Suitport - Suitport

Мужчина отключается от макета костюма во время полевых испытаний
Астронавт входит в скафандр через порт для костюма

Suitport или suitlock является альтернативой технологии к шлюзу , предназначенный для использования во взрывоопасных средах , а также в пилотируемых космических полетах , особенно планетарной разведке поверхности. Костюмы имеют преимущества перед традиционными воздушными шлюзами с точки зрения массы, объема и способности снижать загрязнение окружающей среды и загрязнения окружающей среды.

Операция

В системе скафандров скафандр с задним входом прикреплен и герметично прилегает к космическому кораблю , космической среде обитания или марсоходу под давлением , обращенным наружу. Для того, чтобы начать внекорабельную активность (EVA), в астронавт в рубашке впервые входит в костюме ноге первой из внутренней среды находящихся под давлением, а также закрывает и герметизирует пространство костюма Рюкзак и люк транспортного средства (что уплотнения в рюкзак для пыли сдерживание). Затем космонавт распечатывает и отделяет скафандр от корабля и готов к выходу в открытый космос.

Чтобы снова войти в транспортное средство, космонавт возвращается в порт для костюмов и прикрепляет скафандр к транспортному средству, прежде чем открыть люк и рюкзак и вернуться в транспортное средство. Если транспортное средство и костюм не работают при одинаковом давлении , необходимо будет уравнять два давления, прежде чем можно будет открыть люк.

Преимущества и недостатки

Преимущества

Костюмы имеют три основных преимущества перед традиционными воздушными шлюзами. Во-первых, масса и объем, необходимые для костюма, значительно меньше, чем для воздушного шлюза. В современных ракетах-носителях с химическими реакторами стартовая масса очень высока , по оценкам, 60 000 долларов США за килограмм, доставленный на поверхность Луны.

Во-вторых, чемоданы могут устранить или свести к минимуму проблему миграции пыли . Во время программы Apollo , было обнаружено , что лунный грунт является электрически заряженным , и легко прилипает к любой поверхности , с которой она вступает в контакт, проблема усугубляется резким, бородки подобные формы частиц пыли. Лунная пыль может нанести вред по нескольким причинам:

  • Абразивная природа частиц пыли может истирать и изнашивать поверхности из-за трения.
  • Пыль может повредить покрытия, используемые на прокладках, оптических линзах, солнечных панелях, окнах и проводке.
  • Пыль может вызвать повреждение легких космонавта, а также нервной и сердечно-сосудистой систем , что приведет к таким заболеваниям, как пневмокониоз .

Во время миссий «Аполлон» астронавты облачились в свои космические скафандры в кабине лунного модуля « Аполлон» , давление в которой было сброшено, чтобы позволить им покинуть корабль. По окончании выхода в открытый космос астронавты возвращались в кабину в своих скафандрах, принеся с собой большое количество пыли, приставшей к скафандрам. Несколько астронавтов сообщили о запахе " пороха " и раздражении органов дыхания или глаз, когда они открывали шлемы и подвергались воздействию пыли.

Когда костюм прикреплен к транспортному средству, любая пыль, которая могла приставать к рюкзаку костюма, запечатывается между внешней стороной рюкзака и боковым люком транспортного средства. Любая пыль на костюме, которой нет в рюкзаке, остается закрытой снаружи автомобиля. Точно так же порт для костюма предотвращает заражение внешней среды микробами, переносимыми космонавтом.

Кроме того, скафандры значительно сокращают время входа и выхода и практически исключают необходимость откачки шлюзовой камеры, которая обычно связана с потерей воздуха или требует тяжелого и сложного насосного оборудования, поскольку единственное пространство, в котором требуется повышенное давление, - это воздухозаборник. пространство между люком автомобиля и рюкзаком жизнеобеспечения, да и то только в случае необходимости ремонта, дезактивации и переоборудования костюма.

Недостатки

К недостаткам скафандров можно отнести дополнительную массу интерфейса на задней части скафандра, которая может составлять более 4,5 кг (9,9 фунта), и повышенную механическую сложность, потенциально снижающую общую надежность системы EVA. По данным NASA's Exploration Systems Mission Directorate , к недостаткам чемоданов также можно отнести:

  • Более низкий уровень технологической готовности (TRL), чем у шлюзов.
  • Повышенная трудность выхода недееспособных членов экипажа
  • Возможное требование для надевания костюма с плотностью 8 фунтов на квадратный дюйм (0,54 атм) при расслабленной нагрузке на человека.
  • Вероятная потребность в некоторых устанавливаемых сзади компонентах основной системы жизнеобеспечения , что создает проблемы для достижения оптимального центра масс .

Разработка и использование

Скафандр пристыкован к марсоходу с костюмом
Концепт Suitport проходит испытания с прототипом скафандра Z-1 в 2012 году

Первый EVA задний вход скафандр был разработан на АЭС Звезде в 1962 году Концепция suitport была предложена для использования в советской пилотируемой программе Луны. Патент на чемодан был впервые подан в 1980 году в Советском Союзе Исааком Абрамовым из «Звезды» и Юрием Назаровым из ЦКБМ.

Патент США на спортивный костюм был впервые подан в 1987 году Марком М. Коэном из Исследовательского центра Эймса НАСА . Дальнейшие патенты были поданы в 1996 году Филипом Калбертсоном-младшим, а в 2003 году - Йоргом Боттчером, Стивеном Рэнсомом и Фрэнком Стейнсиком.

С 1995 года чемоданы нашли практическое, наземное применение как часть транспортного средства NASA Ames для перевозки опасных материалов, где использование костюма исключает необходимость дезинфицировать защитный костюм перед снятием. Suitport прототип построен Марка Гриффина был использован в моделируемой лунной испытания гравитации на борту NASA Johnson «s C-135 самолетов.

Suitports могут найти применение в будущих проектах НАСА, направленных на возвращение на Луну и пилотируемое исследование Марса . У концептуального космического корабля НАСА есть два чемодана на задней части корабля.

Испытания проводились в сочетании с прототипом скафандра Z-1 внутри термовакуумной камеры B НАСА, рассчитанной на человека, в Космическом центре Джонсона . Ранние беспилотные испытания костюмпорта были проведены в июне 2012 года. Первые пилотируемые испытания костюмпорта состоялись 16 и 18 июля 2012 года; во время этих испытаний скафандр поддерживался под давлением 14,7 фунтов на квадратный дюйм (1 атм), а давление в камере составляло примерно 6,5 фунтов на квадратный дюйм (0,44 атм), что эквивалентно высоте 21 000 футов (6 400 м). Будущие испытания были запланированы на сентябрь и август 2012 года, когда НАСА планировало поддерживать в скафандре давление 8 фунтов на квадратный дюйм (0,5 атм), а в вакуумной камере - примерно 0 фунтов на квадратный дюйм (0 атм). Костюмопорты могут в конечном итоге быть испытаны на Международной космической станции .

Смотрите также

Рекомендации