Кіріспе

Аполлон және Скайлаб миссияларында қолданылатын ғарыш костюмі. Аполлон/Скайлаб ғарыш костюмі (кейде Аполлон 11 ғарыш костюмі деп аталады, себебі ол Аполлон 11 миссиясында қолданылғандығымен ең көп танымал) – Аполлон және Скайлаб миссияларында қолданылатын ғарыш костюмдерінің класы. Аполлон және Скайлаб ғарыш костюмдерінің атаулары Экстравикторлық мобильділік бірлігі (EMU) болды. Apollo EMU қысымға төзімді костюм жинағынан (PSA) және портативті өмірді қолдау жүйесінен (PLSS) тұрды, ол көбінесе «рюкзак» деп аталатын. A7L – Аполлон 7-ден 14-ке дейінгі миссияларда қолданылған PSA моделі. Ал Аполлон 15 және 17 ай миссияларында, Скайлабта және Аполлон-Союз бағдарламасында A7LB қысымды костюмдер пайдаланылды. Бұған қоса, бұл қысымды костюмдер бағдарламаға байланысты өзгерістерге ие болды. Скайлаб EMU үшін NASA «Астронавт өмірін қолдау жинағы» деп аталатын, байланыс арқылы өмірді қолдайтын жүйе пайдалануды жөн көрді. Ай бетіндегі ЭВА кезінде қолданылған костюмдердің салмағы шамамен 500 кг-ға жететін, ал Айдың тартылыс күші астында салмағы шамамен 70 кг-ға тең болатын. Төмен тартылыс күші және костюмнің қысымдылығы оның қолданылуына елеулі шектеулер қойды.

Негізгі жобалау

Базовый дизайн Apollo EMU на создание ушел более трех лет. В начале программы Apollo, скафандр Apollo еще не получил окончательное название EMU. В период с 1962 по 1964 год скафандр назывался Space Suit Assembly (SSA). Apollo SSA состоял из герметичного костюма (PGA) и переносной системы жизнеобеспечения в рюкзаке (PLSS). NASA провела конкурс на контракт Apollo SSA в марте 1962 года. Каждое конкурсное предложение должно было продемонстрировать все возможности, необходимые для разработки и производства всего SSA. Многие команды подрядчиков представили предложения. Два вызвали интерес у NASA. Предложение Hamilton Standard Division of United Aircraft Corporation предусматривало предоставление Hamilton управления программой SSA и PLSS, а David Clark Company – поставщика PGA. В предложении International Latex Corporation (ILC) планировалось, что International Latex станет менеджером программы SSA и производителем PGA, Republic Aviation предоставит дополнительный опыт в области костюмов, а Westinghouse – PLSS. После оценки предложений NASA предпочла концепцию PLSS Hamilton и опыт программы, но дизайн PGA ILC. NASA решила разделить команды Hamilton и ILC, заключив контракт с Hamilton с условием, что ILC предоставит PGA. К марту 1964 года Hamilton и NASA обнаружили, что три последовательных проекта Apollo PGA ILC не соответствуют требованиям. При сравнительном тестировании только скафандр David Clark Gemini был пригоден для использования в командном модуле Apollo. Хотя PLSS Hamilton соответствовала всем требованиям, испытания с экипажем показали, что требования к жизнеобеспечению были недостаточными, что вынудило программу Apollo SSA начать все сначала. В октябре 1964 года NASA решила разделить программу скафандров на три части. David Clark предоставит скафандры для ранних миссий "Блок I" без выхода в открытый космос (EVA). Программа Hamilton/ILC продолжится как "Блок II" для поддержки первых миссий EVA. Дизайн герметичного костюма для Блока II должен был быть выбран в повторном конкурсе в июне 1965 года. Чтобы обеспечить успех рюкзака Блока II, AiResearch получила финансирование для параллельной разработки рюкзака. Более поздние, длительные миссии Apollo будут Блоком III и будут иметь более совершенные герметичные костюмы и рюкзак большей продолжительности, которые будут предоставлены поставщиками, выбранными в будущих конкурсах. Чтобы отразить этот новый старт в программе, PGA была переименована в Pressure Suit Assembly (PSA) во всех программах, а SSA Блоков II и III были переименованы в Extravehicular Mobility Unit (EMU). Hamilton и International Latex так и не смогли установить эффективные рабочие отношения. В марте 1965 года Hamilton переключилась на B. F. Goodrich в качестве поставщика костюмов. В июле 1965 года International Latex выиграла конкурс на костюм Блока II со своим дизайном A5L. Это вынудило NASA взять на себя непосредственное управление программой EMU Блока II. До конца 1965 года Hamilton Standard завершила сертификацию своего нового рюкзака. NASA впоследствии прекратила разработку рюкзака AiResearch Блока II, завершив тем самым выбор дизайна костюма/рюкзака и поставщиков для поддержки первого выхода человека в космос на Луну. Однако это не обошлось без улучшений. Apollo 11 EMU оснащался скафандром A7L с рюкзаком 6 (dash six), отражающим семь итераций дизайна скафандра и шесть итераций дизайна рюкзака. В команду швей, возглавляемую Hazel Fellows, входили Iona Allen, Delema Austin, Doris Boisey, Julia Brown, Delema Comegys, Joanne Thompson, Michelle Trice, Jeanne Wilson и Delores Zeroles. Герметичные костюмы A7L впервые полетели в космос в октябре 1968 года на борту Apollo 7. Они использовались в качестве аварийных костюмов для запуска и возвращения. Также в 1968 году NASA признала, что с модификациями EMU Блока II может дополнительно поддерживать более поздние миссии EVA, связанные с лунным ровером (LRV). Это привело к прекращению разработки Apollo Блока III в пользу EMU Apollo 15-17 с использованием скафандра A7LB и рюкзака увеличенной продолжительности "7". На четвертый день миссии пилот лунного модуля Рассел Швейкарт и командир Джеймс Макдивитт вошли в лунный модуль. Астронавты затем разгерметизировали как командный, так и лунный модули. Швейкарт вышел из лунного модуля, чтобы протестировать рюкзак и провести эксперименты. Дэвид Скотт частично вышел из люка командного модуля, поддерживаемый пуповиной, подключенной к командному модулю, чтобы наблюдать. EVA длился всего 46 минут, но позволил проверить обе конфигурации EVA EMU. Это был единственный выход в открытый космос Apollo перед миссией по высадке на Луну Apollo 11. Apollo 11 сделала A7L самым знаковым скафандром программы. Он оказался основным герметичным костюмом, который носили астронавты NASA во время проекта Apollo. Начиная с 1969 года, скафандры A7L проектировались и производились ILC Dover (подразделением Playtex в то время). A7L является эволюцией первоначального A5L ILC, который выиграл конкурс на герметичный костюм в 1965 году, и A6L, который представил интегрированный тепловой и микрометеоритный защитный слой. После трагического пожара Apollo 1 скафандр был модернизирован для обеспечения огнестойкости и получил обозначение A7L. 20 июля 1969 года EMU Apollo 11 были широко представлены в телевизионных репортажах о первой высадке на Луну. Также в 1969 году International Latex решила выделить свой бизнес по производству герметичных костюмов в ILC Dover. Базовая конструкция скафандра A7L представляла собой цельный пятислойный скафандр "туловище-конечность" с шарнирами сложной конструкции из синтетического и натурального каучука в плечах, локтях, запястьях, бедрах, лодыжках и коленях. Сборка "кабель/канал" в плечевом суставе позволяла плечу скафандра двигаться вперед, назад, вверх или вниз вместе с движениями пользователя. Быстроразъемные соединения на шее и предплечьях позволяли подключать перчатки под давлением и знаменитый шлем Apollo "аквариум" (принятый NASA, поскольку он обеспечивал неограниченный обзор, а также устранял необходимость в уплотнении визора, необходимом в шлемах Mercury и Gemini и Apollo Блока I). Защитный слой, разработанный для обеспечения огнестойкости после трагического пожара Apollo 1, был прикреплен к герметичному костюму и мог быть снят для ремонта и осмотра. Все скафандры A7L имели вертикальную молнию от разъема шлема (воротниковое кольцо), вниз по спине и вокруг промежности.

Сұйықпен салқындататын киім

Ай экипаждары үш қабатты сұйық салқындату және желдету киімін (LCG) немесе "бірден кигізілетін костюмды" киген, оның ішіндегі пластик түтікшелер суды айналдырып, астронавтты салқындатып, терлеуді және шлемнің булануын азайтатын болған. Су LCG-ге PLSS рюкзагынан беріліп, ондағы айналымдағы су сублиматор арқылы тұрақты және ыңғайлы температураға дейін салқындатылған.

Портативті тіршілік ету жүйесін

Аполлон ғарыш костюмі жарысының басында ешкім тіршілікпен қамтамасыз етуді костюмге қалай бекітуді, басқару элементтерін қалай орналастыруды немесе қанша тіршілікпен қамтамасыз ету қажеттігін білмеді. Белгілі болғаны – он ай ішінде Портативті тіршілікпен қамтамасыз ету жүйесі, әдетте "рюкзак" деп аталатын, он екінші айдың соңына дейін костюмнің толық жүйесін сынау үшін аяқталуы керек еді. Ғарыш костюміне қатысты келісімшартқа қол қойылғанға дейін, сағаттық нормативтік тіршілікпен қамтамасыз ету қажеттілігі шамамен екі есеге артты. Одан кейін бастапқы талаптан үш еседен астам болатын максималды сағаттық метаболизм энергиялық шығын талабы қосылды. 1962 жылдың соңында ерте модельдегі жаттығу костюмін сынау тіршілікпен қамтамасыз ету қажеттіліктеріне қатысты алаңдаушылықтарды тудырды. Бұл алаңдаушылықтар есепке алынбады, себебі жақын арадағы Аполлонның жаңа конструкцияларының күш-жігерді азайтуы және жақсартылған вентиляциялық жүйелері күтілуде. Алайда, Гамильтон мұны Аполлон ғарыш костюміне қажетті тіршілікпен қамтамасыз етудің талаптары айтарлықтай өсуі мүмкін екендігінің нақты белгісі ретінде қарастырып, "рюкзак" технологияларын зерттеу және әзірлеу үшін ішкі қаржыландырылатын жұмыстарды бастады. Он айдан кейін бірінші рюкзак аяқталды. Адамдармен жүргізілген сынақтар рюкзактың талаптарға сай екенін көрсетті. Бұл үлкен жетістік болар еді, егер 1963 жылғы сынақтарда тіршілікпен қамтамасыз етудің талаптары Айға аттанған миссияның қажеттіліктерін қанағаттандыруға жеткіліксіз екені анықталмағанда. 1964 жылдың басында Аполлон ғарыш костюміне арналған соңғы техникалық талаптар бекітілді, ол қалыпты жұмыс істеуді 29%-ға, ал максималды қолдануды 25%-ға арттырды. Көлем және салмақ шектеулері өзгерген жоқ. Бұл соңғы арттырулар операциялық тиімділікті талап етті, нәтижесінде кезекті пластиналы сублиматор және Аполлон сұйық салқындатқыш киімі ойлап табылды. Кезекті пластиналы сублиматор – металл пластинадан тұрады, оның микроскопиялық тесіктері пластина астынан өтетін су пайдаланушыға ыңғайлы деңгейден жоғары қызғанда, пластинадағы мұздың еруіне, пластина арқылы ағып, кеңістіктің вакуумында қайнауына және осы процесте жылуды алып кетуіне мүмкіндік береді. Пластина астындағы су пайдаланушыға қолайлы температураға дейін салқындағаннан кейін, пластинадағы су қайтадан қатып, пластинаны бітеп, салқындату процесін тоқтатады. Осылайша, сенсорлар мен қозғалатын бөлшектердің істен шығуына қауіпсіздікпен автоматты температураны бақылау арқылы жылуды жою мүмкін болды. Аполлонның сұйық салқындатқыш киімі – ашық торлы киім, оған түтіктер бекітілген, олар қажет болған кезде артық дене жылуын жою үшін судың дене айналасында айналуына мүмкіндік береді. Киім түтіктерді денеге жақын ұстап, жылуды тиімді түрде шығарып тастады. Ашық тор денедегі ылғалдылықты және дене жылуын жою үшін дене үстінен ауа айналымын қамтамасыз етті. 1966 жылы NASA осы технологияға барлық ұйымдардың қол жеткізуіне мүмкіндік беру үшін сұйық салқындатқыш киімге құқықтарды сатып алды. Аполлонның алғашқы ғарышқа шығуларынан бұрын рюкзакқа дисплей және басқару блогы бар алдыңғы панель орнатылды, ол қашықтан басқару блогы деп аталды. Бұл Аполлон 11 үшін қайта қарастырылды, сонымен қатар жоғары сапалы Ай суреттерін алу үшін камераны бекітуге мүмкіндік берді.

Торс аяқ-қол костюмінің құрастырылуы

Командалық модульдің пилотының (CMP) TSLA-сы командир мен ай модулі пилотының TSLA-сына ұқсас болды, бірақ CMP ешқандай сыртқы жұмыс істемейтіндіктен, қажетсіз жабдықтары алынып тасталды. Мысалы, CMP-нің TSLA-сында екі емес, бір ғана газ жалғағыш жиынтығы болды және сумен салқындатуға арналған қосылымы болмады. Сонымен қатар, костюм жеңінің ішіндегі қысымды төмендету клапаны және ай модулінде қолданылатын тізгіш бекіткіштері де алынып тасталды. CMP-ге арналған TSLA-да қолды шынтақтан жоғары бұруға мүмкіндік беретін қол сақтағышы да болмады.

Көлік ішіндегі қаптама қабаты

TSLA барысында командалық модуль ұшқыштары өрттен және тозудан қорғану үшін тек үш қабатты ғана nomex және бета матадан жасалған ғарыш көлігі ішіндегі қаптама қабатын (IVCL) киген.

Киімді үнемі киіп жүр

CMP TSLA астында сумен салқындатылатын сұйық салқындату киімінің орнына, тұрақты кию киімі (CWG) деп аталатын қарапайым мақта матадан жасалған одақ костюмін киді. Оның салқындауы ғарыш кемесінің қоршаған ортаны басқару жүйесінен келген көбелек арқылы костюміне оттегі ағынымен тікелей қамтамасыз етілді. Айға шығуға қатысты EVA жұмыстарын жасамағанда, LMP және CDR да LCG орнына CWG киді.

Аполлон 15-17 ЭВМ

Аполлон 15, 16 және 17-ші айға жасалған ғарыш сапарлары кезінде ғарыш киімдері кеңінен жаңартылды. Бұл қысымды киімдер A7LB деп аталды және екі нұсқада шықты. Extra Vehicular (EV) нұсқасы – бұл ай роверімен қозғалыс мүмкіндігін жақсартатын және оны пайдалануды жеңілдететін жаңа, ортаңғы деңгейдегі киім болды. A7LB EV киімдері ұзақ мерзімді J сериялы миссиялар үшін жасалған, онда үш EVA (адамның ғарыштан тысқары жұмысы) жүргізілетін және Айдағы жүріп-тұру көлігі (LRV) алғаш рет қолданылатын. Бастапқыда ILC Dover компаниясы "A9L" деп әзірлеген, бірақ NASA "A7LB" деген атау берген бұл жаңа киім мойын және белде екі жаңа буынға ие болды. Бел буыны астронавтқа LRV-де отыруға мүмкіндік беру үшін қосылды, ал мойын буыны LRV-ді басқару кезінде көру мүмкіндігін арттыру үшін жасалды. Бел буынының арқасында алты өмір тіршілігін сақтайтын жалғауыштар бұрынғы параллель орналасудан екі "үшбұрыш" түріне өзгертілді, сондай-ақ артқы жағындағы жоғарыдан төменге дейінгі сыдырық қайта қаралып, орны ауыстырылды. Бұған қоса, EVA рюкзактары ұзаққа созылатын EVA үшін көбірек оттегі, литий гидроксиді (LiOH), қуат және салқындату суын тасымалдау үшін жаңартылды. ASTP A7LB киімі – 1975 жылы енгізіліп, 1992 жылға дейін NASA кеңінен қолданған NASA-ның "құрт" логотипін пайдаланған жалғыз Аполлон киімі болды.