Чем сильнее мы желаем защитить астронавта от открытого космоса, тем тяжелее становится его костюм. Ворочаться в таком крайне неудобно. Не пора ли двинуться в противоположную сторону и создать тонкий скафандр, ощущаемый как невесомое продолжение тела? Оказывается, экспериментальные прототипы таких скафандров уже сшиты.
Эволюция скафандров привела к появлению совершенных моделей, которые космонавты и астронавты с успехом применяют на околоземной орбите. Однако работа в этих костюмах — дело нелёгкое. Из-за внутреннего давления большие усилия приходится прикладывать для того, чтобы согнуть руку или ногу. А ведь на других планетах — Луне или Марсе, к примеру, наличие пусть и слабой, но гравитации — ещё больше усугубит эту проблему.
«Традиционные громоздкие костюмы не обеспечивают мобильность астронавтов, необходимую в миссиях с частичной гравитацией. Нам действительно необходимо разработать скафандры для куда большей мобильности», — утверждает профессор Дава Ньюман (Dava Newman) из Массачусетского технологического института (MIT). И она знает, о чём говорит. Над скафандрами будущего вместе с коллегами по институту она работает не один год.
О её проекте биоскафандра (Bio-Suit), мы уже рассказывали. Однако тогда речь шла о совсем уж фантастической идее — напылении на кожу человека тонкой, но прочной и воздухонепроницаемой затвердевающей плёнки, способной заменить обычный надуваемый воздухом скафандр.
Хотя технологии, необходимые для создания такой второй кожи, уже смутно виднеются где-то на горизонте, Ньюман без устали работает над проектом скафандра значительно более реального, хотя не менее удивительного. Название его то же самое — Bio-Suit, хотя идея несколько модифицирована.
Основной принцип работы нового костюма: приложение механического давления для поддержания тела в нормальном состоянии, в противовес используемому четыре десятка лет внутреннему давлению воздуха в скафандре.
Если поверхность такого скафандра будет плотно прилегать к коже и не позволит телу раздуваться в вакууме, то ему не потребуется наддув воздухом. Последний можно будет подавать, фактически, только в шлем, выполняемый по традиционной технологии.
Такой скафандр не стеснял бы движений человека. А ещё он был бы намного более безопасным, поскольку крошечная пробоина в районе торса или конечностей не приводила бы к разгерметизации. Там ведь выходить наружу практически нечему.
Если в обычном скафандре человек или погиб бы, или был бы вынужден в кратчайшее время вернуться на корабль (или станцию), то с новым скафандром достаточно было бы залепить дырочку пластырем или бандажом, скорее, чтобы остановить кровь, чем не дать выйти воздуху. И можно было бы продолжать работу. Все остальные части костюма таким повреждением нисколько не были бы затронуты.
Столь простая, на первый взгляд, идея потребовала углублённой проработки.
Загвоздка в том, что очень прочный и нерастяжимый скафандр обеспечивал нужное по величине механическое противодавление на поверхность тела, но не позволял конечностям двигаться. А упругий и эластичный скафандр — наоборот.
Выход нашли, составив трёхмерную компьютерную модель растяжения кожи человека во время движений, для чего промерили добровольцев вдоль и поперёк.
Выяснилось, что на руках и ногах есть линии, вдоль которых кожа при сгибании конечностей не растягивается. В этих местах и решили проложить прочные нерастяжимые вставки, фактически создав силовой каркас, податливый, но в то же время не позволяющий телу разбухать.
Ньюман со товарищи сообщают, что для ношения в открытом космосе скафандр такого типа должен обеспечивать давление на тело на уровне трети атмосферы, то есть примерно 30 килопаскалей.
Данный показатель практически покорился команде Ньюман: её коллеге Джеффу Хоффману (Jeff Hoffman), их студентами из MIT, и специалистам массачусетской дизайнерской компании Trotti and Associates, помогавшей Даве в этом проекте.
Как говорится в свежем пресс-релизе института, в существующем прототипе уже достигнут уровень в 20 килопаскалей, а на подходе следующие модификации скафандра Bio-Suit, которые обеспечивают механическое давление в 25-30 килопаскалей.
Правда, все эти костюмы ещё не готовы к работе в космосе, но данные прототипы уже показывают то, к чему стремится весь проект: удобство в движении, низкая масса и ощущение «второй кожи».
Исследователи из MIT утверждают, что примерно 70-80% всех энергозатрат астронавта, работающего в открытом космосе, приходится на противодействие надутому скафандру, стремящемуся распрямить свои «руки» и «ноги». Если убрать это сопротивление — работа станет кардинально легче.
Ньюман напоминает, что идея такого облегающего скафандра впервые была высказана доктором Полом Веббом (Paul Webb) ещё в 1960-х, а принцип нерастяжимых линий — физиком Солом Иберэллом (Saul Iberall) в 1970-х. Однако тогда для реализации этих принципов не было ни подходящих технологий, ни материалов.
Теперь Дава располагает всем необходимым. Она верит в осуществимость биологического скафандра. И не только она одна.
В своё время, когда данный проект только стартовал, его финансировал институт перспективных концепций NASA (NIAC), известный продвижением, хотя крайне спорных и экстравагантных, но непременно многообещающих идей.
