вместо одежды с водяным охлаждением и жидкостным охлаждением. Его охлаждение происходило непосредственно от потока кислорода в его скафандр через шлангокабель от системы контроля окружающей среды космического корабля. Когда не выполнялись лунные выходы в открытый космос, LMP и CDR также носили CWG вместо LCG.

Аполлон 15-17, скафандры Skylab и ASTP

Аполлон 15-17 ЭВС

A7LB без внешнего слоя и козырька в сборе
Космический скафандр Apollo 17 A7LB, который носил Джин Сернан на поверхности Луны
EV-A7LB.png

Для последних трех лунных полетов Аполлона Аполлоны 15 , 16 и 17 скафандры были значительно переработаны. Герметичные костюмы назывались A7LB и выпускались в двух версиях. Версия Extra-vehicular (EV) представляла собой новый костюм среднего размера, который обеспечивал большую мобильность и упрощал работу с луноходом. Костюмы A7LB EV были разработаны для более продолжительных миссий серии J, в которых будут проведены три выхода в открытый космос и впервые будет использоваться лунный вездеход (LRV). Первоначально разработанный ILC-Dover как «A9L», но получивший от НАСА обозначение «A7LB», новый костюм имел два новых шарнира на шее и талии. Поясной шарнир был добавлен, чтобы космонавт мог сидеть на LRV, а шейный шарнир должен был обеспечить дополнительную видимость во время вождения LRV. Из-за поясного соединения шесть соединителей жизнеобеспечения были переставлены с параллельного рисунка на набор из двух «треугольников», а застежка-молния на спине была изменена и перемещена. «Молния» на самом деле является неправильным названием, поскольку запись A7L была сделана через две молнии, сшитые друг над другом. Внутренняя молния имела резиновые зубцы и обеспечивала герметичность. Внешняя (видимая снаружи) молния представляла собой обычный бегунок с металлическими зубьями для механической фиксации. У A7LB было две пары таких наборов застежек-молний, ​​которые пересекались с правой стороны костюма над поясным соединением. Чтобы открыть костюм, нужно было расстегнуть застежку, которая скрепляла застежки-молнии.

Кроме того, рюкзаки EVA были модифицированы, чтобы нести больше кислорода, гидроксида лития (LiOH), больше энергии и охлаждающей воды для более длинных выходов в открытый космос. Хотя НАСА хотело, чтобы эти изменения были выполнены без увеличения объема, это было невозможно. НАСА допустило небольшой выступ с одной стороны для дополнительного резервуара для воды, что привело к последней конфигурации рюкзака. Для максимального возврата лунных образцов основной модуль как рюкзаков Аполлона 11,12,14, так и 15-17 был оставлен на Луне.

Чтобы облегчить эти более длительные выходы в открытый космос, небольшие энергетические батончики носили в специальных мешочках под внутренней частью кольца шлема скафандра, а астронавты носили мешки с питьевой водой в виде воротника под внешним скафандром.

Поскольку война во Вьетнаме нанесла ущерб федеральному бюджету, бюджет НАСА сокращался. Пилот командного модуля не получил нового среднего костюма. НАСА решило модифицировать существующие блоки A7L EV, просто удалив функции жидкостного охлаждения, чтобы создать «новый» костюм A7LB CMP. После того, как существующий инвентарь был израсходован, было изготовлено несколько новых костюмов A7LB CMP для поддержки Аполлона-17.

Поскольку CSM серии J включали отсек научного приборного модуля (SIM), в котором использовались специальные пленочные камеры, аналогичные тем, которые используются на спутниках-шпионах ВВС, и требовался выход в открытый космос «глубокого космоса» для поиска, CMP для каждого из трех J -серия миссий использовала костюмы A7L серии H на базе A7LB с пятью разъемами, при этом соединения жидкостного охлаждения были устранены, поскольку CMP будет присоединен к шлангокабелю жизнеобеспечения (подобному тому, который используется на Близнецах в открытом космосе) и только «система продувки кислородом (OPS) будет использоваться для аварийного резервирования в случае выхода из строя шлангокабеля. CMP носил козырек командира с красной полосой в сборе для выхода в открытый космос, в то время как LMP, который выполнил «стоячий выход в открытый космос» (чтобы предотвратить «засорение» шлангокабеля и сохранить пленку в CSM) в люк космического корабля и подключенный к своим обычным системам жизнеобеспечения, носил простой белый козырек из ЭВА.

Характеристики

  • Название: Аполлон 15-17 ЭВС
  • Производитель: ILC Dover (Сборка скафандра) Hamilton Standard (Основная система жизнеобеспечения)
  • Миссии: Аполлон 15-17
  • Функция: внутрикорабельная деятельность (IVA), орбитальная внекорабельная деятельность и наземная внекорабельная деятельность (EVA)
  • Рабочее давление: 3,7 фунта на кв. дюйм (25,5 кПа)
  • Масса костюма IVA: 64,6 фунта (29,3 кг)
  • Масса костюма EVA: 78 фунтов (35,4 кг)
  • Общая масса костюма EVA: 212 фунтов (96,2 кг)
  • Основное жизнеобеспечение: 7 часов (420 минут)
  • Резервное жизнеобеспечение: 30 минут

Электропоезд Скайлэб

Алан Бин в Skylab A7L во время выхода в открытый космос Skylab 3

Американская космическая станция называлась Скайлэб , и на ней было три полета с экипажем. Чтобы свести к минимуму затраты на программу, НАСА решило профинансировать ILC Dover для модификации конструкции Apollo A7LB EV PSA среднего входа, чтобы снизить затраты и использовать шлангокабельную систему под названием Astronaut Life Support Assembly (ALSA), чтобы разрешить деятельность вне корабля. AiResearch выиграла конкурс на ALSA. Результатом стал Skylab EMU. Во время запуска космическая станция была повреждена. Электропоезда Skylab позволяли выполнять задачи аварийного ремонта и оснащения, что позволяло программе проводить длительные миссии и эксперименты с экипажем. Скайлэб вернул всем членам экипажа скафандры одинаковой конфигурации.

За исключением ремонта орбитальной мастерской (OWS), проведенного Skylab 2 и Skylab 3 , все выходы в открытый космос Skylab проводились в связи с текущим обслуживанием, проводимым на опоре телескопа Apollo , на которой размещались солнечные телескопы станции. Из-за непродолжительности этих выходов в открытый космос и из-за необходимости защитить хрупкие инструменты лунный рюкзак для выхода в открытый космос Аполлона был заменен шлангокабелем, предназначенным для включения как воздуха для дыхания (атмосфера Скайлэба состояла из 74% кислорода и 26% азота при 5 фунтов на квадратный дюйм). ) и жидкая вода для охлаждения. Узел носился на поясе космонавта и служил интерфейсом между шлангокабелем и скафандром. Аварийный кислородный баллон был привязан к правому бедру пользователя и мог обеспечить 30-минутный аварийный запас чистого кислорода в случае отказа пуповины. Еще одной уникальной особенностью Skylab EMU была упрощенная сборка визора из EVA, которая не включала теплоизоляционное покрытие поверх внешней оболочки визора.

Было три полета Skylab с экипажем . Все три миссии включали «выход в открытый космос».

Характеристики

  • Название: Скайлэб ЭМУ
  • Производитель: ILC Dover (сборка скафандра) и AiResearch (куплена AlliedSignal Corporation) (сборка жизнеобеспечения астронавтов).
  • Миссии: Скайлэб 2-4
  • Функция: внутрикорабельная деятельность (IVA) и орбитальная внекорабельная деятельность (EVA) .
  • Рабочее давление: 3,7 фунта на кв. дюйм (25,5 кПа)
  • Масса костюма IVA: 64,6 фунта (29,3 кг)
  • Масса костюма EVA: 72 фунта (32,7 кг)
  • Общая масса костюма EVA: 143 фунта (64,9 кг)
  • Основное жизнеобеспечение: транспортное средство предоставлено через ALSA
  • Резервное жизнеобеспечение: 30 минут

Скафандр ASTP

Экипаж ASTP входит в транспортный фургон

Для испытательного проекта «Аполлон-Союз» НАСА решило использовать сборку скафандра A7LB CMP, которую носили в J-миссиях, с некоторыми изменениями для экономии стоимости и веса, поскольку выход в открытый космос во время миссии не планировался. Изменения включали упрощенный покровный слой, который был дешевле, легче и долговечнее, а также удаление клапана сброса давления и неиспользуемых газовых соединителей. В ходе миссии не было никаких комплектов козырьков из EVA или перчаток из EVA.

Костюм ASTP A7LB был единственным костюмом Аполлона, на котором использовался логотип НАСА «червь» , который был представлен в 1975 году и широко использовался НАСА до 1992 года.

Характеристики

  • Название: Сборка скафандра Apollo A7LB
  • Производитель: ILC Довер
  • Миссии: АСТП
  • Функция: внутрикорабельная деятельность (IVA)
  • Рабочее давление: 3,7 фунта на кв. дюйм (25,5 кПа)
  • Масса костюма IVA: 64,6 фунта (29,3 кг)
  • Основное жизнеобеспечение: транспортное средство предоставляется

использованная литература

внешние ссылки