Kosmonautu skafandras nav tikai tērpi lidošanai orbītā. Pirmais no tiem parādījās divdesmitā gadsimta sākumā. Tas bija laiks, kad līdz kosmosa lidojumiem bija palicis gandrīz pusgadsimts. Tomēr zinātnieki saprata, ka ārpuszemes telpu attīstība, kuras apstākļi atšķiras no mums pazīstamajiem, ir neizbēgama. Tāpēc nākamajiem lidojumiem viņi izdomāja kosmonautu aprīkojumu, kas var pasargāt cilvēku no viņam nāvējošas ārējās vides.
Kosmosa tērpa koncepcija
Kas ir kosmosa lidojumu aprīkojums? Uzvalks ir sava veida tehnoloģiju brīnums. Tā ir miniatūra kosmosa stacija, kas atdarina cilvēka ķermeņa formu.
Moderns kosmosa tērps ir aprīkots ar veselu astronautu dzīvības uzturēšanas sistēmu. Taču, neskatoties uz ierīces sarežģītību, viss tajā ir kompakts un ērts.
Radīšanas vēsture
Vārdam "uzvalks" ir franču saknes. 1775. gadā abats-matemātiķis Jean Baptiste de Pas Chapelle ierosināja ieviest šo koncepciju. Protams, 18. gadsimta beigās neviens pat sapņos nerādīja lidojumu kosmosā. Vārdu "uzvalks", kas grieķu valodā nozīmē "laivas cilvēks", tika nolemts attiecināt uz niršanas aprīkojumu.
Līdz ar kosmosa laikmeta iestāšanos šo jēdzienu sāka lietot krievu valodā. Tikai šeit tas ieguva nedaudz citu nozīmi. Vīrietis sāka kāpt arvien augstāk un augstāk. Šajā sakarā bija nepieciešams īpašs aprīkojums. Tātad augstumā līdz septiņiem kilometriem tas ir silts apģērbs un skābekļa maska. Attālumiem desmit tūkstošu metru robežās spiediena krituma dēļ ir nepieciešama spiediena kabīne un kompensācijas tērps. Pretējā gadījumā spiediena samazināšanas laikā pilota plaušas vairs neuzsūks skābekli. Ko darīt, ja mēs ejam vēl augstāk? Šajā gadījumā jums būs nepieciešams skafandrs. Tam jābūt ļoti ciešam. Tajā pašā laikā uzvalkā esošais iekšējais spiediens (parasti 40 procentu robežās no atmosfēras spiediena) uzturēs pilotu dzīvu.
20. gadsimta 20. gados parādījās vairāki angļu fiziologa Džona Holdena raksti. Tieši tajos autors ierosināja izmantot niršanas tērpus, lai aizsargātu aeronautu veselību un dzīvību. Autors pat mēģināja savas idejas īstenot praksē. Viņš uzbūvēja līdzīgu uzvalku un izmēģināja to hiperbariskā kamerā, kur tika uzstādīts spiediens, kas atbilst 25,6 km augstumam. Taču stratosfērā pacelties spējīgu balonu konstruēšana nav lēts prieks. Un amerikāņu aeronauts Marks Ridžs, kuram bija paredzēts unikālais kostīms, diemžēl nesavāca līdzekļus. Tāpēc Holdena uzvalks netika pārbaudīts praksē.
Padomju zinātnieku attīstība
Mūsu valstī inženieris Jevgeņijs Čertovskis, kurš bija Aviācijas medicīnas institūta darbinieks, nodarbojās ar kosmosa tērpiem. Deviņu gadu laikā, no 1931. līdz 1940. gadam, viņš izstrādāja 7 spiediena iekārtu modeļus. Pasaulē pirmais padomju inženieris atrisināja mobilitātes problēmu. Lieta tāda, ka, uzkāpjot līdz noteiktam augstumam, skafandrs uzpūtās. Pēc tam pilots bija spiests pielikt lielas pūles, pat lai vienkārši saliektu kāju vai roku. Tāpēc modeli Ch-2 izstrādāja inženieris ar eņģēm.
1936. gadā parādījās jauna kosmosa aprīkojuma versija. Šis ir modelis Ch-3, kas satur gandrīz visas detaļas, kas ir mūsdienu krievu kosmonautu izmantotajos skafandros. Šīs speciālās tehnikas versijas pārbaude notika 1937. gada 19. maijā. Smagais bumbvedējs TB-3 tika izmantots kā lidmašīna.
Kopš 1936. gada Kosmonautiem paredzētos skafandrus ir izstrādājuši Centrālā aerohidrodinamikas institūta jaunie inženieri. To darīt viņus iedvesmoja kopīgi ar Konstantīnu Ciolkovski radītās zinātniskās fantastikas filmas "Lidojums kosmosā" pirmizrāde.
Pirmo uzvalku ar indeksu SK-STEPS-1 izstrādāja, izgatavoja un pārbaudīja jauni inženieri tikai 1937. gadā. Pat ārējais iespaids par šo.iekārtas norādīja uz viņa ārpuszemes galamērķi. Pirmajā modelī tika nodrošināts jostas savienotājs, lai savienotu apakšējo un augšējo daļu. Ievērojamu mobilitāti nodrošināja plecu locītavas. Šī uzvalka apvalks tika izgatavots no diviem gumijota auduma slāņiem.
Nākamā uzvalka versija izcēlās ar autonomu reģenerācijas sistēmu, kas paredzēta 6 stundu nepārtrauktai darbībai. 1940. gadā tika izveidots pēdējais padomju pirmskara skafandrs SK-SHAGI-8. Šīs iekārtas pārbaude tika veikta ar iznīcinātāju I-153.
Īpaša iestudējuma izveide
Pēckara gados Lidojumu pētniecības institūts pārtvēra iniciatīvu izstrādāt kosmosa tērpus astronautiem. Tās speciālistiem tika dots uzdevums izstrādāt aviācijas pilotiem paredzētus tērpus, iekarojot arvien jaunus ātrumus un augstumus. Tomēr viena institūta sērijveida ražošanai acīmredzami nepietika. Tāpēc 1952. gada oktobrī inženieris Aleksandrs Boiko izveidoja īpašu darbnīcu. Viņš atradās Tomilino, netālu no Maskavas, rūpnīcā Nr. 918. Mūsdienās šo uzņēmumu sauc AES Zvezda. Tieši uz tā savulaik tika izveidots Gagarina skafandrs.
Kosmosa lidojumi
1950. gadu beigās sākās jauns ārpuszemes izpētes laikmets. Šajā periodā padomju projektēšanas inženieri sāka konstruēt kosmosa kuģi Vostok, pirmo kosmosa transportlīdzekli. Taču sākotnēji tika plānots, ka šai raķetei kosmonautu skafandri nebūs nepieciešami. Pilotam bija jāatrodas īpašā aizzīmogotā konteinerā,kas pirms nolaišanās būtu atdalīts no nolaišanās transportlīdzekļa. Tomēr šī shēma izrādījās ļoti apgrūtinoša un turklāt prasīja ilgstošas pārbaudes. Tāpēc 1960. gada augustā Vostok iekšējais izkārtojums tika pārveidots.
Sergeja Koroļeva biroja speciālisti nomainīja konteineru pret izmešanas sēdekli. Šajā sakarā topošajiem astronautiem bija nepieciešama aizsardzība spiediena samazināšanas gadījumā. Viņa kļuva par skafandru. Tomēr katastrofāli pietrūka laika tā pievienošanai borta sistēmām. Šajā sakarā viss, kas bija nepieciešams pilota dzīvības uzturēšanai, tika novietots tieši sēdeklī.
Pirmajiem kosmonautu skafandriem tika dots nosaukums SK-1. To pamatā bija Vorkuta augstkalnu tērps, kas paredzēts iznīcinātāja-pārtvērēja SU-9 pilotiem. Pilnībā tika rekonstruēta tikai ķivere. Tajā tika uzstādīts mehānisms, kuru vadīja īpašs sensors. Kad spiediens uzvalkā pazeminājās, caurspīdīgais vizieris uzreiz aizcirtās.
Aprīkojums astronautiem tika izgatavots pēc mēra. Pirmajam lidojumam tas tika izveidots tiem, kuri uzrādīja vislabāko sagatavotības līmeni. Šis ir pirmais trijnieks, kurā bija Jurijs Gagarins, Germans Titovs un Grigorijs Ņeļubovs.
Interesanti, ka astronauti kosmosā devās vēlāk nekā skafandrs. Viens no zīmola SK-1 īpašajiem tērpiem tika nosūtīts orbītā divu bezpilota kosmosa kuģa Vostok izmēģinājumu palaišanas laikā, kas notika 1961. gada martā. Papildus eksperimentālajiem jauktajiem uz klāja atradās manekens Ivans Ivanovičs,ģērbies skafandrā. Šī mākslīgā cilvēka krūtīs tika uzstādīts būris ar jūrascūciņām un pelēm. Un, lai nejauši nosēšanās aculiecinieki nesajauktu "Ivanu Ivanoviču" ar citplanētieti, zem viņa skafandra viziera tika novietota zīme ar uzrakstu "Izkārtojums".
Tērpi SK-1 tika izmantoti piecos kosmosa kuģa Vostok lidojumos. Tomēr sievietes astronauti tajās nevarēja lidot. Viņiem tika izveidots SK-2 modelis. Pirmo reizi tas tika pielietots kosmosa kuģa Vostok-6 lidojuma laikā. Šo skafandru izgatavojām Valentīnai Tereškovai, ņemot vērā sievietes ķermeņa uzbūves īpatnības.
Amerikāņu speciālistu attīstība
Īstenojot programmu "Mercury", ASV dizaineri gāja padomju inženieru ceļu, vienlaikus izsakot savus priekšlikumus. Tātad, pirmajā amerikāņu skafandrā tika ņemts vērā fakts, ka astronauti kosmosā nākotnē būs ilgāk orbītā.
Dizainers Rasels Kolijs ir izgatavojis īpašu Navy Mark uzvalku, kas sākotnēji bija paredzēts jūras aviācijas pilotiem. Atšķirībā no citiem modeļiem šis uzvalks bija elastīgs un tam bija salīdzinoši mazs svars. Lai izmantotu šo opciju kosmosa programmās, dizainā tika veiktas vairākas izmaiņas, kas galvenokārt skāra ķiveres ierīci.
Amerikāņu uzvalki ir pierādījuši savu uzticamību. Tikai vienu reizi, kad Mercury 4 kapsula nošļakstījās un sāka grimt, uzvalks gandrīz nogalināja astronautu Virgilu Grisonu. Pilots tik tikko paguva izkļūt ārā, jo ilgu laiku nevarēja atslēgties no borta sistēmas.dzīvības atbalsts.
Autonomu uzvalku izveide
Kosmosa izpētes straujā tempa dēļ bija nepieciešams izstrādāt jaunus īpašus tērpus. Galu galā pirmie modeļi bija tikai ārkārtas glābšana. Sakarā ar to, ka tie bija piestiprināti pie pilotējama kosmosa kuģa dzīvības uzturēšanas sistēmas, kosmosā esošie astronauti nevarēja apmeklēt šādu aprīkojumu. Lai iekļūtu atklātā ārpuszemes telpā, bija nepieciešams izveidot autonomu skafandru. To izdarīja PSRS un ASV dizaineri.
Amerikāņi savas kosmosa programmas Gemini ietvaros ir radījuši jaunas skafandru G3C, G4C un G5C modifikācijas. Otrais no tiem bija paredzēts izgājieniem kosmosā. Neskatoties uz to, ka visi amerikāņu skafandri bija savienoti ar borta dzīvības uzturēšanas sistēmu, tajos bija iebūvēta autonoma ierīce. Ja nepieciešams, viņa resursi būtu pietiekami, lai pusstundu uzturētu astronauta dzīvību.
G4C uzvalkā 1965. gada 6. martā amerikānis Edvards Vaits devās kosmosā. Tomēr viņš nebija pionieris. Divarpus mēnešus pirms viņa Aleksejs Ļeonovs apmeklēja kosmosu blakus kuģim. Šim vēsturiskajam lidojumam padomju inženieri izstrādāja Berkut uzvalku. Tas atšķīrās no SK-1 ar otru hermētisku apvalku. Turklāt uzvalkam bija plecu komplekts, kas aprīkots ar skābekļa tvertnēm, un viņa ķiverē bija iebūvēts gaismas filtrs.
Atrodoties kosmosā, vīrietis ar kuģi tika savienots ar septiņus metrus garu nūju, kas ietvēra triecienu absorbējošu ierīci,elektrības vadi, tērauda kabelis un šļūtene avārijas skābekļa padevei. Vēsturiskā izeja ārpuszemes kosmosā notika 1965. gada 18. martā. Aleksejs Ļeonovs ārpus kosmosa kuģa atradās 23 minūtes. 41 s
Kosmosa tērpi Mēness izpētei
Pēc Zemes orbītas apgūšanas cilvēks steidzās tālāk. Un viņa pirmais mērķis bija lidojumu īstenošana uz Mēnesi. Bet šim nolūkam bija nepieciešami īpaši autonomi skafandri, kas ļautu vairākas stundas atrasties ārpus kuģa. Un tos radīja amerikāņi Apollo programmas izstrādes laikā. Šie tērpi nodrošināja astronauta aizsardzību pret saules pārkaršanu un no mikrometeorītiem. Pirmā izstrādātā Mēness tērpu versija tika saukta par A5L. Tomēr vēlāk tas tika uzlabots. Jaunajā A6L modifikācijā tika nodrošināts siltumizolācijas apvalks. A7L versija bija liesmas slāpētāja opcija.
Mēness tērpi bija viengabala daudzslāņu uzvalki ar elastīgiem gumijas savienojumiem. Uz aprocēm un apkakles bija metāla gredzeni, kas paredzēti aizzīmogotu cimdu un ķiveres piestiprināšanai. Uzvalki tika aiztaisīti ar vertikālu rāvējslēdzēju, kas nošūts no cirkšņa līdz kaklam.
Amerikāņi spēra kāju uz Mēness virsmas 21.07.1969. Šī lidojuma laikā tika izmantoti A7L skafandri.
Arī padomju kosmonauti devās uz Mēnesi. Šim lidojumam tika izveidoti Krechet skafandri. Tā bija uzvalka puscietā versija, kuras aizmugurē bija speciālas durvis. Kosmonautam tajā bija jāiekāpj, tādējādi tērptam ekipējumā. Durvis aizvērāsno iekšienes. Šim nolūkam tika nodrošināta sānu svira un sarežģīta kabeļu shēma. Uzvalka iekšpusē bija dzīvības uzturēšanas sistēma. Diemžēl padomju kosmonauti nepaguva apmeklēt Mēnesi. Taču šādiem lidojumiem radītais uzvalks vēlāk tika izmantots citu modeļu izstrādē.
Aprīkojums jaunākajiem kuģiem
Sākot ar 1967. gadu, Padomju Savienība sāka palaist Sojuz. Tie bija transportlīdzekļi, kas paredzēti orbitālo staciju izveidei. Laiks, ko astronauti pavada uz tiem, ir nepārtraukti palielinājies.
Skafanders "Hawk" tika izgatavots lidojumiem ar Sojuz kosmosa kuģi. Tās atšķirības no "Berkut" bija dzīvības atbalsta sistēmas dizains. Ar tās palīdzību elpceļu maisījums tika cirkulēts skafandra iekšpusē. Šeit tas tika attīrīts no kaitīgiem piemaisījumiem un oglekļa dioksīda, un pēc tam atdzesēts.
Jaunais Sokol-K glābšanas tērps tika izmantots Sojuz-12 lidojuma laikā 1973. gada septembrī. Uzlabotākus šo aizsargtērpu modeļus pat iegādājās tirdzniecības pārstāvji no Ķīnas. Interesanti, ka tad, kad tika palaists pilotējamais kosmosa kuģis Shanzhou, tajā esošie astronauti bija tērpti aprīkojumā, kas ļoti atgādināja Krievijas modeli.
Izgājieniem kosmosā padomju dizaineri radīja Orlan skafandru. Šī ir autonoma puscieta iekārta, līdzīga Mēness Gyrfalcon. Bija arī jāieģērbjas tajā pa durvīm aizmugurē. Bet, atšķirībā no Krechet, Orlan bija universāls. Tās piedurknes un kājas ir viegli pielāgojamas vēlamajaiizaugsme.
Orlanas skafandros lidoja ne tikai krievu kosmonauti. Pamatojoties uz šīs iekārtas modeli, ķīnieši izgatavoja savu Feitian. Tajos viņi devās kosmosā.
Nākotnes uzvalki
Šodien NASA izstrādā jaunas kosmosa programmas. Tajos ietilpst lidojumi uz asteroīdiem, uz Mēnesi, kā arī ekspedīcija uz Marsu. Tieši tāpēc turpinās jaunu skafandru modifikāciju izstrāde, kurās nākotnē būs jāapvieno visas darba tērpa un glābšanas tehnikas pozitīvās īpašības. Pie kuras opcijas izstrādātāji apstāsies, joprojām nav zināms.
Varbūt tas būs smags cietais tērps, kas pasargā cilvēku no visām negatīvajām ārējām ietekmēm, vai varbūt modernās tehnoloģijas ļaus izveidot universālu apvalku, kura eleganci novērtēs topošās astronauties.
