👨‍⚕️ 🙍🏼 🏀 Was sollen wir einen Raumanzug bauen? Interview mit dem Entwickler der Anzüge Nikolay Moiseev, Teil 4 🌿 🧙🏾 ✋🏽

Der Anzug von FFD (links) und dem russischen Falken (rechts). An den Rändern befinden sich Nikolai Moiseev (links) und Ted Southern (rechts).

Dies ist das vierte Interview bei Geektimes mit Nikolai Moiseev, einem Raumanzugdesigner mit über 30 Jahren Erfahrung auf diesem Gebiet. Letztes Jahr sprach er über seine Firma und Nikolai analysierte auch den Raumanzug des Marsmenschen , in dem der Held Matt Damon durch den Mars reiste. In diesem Jahr haben wir gelernt, was ein Raumanzug für die Landung auf Planeten und Satelliten sein kann, was einen idealen Raumanzug ausmacht und wie kompliziert es sein kann, einen Handschuh für einen „Raumanzug“ herzustellen.

Ich möchte Sie daran erinnern, dass Nikolai zuvor im Forschungs- und Produktionsunternehmen Zvezda gearbeitet hat. Jetzt arbeitet er seit mehreren Jahren als leitender Designer für das amerikanische Unternehmen Final Frontier Design. Ich interessierte mich bereits für Nikolai, einen Raumanzug für die Landung auf dem Mars oder in Europa. Heute spricht er darüber, wie der Umzug in die USA gleichzeitig mit der Gründung eines Unternehmens geschah, das dort Raumanzüge entwickelt. Zuletzt hat das Unternehmen eines der Projekte bestanden, die in einem der Interviews beschrieben wurden - eine neue Art von Handschuhen für die NASA. Jetzt wird dieser Handschuh vielen Kontrollen unterzogen. Soweit man verstehen kann, hat die Agentur schöne Ergebnisse. Final Frontier Design entwickelt weitere Projekte. All dies wird in der Fortsetzung beschrieben.

Nikolay, hallo! Seit dem letzten Interview sind sechs Monate vergangen, und jetzt möchten wir das Thema der Herstellung eines Raumanzugs ansprechen. Das heißt, nicht die Herstellung selbst, sondern um herauszufinden, wie dies in Ihrem Unternehmen geschieht, Final Frontier Design (FFD). Wir haben mehrere Fragen und werden für die Antworten sehr dankbar sein.

Wie sind Sie auf die Idee gekommen, eine Raumanzugfirma zu gründen?

Mein Partner Ted Southern, Präsident des FFD, und ich beschlossen, 2010 an einem neuen Anzug zu arbeiten. Anfangs arbeiteten sie zusammen. Wir hatten eine interessante kreative "Legierung" eines Ingenieurs mit einem Künstler. Mein Partner hat eine Ausbildung: Künstler, Bildhauer, Materialwissenschaftler.

Zuerst haben wir einen gewöhnlichen Raumanzug entworfen und dann - einen innovativen. Was ist neu daran? Es ist zweimal leichter. Vielleicht haben wir es aufgrund der Tatsache, dass wir zusammenarbeiten, Menschen mit sehr unterschiedlichen Hintergründen, geschafft, einen solchen Raumanzug zu schaffen. Tatsache ist, dass nur Ingenieure in der NASA und Roscosmos arbeiten, es gibt keine Künstler. Der Anzug ist hohe Kunst, technologische Kunst. All dies hängt mit dem menschlichen Körper zusammen, der an sich ein Kunstwerk ist. Der menschliche Körper kann von einem Ingenieur beschrieben oder von einem Künstler nachgebildet werden. Und dies werden unterschiedliche Visionen desselben Objekts sein.

Wann war die letzte revolutionäre Entwicklungsrunde im Raumanzugbau?

Raumanzüge haben sich seit vielen Jahren nicht verändert. Zum Beispiel tragen die Astronauten im Sojus-Raumschiff einen Raumanzug Sokol KV-2. Im Prinzip wurde es in den 70er Jahren geschaffen, und sein Design wurde noch früher entworfen. Nach der Katastrophe mit dem Tod der Sojus-11-Besatzung aufgrund der Druckentlastung der Kabine beschlossen sie, die Raumanzüge zurückzugeben. Sie nahmen den Sokol-Luftanzug, verbesserten ihn ein wenig und die verwendeten Materialien waren die gleichen. Und dieser Raumanzug fliegt seit 40 Jahren. Luftfahrt-Raumanzüge für Höhenflüge wurden 25 Jahre vor der Schaffung des Raumanzugs erstellt, d. H. noch vor dem zweiten Weltkrieg.

Und wie viel Zeit ist von der Idee bis zum ersten Raumanzug vergangen?

Ich habe die Vorlagen in 2 Wochen entwickelt und es dauerte weitere 2 Wochen, um sie zu erstellen. Natürlich hatte ich schon viel im Kopf, wir haben nicht alles von Grund auf neu gemacht. Ich flog nach New York, wir begrüßten uns, ich setzte mich an den Tisch, entwarf den Plan und wir machten den Raumanzug pünktlich. Geriet Reisman, ein leitender SpaceX-Mitarbeiter, NASA-Astronaut, flog zu uns und wir zeigten ihm unseren Raumanzug.

Wie viel Geld wurde für das gesamte Projekt ausgegeben, um das erste Anzugmodell zu erstellen?

Ich möchte die Kosten in zwei Teile teilen. Der erste Teil ist die Bezahlung von Materialien, fertigen Elementen (Sicherheitsventil, Druckregler, Schläuche). Der zweite Teil ist implizit. Zum Beispiel mein Job. Zuerst habe ich kostenlos gearbeitet. Dies beinhaltet die Kosten für Transport, Wohnungsmiete und mehr. Fast sofort wurde beschlossen, ein Visum zu erhalten, es in der Kategorie „herausragende Wissenschaftler“ zu erhalten und dann eine Green Card in derselben Kategorie zu beantragen. Ich habe erstaunlich schnell eine Green Card bekommen - in nur zwei Monaten. Alle diese Ausgaben sind in der Entwicklung enthalten, aber sie sind wirklich unsichtbar.

Wenn Sie nur die Materialien zählen, betrugen die Kosten nur 600 Dollar. Wir haben angefangen zusammen zu arbeiten und unsere Arbeit ist die Arbeit von zwei Menschen für einen Monat.

Wenn Sie Experten aus anderen Bereichen zusammenbringen und die Aufgabe festlegen, in einem Monat einen Raumanzug zu entwickeln und herzustellen, können sie dies höchstwahrscheinlich nicht, da ohne Erfahrung nichts funktioniert, selbst wenn sie fähige Ingenieure sind.

Ein Raumanzug für Höhenflüge, der in den 30er Jahren in der UdSSR entwickelt wurde

Und wie viel Geld würde die NASA brauchen, um einen solchen Raumanzug herzustellen?

Das sind Hunderte von Millionen. Ich werde ein Beispiel geben. Die NASA entwickelt derzeit ein neues Schiff für Flüge zu Asteroiden und darüber hinaus. Und trotz ihres enormen Budgets entschieden sie sich, die für das Space Shuttle-Programm entwickelten Raumanzüge mit einigen Modifikationen zu verwenden. Stellen Sie sich vor - die NASA beschließt, keine neuen Raumanzüge für ein neues Schiff herzustellen, weil dies für sie teuer ist.

Russland braucht auch viele Millionen, um eine neue Generation von Raumanzügen zu entwerfen, zu testen und zu zertifizieren. Hier ist Zeit von entscheidender Bedeutung, sie braucht viel Zeit. Diese unerfahrenen Ingenieure werden keinen verbesserten Anzug herstellen können, sie brauchen Zeit, um die Einzelheiten zu verstehen.

Sie sagen, Ihr Raumanzug ist leichter. Bitte sagen Sie mir, welches Modell leichter ist.

Wenn wir zum Vergleich den russischen Sokol KV-2 nehmen, dann ist unser doppelt so einfach, der Ein- und Ausgang ist viel einfacher, der Höhenverstellbereich beträgt etwa 35 Zentimeter, die neuen Scharniere bieten hervorragende Beweglichkeit unter Druck. Natürlich ist die Schaffung eines solchen Raumanzugs in vielerlei Hinsicht auf die große Auswahl verschiedener Materialien in den USA zurückzuführen: langlebig, hitzebeständig, elastisch, was auch immer. Design spielt aber auch eine wichtige Rolle, es wurden neue originelle Designlösungen entwickelt.

Meine Lehrer Isaac Pavlovich Abramovund Anatoly Stoklitsky sagte, wenn Sie einen Raumanzug 10-15% einfacher machen, ist dies bereits eine Errungenschaft. Und wir haben den Raumanzug doppelt so leicht gemacht. Ich arbeite seit 30 Jahren an Raumanzügen, habe 4 Patente und Dutzende von Veröffentlichungen. Ich kann sagen, dass unser Raumanzug ein Idiot ist, dies ist in der Tat die nächste Generation von Raumanzügen. Wir haben 2011 einen innovativen Raumanzug hergestellt und dann weitere 6 Raumanzüge für verschiedene Kunden. Dies sind verschiedene Modifikationen desselben Modells. Unsere neuen Technologien sind gereift. Jetzt modifizieren wir unseren Raumanzug nicht mehr, da wir ein gewisses Maß an Perfektion erreicht haben.

Wir haben zu diesem Zeitpunkt alle Mängel in Design und Technologie beseitigt, etwas verlängert und hinzugefügt, viele Tests durchgeführt, nur gemäß dem Trainings- und Testprogramm an der Embry-Riddle Aeronautical University 76 Personen haben unsere Raumanzüge getestet.

Haben Sie darüber nachgedacht, Raumanzüge für andere Planeten und deren Satelliten zu erstellen?

Kürzlich hat uns eine Gruppe von Spieleentwicklern aus Russland kontaktiert. Sie arbeiten nun an der Modellierung der Erforschung des Mars und möchten dann mit der virtuellen Erforschung von Enceladus und Titan beginnen. Und sie baten uns, bei der Schaffung eines Raumanzugs zu beraten, der es ermöglichen würde, auf der Oberfläche dieser Saturn-Satelliten zu reisen.

Zunächst ist zu erwähnen, dass diese kleinen Planeten sehr, sehr unterschiedlich sind. Titan hat zum Beispiel eine dichte Atmosphäre aus Methan und Ammoniak. Der atmosphärische Druck an der Oberfläche von Titan beträgt das 1,46-fache der Erdatmosphäre. Die Atmosphäre dieses kleinen Planeten ist überhaupt nicht für Menschen geeignet. Hier ist es erforderlich, einen Raumanzug ohne übermäßigen Druck für Taucher zu schaffen, jedoch mit Atemluft, Heizung und Wärmedämmung.

Auf Enceladus gibt es keine Atmosphäre, es wird ein völlig anderer Raumanzug benötigt, ungefähr so wie jetzt auf der ISS - einer, der die normale Lebensaktivität eines Astronauten in einem luftlosen Raum mit einer Reihe von Merkmalen bereitstellen kann. Das heißt, es sollte aufgeblasen werden, um eine atmungsaktive Mischung unter Bedingungen des praktischen Weltraums bereitzustellen. Die Atmosphäre von Enceladus ist sehr verdünnt. Darin sind 91% Wasserdampf, 4% Stickstoff, 3,2% Kohlendioxid und 1,7% Methan. Die Schwerkraft dieses kleinen Satelliten reicht nicht aus, um die Atmosphäre zu halten, daher gibt es eine ständige Quelle für Nachschub. Eine solche Quelle sind mächtige Geysire und Kryovulkane.

Wenn ein Raumanzug erstellt wird, müssen Anforderungen entwickelt, Entwurfsarbeiten sowie wissenschaftliche und technische Untersuchungen durchgeführt werden.

Ein weiterer Raumanzug aus der Vorkriegszeit für Flüge in der Stratosphäre als Vorgänger des Raumanzugs „Falcon“.

Sie können einen anderen Weg gehen. Wenn Sie eine eigene Firma haben, können Sie ins Bett gehen und der Anzug kann nur träumen. Ich hatte das schon mehrmals - die Lösung kommt in einem Traum, mit allen technischen Details, mit der Lösung eines bestimmten Kreises technischer Widersprüche. Zum Beispiel muss das Flugzeug, wie im Fall von Flugzeugkonstrukteuren, langlebig und gleichzeitig leicht sein, um starten und fliegen zu können.

Wenn jemand einfach ohne Interesse zur Arbeit geht, selbst wenn er ein gutes Gehalt hat, hat er oft keine Idee. Diese Person löst natürlich das Problem und wird innerhalb der Frist etwas zur Verfügung stellen. Es besteht jedoch keine Notwendigkeit, über eine Revolution zu sprechen, in diesem Fall einen Durchbruch.

Normalerweise ist die Entwicklung der Technologie ein evolutionärer Weg. Und die Revolution findet statt, wenn es eine Art Anhäufung gibt und wenn jemand erscheint, der bereit ist, sie zu machen.

Morgen fliegen wir nach Enceladus. Wie viel Zeit und Geld benötigen Sie, um einen Raumanzug zu entwickeln?

Das sind fünf Jahre - ich nehme es nicht weniger. Schließlich ist es notwendig, nicht nur einen solchen Raumanzug zu entwickeln und zu montieren, sondern auch strenge Tests durchzuführen. Sie müssen auch mehrere Änderungen vornehmen, um die beste auszuwählen.

Als ich noch bei Zvezda (Zvezda Forschungs- und Produktionsunternehmen, benannt nach G. I. Severin , - Hrsg.) Arbeitete, arbeiteten wir in den 90er Jahren mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zusammen. Die ESA plante, nur zwei Prototypen-Raumanzüge herzustellen, bevor sie zu einem Flugprodukt überging, und die Zvezda-Führung stimmte nicht weniger Prototypen als sechs zu. Prototyping ist für umfassende Tests erforderlich, um Notfälle zu vermeiden. Und dies ist der "Stern", der die Schaffung von Dutzenden von Raumanzügen direkt für Flüge in den Weltraum hinter sich hat.

Vor Gagarin wurden von 1953 bis 1961 18 Raumanzugmodelle hergestellt. Es ist erwähnenswert, dass es vor dem Gagarin-Anzug Raumanzüge in großer Höhe gab. Sie wurden als Grundlage für die Entwicklung eines Raumanzugs herangezogen.

Wie viel Geld würde ein neuer Raumanzug für Enceladus kosten? Für 10 Millionen US-Dollar ist es beispielsweise völlig realistisch, einen Raumanzug zu entwickeln, der für die Arbeit an Enceladus geeignet ist. Sie müssen Fachleute für die Computersimulation einstellen. Materialien in den USA sind nicht so teuer, aber die Arbeit der Arbeiter ist teuer. Für einen Mitarbeiter sind 3.000 pro Monat sauber - das ist das Minimum. Für ein Jahr für sechs Personen mit einem Gehalt von 3.000 US-Dollar werden 216.000 US-Dollar verdient, und dies sind nur Arbeitsspezialitäten, ausgenommen Geräte, Computersysteme, Prüfstände und alles andere, einschließlich Steuern. Wir haben alle unsere Stände gekauft und viele Originalhandschuhe für die NASA-Auftragsarbeiten hergestellt.

Welche Tests müssen durchgeführt werden, um die Eignung zu überprüfen?

Tests werden in zwei Typen unterteilt. Dies sind Tests mit und ohne menschliche Beteiligung. Es ist zum Beispiel notwendig, den Druck zu messen, einen Drucktest und andere Tests durchzuführen. Wir beginnen mit den einzelnen Elementen. Zum Beispiel Handschuhe eines Raumanzugs. Wir haben Handschuhe mehrmals auf zerstörerischen Druck getestet. Einige explodierten, andere nicht mehr. Das haben wir auch mit den Ärmeln des Raumanzugs gemacht.

Jetzt hilft uns die NASA, unseren Raumanzug kostenlos zu verifizieren und zu zertifizieren. Dies ist eine großartige Leistung für uns.

Insbesondere bei Überlastungen müssen Tests durchgeführt werden. Idealerweise erfordert dies eine Kapsel mit echten Stühlen. Eine menschliche Leiche wird in einen Raumanzug gelegt - genau das tut die NASA im Verlauf ihrer Tests. Und ein Raumanzug mit einer Leiche wird in einen Sessel gelegt. In den USA werden viele Menschen ihren Körper nach dem Tod für wissenschaftliche Forschung hinterlassen. Selbst der coolste Dummy mit einer Reihe von Sensoren zeigt nicht das gesamte Bild der Auswirkungen von Überlastungen. Es ist notwendig, die Leiche zu laden und bereits Tests durchzuführen, um die Kapsel damit fallen zu lassen. Danach wird der Körper auf MRT (Tomographie) untersucht. Als Ergebnis finden wir heraus, was mit dem Körper infolge einer simulierten Landung passiert ist. Sensoren geben ein zusätzliches Bild.

In Bezug auf die Zertifizierung ist es notwendig, Tests unserer Materialien für die Freisetzung toxischer Substanzen zu bestehen. Die NASA hilft uns bei diesen Tests.

Und sag mir bitte, wie werden Helme für Raumanzüge getestet? Wie stoßfest sind sie?

Es gibt verschiedene Tests hinsichtlich der Schlagfestigkeit, und einer davon ist ein Test zur Simulation des Aufpralls von Mikrometeoriten, die mit Raumgeschwindigkeit fliegen. Eine spezielle Waffe beschleunigt die Sandkörner, die auf die Verglasung des Helms treffen. Wir erhalten objektive Daten. Polycarbonat ist ein sehr haltbares Material. Sie können Helme aus Acrylglas herstellen, es kratzt nicht, aber jedes Loch im Acryl zerstört den Helm. Und Polycarbonat ist ein viskoses Material und haltbarer als Acrylkunststoff. Es ist sehr schwierig für eine Person, Polycarbonat-Verglasungen unabhängig voneinander zu zerstören, selbst wenn sie den Helm mit aller Kraft mit demselben Hammer zerschmettert.

Und was ist mit dem "Marsmenschen" - seine Verglasung ist durchgebrochen. Das ist real?

Das ist sehr schwer zu machen. Dies ist der Schritt der Hollywood-Regisseure. Meiner Meinung nach ist es unwahrscheinlich, dass ein doppelt verglaster Polycarbonathelm auf Steine fällt, wenn er auf den Mars fällt.
Ein Acrylhelm kann gestanzt werden, so dass der sowjetische Tester Peter Dolgov 1962 an einer Beschädigung der Verglasung des Helms starb und versuchte, einen Weltrekord für das Springen aus großer Höhe aufzustellen. Als er und sein Partner in einem Ballon auf eine vorgegebene Höhe kletterten, sprang der Partner zuerst. Die Gondel begann weniger zu wiegen und sprang scharf auf. Schulden als zweite Zahl standen am Rand der Luke und trafen höchstwahrscheinlich die Verglasung eines hervorstehenden Bolzens. Nur wenige Millimeter lang bildete sich im Helm ein kleines Loch. Er fiel aus und flog hinunter, die automatische Steuerung des Fallschirms funktionierte, der Fallschirm öffnete sich in einer bestimmten Höhe und landete. Aber zu Beginn seines Sturzes war er bereits tot, starb an Dekompression.

In den USA wurden neue Helme entwickelt, die haltbarer als Polycarbonat und kratzfest sind, aber dennoch teuer.

Vor welchen Temperaturen schützt der Raumanzug des Astronauten? Welchen Grad an Wärmeregulierung bietet der Anzug?

Moderne Materialien für Raumanzüge sind hitzebeständig. Jetzt werden Raumanzüge mit einer Aerogelschicht zur Wärmedämmung entwickelt. Spezialisten aus den USA haben vor 2-3 Jahren gelernt, Aerogel flexibel zu machen. Wir haben es 2015 verwendet, um eine Wärmeisolierung für die Handschuhe eines Mars-Raumanzugs zu schaffen. Eine dünne Schicht Aerogel schützt den Astronauten bei zukünftigen Missionen vor extremen Temperaturen.

Wir brauchen jeweils ein anderes Kühlsystem, wir brauchen Energie, um im Raumanzug etwa + 20 / + 23 Grad Celsius zu halten. Wenn die Außenseite etwa minus 125 Grad Celsius beträgt, die Innenseite plus 20 Grad, ist ein spezielles Temperaturregelsystem erforderlich.

Moderne Materialien, die für den Bau von Raumanzügen verwendet werden, halten der Temperatur auf der Oberfläche der Venus stand. Aber natürlich muss der Innendruckraum gekühlt werden, und es ist schwierig, ihn auf der Venus durchzuführen.

Was sind Ihre Zukunftspläne für das Unternehmen?

Wir nähern uns dem Ende eines Vertrags mit der NASA. Wir haben für sie einen neuen Handschuh eines Raumanzugs kreiert. Und bald sollten wir anfangen, unsere Handschuhe zu testen. Dies ist ein komplexer Prozess, an dem Dutzende von Menschen beteiligt sind. Wir warten auf die Ergebnisse dieser Tests. Unter den anderen Vorteilen unserer Handschuhe können wir eine erhöhte Beweglichkeit der Finger im Vergleich zu herkömmlichen Handschuhen für Raumanzüge unterscheiden, wobei das Volumen und das Gewicht der Handschuhe reduziert werden. Zum Abschluss des Vertrags legte die NASA 30 Kriterien und Anforderungen für Handschuhe vor. Alle Bedingungen wurden von uns erfüllt.

Mit einer Reihe von Unternehmen laufen Verhandlungen über den Kauf unserer Raumanzüge. Wir arbeiten auch an einem neuen Raumanzug, der unter verschiedenen Bedingungen verwendet werden kann.

Was sollen wir einen Raumanzug bauen? Interview mit dem Entwickler der Anzüge Nikolay Moiseev, Teil 4