Sovietų Sąjungos kosminiai skafandrai

Skafandrai kosminiai Sovietų Sąjungoje (nuo 1991 metų Rusijoje) buvo gaminami SK-1, Berkut, Jastreb, Krechet-94, Strizh, Sokol, Orlan klasės kosminiai skafandrai.

Pradžia

SK-1 skafandrą naudojo visų 6 erdvėlaivių Vostok kosmonautai: pirmasis Žemės kosmonautas J.Gagarin, G.Titov, A.Nikolajev, P.Popovič, V.Bikovskij. Specialiai V.Tereškovos skrydžiui 1963 metais SK-1 buvo modifikuotas į SK-2 skafandrą, pritaikant moters anatomijai ir fiziologijai.

SK-1 (skafandras kosminis) Memorialiniame kosmonautikos muziejuje Maskvoje

SK-1 skafandro masė 20 kg, jame kosmonautas galėjo būti iki 12 parų (hermetiškame erdvėlaivyje). Išsihermetinus erdvėlaiviui tokiame skafandre galima buvo likti 5 valandas, taip pat 25 minutės leidžiantis erdvėlaivui. Nusileidus į šaltą vandenį skafandre galima būti iki 12 valandų, jei nusileidimas ne vandenyje, tai skafandre galima išbūti iki 3 parų.

Berkut skafandras

Berkut skafandras buvo sukurtas Sovietų Sąjungoje 1964-1965 metais ir skirtas išėjimui į atvirą kosminę erdvę bei išgelbėti kosmonautą išsihermetinus erdvėlaiviui. Skafandras neturi kieto karkaso ir priklauso minkšųjų skafandrui klasei. Šis skafandras buvo panaudotas vieną kartą 1965 metais, kai ervėlaiviu Voschod-2 skrido vadas P.Beliajev ir pilotas A.Leonov. Kovo 18 dieną A.Leonov šiuo skafandru pirmą kartą istorijoje išėjo į atvirą kosminę erdvę ir ten išbuvo 12 minučių.
Skafandro masė – 20 kg, jame kosmonautas galėjo būti iki 4 valandų (išsihermetinus erdvėlaiviui) bei 45 minutės praleisti atvirame kosmose.

Berkut skafandras Memorialiniame kosmonautikos muziejuje Maskvoje

Specialiai išėjimui į atvirą kosmosą sukurtas skafandras Berkut. A. Leonovas išėjęs į atvirą kosminę erdvę

Jastreb

„Jastreb“ (Я́стреб – Vanagas) – kosminis skafandras, skirtas išeiti į atvirą kosminę erdvę, sukurtas Gajaus Severino vardo firmoje „Zvezda“, ji kurė ir kitus kosminius skafandrus. Juo naudojosi pirmųjų erdvėlaivių „Sojuz“ ekipažai. Jie, susijungus dviem „Sojuz“, turėjo per atvirą kosmosą pereiti iš vieno erdvėlaivio į kitą. Pirmieji erdvėlaviai neturėjo vidinio perėjimo tunelio. Taip buvo repetuojamas kuriamos pilotuojamos ekspedicijos į Mėnulį vienas iš skrydžio etapų – vieno kosmonauto perėjimas iš orbitinio laivo į Mėnulio kabiną ir atgal. Tai minkštas skafandras, į kurį įeinama iš priekio. Skafandras turėjo nuimamą metalinį šalmą su atsidarančiu apžvalgos stiklu ir šviesos filtru. Šalmas buvo uždedamas kosmonautui, apsirengusiam skafandrą, ant galvos ir pritvirtinamas prie skafandro pasukimo aplink galvą judesiu.

Jastreb skafandras pradėtas kurti 1965 metais, atsižvelgus į „Berkut“ nesklandumus ir trūkumus. A.Leonov buvo vienas iš konsultantų kuriant naująjį skafandrą. Skafandras „Jastreb” buvo pagamintas ir išbandytas 1967 metais. Skafandro „Jastreb“ gyvybės aprūpinimo sistema buvo metaliniame konteineryje ir buvo montuojamas astronauto kojų priekyje. Tai buvo daroma todėl, kad kosmonautui būtų lengviau pereiti per siaurą 60 cm skersmens erdvėlaivio „Sojuz“ orbitinio modulio liuką. Jastreb gyvybės aprūpinimo sistema buvo regeneracinio tipo, elektra, ryšys ir telemetrija su erdvėlaiviu buvo palaikomi per specialų trosą.

Po erdvėlaivio „Sojuz-1“ katastrofos ir nepavykusio erdvėlaivių „Sojuz-2“ ir „Sojuz-3“ susijungimo, pirmą kartą skafandras „Jastreb“ panaudotas tik 1969 metų sausio mėnesį erdvėlaivių „Sojuz-4“ ir „Sojuz-5“ bendro skrydžio metu.

Pirmieji Jastreb bandytojai

Pirmieji kosmonautai, kurie pasinaudojo skafandrais „Jastreb“ buvo Jevgenij Chrunov ir Aleksej Jelisejev – Kuraitis. Jie perėjo iš erdvėlaivio „Sojuz-5“ į erdvėlaivį „Sojuz-4“ per atvirąjį kosmosą. „Sojuz-4“ vadas Vladimir Šatalov. Erdvėlaivio „Sojuz-5” ekipažas: Boris Volynov – vadas, J.Chrunov – borto inžinierius, A.Jelisejev – Kuraitis – kosmonautas tyrėjas. J. Chrunov ir A. Jelisejev – Kuraitis skafandrais apsirengė „Sojuz-5“ orbitiniame modulyje padedami B.Volynov. Tada B.Volynov perėjo į „Sojuz-5“ nusileidimo aparatą ir hermetiškai uždarė liuką tarp šio erdvėlaivio nusileidimo kabinos ir orbitinio modulio. Tada J. Chrunov išhermetino Sojuz-5“ orbitinį modulį, atidarė liuką ir J.Chrunov su A.Jelisejev – Kuraičiu išėjo į atvirąjį kosmosą. Jie uždarė erdvėlaivio „Sojuz-5“ orbitinio modulio liuką ir laikydamiesi už specialių rankenų nuplaukė prie „Sojuz-4“ orbitinio modulio, atidarė liuką ir įėjo į vidų. Liuką uždarė hermetiškai, pripildė orbitinį modulį oru ir pradėjo nusirenginėti skafandrus padedami iš nusileidimo modulio į pagalbą atsklendusio V.Šatalov. Tai buvo vienintelis atvejis, kai buvo pasinaudota „Jastreb“ skafandrais.

Originalus skafandras „Jastreb“ su gyvybės aprūpinimo sistemos kuprine naudotas tik vieną kartą

Skafandro masė – 20 kg, gyvybės aprūpinimo sistemos masė – 31,5 kg, kosmonauto autonominio darbo trukmė skafandre – 2,5 valandos. Skafandrus „Jastreb“ buvo planuota panaudoti ir erdvėlaivių „Sojuz-7“, „Sojuz-8“ bendrojo skridimo metu. Bet šie kosminiai laivai nesugebėjo susijungti.

Krechet-94

Кречет-94″ – Tai Sovietų Sąjungos pusiau standus skafandras, sukurtas ekspedicijai į Mėnulį. Jis tapo skafandrų „Orlan“, su kuriais Rusijos kosmonautai ir šiais laikais dirba atvirame kosmose TKS paviršiuje, prototipu. Sovietų Sąjungos kosmonautai į Mėnulį nenuskrido dėl raketos „N-1“ pirmosios pakopos techninių problemų, tačiau įmonė „Zvezda“, kurianti ir gaminanti individualias lakūnų ir kosmonautų gyvybės aprūpinimo sistemas, skraidymo aparatų avarijoms ekipažų ir keleivių gelbėjimo sistemas, lėktuvų papildymo ore degalais sistemas, pagamino šį skafandrą. Mėnulio ekspedicijai pirmą kartą skafandrų kūrimo praktikoje buvo nutarta sukonstruoti pusiau standų skafandrą, į kurį kosmonautas įeina per nugaroje sumontuotas „duris“. Jose buvo sumontuota gyvybės aprūpinimo sistema, teikusi ypatingą saugą kosmonautui Mėnulyje.

Skafandras „Krechet-94“ iš šono, eksponuojamas Vašingtone Nacionaliniame aviacijos ir kosmonautikos muziejuje

Skafandras „Krechet-94“ iš priekio

Sovietų Mėnulio programa numatė vieno kosmonauto išsilaipinimą Mėnulio paviršiuje (JAV „Apollo“ programos metu ant Mėnulio paviršiaus nusileido 6 ekspedicijos po 2 astronautus) ir 5 kilometrų žygį į atsarginį erdvėlaivį, jei būtų neįmanoma startuoti nuo Mėnulio paviršiaus pagrindiniu erdvėlaiviu.

Charakteristikos

„Krechet“, kaip ir jo šiandieninis analogas „Orlan“, yra labai sudėtingas įrenginys. Jį kosmonautas neužsivelka, o įeina per jo nugaroje esantį liuką. Šiame skafandre buvo specialių plėtinių ir fiksatorių sistema, kuri turėjo užtikrinti kosmonauto padėties stabilumą, o tuo pačiu ir saugumą manevrų metu. Mėnulio erdvėlaivio masė maža. Kosmonauto judėjimas šiame erdvėlaivyje galėjo iššaukti jo sunkio centro pasislinkimą, o tai gali sukurti labai dideles aparato judėjimo problemas.

„Krechet“ buvo trečiasis „Zvezda” kūrinys. Dėl sudėtingumo jis buvo tikras inžinerijos statinys – savarankiškas kosminis modulis vienam žmogui. Skafandre esantis Mėnulio tyrinėtojas turėtų išsaugoti tokias judėjimo ir darbo savybes, kurios Žemėje laikomos elementariomis. Pavyzdžiui, judėti įvairaus reljefo Mėnulio paviršiumi, parkritus savarankiškai atsistoti ant kojų, prisiliesti prie Mėnulio paviršiaus, kurio temperatūra kinta nuo -130° C šešėlyje ir iki +160° C Saulėje; dirbti su prietaisais, rinkti Mėnulio uolienų pavyzdžius, gręžti negilius uolienų gręžinius. Kosmonautas turėtų pasistiprinti specialiu skystu maistu, taip pat išleisti iš skafandro šlapimą. Gyvybės užtikrinimo sistema apskaičiuota labiau sunkesnėmis darbo sąlygomis, nei išėjimo į atvirąją kosminę erdvę, skriejant aplink Žemę.

Pirmiausia buvo sukurtas eksperimentinis skafandras CKB. Patvirtinus ekspedicijos į Mėnulį programą skafandrą teko rinktis iš dviejų variantų. Pirmasis variantas – minkštas kombinezonas su užsidedama, kaip kuprinė,  gyvybės aprūpinimo sistema.  Šio skafandro kūrimui vadovavo konstruktorius S.Umanskij. Kita konstruktorių grupė, kuriai vadovavo A.Stoklickij, sukūrė pusiau standų kombinezoną, o gyvybės aprūpinimo sistemos kuprinę įmontavo į patį skafandrą. Laimėjo antrasis variantas.

Laimėtojas

„Laimėtojas“ išsiskyrė nuo savo konkurento ne tik vidaus įvairiomis sistemomis, bet dar ir išore. Ji buvo neįprasta. Visus ankstesnius skafandrus kosmonautai apsivilkdavo. O šio skafandro apsivilti  nebuvo galima. „Krechet“ buvo panašus į namelį, į kurį kosmonautas „įeina“ per duris – liuką, įrengtą jo nugaroje. „Duryse“ sumontuota gyvybės aprūpinimo sistema. Iš priekio – ant kirasos (šarvų) – sumontuotas apvalios formos iliuminatorius, tonuotas tokio storumo veidrodiniu auksu, kad jis tampa pilnai nepermatomu. Be to, iš priekio ant kirasos sumontuotos skafandro valdymo sistemos svirtelės ir flanšai (flanšas – metalinio lakšto stačiu kampu anlenktas kraštelis), skirti pritvirtinti skafandro apatinei minkštai daliai ir rankovių prijungimui. Ant diržo prie vieno skafandro šono į nugaros pusę buvo pritvirtintas specialus strypas, beveik statmenas kosmonauto kūnui. Jo paskirtis – padėti kosmonautui atsistoti, jei jis parkris. Ekspedicijos N1-L3 metu ant Mėnulio paviršiaus nusileidžia vienas kosmonautas. Jam niekas negali padėti atsikelti. Todėl specialus strypas jam padėtų savarankiškai persiversti ant pilvo ir atsistoti.

Sokol skafandras

Sovietų kosmonautų apsauginis skafandras, kurį naudojo visi kosmonautai erdvėlaivyje „Sojuz“ („Союз“) pakilimo ir nusileidimo metu, o taip pat susijungimų ir atsijungimų nuo kosminės stoties metu. Buvo naudotas nuo 1974 metų (erdvėlaivio „Sojuz-12“ skrydis) iki 1981 metų (erdvėlaivio „Sojuz-40“ skrydis). Jo vienintelė paskirtis – išgelbėti kosmonautus, išsihermetinus erdvėlaiviui. Tuo jis panašus į amerikiečių skafandrą ACES (advance crew espace system pressure suit), kurį astronautai naudojo „Šatlo“ pakilimo ir nusileidimo metu. Skafandras „Sokol“ neskirtas išeiti į atvirąjį kosmosą.

Kosminis skafandras Sokol

„Orlan“ – kosminis skafandras, sukurtas Sovietų Sąjungos „Zvezda“ įmonėje. Jo paskirtis – kosmonauto saugus būvimas ir darbas atvirame kosmose. Skafandras patyrė keletą modifikacijų ir patobulinimų. Šiuo metu TKS viena šio skafandro modifikacijų patikimai tarnauja Rusijos kosmonautams.

Skafandro sukūrimas

1960 metų pradžioje „Zvezda“ gavo užduotį sukurti skafandrą Sovietų Sąjungos pilotuojamai Mėnulio programai. Buvo pateikti du variantai . Vienas jų rėmėsi jau sukurtų minkštų skafandrų „Berkut“, „Jastreb“ ir „Sokol“, su pakabinama gyvybės aprūpinimo sistema,  konstrukcija. Antras variantas – pusiau standus kosminis skafandras su jame sumontuota gyvybės aprūpinimo sistema. Lyginant šias dvi konstrukcijas, buvo pasirinktas pusiau standus skafandras ir 1969 metais šis skafandras, pavadintas „Krechet“, buvo atlikęs pilną bandymų ciklą.

Žlugus Mėnulio programai, buvo nutrauktas ir skafandro „Krechet“ tobulinimas. Šio pusiau standaus skafandro techniniais sprendimais iš naujo susidomėta, pradėjus kurti orbitinę stotį „Saliut-6“. Skafandrai „Berkut“ ir „Jastreb“, skirti darbui atviroje kosminėje erdvėje, buvo pritaikyti asmeniškai konkrečiam kosmonautui. Kiekvienai naujai orbitinės stoties ekspedicijai reikėjo naujų skafandrų. Kiekvienam kosmonautui orbitinėje stotyje turėti po individualų skafandrą buvo neracionalu. Tai ribojo vietos stoka orbitinėje stotyje ir  erdvėlaivių „Sojuz“ bei raketos „Progress“ nedidelė keliamoji galia. Tokiu būdu orbitinėje stotyje atsirado du nuolat esantys skafandrai „Orlan“, skirti darbui atvirame kosmose. Dėl jų pusiau standžios konstrukcijos kosmonautai turėjo tik individualias pirštines. Jos į orbitinę stotį keliaudavo kartu su kosmonautais. Pirmą kartą 1977 metų gruodžio 20 dieną naujuosius skafandrus kosminėje stotyje „Saliut-6“ išbandė kosmonautai Georgij Grechko ir Jurij Romanenko.

Orlan modeliai

„Orlan D“ („Орлан Д“) kurtas nuo 1969 iki 1977 metų.

Kosminis skafandras „Orlan D”

Orlan DM

(„Орлан ДМ“)

Orlan DM skafandras

Orlan DMA

(„Орлан ДМА“)

Kosminis skafandras „Orlan DMA”

Orlan M

(modernizuotas)

Kosminis skafandras „Orlan M“

Orlan-MK

(„Орлан-МК”)

Kosminis skafandras „Orlan MK“

„Įėjimas“ į kosminį skafandrą  „Orlan-MK“

2013 metų gruodžio 27 dieną Rusijos kosmonautai Oleg Kotov ir Sergej Rezanskij su „Orlan-MK“ atvirame kosmose praleido 8 valandas ir 7 minutes. Tai šių skafandrų darbo rekordas atvirame kosmose. Pagrindinis „Orlan-MK“ skirtumas nuo prieš tai buvusio „Orlan M“  yra kompiuterinis įrenginis, nurodantis įvairių darbų, atliekamų atvirame kosmose, reglamentą. Sistema gali sekti skafandro vidinį mikroklimatą ir jo sistemų darbą. „Orlan-MK“ ypatybė – galima naudotis minėtomis inovacijomis arba dirbti pagal seną sistemą.

Orlan-MKS

(modernizuotas, kompiuterizuotas, sintetinis („Орлан-МКC”)

Kosminis skafandras „Orlan-MKS“

Eksploatacija

Planuojama naudoti TKS. Bandymai atviroje kosminėje erdvėje turėjo prasidėti 2014 metais. Darbinis slėgis 400 GPa. Masė – 110 kg. Autonomiškumas – 7 valandos. Šiuo skafandru gali naudoti kosmonautai, kurių ūgis nuo 165 iki 190 cm. Šilumos pertekliaus išmetimas į kosminę erdvę: vidutinis – iki 300 kcal/val, maksimalus – iki 600 kcal/val.

Pagrindiniai skafandro skirtumai nuo dabar naudojamų Orlan-MK: 1) automatinė temperatūros reguliavimo sistema. Priklausomai nuo kosmonauto atliekamų darbų, sistema automatiškai reguliuoja vandeniu aušinamo kostiumo temperatūrą. Kosmonautams prieš išeinant į atvirą kosminę erdvę ir joje dirbant, parenka reikalingą temperatūrą; 2)  skafandro gumos apvalkalas pakeistas į poliuretano dangą. Naujos medžiagos naudojimas padidina skafandro tarnavimo laiką orbitoje; 3) skafandro paruošimo išeiti į atvirąjį kosmosą automatizavimas.

Kiekviena nauja skafandrų modifikacija kuriama siekiant pagerinti paties skafandro eksploatacines charakteristikas ir padidinti kosmonauto darbo saugumą, patikimumą, padidinti atliekamų oeracijų atvirame kosmose sudėtingumą, juvelyriškumą. Skafandrai „Orlan“ buvo ilgą laiką modernizuoti nuo pirmųjų „Orlan-D“ iki „protingųjų“ „Orlan-MK“ ir „Orlan-MKS“. TKS kartu su „Orlan-MK“ skafandrais naudojami amerikiečių skafandrai EMU. Šie skafandrai turi kai kuriuos eksploatacijos ir saugumo skirtumus.

Naudojimas

Į skafandrą „Orlan“ kosmonautas gali savarankiškai „įeiti“ ir pasiruošti išėjimui į atvirąjį kosmosą. Naujojo „Orlan-MKS“ masė 110 kg, o EMU 136 kg  (ir tai be visos reikalingos įrangos). Rusijos skafandras TKS gali būti naudojamas 4 metus ir per tą laiką dirbti 15 kartų atviroje kosminėje erdvėje. EMU resursas  – 6 mėnesiai. Desaturacija (azoto išplovimas iš kraujo, siekiant išvengti kesoninės arba kitaip vadinamos dekompresinės ligos) „Orlane“ užtrunka 30 minučių, o dirbant su EMU skafandrais tai trunka iki 4 valandų. „Orlan“ skafandrų, lyginant juos su EMU skafandrais, pirštinės storesnės. Jose rankos nešąla. Tačiau storesnėse pirštinėse rankų pirštai tampa mažiau jautresni. Tai labai trukdo atlikti kruopščias operacijas. „Orlan“ skafandre, gali dirbti kosmonautas, kurio ūgis nuo 165 iki 190 cm. EMU skafandrai yra devynių dydžių, tačiau naudojami tik keturi dydžiai. Gyvybės aprūpinimo sistemos „Orlano“ viduje dubliuotos.

Orlan skafandrai