Cosmonaut-ruimtepakken zijn niet alleen pakken om in een baan om de aarde te vliegen. De eerste verscheen aan het begin van de twintigste eeuw. Het was een tijd waarin er nog bijna een halve eeuw voor ruimtevluchten restte. Wetenschappers begrepen echter dat de ontwikkeling van buitenaardse ruimten, waarvan de omstandigheden verschillen van de ons bekende, onvermijdelijk is. Daarom kwamen ze voor toekomstige vluchten met kosmonautapparatuur die een persoon kan beschermen tegen een voor hem dodelijke externe omgeving.
Ruimtepak concept
Wat is ruimtevaartuitrusting? Het pak is een soort wonder van technologie. Het is een miniatuur ruimtestation dat de vorm van het menselijk lichaam nabootst.
Modern ruimtepak is uitgerust met een volledig levensondersteunend systeem voor astronauten. Maar ondanks de complexiteit van het apparaat, is alles erin compact en handig.
Geschiedenis van de schepping
Het woord "pak" heeft Franse wortels. In 1775 stelde de abt-wiskundige Jean Baptiste de Pas Chapelle voor om dit concept in te voeren. Natuurlijk, aan het einde van de 18e eeuw, droomde niemand er zelfs van om de ruimte in te vliegen. Het woord "pak", dat in het Grieks "bootman" betekent, werd besloten om van toepassing te zijn op duikuitrusting.
Met de komst van het ruimtetijdperk begon dit concept in de Russische taal te worden gebruikt. Alleen hier kreeg het een iets andere betekenis. De man begon hoger en hoger te klimmen. In dit verband was er behoefte aan speciale apparatuur. Dus op een hoogte tot zeven kilometer zijn het warme kleren en een zuurstofmasker. Afstanden binnen tienduizend meter, als gevolg van drukverlies, vereisen een cabine onder druk en een compensatiepak. Anders zullen de longen van de piloot tijdens het verlagen van de druk geen zuurstof meer opnemen. Dus wat als we nog hoger gaan? In dit geval heeft u een ruimtepak nodig. Het moet heel strak zijn. Tegelijkertijd zal de interne druk in het pak (meestal binnen 40 procent van de atmosferische druk) de piloot in leven houden.
In de jaren twintig verschenen er een aantal artikelen van de Engelse fysioloog John Holden. Het was in hen dat de auteur voorstelde om duikpakken te gebruiken om de gezondheid en het leven van aeronauten te beschermen. De auteur probeerde zelfs zijn ideeën in de praktijk te brengen. Hij bouwde een soortgelijk pak en testte het in een hyperbare kamer, waar de druk werd ingesteld die overeenkomt met een hoogte van 25,6 km. De constructie van ballonnen die in de stratosfeer kunnen opstijgen, is echter geen goedkoop genoegen. En de Amerikaanse aeronaut Mark Ridge, voor wie het unieke kostuum bedoeld was, haalde helaas geen geld op. Daarom is het pak van Holden niet in de praktijk getest.
Ontwikkelingen van Sovjetwetenschappers
In ons land was ingenieur Yevgeny Chertovsky, die een medewerker was van het Institute of Aviation Medicine, bezig met ruimtepakken. In de loop van negen jaar, van 1931 tot 1940, ontwikkelde hij 7 modellen van drukapparatuur. 's Werelds eerste Sovjet-ingenieur loste het mobiliteitsprobleem op. Het feit is dat bij het klimmen naar een bepaalde hoogte het ruimtepak opzwol. Daarna werd de piloot gedwongen om grote inspanningen te leveren, zelfs om gewoon zijn been of arm te buigen. Daarom is het model Ch-2 ontworpen door een ingenieur met scharnieren.
In 1936 verscheen een nieuwe versie van ruimteapparatuur. Dit is het Ch-3-model, dat bijna alle details bevat die aanwezig zijn in moderne ruimtepakken die door Russische kosmonauten worden gebruikt. De test van deze versie van speciale uitrusting vond plaats op 19 mei 1937. De zware bommenwerper TB-3 werd gebruikt als vliegtuig.
Sinds 1936 worden ruimtepakken voor kosmonauten ontwikkeld door jonge ingenieurs van het Central Aerohydrodynamic Institute. Ze werden hiervoor geïnspireerd door de première van de sciencefictionfilm "Space Flight", die samen met Konstantin Tsiolkovsky werd gemaakt.
Het eerste pak met de SK-STEPS-1-index werd pas in 1937 ontworpen, vervaardigd en getest door jonge ingenieurs. Zelfs de externe indruk hiervanapparatuur wees op zijn buitenaardse bestemming. In het eerste model was een riemverbinder voorzien om het onder- en bovendeel met elkaar te verbinden. Aanzienlijke mobiliteit werd geboden door de schoudergewrichten. De schaal van dit pak is gemaakt van twee lagen rubberen stof.
De volgende versie van het pak onderscheidde zich door de aanwezigheid van een autonoom regeneratiesysteem, ontworpen voor 6 uur continu gebruik. In 1940 werd het laatste vooroorlogse ruimtepak van de Sovjet-Unie, de SK-SHAGI-8, gemaakt. De test van deze apparatuur werd uitgevoerd op de I-153-jager.
Creatie van speciale productie
In de naoorlogse jaren onderschepte het Flight Research Institute het initiatief om ruimtepakken voor astronauten te ontwerpen. De specialisten kregen de taak om pakken te ontwikkelen die zijn ontworpen voor piloten van de luchtvaart en die steeds nieuwe snelheden en hoogten veroveren. Voor serieproductie was één instituut echter duidelijk niet voldoende. Daarom werd in oktober 1952 een speciale werkplaats opgericht door ingenieur Alexander Boyko. Hij was in Tomilino, in de buurt van Moskou, in fabriek nr. 918. Tegenwoordig heet deze onderneming NPP Zvezda. Hierop is ooit het ruimtepak van Gagarin gemaakt.
Ruimtevluchten
Aan het einde van de jaren vijftig brak een nieuw tijdperk van buitenaardse verkenning aan. Het was tijdens deze periode dat Sovjet-ontwerpingenieurs begonnen met het ontwerpen van het Vostok-ruimtevaartuig, het eerste ruimtevoertuig. Het was echter oorspronkelijk de bedoeling dat ruimtepakken voor astronauten niet nodig zouden zijn voor deze raket. De piloot moest in een speciale verzegelde container zitten,die vóór de landing van het afdalingsvoertuig zou worden gescheiden. Deze regeling bleek echter zeer omslachtig en vergde bovendien langdurige tests. Daarom werd in augustus 1960 de interne indeling van de Vostok opnieuw ontworpen.
Sergey Korolev's bureauspecialisten veranderden de container in een schietstoel. In dit opzicht hadden toekomstige astronauten bescherming nodig in geval van drukverlaging. Ze werd een ruimtepak. Er was echter een catastrofaal gebrek aan tijd voor het koppelen met systemen aan boord. In dit opzicht werd alles wat nodig was voor de levensondersteuning van de piloot direct in de stoel geplaatst.
De eerste ruimtepakken voor kosmonauten werden SK-1 genoemd. Ze waren gebaseerd op het Vorkuta-pak voor grote hoogte, ontworpen voor piloten van de SU-9 jager-interceptor. Alleen de helm werd volledig gereconstrueerd. Er was een mechanisme in geïnstalleerd, dat werd bestuurd door een speciale sensor. Toen de druk in het pak wegviel, sloeg het transparante vizier onmiddellijk dicht.
Apparatuur voor astronauten werd op maat gemaakt. Voor de eerste vlucht werd het gemaakt voor degenen die het beste trainingsniveau vertoonden. Dit is de top drie, waaronder Yuri Gagarin, German Titov en Grigory Nelyubov.
Het is interessant dat de astronauten later de ruimte in gingen dan het ruimtepak. Een van de speciale pakken van het merk SK-1 werd in een baan om de aarde gestuurd tijdens twee onbemande testlanceringen van het Vostok-ruimtevaartuig, die plaatsvonden in maart 1961. Naast de experimentele bastaarden was de Ivan Ivanovich-dummy aan boord,gekleed in een ruimtepak. In de borst van deze kunstmatige persoon werd een kooi met cavia's en muizen geïnstalleerd. En zodat toevallige getuigen van de landing "Ivan Ivanovich" niet voor een buitenaards wezen zouden aanzien, werd een bord met het opschrift "Layout" onder het vizier van zijn ruimtepak geplaatst.
De SK-1 pakken werden gebruikt tijdens vijf bemande vluchten van het Vostok-ruimtevaartuig. Vrouwelijke astronauten konden er echter niet in vliegen. Voor hen is het SK-2-model gemaakt. Voor het eerst vond het zijn toepassing tijdens de vlucht van het ruimtevaartuig Vostok-6. We hebben dit ruimtepak gemaakt, rekening houdend met de structurele kenmerken van het vrouwelijk lichaam, voor Valentina Tereshkova.
Ontwikkeling van Amerikaanse specialisten
Bij de uitvoering van het "Mercury"-programma volgden Amerikaanse ontwerpers het pad van Sovjet-ingenieurs, terwijl ze hun eigen voorstellen deden. Het eerste Amerikaanse ruimtepak hield dus rekening met het feit dat astronauten in de ruimte in de toekomst langer in een baan om de aarde zullen zijn.
Ontwerper Russell Colley heeft een speciaal Navy Mark-pak gemaakt, oorspronkelijk ontworpen voor marineluchtvaartpiloten. In tegenstelling tot andere modellen was dit pak flexibel en had het een relatief laag gewicht. Om deze optie in ruimteprogramma's te gebruiken, zijn er verschillende wijzigingen aangebracht in het ontwerp, die voornamelijk van invloed waren op het apparaat van de helm.
De pakken van de Amerikanen hebben hun betrouwbaarheid bewezen. Slechts één keer, toen de Mercury 4-capsule naar beneden spatte en begon te zinken, doodde het pak bijna astronaut Virgil Grisson. De piloot slaagde er ternauwernood in om eruit te komen, omdat hij zich lange tijd niet kon loskoppelen van het boordsysteem.levensondersteuning.
Creatie van autonome pakken
Door het snelle tempo van de verkenning van de ruimte was het nodig om nieuwe speciale pakken te ontwerpen. De eerste modellen waren immers slechts noodhulp. Vanwege het feit dat ze waren bevestigd aan het levensondersteunende systeem van een bemand ruimtevaartuig, konden astronauten in de ruimte dergelijke apparatuur niet bezoeken. Om de open buitenaardse ruimte te betreden, was het nodig om een autonoom ruimtepak te ontwerpen. Dit werd gedaan door de ontwerpers van de USSR en de VS.
De Amerikanen hebben in het kader van hun Gemini-ruimteprogramma nieuwe aanpassingen gemaakt aan de G3C-, G4C- en G5C-ruimtepakken. De tweede is ontworpen voor ruimtewandelingen. Ondanks het feit dat alle Amerikaanse ruimtepakken waren aangesloten op het levensondersteunende systeem aan boord, hadden ze een autonoom apparaat ingebouwd. Indien nodig zouden zijn middelen voldoende zijn om het leven van een astronaut een half uur te ondersteunen.
In een G4C-pak ging de Amerikaan Edward White op 1965-03-06 de ruimte in. Hij was echter geen pionier. Twee en een halve maand voor hem bezocht Alexei Leonov de ruimte naast het schip. Voor deze historische vlucht ontwikkelden Sovjet-ingenieurs het Berkut-pak. Het verschilde van de SK-1 door de aanwezigheid van een tweede hermetische schaal. Bovendien had het pak een schoudertas met zuurstoftanks en was er een lichtfilter in zijn helm ingebouwd.
Terwijl hij in de ruimte was, was een man met het schip verbonden door een zeven meter lange val, inclusief een schokabsorberend apparaat,elektrische draden, staalkabel en slang voor noodzuurstoftoevoer. De historische uitgang naar de buitenaardse ruimte vond plaats op 18 maart 1965. Alexei Leonov was 23 minuten buiten het ruimtevaartuig. 41 seconden
Ruimtepakken voor de verkenning van de maan
Na het beheersen van de baan van de aarde, haastte de mens zich verder. En zijn eerste doel was de implementatie van vluchten naar de maan. Maar hiervoor waren speciale autonome ruimtepakken nodig waarmee ze enkele uren buiten het schip konden zijn. En ze zijn gemaakt door de Amerikanen tijdens de ontwikkeling van het Apollo-programma. Deze pakken boden bescherming voor de astronaut tegen oververhitting door de zon en tegen micrometeorieten. De eerste ontwikkelde versie van de maanpakken heette A5L. Later werd het echter verbeterd. In de nieuwe modificatie van de A6L was een warmte-isolerende schaal aangebracht. De A7L-versie was de vlamvertragende optie.
De maanpakken waren meerlagige pakken uit één stuk met flexibele rubberen verbindingen. Aan de manchetten en kraag waren metalen ringen ontworpen om verzegelde handschoenen en een helm te bevestigen. De pakken werden vastgemaakt met een verticale ritssluiting die van de lies tot de nek was genaaid.
De Amerikanen zetten voet op het oppervlak van de maan op 21-07-1969. Tijdens deze vlucht vonden de A7L-ruimtepakken hun nut.
Sovjet-kosmonauten gingen ook naar de maan. Voor deze vlucht werden de Krechet-ruimtepakken gemaakt. Het was een halfstijve versie van het pak, met aan de achterkant een speciale deur. De astronaut moest erin klimmen, dus gekleed in uitrusting. De deur ging dichtvan binnenuit. Hiervoor waren een zijhendel en een complex circuit van kabels voorzien. In het pak zat een levensondersteunend systeem. Helaas slaagden de Sovjetkosmonauten er niet in om de maan te bezoeken. Maar het pak dat voor dergelijke vluchten werd gemaakt, werd later gebruikt bij de ontwikkeling van andere modellen.
Apparatuur voor de nieuwste schepen
Vanaf 1967 begon de Sovjet-Unie met de lancering van Sojoez. Dit waren voertuigen die waren ontworpen om orbitale stations te creëren. De tijd die astronauten eraan besteden is gestaag toegenomen.
Het ruimtepak "Hawk" is gemaakt voor vluchten op Sojoez-ruimtevaartuigen. De verschillen met de "Berkut" bestonden uit het ontwerp van het levensondersteunende systeem. Met zijn hulp werd het ademhalingsmengsel in het ruimtepak gecirculeerd. Hier werd het gezuiverd van schadelijke onzuiverheden en kooldioxide en vervolgens gekoeld.
Het nieuwe Sokol-K-reddingspak werd gebruikt tijdens de Sojoez-12-vlucht in september 1973. Meer geavanceerde modellen van deze beschermende pakken werden zelfs gekocht door vertegenwoordigers uit China. Interessant is dat toen het bemande ruimtevaartuig Shanzhou werd gelanceerd, de astronauten erin gekleed waren in uitrusting die erg aan het Russische model deed denken.
Voor ruimtewandelingen hebben Sovjetontwerpers het Orlan-ruimtepak gemaakt. Dit is een op zichzelf staande semi-rigide uitrusting, vergelijkbaar met de maan Gyrfalcon. Het was ook nodig om je erin te kleden door de deur achterin. Maar, in tegenstelling tot de Krechet, was de Orlan universeel. De mouwen en pijpen zijn eenvoudig aan te passen aan de gewenstegroei.
Het waren niet alleen Russische kosmonauten die in Orlan-ruimtepakken vlogen. Op basis van het model van deze apparatuur maakten de Chinezen hun Feitian. Daarin gingen ze de ruimte in.
Pakken van de toekomst
Vandaag ontwikkelt NASA nieuwe ruimteprogramma's. Ze omvatten vluchten naar asteroïden, naar de maan, evenals een expeditie naar Mars. Dat is de reden waarom de ontwikkeling van nieuwe aanpassingen van ruimtepakken doorgaat, die in de toekomst alle positieve eigenschappen van een werkpak en reddingsuitrusting zullen moeten combineren. Bij welke optie de ontwikkelaars zullen stoppen, is nog onbekend.
Misschien zal het een zwaar hard pak zijn dat een persoon beschermt tegen alle negatieve invloeden van buitenaf, of misschien zullen moderne technologieën het mogelijk maken om een universele schaal te creëren, waarvan de elegantie toekomstige vrouwelijke astronauten zullen waarderen.
