Когда космонавт летит в космос, он понимает, что условия там далеки от того, к чему он привык на Земле. Глубокий вакуум, перепады температур от минус двухсот до плюс двухсот градусов Цельсия, космический мусор, микрометеориты, а еще возможность просто улететь в космос и никогда больше не вернуться домой. Все эти условия вынуждают использовать специальные средства защиты. Что интересно, о скафандрах заговорили еще в Древней Греции, а сейчас их вспоминают в основном, говоря про космонавтов. При этом, они есть и в других сферах деятельности. Они есть под водой, на земле и в воздухе. Проще говоря, без скафандров никуда.
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.
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.
Какие типы скафандров бывают
Получается, скафандр — это то, что расширяет наши горизонты и позволяет оказаться там, где нам не положено быть просто по нашей физиологии. Но какие же типы скафандров используются покорителями неизведанных и опасных мест?
Водолазные скафандры
Да, то, в чем водолазы работают на большой глубине, тоже называется скафандрами. Есть даже модели, которые способны погружать человека на глубину до 600 метров, сохраняя внутри нормальное давление.
Это не только позволяет сохранить жизнь и здоровье водолаза, но и обеспечивает более быстрое всплытие и погружение. Если не пользоваться подобными средствами защиты, то человек не сможет погрузиться на такую глубину и будет вынужден подниматься на поверхность очень медленно, проходя все стадии декомпрессии.
Авиационные скафандры
Почти все хоть раз куда-то летали на самолете. Во время полета некоторые испытывали заложенность ушей или носа. Это только незначительные признаки того, что человек столкнулся с изменением давления. Такое изменение все равно очень плавное и не способно причинить вреда здоровью или привести к тому, что человек потеряет сознание.
А ведь скорость набора высоты (скороподъемность) современных истребителей в десятки раз выше не только того, что по нормативам положено обычному авиалайнеру, но даже намного выше его технических возможностей.
Все это приводит к тому, что пилоту часто требуются скафандр, который защитит его от таких перепадов давления, перегрузок во время маневров, которые достигают нескольких G, а также при подъемах на высоту 30 000 метров и более. Мировой рекорд высоты для самолета был поставлен на истребителе МиГ-25РБ, когда он поднялся на 37 650 метров.
Скафандр для стратосферных полетов
Есть скафандры и для стратосферных полетов. В конце пятидесятых годов прошлого века эти системы защиты активно тестировались для создания космических скафандров и средств спасения. Для этого людей в скафандре поднимали на высоту до 40 000 метров в открытой гондоле, прикрепленной к стратостату. Проблема в том, что люди слишком часто погибали, и эксперименты прекратили. Впрочем, все было не зря и накопленных данных исследователям хватило, чтобы разработать скафандры для космонавтов.
Уже в 2012 году в рамках проекта Red Bull Stratos австриец Феликс Баумгартнер совершил прыжок с высоты 39 000 метров, установив тем самым два мировых рекорда — максимальной высоты прыжка и максимальной скорости падения.
Для подготовки к этому прыжку он и его команда несколько лет готовились и проводили тренировки. Основная проблема была в том, что при падении с такой высоты и наборе очень большой скорости тело становится нестабильным по мере увеличения давления и его может закрутить так, что человек потеряет сознание и погибнет. При таких прыжках надо уметь управлять полетом не хуже, чем пилот самолета.
Для сравнения скорость падения обычного парашютиста при прыжке с 4000-5000 метров составляет примерно 180-200 километров в час. Баумгартнер же преодолел звуковой барьер и разогнался до 1350 километров час.
Чтобы вы понимали разницу в плотности воздуха на высоте, достаточно сказать, что самолет сэкономит примерно 80 процентов топлива, если будет лететь на высоте 10 000, поднявшись с 1 000 метров. На высоте 40 000 метров сопротивления воздуха уже почти нет, если сравнивать с тем, что у поверхности Земли.
Космический скафандр
Самым привычным типом скафандров является космический. Учитывая его сложность и то, что он делает для космонавта, можно сказать, что это небольшой космический корабль, который надет на человека.
На самом деле, так и есть. В нем предусмотрены все системы жизнеобеспечения, что позволяет человеку находится в космосе несколько часов.
Делятся они на два типа — мягкие и жесткие. В космос человек в любом случае летит в скафандре, просто некоторые имеют возможность выхода в космос, а некоторые — нет.
Из чего сделан скафандр космонавта
Первые космические скафандры появились в конце 50-х годов прошлого века в СССР. Они предназначались для собак — Рыжика и Лисы, которые стали первыми живыми существами в космосе.
Сейчас скафандры состоят из большого количества компонентов и слоев, часть которых защищает от холода, другие дают герметизацию, а третьи обеспечивают механическую прочность.
Для полета на Луну в рамках программы ”Apollo” был создан скафандр, который состоял из 17 слоев материала и весил 90 килограмм. Под него надевали терморегулирующий комбинезон, пронизанный трубками с циркулирующей водой. Система жизнеобеспечения позволяла автономно находится в костюме 6 часов и еще 30 минут на случай непредвиденной ситуации.
Не многие знают, но переключатели, указатели и органы управления системами на скафандрах для выхода в открытый космос нанесены зеркально. Сделано это для того, чтобы космонавт мог прочитать их, увидев отражение в зеркале, которое закреплено на руке. Он же не может просто наклонить голову и посмотреть, что у него на груди.
Аварийные ситуации в открытом космосе Больше всего риска для человека, когда он находится в открытом космосе, представляет повреждение скафандра. В этом случае он должен очень быстро вернуться на борт — только так можно спасти его жизнь. Впрочем, бывали и интересные случаи, связанные с повреждениями.
Так, например, самым известным является инцидент с повреждением скафандра, который произошёл во время полёта «Атлантиса» STS-37. Тогда маленький металлический прутик проколол перчатку одного из астронавтов. Самое интересное, что этого никто даже не заметил, так как он застрял в отверстии и не позволил произойти разгерметизации. Повреждение обнаружили уже после возвращения на корабль при осмотре скафандра.
Еще более известным случаем является случай, произошедший в 1965 году с Алексеем Леоновым, во время первого в истории выхода человека в открытый космос. Его скафандр был мягкого типа и слишком сильно раздулся от внутреннего давления. В итоге, он не мог согнуть руки и вернуться на корабль. По инструкции ему надо было заходить в люк ногами вперед, чтобы иметь возможность ”закрыть за собой дверь”. В итоге он принял решение заходить головой вперед и уже в отсеке сбросил давление внутри скафандра, кое-как развернулся и закрыл люк.
В России и в США тех, кто летает в космос, называют по-разному. У нас это космонавты, а у них — астронавты. Первое более логично, так как пока мы летаем только в космос, а не к звездам (”астрон” в переводе с греческого — звезда)
Во время второго в истории выхода в открытый космос произошел еще один случай с астронавтом Пирсом Селерсом. От его скафандра во время полета отцепилась лебедка со страховочным тросом. Если бы это вовремя на заметили его коллеги, он мог бы просто улететь от корабля и спасти его было бы невозможно.
На данный момент совершены уже сотни выходов в открытый космос и инцидентов среди них было не так много. Можно сказать, что благодаря научной мысли и накопленному опыту это стало почти безопасным занятием.