В последнее время всё чаще поднимается вопрос о будущем межпланетных путешествий. Илон Маск и SpaceX уже не первый год заявляют о намерениях отправить на Марс первых людей. Глава Amazon Джефф Безос обещает устроить регулярные туристические рейсы на орбиту Земли и на Луну, а NASA не терпится начать изучение глубокого космоса. Если всем этим смелым планам суждено сбыться, возникает закономерный вопрос: достаточно ли совершенны существующие скафандры?

NASA

Одежда космонавтов – существенная деталь подготовки к амбициозному освоению космоса. Без подходящего снаряжения организм межпланетного путешественника подвержен совершенно непредсказуемым рискам, которые могут не только нарушить ход миссии, но и нанести непоправимый вред здоровью человека. В одной из лабораторий NASA созданием нового поколения скафандров занимается Эми Росс, которая уже около двадцати лет является ведущим специалистом в сфере космического снаряжения. Несмотря на значительную эволюцию костюмов для выхода в открытый космос, главной проблемой как старых, так и более современных скафандров является ограниченная мобильность.

Росс утверждает, что первоочерёдная цель её команды в процессе совершенствования космических костюмов – убедиться, что скафандры не мешают и не ограничивают движения астронавта. Новейшие прототипы костюмов серии «Z» находятся на ранних стадиях тестирования. Их внешний вид мало чем отличается от предшественников – новые скафандры всё такие-же белоснежные и плотные, однако для их изготовления будут использовать более лёгкие и прочные композитные материалы.

Не менее значительным элементом снаряжения космонавта является портативная система жизнеобеспечения: скафандры серии «Z» будут оборудованы новым поколением таких систем. Используемая система Extravehicular Mobility Unit была представлена в 1981 году и уже прилично устарела. Важную роль в новом прототипе NGLS играют усовершенствованные механизмы регулятора давления кислорода и углекислого нейтрализатора. Для сравнения в старой системе имеется всего два варианта настройки уровня давления кислорода, а в новом механизме представлено более 80 вариаций, которые можно подстроить под условия окружающей среды. Кроме того, в NGLS доступна функция рекомпрессии для лечения декомпрессионной болезни прямо внутри костюма.

Не остался без внимания и механизм углекислого нейтрализатора. В старых системах очистка воздуха осуществляется при помощи гидроксида лития или пероксидов активных металлов, которые поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Дело в том, что использованные картриджи занимают много места, а их повторное применение либо вовсе невозможно (в случае с гидроксидом лития), либо возможно только после дополнительной обработки, на которую уходит немало ресурсов: электричества, времени и усилий экипажа и т. д. Новая система углекислого нейтрализатора состоит из двух секций, которые работают в режимах поглощения и регенерации. В режиме поглощения углекислый газ и излишняя влага впитывается абсорбентом на основе аминов вроде моноэтаноламина или метилдиэтаноламина. В режиме регенерации сорбент отторгает углекислоту и воду в газообразном состоянии, которые откачиваются из системы при помощи вакуумного насоса. Подобная система гораздо легче прежней, благодаря чему космонавт получает большую свободу движений.

Virgin Galactic

Возможно, скафандры NASA не выглядят как футуристические костюмы космических путешественников из нашумевшего научно-фантастического фильма, но их разработчики делают акцент на функциональности и удобстве скафандров для работы как в открытом космосе, так и на поверхности различных небесных тел. Для коммерческих компаний вроде Virgin Galactic Ричарда Брэнсона эстетическая составляющая скафандров играет гораздо более важную роль. Космические туристы, которые платят немалые деньги за краткосрочные путешествия, ожидают приятного времяпрепровождения в комфортной одежде. Для суборбитальных полётов массивные герметичные скафандры с тяжёлой ранцевой системой жизнеобеспечения совершенно ненужны, так как пассажиры не будут выходить за пределы корабля.

Компания Virgin Galactic Ричарда Брэнсона обратилась за помощью к Under Armour – американскому производителю спортивной одежды и экипировки. Вместе они разрабатывают стильные костюмы, которые сделают отдых на скорости, в три раза превышающую скорость звука, максимально комфортным. Дизайн лёгких скафандров собираются представить публике в конце 2019 года.

SpaceX

Разработкой собственных скафандров занимается и компания SpaceX, которая в скором времени планирует начать перевозку астронавтов на Международную космическую станцию. Для полёта на орбиту на скорости 30 Махов скафандры должны быть герметичными и обладать системой жизнеобеспечения, однако дополнительные меры безопасности не помешали SpaceX сохранить баланс эстетичности и функциональности. Их скафандры отдалённо напоминают костюмы штурмовиков Джона Молло, художника по костюмам к кинофраншизе «Звёздные войны». Вероятнее всего скафандры SpaceX не подойдут для работы в открытом космосе, их главным предназначением является поддержание жизни людей в случае разгерметизации космического судна.

BioSuit

Руку к созданию скафандра будущего приложили и в Массачусетском Технологическом Институте. Под руководством профессора аэронавтики и инженерных систем Давы Ньюман уже несколько лет продолжаются работы над инновационным костюмом под названием BioSuit. В отличие от большинства традиционных скафандров, BioSuit состоит всего из двух слоёв спандекса и нейлона, а внутренняя поверхность покрыта специальным термогелем, который регулирует температуру внутри скафандра в зависимости от внешних условий. Главное отличие BioSuit состоит в его концепции: вместо внешней системы регуляции давления эти скафандры используют эластичные шнуры, которые обжимают тело космонавта и не мешают комфортному передвижению. Давление обжима регулируется специальной системой, которая адаптируется под условия в окружающей среде. Так как необходимость в сложной и массивной системе регуляции давления отсутствует, значительно уменьшается вес портативной системы жизнеобеспечения.

Каждый скафандр BioSuit изготавливается с применением 3D моделирования под индивидуальные пропорции космонавтов. Ключевым недостатком таких скафандров является невозможность использования обуви и перчаток, изготовленных по схожей технологии, потому пока что пробные экземпляры оснащают стандартными «надувными» элементами снаряжения. Профессор Ньюман уверена, что к моменту готовности миссии по покорению Марса им удастся придумать достойную альтернативу надувным ботинкам и перчаткам, так как преимущества обжимного скафандра перед традиционным нельзя недооценивать. Например, при попадании микрометеорита в стандартный скафандр космонавту придётся немедленно возвращаться внутрь корабля, чтобы избежать полной разгерметизации. В случае с BioSuit небольшие повреждения можно исправить на месте с помощью специальных заплаток.