Kosmonautide skafandrid ei ole ainult ülikonnad orbiidil lendamiseks. Esimene neist ilmus kahekümnenda sajandi alguses. See oli aeg, mil kosmoselenduni oli jäänud ligi pool sajandit. Teadlased mõistsid aga, et maaväliste ruumide areng, mille tingimused erinevad meile tuttavatest, on vältimatu. Seetõttu mõtlesid nad tulevaste lendude jaoks välja kosmonautide varustuse, mis suudab kaitsta inimest tema jaoks surmava väliskeskkonna eest.
Skafanderi kontseptsioon
Mis on kosmoselendude varustus? Ülikond on omamoodi tehnoloogia ime. See on miniatuurne kosmosejaam, mis jäljendab inimkeha kuju.
Moodne kosmoseülikond on varustatud terve astronaudi elu toetava süsteemiga. Kuid hoolimata seadme keerukusest on kõik selles kompaktne ja mugav.
Loomise ajalugu
Sõnal "ülikond" on prantsuse juured. 1775. aastal tegi ab-matemaatik Jean Baptiste de Pas Chapelle ettepaneku selle kontseptsiooni kasutusele võtta. Muidugi ei osanud 18. sajandi lõpus keegi kosmosesse lendamisest uneski näha. Sõna "ülikond", mis kreeka keeles tähendab "paadimees", otsustati kasutada sukeldumisvarustuse kohta.
Kosmoseajastu tulekuga hakati seda mõistet vene keeles kasutama. Ainult siin sai see veidi teise tähenduse. Mees hakkas aina kõrgemale ronima. Sellega seoses tekkis vajadus spetsiaalse varustuse järele. Nii et kuni seitsme kilomeetri kõrgusel on selleks soojad riided ja hapnikumask. Vahemaad kümne tuhande meetri piires nõuavad rõhulanguse tõttu survestatud salongi ja kompenseerivat ülikonda. Vastasel juhul ei ima rõhu alandamise ajal piloodi kopsud enam hapnikku. Mis siis, kui läheme veelgi kõrgemale? Sel juhul vajate skafandrit. See peab olema väga tihe. Samal ajal hoiab ülikonna siserõhk (tavaliselt 40 protsendi piires atmosfäärirõhust) piloodi elus.
1920. aastatel ilmus mitmeid inglise füsioloogi John Holdeni artikleid. Just neis tegi autor ettepaneku kasutada tuukriülikondi, et kaitsta aeronautide tervist ja elu. Autor püüdis isegi oma ideid ellu viia. Ta ehitas sarnase ülikonna ja katsetas seda hüperbaarikambris, kus oli seatud 25,6 km kõrgusele vastav rõhk. Stratosfääri tõusvate õhupallide ehitamine pole aga odav nauding. Ja Ameerika aeronaut Mark Ridge, kellele ainulaadne kostüüm oli mõeldud, kahjuks raha ei kogunud. Seetõttu ei testitud Holdeni ülikonda praktikas.
Nõukogude teadlaste arengud
Meie riigis tegeles kosmoseülikondadega insener Jevgeni Tšertovski, kes oli Lennumeditsiini Instituudi töötaja. Üheksa aasta jooksul, aastatel 1931–1940, töötas ta välja 7 surveseadmete mudelit. Maailma esimene Nõukogude insener lahendas mobiilsuse probleemi. Fakt on see, et teatud kõrgusele ronides paisus skafander üles. Pärast seda oli piloot sunnitud tegema suuri pingutusi isegi lihts alt jala või käe kõverdamiseks. Seetõttu kujundas mudeli Ch-2 hingedega insener.
1936. aastal ilmus kosmoseseadmete uus versioon. See on Ch-3 mudel, mis sisaldab peaaegu kõiki detaile, mis esinevad Vene kosmonautide kaasaegsetes skafandrites. Selle erivarustuse versiooni katsetamine toimus 19. mail 1937. Raskepommitajat TB-3 kasutati lennukina.
Alates 1936. aastast on Keskaerohüdrodünaamilise Instituudi noored insenerid välja töötanud kosmonautidele mõeldud kosmoseülikondi. Neid innustas seda tegema Konstantin Tsiolkovskiga kahasse loodud ulmefilmi "Kosmoselend" esilinastus.
Esimese SK-STEPS-1 indeksiga ülikonna kavandasid, valmistasid ja katsetasid noored insenerid alles 1937. aastal. Isegi väline mulje sellest jäiseadmed näitasid tema maavälist sihtkohta. Esimesel mudelil oli alumise ja ülemise osa ühendamiseks ette nähtud rihmapistik. Märkimisväärse liikuvuse andsid õlaliigesed. Selle ülikonna kest oli valmistatud kahest kihist kummeeritud kangast.
Ülikonna järgmist versiooni eristas autonoomne regenereerimissüsteem, mis oli mõeldud 6-tunniseks pidevaks tööks. 1940. aastal loodi viimane Nõukogude sõjaeelne skafander SK-SHAGI-8. Selle varustuse katse viidi läbi hävitajaga I-153.
Erilavastuse loomine
Sõjajärgsetel aastatel võttis Lennuuuringute Instituut kinni astronautidele kosmoseülikondade kavandamise algatuse. Selle spetsialistid said ülesandeks välja töötada lennupilootidele mõeldud ülikonnad, vallutades üha uusi kiirusi ja kõrgusi. Ühe instituudi seeriatootmiseks aga selgelt ei piisanud. Seetõttu lõi 1952. aasta oktoobris insener Alexander Boyko spetsiaalse töökoja. Ta oli Moskva lähedal Tomilino tehases nr 918. Tänapäeval kannab see ettevõte nime NPP Zvezda. Selle peale loodi omal ajal Gagarini skafand.
Kosmoselennud
1950. aastate lõpus algas maavälise uurimise uus ajastu. Just sel perioodil hakkasid Nõukogude disainiinsenerid projekteerima kosmoselaeva Vostok, esimest kosmosesõidukit. Algselt oli aga plaanis, et astronautide skafandreid selle raketi jaoks vaja ei lähe. Piloot pidi olema spetsiaalses pitseeritud konteineris,mis oleks enne maandumist laskuvast sõidukist eraldatud. See skeem osutus aga väga tülikaks ja nõudis lisaks pikki katseid. Seetõttu kujundati 1960. aasta augustis Vostoki sisekujundus ümber.
Sergei Korolevi büroo spetsialistid vahetasid konteineri väljaviskeistme vastu. Sellega seoses vajasid tulevased astronaudid kaitset rõhu languse korral. Temast sai skafand. Selle pardasüsteemidega dokkimiseks nappis aga katastroofiliselt aega. Sellega seoses pandi kõik, mis oli vajalik piloodi elu toetamiseks, otse istmele.
Esimesed kosmonautide skafandrid kandsid nime SK-1. Need põhinesid Vorkuta kõrgmäestikuülikonnal, mis oli mõeldud hävitaja-tõrjuja SU-9 pilootidele. Täielikult rekonstrueeriti ainult kiiver. Sellesse paigaldati mehhanism, mida juhtis spetsiaalne andur. Kui rõhk ülikonnas langes, vajus läbipaistev visiir kohe kinni.
Astronautidele mõeldud varustus valmistati mõõtude järgi. Esimese lennu jaoks loodi see neile, kes näitasid parimat treenituse taset. See on esikolmik, kuhu kuulusid Juri Gagarin, German Titov ja Grigori Neljubov.
Huvitav on see, et astronaudid läksid kosmosesse hiljem kui skafander. Üks kaubamärgi SK-1 eriülikondadest saadeti orbiidile kahel kosmoseaparaadi Vostok mehitamata katsestardil, mis toimusid märtsis 1961. Lisaks eksperimentaalsetele segadele oli pardal ka mannekeen Ivan Ivanovitš,riietatud skafandrisse. Selle tehisinimese rinda paigaldati puur merisigade ja hiirtega. Ja et maandumise juhuslikud tunnistajad ei peaks "Ivan Ivanovitšit" tulnukaks eksima, asetati tema skafandri visiiri alla silt kirjaga "Layout".
Kostüüme SK-1 kasutati kosmoselaeva Vostok viie mehitatud lennu ajal. Naisastronaudid neis aga lennata ei saanud. Nende jaoks loodi mudel SK-2. Esimest korda leidis see rakendust kosmoselaeva Vostok-6 lennu ajal. Valmistasime selle skafandri, võttes arvesse naise keha ehituslikke iseärasusi, Valentina Tereškova jaoks.
Ameerika spetsialistide areng
Programmi "Mercury" elluviimisel järgisid USA disainerid Nõukogude inseneride teed, tehes samas omapoolseid ettepanekuid. Niisiis, esimene Ameerika skafander võttis arvesse tõsiasja, et astronaudid kosmoses on tulevikus orbiidil pikemad.
Disainer Russell Colley on valmistanud spetsiaalse Navy Marki ülikonna, mis oli algselt mõeldud mereväe lennupilootidele. Erinev alt teistest mudelitest oli see ülikond paindlik ja suhteliselt väikese kaaluga. Selle võimaluse kasutamiseks kosmoseprogrammides tehti disainis mitmeid muudatusi, mis puudutasid eelkõige kiivri seadet.
Ameeriklaste ülikonnad on tõestanud oma usaldusväärsust. Vaid üks kord, kui Mercury 4 kapsel alla pritsis ja vajuma hakkas, tappis ülikond peaaegu astronaut Virgil Grissoni. Piloodil õnnestus vaevu välja pääseda, kuna ta ei saanud pikka aega pardasüsteemist lahti ühendada.elutoetus.
Autonoomsete ülikondade loomine
Kosmoseuuringute kiire tempo tõttu oli vaja kujundada uued eriülikonnad. Esimesed mudelid olid ju ainult hädaabi. Kuna need olid kinnitatud mehitatud kosmoselaeva elutagamissüsteemi külge, ei saanud kosmoses viibivad astronaudid selliseid seadmeid külastada. Avatud maavälisesse ruumi sisenemiseks oli vaja kujundada autonoomne skafander. Seda tegid NSV Liidu ja USA disainerid.
Ameeriklased on oma Gemini kosmoseprogrammi raames loonud skafandrite G3C, G4C ja G5C uued modifikatsioonid. Teine neist oli mõeldud kosmosekäikudeks. Vaatamata sellele, et kõik Ameerika skafandrid olid ühendatud parda päästesüsteemiga, oli nendesse sisse ehitatud autonoomne seade. Vajadusel piisaks tema ressurssidest pool tundi astronaudi elu toetamiseks.
Ameeriklane Edward White läks 06.03.1965 G4C ülikonnas kosmosesse. Siiski ei olnud ta pioneer. Kaks ja pool kuud enne teda käis Aleksei Leonov laeva kõrval kosmoses. Selle ajaloolise lennu jaoks töötasid Nõukogude insenerid välja Berkuti ülikonna. See erines SK-1-st teise hermeetilise kesta olemasolu poolest. Lisaks oli ülikonnal hapnikupaakidega varustatud õlakott ja tema kiivrisse oli ehitatud valgusfilter.
Kosmoses viibides ühendas mees laevaga seitsmemeetrise nööriga, mis sisaldas lööke summutavat seadet,elektrijuhtmed, teraskaabel ja voolik hädaabi hapnikuvarustuseks. Ajalooline väljapääs maavälisesse kosmosesse toimus 18. märtsil 1965. Aleksei Leonov viibis väljaspool kosmoselaeva 23 minutit. 41 s
Kosmoseülikonnad Kuu uurimiseks
Pärast Maa orbiidi valdamist tormas inimene kaugemale. Ja tema esimene eesmärk oli lendude läbiviimine Kuule. Kuid selleks oli vaja spetsiaalseid autonoomseid skafandreid, mis võimaldaksid neil mitu tundi väljaspool laeva olla. Ja need lõid ameeriklased Apollo programmi väljatöötamise käigus. Need ülikonnad kaitsesid astronaudi päikese ülekuumenemise ja mikrometeoriitide eest. Kuu ülikondade esimene väljatöötatud versioon kandis nime A5L. Hiljem seda aga täiustati. A6L uues modifikatsioonis oli soojusisolatsiooni kest. A7L versioon oli leegiaeglustav variant.
Kuuülikonnad olid ühes tükis mitmekihilised painduvate kummiliigenditega ülikonnad. Kätistel ja krael olid metallist rõngad, mis olid mõeldud suletud kinnaste ja kiivri kinnitamiseks. Ülikonnad kinnitati vertikaalse tõmblukuga, mis oli õmmeldud kubemest kaelani.
Ameeriklased seadsid sammud Kuu pinnale 21.07.1969. Selle lennu ajal leidsid kasutust skafandrid A7L.
Nõukogude kosmonaudid olid ka Kuule minemas. Selle lennu jaoks loodi Krecheti skafandrid. See oli ülikonna pooljäik versioon, mille tagaküljel oli spetsiaalne uks. Kosmonaut pidi sinna sisse ronima, olles seega riietatud varustusse. Uks oli sulgumasseestpoolt. Selleks oli ette nähtud külghoob ja keeruline kaablite vooluring. Ülikonna sees oli elu toetav süsteem. Kahjuks ei õnnestunud Nõukogude kosmonautidel Kuud külastada. Kuid selliste lendude jaoks loodud ülikonda kasutati hiljem teiste mudelite väljatöötamisel.
Viimaste laevade varustus
Alates 1967. aastast alustas Nõukogude Liit Sojuzi käivitamist. Need olid sõidukid, mis olid mõeldud orbitaaljaamade loomiseks. Astronautide neile kulutatud aeg on pidev alt pikenenud.
Skafander "Hawk" valmistati lendudeks kosmoselaevadel Sojuz. Selle erinevused "Berkutist" seisnesid elu toetava süsteemi kujunduses. Tema abiga lasti skafandris ringlema hingamisteede segu. Siin puhastati see kahjulikest lisanditest ja süsinikdioksiidist ning seejärel jahutati.
Uut Sokol-K päästeülikonda kasutati Sojuz-12 lennu ajal 1973. aasta septembris. Nende kaitseülikondade täiustatud mudelid ostsid isegi Hiina müügiesindajad. Huvitav on see, et kui mehitatud kosmoselaev Shanzhou välja lasti, olid selles olnud astronaudid riietatud varustusse, mis meenutas väga Venemaa mudelit.
Kosmoserõnnideks lõid Nõukogude disainerid Orlani skafandri. See on iseseisev pooljäik seade, mis sarnaneb Kuu Gyrfalconiga. Taga ukse kaudu oli vaja ka sellesse riietuda. Kuid erinev alt Krechetist oli Orlan universaalne. Selle varrukad ja sääred on hõlpsasti kohandatavad vastav alt soovilekasv.
Orlani skafandrites ei lennanud ainult Vene kosmonaudid. Selle varustuse mudeli põhjal valmistasid hiinlased oma Feitiani. Nendes läksid nad avakosmosesse.
Tuleviku ülikonnad
Täna töötab NASA välja uusi kosmoseprogramme. Nende hulka kuuluvad nii lennud asteroididele, Kuule kui ka ekspeditsioon Marsile. Seetõttu jätkub skafandrite uute modifikatsioonide väljatöötamine, mis peavad tulevikus ühendama tööülikonna ja päästevarustuse kõik positiivsed omadused. Millise valiku juures arendajad peatuvad, pole veel teada.
Võib-olla on see raske karm ülikond, mis kaitseb inimest kõigi negatiivsete välismõjude eest, või ehk võimaldavad kaasaegsed tehnoloogiad luua universaalse kesta, mille elegantsi hindavad tulevased naisastronaudid.
