Эксперт по скафандрам: Лунная пыль — проблема номер один

Проблема номер один на Луне — это пыль, которая царапает стекло шлема, повреждает оборудование и уплотнители, рассказала PAP Мишель Штайн, работающая над скафандром нового поколения. Именно в таком скафандре следующий человек будет стоять на Луне.

Мишель Стайн руководит командой, создающей скафандр AxEMU. Скафандры, которые создаются под ее руководством в KBR (компания-партнер Axiom Space), будут использоваться, в частности, членами миссии NASA Artemis III. Миссия, которая вернет людей на Луну спустя 55 лет, должна стартовать в середине 2027 года.

ПАП : Над каким костюмом работает ваша команда?

Мишель Штайн : Существует два типа костюмов. Негерметичные костюмы IVA (IntraVehicular Activity) используются для запуска и возвращения из космоса. Костюмы EVA (ExtraVehicular Activity) — герметичные костюмы. Они используются в условиях низкого давления, выше предела Армстронга, который составляет около 19 км над поверхностью Земли. Наш костюм — это последняя его версия.

Американские астронавты ходили по Луне в скафандрах Apollo. EMU (Extravehicular Mobility Units) в настоящее время используются на Международной космической станции (МКС). Наши скафандры, AxEMU, смогут использоваться на поверхности Луны и в условиях микрогравитации на космических станциях. И отправной точкой были оба более ранних скафандра, настоящие произведения искусства и инженерные чудеса.

ПАП : Проектирование скафандров — есть ли где-то возможность пройти обучение в этой области?

МС: Специалистов в такой узкой специализации нет.

ПАП : За исключением тебя.

МС : Ну, я занимаюсь этим уже 25 лет. Но в нашей команде, которая насчитывает несколько сотен человек, есть специалисты во многих областях. Чтобы сделать скафандр, нужна целая деревня. Поэтому у нас есть специалисты по системам жизнеобеспечения, системам связи, материаловедению, у нас есть дизайнеры и портные.

ПАП : А специалисты в области стиля – ведь вы сотрудничаете с итальянским модным домом Prada.

МС : Вопреки видимости, у создателей скафандров и дизайнеров Prada много общего. Нас объединяет страсть, с которой мы подходим к своей работе, креативность, смелость в пересечении границ и поиске новых решений.

Эксперты Prada обладают обширными знаниями в области материалов и техник шитья. Они также научили нас, что внешний вид костюма также имеет значение. Астронавты — известные люди, поэтому неудивительно, что они хотят хорошо выглядеть.

ПАП : Раньше астронавтов отбирали как почетный караул — все одного роста и телосложения. Но теперь все изменилось. Как вы подгоняете костюмы под людей с очень разным типом телосложения?

МС : Это непросто, особенно для людей небольшого роста. Но мы готовим AxEMU разных размеров. Это касается всех элементов, кроме шлема — частей, покрывающих торс, руки, кисти, ноги и ступни. У нас есть шесть размеров рукавов и четыре размера штанин, ботинок и перчаток. Кроме того, каждый рукав и штанину можно укоротить или удлинить с помощью системы пряжек — так, чтобы локти и колени находились в нужных местах костюма. Поскольку четырех размеров обуви недостаточно, мы разработали вставки, которые обеспечивают точную посадку, чтобы обувь была удобной.

ПАП : Под внешней защитной оболочкой костюма, вероятно, скрыто много слоев.

МС : Человек, который собирается отправиться в космос в скафандре, сначала надевает подгузник. Это не очень элегантно, но это необходимо. Затем следует термобелье, похожее на то, что вы используете для тренировок по бегу или катанию на лыжах. Оно антибактериальное и отводит влагу.

Следующий слой — это охлаждающая и вентиляционная одежда из трехмерного трикотажного полотна с трубками. К ним подведена холодная вода для поддержания нужной температуры и отвода части влаги от тела — и тесная внутренняя часть костюма, заполненная всем этим снаряжением, быстро нагревается. В рукавах и штанинах также есть трубки, которые высасывают теплый влажный воздух из костюма, транспортируют его в систему жизнеобеспечения, где он охлаждается и снова впрыскивается на лицо.

ПАП : Я думал, что костюм, наверное, придется подогревать…

МС : И конечно же, он должен защищать от мороза и жары, ведь температура на Луне колеблется от плюс 120 до минус 170 градусов по Цельсию. Особенно важен обогрев в перчатках — и это мой любимый элемент нашего проекта.

Костюм должен быть прочным и толстым, чтобы защищать от экстремальных температур, пыли и микрометеоритов. Но у астронавтов много работы во время лунной миссии: они будут захватывать и переносить небольшие предметы, открывать и закрывать контейнеры, брать пробы. Это значит, что перчатки должны быть сконструированы совершенно иначе, чтобы обеспечить точный захват и идеальную подвижность, а также защитить руки. Они должны быть тоньше, чем остальная часть костюма, — но тогда руки будут мерзнуть, особенно когда астронавты тянутся к холодным металлическим инструментам. Поэтому в перчатки необходимо помещать обогреватели, но это не должно снижать подвижность рук.

Костюм EMU, который используется в настоящее время, оснащен перчатками Phase VI — шедевром инженерного искусства. Но я думаю, что наши перчатки их превзойдут.

ПАП : Скафандр «Аксиома» изготовлен из известных материалов?

МС : Некоторые из этих тканей есть в каждом гардеробе, но несколько материалов мы разработали сами, с идеей использовать их в космосе. Это вызов, потому что, например, материалы, используемые в костюме, не могут быть горючими. Кроме того, в вакууме материалы теряют свою эластичность, поэтому на внешней стороне костюма нет эластичных элементов. Почти каждый слой костюма содержит натуральные материалы, в основном шерсть, но мы используем их осторожно. Мы должны убедиться, что они не оставляют пуха — в замкнутой циркуляции воздуха астронавты вдыхали бы его.

ПАП : Какой элемент AxEMU представляет наибольшую сложность для ученых и инженеров?

МС : Проблема номер один — лунная пыль. Во время миссий «Аполлон» острые частицы реголита были настоящей головной болью для астронавтов. Пыль царапала забрала шлема, что затрудняло обзор, попадала в оборудование камеры и повреждала уплотнения вакуумных контейнеров для образцов. Поэтому мы ищем решения, которые защитят от пыли. Помимо прочего, нам нужно найти способ очистки скафандров после возвращения на посадочный модуль, марсоход или базу, чтобы пыль не попадала внутрь.

Еще одна проблема — электростатический разряд, то есть электризация тканей и поверхностей. Когда астронавт в электрифицированном скафандре берется за ручку двери, возвращаясь в транспортное средство, может произойти разряд. А скафандр заполнен чистым кислородом, и искра может его поджечь. Поэтому мы работаем над эффективным заземлением AxEMU.

PAP : Астронавты уже тестируют лунный костюм в лабораториях. Среди них была Пегги Уитсон, командир миссии Ax-4. Что она думает о костюме?

МС : Ей очень понравилось. Больше всего она была рада, что оно ей подошло, несмотря на то, что она небольшого роста. Пегги всегда испытывала трудности с перемещением в других, не приспособленных для невысоких, худых людей, но в нашем она чувствовала себя прекрасно. Мнения и комментарии такого опытного астронавта, как и ее коллег, являются для нас неоценимой помощью. Ведь именно для них мы создаем AxEMU.

***

Миссия Ax-4 , экипаж которой состоит из: Пегги Уитсон (США) — командир; Славош Узнаньский-Вишневский (Польша/ЕКА) — специалист; Шубханшу Шукла (Индия) — пилот и Тибор Капу (Венгрия) — специалист, должна быть запущена 10 июня из Космического центра Кеннеди во Флориде (США).

Из Какао-Бич Анна Бугайска (PAP)

абу/ бар/ япония/