Технополис завтра
Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
Новости Арт-Шоу

Скафандр "Марсианина": взгляд специалиста

10.06.2015

Оригинал взят у zelenyikot

Рубрика "Гость блога". Сегодня наш гость Николай Моисеев - сооснователь американской частной космической компании Final Frontier Design, которая занимается разработкой космических скафандров. О Николае и его компании многие могли уже узнать из публикаций "Медузы" или Geektimes. Сегодня он, по моей просьбе, комментирует съемочные кадры будущего научно-фантастического фильма "Марсианин" (The Martian).

 

 

 

 

 

 

 

 

Обзор конструкции «скафандра» фильма Риддли Скотта «Марсианин»

martian spacesuit (4).jpg

Несомненно, это не настоящий скафандр, а фантазия художника–костюмера. На форумах в Америке, посвященным презентации какого-нибудь настоящего, реального скафандра, я встречал комментарии типа «Мне не нравится этот скафандр, а вот скафандр из такого фильма или иллюстрации к такой-то книге или компъютерной игре». То есть, самое главное сейчас оценивается внешний вид, а мои учителя на «Звезде» учили меня, что каждая лента и деталь костюма на скафандре строго функциональная и никак не для красоты. Времена меняются и функциональность сейчас не в почете. Илон Маск (Elon Musk) главным требованием к скафандру для капсулы Dragon выдвинул всего ОДНО требование – скафандр должен быть bad ass looking. Я не нашел этого значения в словарях, и знакомые американцы объяснили мне, что это означает «круто выглядеть». У серьезной компании только одно требование к скафандру! Сейчас их разработка скрывается от публики, но надеюсь, Илон сдержит обещание и представит публике свое детище в конце года.

Ну, ладно, оставим SpaceX и вернемся к фильму. Тенденция понятна, и профессионалов не привлекаем, а делаем так, как представляется художнику.

Скафандр «марсианина» имеет светофильтр. Это спорно. Для Марса он не нужен, т.к. солнце видится гоаздо меньше и расположено дальше.

Светофильтр расположен внутри шлема, внутри основного остекления. Это мне напоминает «леоновский» "Ястреб", в котором в КБ не учли результаты тепловых расчетов (в расчетном отделе сделали такое исследование, но его не прочитали и не учли). Алексей Архипович сильно перегрелся, лицо и голова вспотели в результате того, что светофильтр внутри шлема отражал тепловые потоки не только наружу в космос, но и внутрь скафандрового пространства. Потом комиссия работала и разбирала отказы и проблемы в ходе полета. Так вот, это был как анекдот, рассказывали ветераны и свидетели тех пусков. В отчете расчетчиков черным по белому было написано: светофильтр должен быть снаружи! А сделали шлем со светофильтром внутри! Ну для Марса это расположение не критично, а вот сам светофильтр объективно не нужен, разве что в варианте без светоотражающего золотого покрытия и как доп. тепловая защита для работы ночью на поверхности Марса со спец. просветляющим ночным покрытием.

Самое главное, что скафандр для фильма выполнен, как скафандр обжимного действия, а не стандартный с вентиляционным зазором. Классические скафандры, существующие и летающие сейчас - это оболочки антропоморфной формы, наддутые и обеспечивающие кислород для дыхания. Достаточно громоздкие, ограниченной подвижности. Но функциональные. Грубо говоря, система скафандра состоит из двух подсистем – оболочка скафандра и системы жизнеобеспечения. На оболочке специально сконструированные шарниры и подшипники для обеспечения подвижности. Шарниры скафандра, способные изгибаться под избыточным давлением, по моему мнению и являются изюминкой проектирования скафандра и той оригинальной спецификой, о которой почти нет литературы и очень мало специалистов, в отличие от миллионов инженеров по всей земле, владеющими принципами создания систем жизнеобеспечения и прочих железок для скафандров.

Для обеспечения теплового контроля подоболочечное пространство требует вентиляции и охлаждения с помощью специальной системы вентиляции и костюма водяного охлаждения для ВКД [Внекорабельной деятельности].

Обжимного действия скафандр - это когда ткань костюма скафандра обжимает непосредственно тело космонавта. По английски Mechanical Counter Pressure Suit (MCP Suit). Наиболее известные проекты – Space activity suit Пола Уэбба (Paul Webb) и Bio-Suit Дейвы Ньюман (Dava Newman). Дейва сейчас стала зам руководителя НАСА.

В качестве преимуществ называются меньший объем, лучшая подвижность, не требуется система вентиляции, так как испарения идут через ткань. Идет и охлаждение тела и удаляются выделения СО2 и т.д. MCP Suit часто представляется как наиболее прогрессивный дизайн-концепция для скафандров. Но ни одного такого скафандра еще не летало и не использовалось.

Современные высотно-компенсирующие костюмы военных летчиков тоже обжимают тело и спасают летчика в случае разгерметизации кабины самолета и дают время снизиться до плотных слоев атмосферы. Ключевым моментом тут является, что ВКК дают время для снижения, и они не обжимают во время полета, а срабатывают только при снижении давления в кабине. Почему так?

ВКК очень болезненны, и после них синяки по телу. Обжимание происходит не всего тела, а голеней, бедр, рук и тела. Зона паха, подмышки, подколенные ямки, ступни, кисти рук например не обжимаются. И кровь будет приливать к этим областям, и чем дольше время в кабине без давления, тем больнее...

Какие недостатки у MCP Suit?

- для предотвращения гематом (синяков, по-простому) и кровоизлияний на коже и более серьезных последствий, давление на тело или компрессионное обжатие должно быть везде по телу равным и одинаковым, что трудно сделать. А в классическом скафандре это обеспечивается автоматически. Человеческое тело сложное, и есть природные ямки и вогнутости, например, плечо снаружи легко обжать, а подмышку проблематично.

- некоторые области тела очень чувствительны к обжатию. Это гениталии у мужчин и грудь у женщин.

- человеческое тело меняет свои размеры в процессе движения и жизни. Грудь при дыхании меняет свой обхват. Бицепс при нагрузке напрягается и увеличивается в размере и так далее. На одном американском форуме написали – а как быть с эрекцией у мужчин? Ведь это иногда случается. Чаще или реже...

- уровень компрессии 220 мм ртутного столба или примерно 30 кПа (0.3 атм, 4.3 psid). С чем сравнить? Мужские носки обжимают с компрессией 5 мм рт ст. Медицинское компрессионное белье (например носки) обжимают 30-40 мм рт ст. Вы можете их купить и попробовать. Носить это некомфортно. И даже болезненно. Одевать носок приходится минуты две. А теперь представьте, как давит на все тело... И как одевать такой скафандр? Пол Уэбб надевал свой костюм 45 минут с помощью двух ассистентов.

- переход от костюма к шлему требует герметизации, так как твердый шлем наддут, а скафандр нет. Уплотнение герметизации размещают на шее и это опять больно. Наша шея чувствительна к давлению на нее.

- Снаружи такого скафандра надо защитную одежду, что мы и видим у «марсианина».

- система охлаждения за счет испарения через ткань вызывает вопросы. Снаружи скафандра – вакуум, или, как в случае Марса, сильно разреженная атмосфера или почти вакуум. В случае интенсивной нагрузки понятно, что космонавт будет потеть и пот будет испаряться через ткань MCP Suit. А как быть в случае покоя? Космонавт стоит или сидит, а ткань не держит ничего и испарение идет всегда. Будет пересыхание, дискомфорт как минимум и переохлаждение. Нахождение баланса здесь еще впереди.

Эти моменты были известны среди специалистов.

Я в процессе подготовки этих комментариев пришел еще к одному моменту. Одним из «выдающихся» преимуществ MCP Suit называется то, что при проколе оболочки классического скафандра произойдет разгерметизация и кислород/воздух выйдет, наступит смерть космонавта. А в MCP Suit это не страшно, так как скафандр не герметичен по определению.

Верхнюю одежду (наружные слои 8-9 слоев) скафандра ВКД трудно проколоть, плюс силовая оболочка и гермооболочка. В книге, которую я читал, какой-то штырь проколол скафандр и кровь загерметизировала прокол, и скафандр не потерял кислород. Костюмеры же реализовали идею MCP Suit в фильме.

Примечание zelenyikot: видимо, Николай имеет в виду, что сюжетный ход с кровью, герметизирующей отверстие в скафандре, уместен при использовании классического типа наддутых скафандров. В таком случае, более аутентичным является ранний фанарт на книгу:


 
Социальные комментарии Cackle
Loading...
Загрузка...

© 2009 Технополис завтра

Перепечатка  материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши  правила  строже  этих,  пожалуйста,  пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.