Skafandre kozmonautov nie sú len obleky na lietanie na obežnej dráhe. Prvý z nich sa objavil na začiatku dvadsiateho storočia. Bolo to obdobie, keď do vesmírnych letov zostávalo takmer polstoročie. Vedci však pochopili, že vývoj mimozemských priestorov, ktorých podmienky sa líšia od tých, ktoré sú nám známe, je nevyhnutný. Preto pre budúce lety prišli s kozmonautickým vybavením, ktoré dokáže človeka ochrániť pred pre neho smrteľným vonkajším prostredím.
Koncept vesmírneho obleku
Čo je výbava pre vesmírne lety? Oblek je akýmsi zázrakom techniky. Je to miniatúrna vesmírna stanica, ktorá napodobňuje tvar ľudského tela.
Moderný vesmírny skafander je vybavený celým systémom podpory života astronautov. Ale napriek zložitosti zariadenia je všetko v ňom kompaktné a pohodlné.
História stvorenia
Slovo „oblek“má francúzske korene. V roku 1775 abbé-matematik Jean Baptiste de Pas Chapelle navrhol zaviesť tento koncept. Samozrejme, že koncom 18. storočia sa nikomu ani len nesnívalo o lete do vesmíru. Slovo „oblek“, ktoré v gréčtine znamená „člnkár“, sa rozhodlo použiť na potápačské vybavenie.
S príchodom vesmírneho veku sa tento pojem začal používať aj v ruskom jazyku. Len tu to nabralo trochu iný význam. Muž začal stúpať vyššie a vyššie. V tomto ohľade bolo potrebné špeciálne vybavenie. Takže v nadmorskej výške do siedmich kilometrov je to teplé oblečenie a kyslíková maska. Vzdialenosti do desaťtisíc metrov si v dôsledku poklesu tlaku vyžadujú pretlakovú kabínu a kompenzačný oblek. V opačnom prípade počas odtlakovania už nebudú pľúca pilota absorbovať kyslík. Čo ak teda pôjdeme ešte vyššie? V tomto prípade budete potrebovať vesmírny oblek. Musí to byť veľmi tesné. Vnútorný tlak v obleku (zvyčajne do 40 percent atmosférického tlaku) zároveň udrží pilota pri živote.
V 20. rokoch 20. storočia sa objavilo množstvo článkov anglického fyziológa Johna Holdena. Práve v nich autor navrhol použiť na ochranu zdravia a života aeronautov potápačské obleky. Autor sa dokonca pokúsil svoje myšlienky uviesť do praxe. Zostrojil podobný oblek a otestoval ho v hyperbarickej komore, kde bol nastavený tlak zodpovedajúci nadmorskej výške 25,6 km. Konštrukcia balónov schopných vzniesť sa do stratosféry však nie je lacným pôžitkom. A americký letec Mark Ridge, pre ktorého bol unikátny kostým určený, financie bohužiaľ nezohnal. Preto Holdenov oblek nebol testovaný v praxi.
Vývoj sovietskych vedcov
U nás sa vesmírnym skafandrom zaoberal inžinier Jevgenij Čertovskij, ktorý bol zamestnancom Ústavu leteckého lekárstva. V priebehu deviatich rokov, od roku 1931 do roku 1940, vyvinul 7 modelov tlakových zariadení. Prvý sovietsky inžinier na svete vyriešil problém mobility. Faktom je, že pri stúpaní do určitej výšky sa skafander nafúkol. Potom bol pilot nútený vynaložiť veľké úsilie aj na jednoduché ohýbanie nohy alebo ruky. Preto bol model Ch-2 navrhnutý inžinierom s pántami.
V roku 1936 sa objavila nová verzia vesmírneho vybavenia. Ide o model Ch-3, obsahujúci takmer všetky detaily prítomné v moderných skafandroch používaných ruskými kozmonautmi. Test tejto verzie špeciálneho vybavenia sa uskutočnil 19. mája 1937. Ako lietadlo bol použitý ťažký bombardér TB-3.
Od roku 1936 vyvíjali skafandre pre kozmonautov mladí inžinieri z Centrálneho aerohydrodynamického inštitútu. Inšpirovala ich k tomu premiéra sci-fi filmu „Space Flight“, ktorý vznikol v spolupráci s Konstantinom Ciolkovským.
Prvý oblek s indexom SK-STEPS-1 bol navrhnutý, vyrobený a testovaný mladými inžiniermi iba v roku 1937. Dokonca aj vonkajší dojem z tohovybavenie naznačovalo jeho mimozemský cieľ. V prvom modeli bol poskytnutý konektor na opasok na spojenie spodnej a hornej časti. Značnú pohyblivosť zabezpečovali ramenné kĺby. Škrupina tohto obleku bola vyrobená z dvoch vrstiev pogumovanej látky.
Ďalšia verzia obleku sa vyznačovala prítomnosťou autonómneho regeneračného systému, navrhnutého na 6 hodín nepretržitej prevádzky. V roku 1940 vznikol posledný sovietsky predvojnový skafander SK-SHAGI-8. Test tohto zariadenia bol vykonaný na stíhačke I-153.
Vytvorenie špeciálnej výroby
V povojnových rokoch zachytil Inštitút pre výskum letov iniciatívu navrhnúť vesmírne obleky pre astronautov. Jeho špecialisti dostali za úlohu vyvinúť obleky určené pre pilotov letectva, zdolávať stále nové rýchlosti a výšky. Na sériovú výrobu však jeden ústav zjavne nestačil. Preto v októbri 1952 vytvoril inžinier Alexander Bojko špeciálnu dielňu. Bol v Tomiline pri Moskve v závode č. 918. Dnes sa tento podnik nazýva JE Zvezda. Práve na ňom bol svojho času vytvorený Gagarinov skafander.
Vesmírne lety
Koncom 50. rokov minulého storočia začala nová éra mimozemského prieskumu. V tomto období začali sovietski konštruktéri navrhovať kozmickú loď Vostok, prvé vesmírne vozidlo. Pôvodne sa však plánovalo, že kozmonautské skafandre pre túto raketu nebudú potrebné. Pilot musel byť v špeciálnom zapečatenom kontajneri,ktoré by sa pred pristátím oddelilo od zostupového vozidla. Táto schéma sa však ukázala ako veľmi ťažkopádna a navyše si vyžiadala zdĺhavé testy. Preto bola v auguste 1960 prerobená vnútorná dispozícia Vostoku.
Špecialisti kancelárie Sergeja Koroleva zmenili kontajner na vystreľovacie sedadlo. V tomto smere potrebovali budúci astronauti ochranu v prípade zníženia tlaku. Stal sa z nej skafander. Na jeho dokovanie s palubnými systémami však bol katastrofálny nedostatok času. V tejto súvislosti bolo všetko potrebné pre životnú podporu pilota umiestnené priamo v sedadle.
Prvé kozmonautské skafandre dostali názov SK-1. Vychádzali z výškového obleku Vorkuta, určeného pre pilotov stíhacích stíhačiek SU-9. Kompletne zrekonštruovaná bola len prilba. Bol v ňom nainštalovaný mechanizmus, ktorý bol riadený špeciálnym snímačom. Keď tlak v obleku klesol, priehľadný priezor sa okamžite zatvoril.
Vybavenie pre astronautov bolo vyrobené na mieru. Pre prvý let bol vytvorený pre tých, ktorí preukázali najlepšiu úroveň výcviku. Toto sú prvé tri, medzi ktoré patria Jurij Gagarin, German Titov a Grigorij Nelyubov.
Je zaujímavé, že astronauti išli do vesmíru neskôr ako skafander. Jeden zo špeciálnych oblekov značky SK-1 bol vyslaný na obežnú dráhu počas dvoch skúšobných bezpilotných štartov kozmickej lode Vostok, ktoré sa uskutočnili v marci 1961. Okrem experimentálnych krížencov bola na palube aj figurína Ivana Ivanoviča,oblečený v skafandri. Tomuto umelému človeku bola do hrude nainštalovaná klietka s morčatami a myšami. A aby si náhodní svedkovia pristátia nepomýlili „Ivana Ivanoviča“s mimozemšťanom, pod priezor jeho skafandru bol umiestnený štítok s nápisom „Layout“.
Obleky SK-1 boli použité počas piatich pilotovaných letov kozmickej lode Vostok. Kozmonautky v nich však lietať nemohli. Pre nich bol vytvorený model SK-2. Prvýkrát našiel svoje uplatnenie počas letu kozmickej lode Vostok-6. Tento skafander s prihliadnutím na štrukturálne vlastnosti ženského tela sme vyrobili pre Valentinu Tereshkovú.
Rozvoj amerických špecialistov
Pri implementácii programu „Merkúr“nasledovali americkí dizajnéri cestu sovietskych inžinierov, pričom vytvorili vlastné návrhy. Prvý americký skafander teda zohľadnil skutočnosť, že astronauti vo vesmíre budú v budúcnosti na obežnej dráhe dlhšie.
Dizajnér Russell Colley vyrobil špeciálny oblek Navy Mark, pôvodne navrhnutý pre pilotov námorného letectva. Na rozdiel od iných modelov bol tento oblek flexibilný a mal relatívne malú hmotnosť. Pre využitie tejto možnosti vo vesmírnych programoch bolo vykonaných niekoľko zmien v dizajne, ktoré ovplyvnili predovšetkým zariadenie prilby.
Obleky Američanov preukázali svoju spoľahlivosť. Len raz, keď sa kapsula Mercury 4 rozstrekla a začala sa potápať, oblek takmer zabil astronauta Virgila Grissona. Pilot sa ledva stihol dostať von, keďže sa dlho nevedel odpojiť od palubného systému.podpora života.
Vytvorenie autonómnych oblekov
Vzhľadom na rýchle tempo prieskumu vesmíru bolo potrebné navrhnúť nové špeciálne obleky. Veď prvé modely boli len núdzovou záchranou. Vzhľadom na to, že boli pripojené k systému podpory života kozmickej lode s ľudskou posádkou, astronauti vo vesmíre nemohli navštíviť takéto vybavenie. Pre vstup do otvoreného mimozemského priestoru bolo potrebné navrhnúť autonómny skafander. Urobili to dizajnéri ZSSR a USA.
Američania v rámci svojho vesmírneho programu Gemini vytvorili nové modifikácie skafandrov G3C, G4C a G5C. Druhý z nich bol určený na výstupy do vesmíru. Napriek tomu, že všetky americké skafandre boli napojené na palubný systém podpory života, mali v sebe zabudované autonómne zariadenie. V prípade potreby by jeho zdroje stačili na polhodinu života astronauta.
V obleku G4C 3. júna 1965 odišiel Američan Edward White do vesmíru. Nebol však priekopníkom. Dva a pol mesiaca pred ním navštívil vesmír vedľa lode Alexej Leonov. Pre tento historický let vyvinuli sovietski inžinieri oblek Berkut. Od SK-1 sa líšil prítomnosťou druhého hermetického obalu. Okrem toho mal oblek ramenný batoh vybavený kyslíkovými nádržami a v jeho prilbe bol zabudovaný svetelný filter.
Keď bol človek vo vesmíre, bol s loďou spojený sedemmetrovým závesom, ktorý obsahoval zariadenie na tlmenie nárazov,elektrické drôty, oceľový kábel a hadica pre núdzový prívod kyslíka. K historickému výstupu do mimozemského priestoru došlo 18. marca 1965. Alexej Leonov bol mimo kozmickej lode 23 minút. 41 sekúnd
Vesmírne obleky na prieskum Mesiaca
Po zvládnutí obežnej dráhy Zeme sa človek ponáhľal ďalej. A jeho prvým cieľom bola realizácia letov na Mesiac. Na to však boli potrebné špeciálne autonómne skafandre, ktoré by im umožnili byť mimo lode niekoľko hodín. A vytvorili ich Američania počas vývoja programu Apollo. Tieto obleky poskytovali astronautovi ochranu pred slnečným prehriatím a mikrometeoritmi. Prvá vyvinutá verzia lunárnych oblekov sa volala A5L. Neskôr sa to však zlepšilo. V novej modifikácii A6L bol poskytnutý tepelne izolačný plášť. Verzia A7L bola spomaľovač horenia.
Lunárne obleky boli jednodielne viacvrstvové obleky s pružnými gumovými spojmi. Na manžetách a golieri boli kovové krúžky určené na pripevnenie zapečatených rukavíc a prilby. Obleky sa zapínali zvislým zipsom všitým od slabín ku krku.
Američania vkročili na povrch Mesiaca 21. 7. 1969. Počas tohto letu našli svoje využitie skafandre A7L.
Sovietski kozmonauti sa tiež chystali na Mesiac. Pre tento let boli vytvorené skafandre Krechet. Bola to polotuhá verzia obleku, na zadnej strane ktorej boli špeciálne dvere. Astronaut do nej musel vyliezť takto oblečený vo výstroji. Dvere sa zatváralizvnútra. Na tento účel bola poskytnutá bočná páka a zložitý okruh káblov. Vo vnútri obleku bol systém podpory života. Žiaľ, návštevu Mesiaca sovietski kozmonauti nestihli. Oblek vytvorený pre takéto lety bol však neskôr použitý pri vývoji ďalších modelov.
Vybavenie pre najnovšie lode
Od roku 1967 začal Sovietsky zväz spúšťať Sojuz. Išlo o vozidlá určené na vytváranie orbitálnych staníc. Čas, ktorý na nich astronauti strávia, sa neustále zvyšuje.
Skafander „Hawk“bol vyrobený pre lety na kozmickej lodi Sojuz. Jeho rozdiely od "Berkutu" spočívali v dizajne systému podpory života. S jeho pomocou dýchacia zmes cirkulovala vo vnútri skafandru. Tu bola očistená od škodlivých nečistôt a oxidu uhličitého a následne ochladená.
Nový záchranný oblek Sokol-K bol použitý počas letu Sojuz-12 v septembri 1973. Pokročilejšie modely týchto ochranných oblekov si dokonca zakúpili obchodní zástupcovia z Číny. Je zaujímavé, že keď bola vypustená kozmická loď Shanzhou s ľudskou posádkou, astronauti v nej boli oblečení vo vybavení veľmi pripomínajúcom ruský model.
Pre výstupy do vesmíru vytvorili sovietski dizajnéri skafander Orlan. Ide o samostatné polotuhé zariadenie podobné lunárnemu Gyrfalconu. Obliecť sa do nej bolo treba aj cez dvere vzadu. Ale na rozdiel od Krechetu bol Orlan univerzálny. Jeho rukávy a nohavice sa ľahko prispôsobia želaniurast.
V skafandroch Orlan nelietali len ruskí kozmonauti. Podľa vzoru tohto zariadenia Číňania vyrobili svoj Feitian. V nich sa dostali do vesmíru.
Obleky budúcnosti
V súčasnosti NASA vyvíja nové vesmírne programy. Zahŕňajú lety k asteroidom, na Mesiac, ako aj expedíciu na Mars. Aj preto pokračuje vývoj nových modifikácií skafandrov, ktoré budú musieť v budúcnosti spájať všetky pozitívne vlastnosti pracovného obleku a záchranného vybavenia. Na ktorej možnosti sa vývojári zastavia, stále nie je známe.
Možno to bude ťažký tvrdý oblek, ktorý človeka ochráni pred všetkými negatívnymi vonkajšími vplyvmi, alebo možno moderné technológie umožnia vytvoriť univerzálnu škrupinu, ktorej eleganciu ocenia budúce kozmonautky.
