Suitport - Suitport

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

А костюм или костюм альтернативная технология воздушный шлюз, разработан для использования в опасных средах и в полет человека в космос, особенно планетарный разведка 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 костюма задний вход космический костюм прикреплен и запломбирован снаружи космический корабль, космическая среда обитания, или под давлением ровер, лицом наружу. Чтобы начать внекорабельная деятельность (EVA), космонавт в Рукава рубашки сначала входит в скафандр ногами вперед изнутри герметичной среды, закрывает и запечатывает скафандр рюкзак и люк транспортного средства (который закрывается на рюкзак для удержания пыли). Затем космонавт распечатывает и отделяет скафандр от корабля и готов к выходу в открытый космос.[1][2][3]

Чтобы снова войти в транспортное средство, космонавт возвращается в порт для скафандра и прикрепляет скафандр к транспортному средству, прежде чем открыть люк и рюкзак и вернуться в транспортное средство. Если автомобиль и костюм не работают одновременно давление, перед открытием люка необходимо выровнять два давления.

Преимущества и недостатки

Преимущества

Костюмы имеют три основных преимущества перед традиционными шлюзами. Во-первых, масса и объем, необходимые для костюма, значительно меньше, чем для воздушного шлюза. Стартовая масса в современном химическая ракета -приведенный ракеты-носители, по ориентировочной стоимости АМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$ 60 000 за килограмм доставлено на поверхность Луны.[4]

Во-вторых, чемоданы могут устранить или минимизировать проблему пыль миграция. В течение Программа Аполлон было обнаружено, что лунный грунт является электрически заряженный, и легко прилипает к любой поверхности, с которой соприкасается, проблема усугубляется острыми, похожими на зазубрины формами частиц пыли.[5] Лунная пыль может нанести вред по нескольким причинам:

  • Абразивные частицы пыли могут 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 нервное и сердечно-сосудистая система, что приводит к таким условиям, как пневмокониоз.[6][7]

Во время миссий Аполлона астронавты надевали скафандры внутри Лунный модуль Аполлона кабина, в которой затем было сброшено давление, чтобы позволить им покинуть автомобиль. 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 "порох "запах и раздражение дыхательных путей и / или глаз после того, как они открыли шлемы и подверглись воздействию пыли.[5]

Когда костюм прикреплен к транспортному средству, любая пыль, которая могла приставать к рюкзаку костюма, запечатывается между внешней стороной рюкзака и боковым люком автомобиля. Любая пыль на костюме, которой нет в рюкзаке, остается закрытой за пределами 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 необходимо создать давление, - это пространство между люком автомобиля и рюкзаком жизнеобеспечения, да и то только в случае необходимости ремонта, дезактивации и переоборудования костюма.[1][3]

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.[8] По данным НАСА Управление миссии разведочных систем К недостаткам костюмов также можно отнести:

Разработка и использование

Скафандр пристыкован к марсоходу с помощью скафандра
Концепция Suitport тестируется с Скафандр прототип Z-1 в 2012

Первый EVA скафандр с задним входом был разработан в НПП Звезда в 1962 г.[8] Концепция скафандра предлагалась для использования в советской программе пилотируемой Луны. Патент на костюм-корт впервые был подан в 1980 году в Советском Союзе Исааком Абрамовым из «Звезды» и Юрием Назаровым из ЦКБМ.[10]

Патент США на спортивный костюм был впервые подан в 1987 году Марком М. Коэном из НАСА. Исследовательский центр Эймса.[11] Дальнейшие патенты были поданы в 1996 году Филипом Калбертсоном-младшим,[1] а в 2003 году - Йорг Бетчер, Стивен Рэнсом и Фрэнк Стейнсик.[2]

С 1995 года чемоданы нашли практическое, наземное применение как часть НАСА Эймс транспортное средство с опасными материалами, где использование костюма исключает необходимость дезинфекции Общевойсковой защитный комплект перед снятием.[12] Прототип скафандра, построенный Брэндом Гриффином, был использован в испытании имитации лунной гравитации на борту. НАСА Джонсон с С-135 самолет.[12]

Спортивные костюмы могут найти применение в будущем НАСА проекты, направленные на возврат к Луна и пилотируемое освоение Марс. Концептуальные Космический корабль имеет два чемодана на задней части корабля.

Тестирование проводилось в сочетании с Скафандр прототип Z-1 внутри теплового вакуума НАСА, оцененного человеком камера B на Космический центр Джонсона.[13] Ранние беспилотные испытания костюмпорта были проведены в июне 2012 года.[14][15] 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) с давлением в камере примерно 6,5 фунтов на квадратный дюйм (0,44 атм), что эквивалентно высоте 21 000 футов (6 400 м).[15] 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).[15] Костюмы в конечном итоге могут быть протестированы на Международная космическая станция.[16]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c Калбертсон, Филип-младший (1996-09-30). «Стыковочный механизм костюма - патент США 5697108». freepatentsonline.com. Получено 2006-06-15.
  2. ^ а б Boettcher, Joerg; Стивен Рэнсом; Франк Стейнсик (17 июля 2003 г.). «Аппарат и способ надевания защитного костюма - Патент США 6959456». freepatentsonline.com. Получено 2006-06-15.
  3. ^ а б «Стыковочное приспособление и механизм для защитного костюма». Краткие технические описания НАСА. НАСА. 1 марта 2003 г.. Получено 2006-06-15.
  4. ^ "Эволюция CELSS с Земли на Луну" (PDF). Труды 7-й летней конференции NASA / USRA Advanced Design Programme. Колорадский университет. стр. 123–132. Получено 2006-06-15.
  5. ^ а б Дэвид, Леонард (7 ноября 2006 г.). "Лунные исследователи сталкиваются с дилеммой лунной пыли". Space.com. Получено 2008-06-15.
  6. ^ Park, J.S .; Ю. Лю; К. Д. Кихм; Л. А. Тейлор. «Микроморфология и токсикологические эффекты лунной пыли» (PDF). Наука о Луне и планетах XXXVII (2006 г.) -. Получено 2007-03-08. Гранулометрический состав лунной пыли из образца 77051 Аполлона 17 был определен с помощью анализа изображений SEM. Данные распределения по размерам показывают приблизительное гауссово распределение с одной модой на длине волны около 300 нм. Площадь реактивационной поверхности высокопористых частиц «швейцарского сыра» примерно на 26% больше, чем у сферы. Морфология пылинок классифицирована по четырем типам: 1) сферическая; 2) угловые блоки; 3) осколки стекла; и 4) нерегулярные (тесьма или швейцарский сыр). Эти данные помогут исследователям-медикам в их исследованиях токсикологического воздействия вдыхания лунной пыли человеком.
  7. ^ Янг, Келли (6 марта 2007 г.). «Валики для ворса могут собирать опасную лунную пыль». Новый ученый. Получено 2008-02-17. Несмотря на то, что лунная пыль считается потенциальным источником кислорода и металлов, она вызывает беспокойство, потому что врачи опасаются, что мельчайшие зерна могут осесть в легких астронавтов, что может вызвать долгосрочные последствия для здоровья.
  8. ^ а б Абрамов, Исаак П .; Скуг, Ингемар А. (23 ноября 2003 г.). Русские скафандры. Springer Science & Business Media.
  9. ^ «Управление исследовательских систем, обновление лунной архитектуры, AIAA Space 2007» (PDF). 20 сентября 2007 г.. Получено 24 декабря, 2012.
  10. ^ «Луноход, Обама, Юрий Назаров и русская глупость». 25 января 2009 г.. Получено 24 декабря, 2010.
  11. ^ «Сюитпорт внетранспортного доступа». Ведомство США по патентам и товарным знакам. 27 июня 1988 г.. Получено 17 декабря 2012.
  12. ^ а б Коэн, Марк М. (3–5 апреля 1995 г.). "Прогресс костюма" (PDF). Конференция по наукам о жизни и космической медицине. Хьюстон, Техас: Американский институт аэронавтики и астронавтики.. Получено 2008-11-19.
  13. ^ «Обновление МКС: Тестирование в костюмах». НАСА. 7 июня 2012 г.. Получено 27 июля 2012.
  14. ^ «Обновление МКС: Сьютпорт». НАСА. 7 июня 2012 г.. Получено 28 июля 2012.
  15. ^ а б c «Обновление МКС: Тестирование костюма». НАСА. 19 июля 2012 г.. Получено 27 июля 2012.
  16. ^ Уильямс, Кэтрин (август 2011 г.). «По дороге в ближайший к вам центр: передовые исследовательские системы» (PDF). НАСА. Получено 27 октября 2011.