Почему нет облегающих космических скафандров?

Многие наверно обращали внимание, что космические скафандры, которыми пользуются космонавты вовсе не похожи на скафандры из фантастических фильмов.

Многие фильмы показывают нам, скафандры, которые довольно плотно облегают тело астронавта:

Однако в реальности космические скафандры довольно «пухлые» и гораздо более громоздкие.

Почему скафандры в кино и в реальности так отличаются? Давайте разбираться вместе.

Основное назначение космического скафандра — поддержание жизнедеятельности космонавта в условиях вакуума космоса и экстремальных температур. В этом его основное отличие от скафандров в кино, главное назначение которого — хорошо выглядеть в кадре, и подчёркивать фигуры актёров.

Кроме того скафандры в фильмах позволяют актёрам совершать резкие движения, драться, бегать, прыгать, совершать различные акробатические трюки и т.п. Всё это невозможно в реальных современных скафандрах.

Когда человек находится на поверхности Земли он испытывает на себе давление огромной толщи (десятки километров) атмосферы. При этом мы не испытываем никакого дискомфорта из-за этого, так как внутреннее давление человеческого организма равно атмосферному. Поэтому человеческое тело не любит вакуум. Ведь при отсутствии атмосферного давления внутреннее давление никуда не девается. Длительное (более 60-90 секунд) пребывание в вакууме практически неизбежно приводит к летальному исходу.

Чтобы защитить космонавтов от вакуума и создать для них комфортные условия скафандры делают довольно просторными внутри и закачивают внутрь воздух под давлением равным атмосферному. Благодаря этому внутри такого скафандра человек надёжно защищён от вакуума космоса.

Но всё же подвижность космонавтов в таких громоздких скафандрах крайне ограничена. Одной из главных проблем при проектировании таких скафандров является проектирование суставных соединений. Они должны быть спроектированы таким образом, чтобы при сгибании и разгибании суставов внутренний объем скафандра оставался неизменным, иначе это может привести к не смертельным, но все же не очень приятным для космонавта перепадам давления. Такие суставные соединения еще более ограничивают подвижность космонавтов в скафандре.

Но все же несмотря на это в современных скафандрах люди могут выполнять различные весьма сложные задачи. Из наиболее сложных задач можно вспомнить например строительство МКС или ремонт телескопа Хаббл.

Может ли космический скафандр быть плотно прилегающим к телу, как в кино? В теории может и разработки подобных скафандров ведутся с 50-х годов прошлого века. К их плюсам относится гораздо большая подвижность, которую такой скафандр может обеспечить.

Идея такого скафандра состоит в том, что вместо того, чтобы компенсировать внутреннее давление организма давлением воздуха внутри скафандра, компенсировать его давлением материала скафандра на тело. Т.е. скафандр не просто плотно прилегает к коже, а давит на неё по всей поверхности. Единственная часть скафандра где для компенсации давления используется воздух— это шлем.

На данный момент работы по созданию такого скафандра еще далеки от завершения. Главными проблемами являются обеспечение постоянного и равномерного давления по всей поверхности тела, включая область паха, пальцы на ногах и т.п. в том числе и при любых изменениях положения тела, соприкосновениями с различными поверхностями и работе с инструментами.

Как оказалось добиться этого не так просто — перепады давления в отдельных участках скафандра могут привести к тому, что по окончании работы в таком скафандре космонавт получит множество синяков.

Другой проблемой является терморегуляция. Наше тело является источником тепла. В условиях атмосферы терморегуляция достигается за счёт выделения пота, который испаряясь с поверхности тела понижает его температуру. В облегающем скафандре потребуется принципиально отличная система отвода тепла.

На данный момент работы по созданию облегающего скафандра ведутся сразу несколькими компаниями и организациями (NASA, MIT, Boeing), но пока еще ни один облегающий скафандр не удовлетворяет всем требованиям.

Современные скафандры, используемые в космосе, такие громоздкие потому, что они прекрасно справляются с задачей защиты человека от вакуума путём компенсации внутреннего давления давлением воздуха внутри скафандра. Облегающие скафандры имеют ряд очевидных преимуществ, но пока еще остаются делом будущего, так как создать облегающий скафандр намного сложнее.