👄 🤟🏿 🍴 ماذا يجب أن نبني بدلة الفضاء؟ مقابلة مع مطور البذلات نيكولاي مويسيف ، الجزء 4 🥃 🧑🏽‍🤝‍🧑🏽 🙋🏼

البدلة من FFD (يسار) والصقر الروسي (يمين). على طول الحواف نيكولاي مويسيف (يسار) و تيد ساذرن (يمين)

هذه هي المقابلة الرابعة في Geektimes مع نيكولاي مويسيف ، مصمم بدلة فضاء بأكثر من 30 عامًا من الخبرة في هذا المجال. في العام الماضي ، تحدث عن شركته ، وقام نيكولاي أيضًا بتحليل بدلة الفضاء من المريخ ، حيث سافر البطل مات دامون عبر المريخ. تعلمنا هذا العام ما يمكن أن تكون عليه بدلة الفضاء للهبوط على الكواكب والأقمار الصناعية ، وما هي بدلة الفضاء المثالية ومدى تعقيد إنشاء قفاز واحد ل "بدلة الفضاء".

دعني أذكرك بأن نيكولاي عمل سابقًا في Zvezda Research and Production Enterprise. يعمل الآن كمصمم رائد في شركة Final Frontier Design الأمريكية لعدة سنوات. كنت مهتمًا بالفعل بـ Nikolai ، ما يمكن أن يكون بدلة فضائية للهبوط على كوكب المريخ أو أوروبا. يتحدث اليوم عن كيفية حدوث الانتقال إلى الولايات المتحدة في نفس الوقت مع إنشاء شركة تطور بدلات الفضاء هناك. في الآونة الأخيرة ، اجتازت الشركة أحد المشاريع التي تم وصفها في إحدى المقابلات - نوع جديد من القفازات لوكالة ناسا. الآن هذا القفاز يخضع لكثير من الشيكات. بقدر ما يمكن للمرء أن يفهم ، فإن الوكالة لديها نتائج جميلة. تعمل شركة Final Frontier Design على تطوير مشاريع أخرى. كل هذا موصوف في التكملة.

نيكولاي ، مرحبًا! لقد مرت ستة أشهر منذ المقابلة الأخيرة ، والآن نود أن نتطرق إلى قضية تصنيع بدلة فضائية. هذا ليس التصنيع نفسه ، ولكن لمعرفة كيف يحدث هذا في شركتك ، Final Frontier Design (FFD). لدينا العديد من الأسئلة وسنكون ممتنين للغاية للإجابات عليها.

كيف توصلت إلى فكرة إنشاء شركة بدلة فضاء؟

قررت أنا وشريكي تيد ساذرن ، رئيس FFD ، محاولة العمل على نوع جديد من الدعاوى في عام 2010. في البداية ، عملوا معًا. كان لدينا "سبيكة" إبداعية مثيرة للاهتمام من مهندس مع فنان. شريكي لديه تعليم: فنان ونحات وعالم مواد.

أولاً ، أنشأنا بدلة فضائية عادية ، ثم - بدلة مبتكرة. ما الجديد فيه؟ إنها أخف مرتين. ربما بسبب حقيقة أننا نعمل معًا ، الأشخاص ذوي الخلفيات المختلفة جدًا ، تمكنا من إنشاء بدلة الفضاء هذه. الحقيقة هي أن المهندسين فقط يعملون في ناسا وروسكوزموس ، لا يوجد فنانين. الدعوى هي الفن الرفيع والفن التكنولوجي. كل هذا مرتبط بجسم الإنسان ، وهو في حد ذاته عمل فني. يمكن وصف جسم الإنسان من قبل مهندس ، أو يمكن للفنان إعادة إنشائه. وستكون هذه رؤى مختلفة لنفس الشيء.

متى كانت آخر جولة ثورية من التطور في بناء بدلة الفضاء؟

لسنوات عديدة ، لم تتغير بدلات الفضاء. على سبيل المثال ، في مركبة الفضاء سويوز ، يرتدي رواد الفضاء بدلة فضائية سوكول KV-2. من حيث المبدأ ، تم إنشاؤه في السبعينيات ، وتم تصميمه حتى قبل ذلك. بعد كارثة وفاة طاقم Soyuz-11 بسبب انخفاض الضغط في المقصورة ، قرروا إعادة بدلات الفضاء. أخذوا بدلة الطيران Sokol ، وقاموا بترقيتها قليلاً ، وكانت المواد المستخدمة هي نفسها. وكانت بدلة الفضاء هذه تطير منذ 40 عامًا. تم إنشاء بدلات الفضاء للطيران للرحلات على ارتفاعات عالية قبل 25 عامًا من إنشاء بدلة الفضاء ، أي حتى قبل الحرب العالمية الثانية.

وكم من الوقت مر من الفكرة إلى البدلة الفضائية الأولى؟

لقد طورت القوالب في أسبوعين واستغرق الأمر أسبوعين آخرين لعملها. بالطبع ، كان لدي بالفعل الكثير في رأسي ، لم نفعل كل شيء من الصفر. طرت إلى نيويورك ، استقبلنا بعضنا البعض ، جلست على الطاولة ، صممت الخطة ، وقمنا بصنع بدلة الفضاء في الوقت المحدد. طار إلينا جيريت ريسمان ، أحد كبار موظفي SpaceX ، رائد الفضاء في وكالة ناسا ، وأظهرنا له بدلة الفضاء.

كم من المال أنفق على المشروع بأكمله لإنشاء أول نموذج لبدلة الفضاء؟

أريد تقسيم التكاليف إلى قسمين. الجزء الأول هو دفع ثمن المواد والعناصر النهائية (صمام الأمان ، منظم الضغط ، الخراطيم). الجزء الثاني ضمني. على سبيل المثال ، وظيفتي. في البداية عملت مجانًا. وهذا يشمل تكلفة النقل واستئجار الشقة والمزيد. على الفور تقريبًا ، تقرر الحصول على تأشيرة ، واستلامها في فئة "العلماء المتميزين" ، ثم التقدم بطلب للحصول على البطاقة الخضراء في نفس الفئة. حصلت على البطاقة الخضراء بسرعة مذهلة - في شهرين فقط. يتم تضمين جميع هذه النفقات في التطوير ، لكنها غير مرئية حقًا.

إذا كنت تحسب المواد فقط ، فإن التكاليف تصل إلى 600 دولار فقط. بدأنا العمل معًا ، وعملنا هو عمل شخصين لمدة شهر.

إذا جمعت خبراء من مناطق أخرى وقمت بتعيين مهمة تطوير وتصنيع بدلة فضائية في غضون شهر ، فلن يتمكنوا على الأرجح من القيام بذلك ، لأنه بدون خبرة لن ينجح أي شيء ، حتى لو كانوا مهندسين أكفاء.

بدلة فضائية للرحلات عالية الارتفاع تم تطويرها في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في الثلاثينيات

وكم من المال يتطلب من وكالة ناسا لإنشاء بدلة فضائية كهذه؟

هذا مئات الملايين. سأعطي مثالا. تقوم وكالة ناسا حاليًا بتطوير سفينة جديدة للرحلات إلى الكويكبات وخارجها. وحتى مع ميزانياتها الضخمة ، قرروا استخدام بدلات الفضاء المطورة لبرنامج مكوك الفضاء ، مع بعض التعديلات. تخيل - قررت وكالة ناسا عدم صنع بدلات فضاء جديدة لسفينة جديدة لأنها مكلفة بالنسبة لهم.

تحتاج روسيا أيضًا إلى ملايين عديدة لتصميم واختبار واعتماد جيل جديد من بذلات الفضاء. هنا ، الوقت له أهمية حاسمة ، ويستغرق الكثير من الوقت. لن يتمكن هؤلاء المهندسون المبتدئون من صنع بدلة محسنة ، فهم بحاجة إلى الوقت لفهم التفاصيل.

تقول بدلة الفضاء الخاصة بك أخف وزنا. من فضلك قل لي أي نموذج أخف وزنا؟

حسنًا ، إذا أخذنا على سبيل المقارنة الروسية Sokol KV-2 ، فإن مجموعتنا أسهل مرتين ، وإخراج المدخلات أسهل بكثير ، ونطاق تعديل الارتفاع حوالي 35 سم ، والمفصلات الجديدة توفر حركة رائعة تحت الضغط. بالطبع ، في العديد من النواحي ، فإن إنشاء بدلة الفضاء هذه يرجع إلى مجموعة واسعة من المواد المختلفة في الولايات المتحدة الأمريكية: متينة ومقاومة للحرارة ومرنة ، أيا كان. لكن التصميم يلعب أيضًا دورًا مهمًا ، فقد تم تطوير حلول تصميم أصلية جديدة.

أساتذتي إسحاق بافلوفيتش أبراموفوقال Anatoly Stoklitsky أنه إذا جعلت بدلة الفضاء أسهل بنسبة 10-15٪ ، فهذا إنجاز بالفعل. وجعلنا بدلة الفضاء ضعف الضوء. أعمل على بدلات الفضاء منذ 30 عامًا ولدي 4 براءات اختراع وعشرات المنشورات. أستطيع أن أقول أن بدلة الفضاء الخاصة بنا هي رعشة ، وهذا في الواقع هو الجيل التالي من بدلات الفضاء. لقد صنعنا بدلة فضائية مبتكرة في عام 2011 ، ثم 6 بدلات فضاء أخرى لمختلف العملاء. هذه تعديلات مختلفة لنفس النموذج. نضجت تقنياتنا الجديدة. الآن نحن لم نعدّل بدلة الفضاء ، لأننا وصلنا إلى مستوى معين من الكمال.

لقد أزلنا جميع العيوب في التصميم والتكنولوجيا في هذه المرحلة ، وقمنا بإطالة شيء ما ، وأضفنا العديد من الاختبارات ، فقط وفقًا لبرنامج التدريب والاختبار في جامعة Embry-Riddle للطيران اختبر 76 شخصا بذلاتنا الفضائية.

هل فكرت في إنشاء بدلات فضائية للعمل على الكواكب الأخرى والأقمار الصناعية الخاصة بهم؟

اتصلت بنا مؤخرًا مجموعة من مطوري الألعاب من روسيا. إنهم يعملون الآن على نمذجة استكشاف المريخ ، ومن ثم يريدون البدء في الاستكشاف الافتراضي لإنسيلادوس وتيتان. وطلبوا منا تقديم المشورة بشأن إنشاء بدلة فضائية تسمح بالسفر على سطح هذه الأقمار الصناعية لزحل.

بادئ ذي بدء ، من الجدير بالذكر أن هذه الكواكب الصغيرة مختلفة للغاية. التيتانيوم ، على سبيل المثال ، لديه جو كثيف من الميثان والأمونيا. يبلغ الضغط الجوي لسطح تيتان 1.46 ضعف الضغط الجوي للأرض. إن جو هذا الكوكب الصغير ليس مناسبًا للبشر على الإطلاق. هنا يُطلب إنشاء بدلة فضائية بدون ضغط مفرط للغواصين ، ولكن مع توفير الهواء القابل للتنفس ، مع التدفئة والعزل الحراري.

لا يحتوي إنسيلادوس على جو ، فهو يتطلب بدلة فضائية مختلفة تمامًا ، تقريبًا كما هو الحال الآن في ISS - واحدة يمكن أن تضمن الأداء الطبيعي لرواد الفضاء في الفضاء بدون هواء مع عدد من الميزات. أي أنه يجب تضخيمه ، لتوفير مزيج قابل للتنفس في ظروف الفضاء الخارجي عمليًا. جو إنسيلادوس نادر للغاية. فيه 91٪ بخار ماء ، 4٪ نيتروجين ، 3.2٪ ثاني أكسيد الكربون ، 1.7٪ ميثان. إن جاذبية هذا القمر الصناعي الصغير ليست كافية لعقد الغلاف الجوي ، وبالتالي هناك مصدر ثابت للتجديد. مثل هذا المصدر هو السخانات القوية والبراكين البرودة.

عند إنشاء بدلة فضائية ، من الضروري تطوير المتطلبات وأداء أعمال التصميم والبحث العلمي والتقني.

بدلة فضائية أخرى لما قبل الحرب للرحلات الجوية في الستراتوسفير ، مثل سلف بدلة الفضاء "فالكون" ،

يمكنك الذهاب بطريقة مختلفة. إذا كان لديك شركتك الخاصة ، يمكنك الذهاب إلى الفراش ، ويمكن أن تحلم الدعوى فقط. لقد مررت بهذا عدة مرات - الحل يأتي في المنام ، مع جميع التفاصيل الفنية ، مع حل دائرة معينة من التناقضات التقنية. على سبيل المثال ، كما في حالة مصممي الطائرات ، يجب أن تكون الطائرة متينة ، ولكن في نفس الوقت خفيفة من أجل الإقلاع والتحليق.

عندما يذهب الشخص إلى العمل ، بدون فائدة ، حتى لو كان لديه راتب جيد ، فغالباً ما لا يكون لديه فكرة. هذا الشخص ، بالطبع ، يحل المشكلة ، وسيقدم شيئًا بحلول الموعد النهائي. لكن ليست هناك حاجة للحديث عن ثورة ، انفراج في هذه الحالة.

عادة ما يكون تطوير التكنولوجيا طريقة تطورية. وتحدث الثورة عندما يكون هناك نوع من التراكم وعندما يظهر المرء الذي سيكون على استعداد للقيام بذلك.

غدا نطير إلى إنسيلادوس. كم من الوقت والمال ستحتاجه لتطوير بدلة فضائية؟

هذه خمس سنوات - لن أستغرقها أقل. بعد كل شيء ، من الضروري ليس فقط تطوير وتجميع بدلة الفضاء هذه ، ولكن أيضًا لإجراء اختبارات صارمة. تحتاج أيضًا إلى إجراء العديد من التعديلات لاختيار الأفضل.

عندما كنت لا أزال أعمل في Zvezda (Zvezda Research and Production Enterprise التي تحمل اسم G.I Severin ، - Ed.) ، وعملنا مع وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) في التسعينات ، ثم خططت وكالة الفضاء الأوروبية لتصنيع بدلين فضاءين أوليين فقط قبل الانتقال إلى منتج الرحلة ، ولم توافق قيادة زفيزدا على عدد أقل من النماذج الأولية من ستة. يعد النموذج الأولي ضروريًا للاختبار الشامل ، مما يساعد على منع حالات الطوارئ الطارئة. وهذه هي "النجمة" ، التي خلفها إنشاء العشرات من بدلات الفضاء مباشرة للرحلات إلى الفضاء.

قبل غاغارين ، تم إنشاء 18 نموذجًا لبدلات الفضاء من 1953 إلى 1961. تجدر الإشارة هنا إلى أنه قبل بدلة الفضاء غاغارين كانت هناك بدلات فضاء عالية الارتفاع. تم أخذها كأساس لتطوير بدلة فضائية.

كم من المال سيستغرق لبدلة فضائية جديدة لإنسيلادوس؟ على سبيل المثال ، مقابل 10 ملايين دولار ، من الواقعي تمامًا إنشاء بدلة فضائية مناسبة للعمل على إنسيلادوس. تحتاج إلى توظيف مهنيين لمحاكاة الكمبيوتر. المواد في الولايات المتحدة ليست باهظة الثمن ، لكن عمالة العمال باهظة الثمن. بالنسبة للموظف ، نظف 3 آلاف شهريًا - هذا هو الحد الأدنى. لمدة عام لستة أشخاص براتب قدره 3000 دولار ، يتم الحصول على 216 ألف دولار وهذه هي تخصصات العمل فقط ، باستثناء المعدات وأنظمة الكمبيوتر ومقاعد الاختبار وكل شيء آخر ، بما في ذلك الضرائب. اشترينا جميع أكشاكنا وقمنا بعمل الكثير من القفازات الأصلية لأعمال عقود وكالة ناسا.

ما هي الاختبارات التي يجب إجراؤها للتحقق من ملاءمتها؟

تنقسم الاختبارات إلى نوعين. هذه اختبارات مع وبدون تدخل بشري. من الضروري ، على سبيل المثال ، قياس الضغط وإجراء اختبار الضغط واختبارات أخرى. نبدأ بالعناصر الفردية. على سبيل المثال ، قفازات بدلة فضائية ، قمنا باختبار قفازات الضغط المدمر عدة مرات. بعضها انفجر ، لم يعد البعض الآخر. فعلنا نفس الشيء مع أكمام بدلة الفضاء.

تساعدنا وكالة ناسا الآن في التحقق من بدلة الفضاء الخاصة بنا واعتمادها مجانًا. هذا انجاز عظيم بالنسبة لنا.

يجب إجراء الاختبارات ، على وجه الخصوص ، على الأحمال الزائدة. من الناحية المثالية ، يتطلب هذا كبسولة ، مع كراسي حقيقية. يتم وضع جثة بشرية داخل بدلة فضائية - وهذا بالضبط ما تفعله وكالة ناسا أثناء اختباراتها. وتوضع بدلة فضائية مع جثة على كرسي بذراعين. في الولايات المتحدة ، سوف يترك العديد من الأشخاص أجسادهم بعد الموت للبحث العلمي. حتى أروع دمية مع مجموعة من أجهزة الاستشعار لن تظهر الصورة الكاملة لتأثيرات الأحمال الزائدة. من الضروري تحميل الجثة وإجراء اختبارات لإسقاط الكبسولة معها. بعد ذلك ، يتم فحص الجسم للتصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير المقطعي). نتيجة لذلك ، اكتشفنا ما حدث للجسم نتيجة هبوط محاكاة. أجهزة الاستشعار تعطي صورة إضافية.

فيما يتعلق بالشهادة ، من الضروري اجتياز اختبارات موادنا لإطلاق المواد السامة. تساعدنا وكالة ناسا في هذه الاختبارات.

وأخبرني ، من فضلك ، كيف يتم اختبار خوذات بدلات الفضاء؟ ما مدى صدماتهم؟

هناك العديد من الاختبارات من حيث مقاومة الصدمات ، أحدها اختبار لمحاكاة تأثير النيازك الدقيقة التي تحلق بسرعات فضائية. تسرع مسدس خاص حبيبات الرمل التي تصيب زجاج الخوذة. نحصل على بيانات موضوعية. البولي مادة متينة للغاية. يمكنك إنشاء خوذات من زجاج الأكريليك ، لا تخدش ، ولكن أي ثقب في الأكريليك سوف يدمر الخوذة. والبولي كربونات مادة لزجة وأكثر متانة من بلاستيك الأكريليك. من الصعب جدًا على الشخص تدمير زجاج البولي بشكل مستقل ، حتى لو قام بتحطيم الخوذة بكل قوته بنفس المطرقة.

وماذا عن "المريخ" - اختراق الزجاج له. هل هذا حقيقي؟

هذا أمر صعب للغاية. هذه هي خطوة مديري هوليوود. في رأيي ، من غير المحتمل أن تحطم خوذة البولي كربونات مزدوجة الزجاج على الحجارة عند السقوط على المريخ.
يمكن لكمة خوذة أكريليك ، وبالتالي مات المختبر السوفيتي بيتر دولجوف في عام 1962 بسبب تلف زجاج الخوذة ، محاولًا تحقيق رقم قياسي عالمي للقفزات العالية. عندما صعد هو وشريكه إلى ارتفاع محدد مسبقًا في بالون ، قفز الشريك أولاً. بدأ الجندول في الوزن أقل وقفز بحدة. الديون حيث كان الرقم الثاني يقف على حافة الفتحة ، وعلى الأرجح ضرب الزجاج على بعض البراغي البارزة. تم تشكيل ثقب صغير في الخوذة ، فقط بضعة مليمترات. سقط وطار ، تحكم أوتوماتيكي بالمظلة ، فتح المظلة على ارتفاع معين وهبطت. ولكن في بداية سقوطه ، كان قد مات بالفعل ، وتوفي بسبب الضغط.

تم تطوير خوذات جديدة في الولايات المتحدة أكثر متانة من البولي كربونات وغير قابلة للخدش ، لكنها لا تزال باهظة الثمن.

ما هي درجات الحرارة التي تحمي بدلتها رائد الفضاء؟ ما درجة التنظيم الحراري التي ستوفرها البدلة؟

المواد الحديثة لبدلات الفضاء مقاومة للحرارة. يتم الآن تطوير بدلات الفضاء بطبقة هوائية للعزل الحراري. تعلم المتخصصون من الولايات المتحدة الأمريكية جعل الهلام الجوي مرنًا قبل 2-3 سنوات. استخدمناها في عام 2015 لإنشاء عزل حراري لقفازات بدلة فضاء مريخية. ستعمل طبقة رقيقة من الهوائي على حماية رائد الفضاء من درجات الحرارة القصوى في المهام المستقبلية.

نحن بحاجة إلى نظام تبريد آخر ، على التوالي ، نحتاج إلى طاقة للحفاظ داخل بدلة الفضاء حول +20 / + 23 درجة مئوية. عندما يكون الخارج حوالي 125 درجة مئوية تحت الصفر ، في الداخل بالإضافة إلى 20 ، يلزم وجود نظام محدد للتحكم في درجة الحرارة.

المواد الحديثة المستخدمة لبناء بدلة الفضاء سوف تتحمل درجة الحرارة على سطح الزهرة. ولكن ، بالطبع ، يجب تبريد مساحة الضغط intraf ، ومن الصعب القيام بذلك على الزهرة.

ما هي خططك المستقبلية للشركة؟

نحن نقترب من نهاية العقد مع وكالة ناسا. لقد صنعنا لهم قفازًا جديدًا من بدلة الفضاء. وقريباً يجب أن نبدأ باختبار القفازات لدينا. هذه عملية معقدة يشارك فيها عشرات الأشخاص. نحن في انتظار نتائج هذه الاختبارات. من بين المزايا الأخرى لقفازاتنا ، يمكننا تمييز الحركة المتزايدة للأصابع مقارنة بالقفازات التقليدية لبدلات الفضاء ، يتم تقليل حجم القفازات ووزنها. عند إبرام العقد ، وضعت وكالة ناسا 30 معيارًا ومتطلباتًا للقفازات. تم استيفاء جميع الشروط من قبلنا.

المفاوضات جارية مع عدد من الشركات لشراء ملابسنا الفضائية. نحن نعمل أيضًا على نوع جديد من بدلة الفضاء التي يمكن استخدامها في ظروف مختلفة.

ماذا يجب أن نبني بدلة الفضاء؟ مقابلة مع مطور البذلات نيكولاي مويسيف ، الجزء 4