🍚 📛 🏂🏼 ¿Qué debemos construir un traje espacial? Entrevista con el desarrollador de los trajes Nikolay Moiseev, parte 4 🔩 🏂🏻 👈🏿

El traje de FFD (izquierda) y el Halcón ruso (derecha). A lo largo de los bordes están Nikolai Moiseev (izquierda) y Ted Southern (derecha).

Esta es la cuarta entrevista en Geektimes con Nikolai Moiseev, un diseñador de trajes espaciales con más de 30 años de experiencia en este campo. El año pasado, habló sobre su compañía , y Nikolai también analizó el traje espacial del marciano , en el que el héroe Matt Damon viajó a través de Marte. Este año aprendimos qué puede ser un traje espacial para aterrizar en planetas y satélites, qué es un traje espacial ideal y cuán complicado puede ser crear un guante para un "traje espacial".

Permítame recordarle que Nikolai trabajó anteriormente en la Empresa de Investigación y Producción de Zvezda. Ahora ha trabajado como diseñador principal para la empresa estadounidense Final Frontier Design durante varios años. Ya estaba interesado en Nikolai, lo que podría ser un traje espacial para aterrizar en Marte o Europa. Hoy habla sobre cómo se mudó a los Estados Unidos al mismo tiempo con la creación de una compañía que desarrolla trajes espaciales allí. Más recientemente, la compañía aprobó uno de los proyectos que se describieron en una de las entrevistas: un nuevo tipo de guante para la NASA. Ahora este guante está pasando por muchos controles. Hasta donde se puede entender, la agencia tiene resultados bonitos. Final Frontier Design está desarrollando otros proyectos. Todo esto se describe en la secuela.

Nikolay, hola! Han pasado seis meses desde la última entrevista, y ahora nos gustaría abordar el tema de la fabricación de un traje espacial. Es decir, no la fabricación en sí, sino para descubrir cómo está sucediendo esto en su empresa, Final Frontier Design (FFD). Tenemos varias preguntas y estaremos muy agradecidos por las respuestas a ellas.

¿Cómo se te ocurrió la idea de crear una empresa de trajes espaciales?

Mi compañero, Ted Southern, presidente de la FFD, y yo decidimos intentar trabajar en un nuevo tipo de traje en 2010. Inicialmente, trabajaron juntos. Teníamos una interesante "aleación" creativa de un ingeniero con un artista. Mi compañero tiene una educación: artista, escultor, científico de materiales.

Primero, creamos un traje espacial ordinario, y luego, uno innovador. ¿Qué hay de nuevo en esto? Es dos veces más ligero. Quizás debido al hecho de que trabajamos juntos, personas con antecedentes muy diferentes, logramos crear tal traje espacial. El hecho es que solo los ingenieros trabajan en la NASA y Roscosmos, no hay artistas. El traje es de alto arte, arte tecnológico. Todo esto está conectado con el cuerpo humano, que en sí mismo es una obra de arte. El cuerpo humano puede ser descrito por un ingeniero, o un artista puede recrear. Y estas serán visiones diferentes del mismo objeto.

¿Cuándo fue la última ronda revolucionaria de desarrollo en la construcción de trajes espaciales?

Durante muchos años, los trajes espaciales no han cambiado. Por ejemplo, en la nave espacial Soyuz los astronautas están vestidos con un traje espacial Sokol KV-2. En principio, fue creado en los años 70, y su diseño fue diseñado incluso antes. Después del desastre con la muerte de la tripulación Soyuz-11 debido a la despresurización de la cabina, decidieron devolver los trajes espaciales. Tomaron el traje de aviación Sokol, lo mejoraron un poco y los materiales utilizados fueron los mismos. Y este traje espacial ha estado volando durante 40 años. Los trajes espaciales de aviación para vuelos a gran altitud se crearon 25 años antes de la creación del traje espacial, es decir, incluso antes de la segunda guerra mundial.

¿Y cuánto tiempo ha pasado desde la idea hasta el primer traje espacial?

Desarrollé las plantillas en 2 semanas y me tomó otras 2 semanas. Por supuesto, ya tenía muchas cosas en la cabeza, no hicimos todo desde cero. Volé a Nueva York, nos saludamos, me senté a la mesa, diseñé el plan e hicimos el traje espacial a tiempo. Geriet Reisman, un empleado senior de SpaceX, astronauta de la NASA, voló hacia nosotros y le mostramos nuestro traje espacial.

¿Cuánto dinero se gastó en todo el proyecto de crear el primer modelo de un traje espacial?

Quiero dividir los costos en dos partes. La primera parte es el pago de materiales, elementos terminados (válvula de seguridad, regulador de presión, mangueras). La segunda parte es implícita. Por ejemplo, mi trabajo. Al principio trabajé gratis. Esto incluye el costo de transporte, alquiler de apartamentos y más. Casi de inmediato se decidió obtener una visa, la recibió en la categoría de "científicos sobresalientes" y luego solicitó una tarjeta verde en la misma categoría. Recibí una tarjeta verde increíblemente rápido, en solo dos meses. Todos estos gastos están incluidos en el desarrollo, pero son realmente invisibles.

Si solo cuenta los materiales, los costos ascendieron a solo 600 dólares. Comenzamos a trabajar juntos, y nuestro trabajo es el trabajo de dos personas durante un mes.

Si reúne a expertos de otras áreas y establece la tarea de desarrollar y fabricar un traje espacial en un mes, lo más probable es que no puedan hacerlo, porque sin experiencia nada funcionará, incluso si son ingenieros capaces.

Un traje espacial para vuelos a gran altitud, desarrollado en la URSS en los años 30

¿Y cuánto dinero le tomaría a la NASA crear tal traje espacial?

Esto es cientos de millones. Daré un ejemplo. La NASA está desarrollando actualmente un nuevo barco para vuelos a asteroides y más allá. E incluso con sus enormes presupuestos, decidieron usar los trajes espaciales desarrollados para el programa Space Shuttle, sin embargo, con algunas modificaciones. Imagínese: la NASA decide no hacer nuevos trajes espaciales para una nueva nave porque es costosa para ellos.

Rusia también necesita muchos millones para diseñar, probar y certificar una nueva generación de trajes espaciales. Aquí, el tiempo es de importancia decisiva, lleva mucho tiempo. Esos ingenieros novatos no podrán hacer un traje mejorado, necesitan tiempo para comprender los detalles.

Dices que tu traje espacial es más ligero. ¿Dime qué modelo es más ligero?

Bueno, si para comparar tomamos el Sokol KV-2 ruso, entonces el nuestro es dos veces más fácil, la entrada-salida es mucho más fácil, el rango de ajuste de altura es de aproximadamente 35 centímetros, las nuevas bisagras proporcionan una movilidad sobresaliente bajo presión. Por supuesto, en muchos aspectos la creación de un traje espacial de este tipo se debe a la amplia selección de varios materiales en los EE. UU .: duradero, resistente al calor, elástico, lo que sea. Pero el diseño también juega un papel importante, se han desarrollado nuevas soluciones de diseño originales.

Mis maestros Isaac Pavlovich Abramovy Anatoly Stoklitsky dijo que si haces que un traje espacial sea un 10-15% más fácil, esto ya es un logro. E hicimos el traje espacial dos veces más ligero. Llevo 30 años trabajando en trajes espaciales, tengo 4 patentes, docenas de publicaciones. Puedo decir que nuestro traje espacial es un imbécil, esta es, de hecho, la próxima generación de trajes espaciales. Hicimos un traje espacial innovador en 2011, y luego otros 6 trajes espaciales para diferentes clientes. Estas son diferentes modificaciones del mismo modelo. Nuestras nuevas tecnologías han madurado. Ahora ya no estamos modificando nuestro traje espacial, ya que hemos alcanzado un cierto nivel de perfección.

Eliminamos todos los defectos en el diseño y la tecnología en esta etapa, alargamos algo y agregamos, realizamos muchas pruebas, solo de acuerdo con el programa de capacitación y pruebas de la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle 76 personas probaron nuestros trajes espaciales.

¿Has pensado en crear trajes espaciales para trabajar en otros planetas y sus satélites?

Recientemente, un grupo de desarrolladores de juegos de Rusia nos contactó. Ahora están trabajando en modelar la exploración de Marte, y luego quieren comenzar la exploración virtual de Encelado y Titán. Y nos pidieron que aconsejáramos sobre la creación de un traje espacial que permitiera viajar en la superficie de estos satélites de Saturno.

En primer lugar, vale la pena decir que estos pequeños planetas son muy, muy diferentes. El titanio, por ejemplo, tiene una atmósfera densa de metano y amoníaco. La presión atmosférica en la superficie de Titán es 1,46 veces la de la atmósfera de la Tierra. La atmósfera de este pequeño planeta no es para nada adecuada para los humanos. Aquí se requiere crear un traje espacial sin presión excesiva para los buceadores, pero con la provisión de aire respirable, con calefacción y aislamiento térmico.

En Encelado, no hay atmósfera, requiere un traje espacial completamente diferente, casi el mismo que ahora en la EEI, uno que puede proporcionar actividad de vida normal de un astronauta en un espacio sin aire con una serie de características. Es decir, debe inflarse para proporcionar una mezcla transpirable en condiciones de, prácticamente, el espacio exterior. La atmósfera de Encelado es muy enrarecida. En él, 91% es vapor de agua, 4% es nitrógeno, 3.2% es dióxido de carbono, 1.7% es metano. La gravedad de este pequeño satélite no es suficiente para mantener la atmósfera, por lo tanto, hay una fuente constante de reabastecimiento. Dicha fuente son poderosos géiseres y criovolcanes.

Cuando se crea un traje espacial, es necesario desarrollar requisitos, realizar trabajos de diseño, investigación científica y técnica.

Otro traje espacial de antes de la guerra para vuelos en la estratosfera, como el predecesor del traje espacial "Falcon".

Puede ir por un camino diferente. Si tienes tu propia compañía, puedes irte a la cama y el traje puede soñar. He tenido esto varias veces: la solución viene en un sueño, con todos los detalles técnicos, con la solución de un cierto círculo de contradicciones técnicas. Por ejemplo, como en el caso de los diseñadores de aviones, el avión debe ser duradero, pero al mismo tiempo ligero para despegar y volar.

Cuando una persona simplemente va a trabajar, sin interés, incluso si tiene un buen salario, a menudo no tiene una idea. Esta persona, por supuesto, resuelve el problema y proporcionará algo antes de la fecha límite. Pero no hay necesidad de hablar sobre una revolución, un avance en este caso.

Por lo general, el desarrollo de la tecnología es una forma evolutiva. Y la revolución ocurre cuando hay algún tipo de acumulación y cuando aparece uno que estará listo para hacerlo.

Mañana volamos a Encelado. ¿Cuánto tiempo y dinero necesitarás para desarrollar un traje espacial?

Son cinco años. No lo tomaré menos. Después de todo, es necesario no solo desarrollar y ensamblar un traje espacial de este tipo, sino también realizar pruebas rigurosas. También debe realizar varias modificaciones para elegir la mejor.

Cuando todavía estaba trabajando en Zvezda ( Empresa de Investigación y Producción de Zvezda llamada así por G. I. Severin , - Ed.), Y trabajamos con la Agencia Espacial Europea (ESA) en los años 90, luego ellos, La ESA planeó hacer solo 2 trajes espaciales prototipo antes de pasar a un producto de vuelo, y el liderazgo de Zvezda no estuvo de acuerdo con menos prototipos que seis. La creación de prototipos es necesaria para realizar pruebas exhaustivas, lo que ayuda a prevenir contingencias de emergencia. Y esta es la "Estrella", que tiene detrás de sí la creación de docenas de trajes espaciales directamente para vuelos al espacio.

Antes de Gagarin, se crearon 18 modelos de trajes espaciales desde 1953 hasta 1961. Vale la pena señalar aquí que antes del traje espacial Gagarin había trajes espaciales de aviación a gran altitud. Fueron tomadas como la base para el desarrollo de un traje espacial.

¿Cuánto dinero se necesitaría para un nuevo traje espacial para Encelado? Por ejemplo, por $ 10 millones, es completamente realista asumir la creación de un traje espacial adecuado para trabajar en Enceladus. Necesita contratar profesionales para la simulación por computadora. Los materiales en los Estados Unidos no son tan caros, pero el trabajo de los trabajadores es costoso. Para un empleado, 3 mil por mes limpio: este es el mínimo. Durante un año para seis personas con un salario de $ 3,000, se obtienen $ 216,000 y estas son solo especialidades de trabajo, excluyendo equipos, sistemas informáticos, bancos de pruebas y todo lo demás, incluidos los impuestos. Compramos todas nuestras cabinas e hicimos muchos guantes originales para el trabajo por contrato de la NASA.

¿Qué pruebas deben realizarse para verificar la idoneidad?

Las pruebas se dividen en dos tipos. Estas son pruebas con y sin participación humana. Es necesario, por ejemplo, medir la presión, realizar una prueba de presión y otras pruebas. Comenzamos con los elementos individuales. Por ejemplo, guantes de un traje espacial. Probamos varias veces guantes de presión destructiva. Algunos explotaron, algunos ya no. Hicimos lo mismo con las mangas del traje espacial.

Ahora la NASA nos está ayudando a verificar y certificar nuestro traje espacial de forma gratuita. Este es un gran logro para nosotros.

Las pruebas, en particular, deben realizarse en sobrecargas. Idealmente, esto requiere una cápsula, con sillas reales. Se coloca un cadáver humano dentro de un traje espacial; esto es exactamente lo que hace la NASA en el transcurso de sus pruebas. Y un traje espacial con un cadáver se coloca en un sillón. En los Estados Unidos, muchas personas legarán sus cuerpos después de la muerte para investigación científica. Incluso el muñeco más genial con un montón de sensores no mostrará la imagen completa de los efectos de las sobrecargas. Es necesario cargar el cadáver y realizar pruebas para dejar caer la cápsula con él. Después de esto, se examina el cuerpo para una resonancia magnética (tomografía). Como resultado, descubrimos lo que le sucedió al cuerpo como resultado de un aterrizaje simulado. Los sensores dan una imagen adicional.

En cuanto a la certificación, es necesario pasar las pruebas de nuestros materiales para la liberación de sustancias tóxicas. La NASA nos ayuda con estas pruebas.

Y dime, por favor, ¿cómo se prueban los cascos para trajes espaciales? ¿Qué tan a prueba de golpes son?

Hay varias pruebas en términos de resistencia al impacto, y una de ellas es una prueba para simular el impacto de micrometeoritos que vuelan a velocidades espaciales. Una pistola especial acelera los granos de arena que golpean el acristalamiento del casco. Obtenemos datos objetivos. El policarbonato es un material muy duradero. Puede crear cascos de vidrio acrílico, no se raya, pero cualquier agujero en el acrílico destruirá el casco. Y el policarbonato es un material viscoso y más duradero que el plástico acrílico. Es muy difícil para una persona destruir el acristalamiento de policarbonato de forma independiente, incluso si rompe el casco con todas sus fuerzas con el mismo martillo.

¿Y qué hay del "marciano"? Su acristalamiento se abrió paso. ¿Es esto real?

Esto es muy difícil de hacer. Este es el movimiento de los directores de Hollywood. En mi opinión, es poco probable que se estrelle un casco de policarbonato con doble acristalamiento en las piedras al caer sobre Marte.
Se puede perforar un casco acrílico, por lo que el probador soviético Peter Dolgov murió en 1962 debido a daños en el acristalamiento del casco, tratando de establecer un récord mundial de saltos altos. Cuando él y su compañero treparon a una altura predeterminada en un globo, el compañero saltó primero. La góndola comenzó a pesar menos y saltó bruscamente. La deuda como el segundo número se situó en el borde de la escotilla, y muy probablemente golpeó el acristalamiento de un tornillo sobresaliente. Se formó un pequeño agujero en el casco, de unos pocos milímetros. Se cayó y voló, el control automático del paracaídas funcionó, el paracaídas se abrió a una altura determinada y aterrizó. Pero al comienzo de su caída, ya estaba muerto, murió de descompresión.

Se han desarrollado nuevos cascos en los Estados Unidos que son más duraderos que el policarbonato y no se rayan, pero siguen siendo caros.

¿Contra qué temperaturas protege el traje espacial del astronauta? ¿Qué grado de termorregulación proporcionará el traje?

Los materiales modernos para trajes espaciales son resistentes al calor. Ahora se están desarrollando trajes espaciales con una capa de aerogel para aislamiento térmico. Especialistas de EE. UU. Aprendieron a flexibilizar el aerogel hace 2-3 años. Lo utilizamos en 2015 para crear aislamiento térmico para los guantes de un traje espacial marciano. Una fina capa de aerogel protegerá al astronauta de temperaturas extremas en futuras misiones.

Necesitamos otro sistema de enfriamiento, respectivamente, necesitamos energía para mantener dentro del traje espacial alrededor de + 20 / + 23 grados Celsius. Cuando el exterior es aproximadamente menos 125 grados Celsius, dentro más 20, se requiere un sistema de control de temperatura específico.

Los materiales modernos que se utilizan para la construcción de trajes espaciales resistirán la temperatura en la superficie de Venus. Pero, por supuesto, el espacio de presión intraf se necesita enfriar, y es difícil de llevar a cabo en Venus.

¿Cuáles son sus planes futuros para la empresa?

Estamos llegando al final de un contrato con la NASA. Creamos para ellos un nuevo guante de traje espacial. Y pronto deberíamos comenzar a probar nuestros guantes. Este es un proceso complejo en el que participan decenas de personas. Estamos esperando los resultados de estas pruebas. Entre las otras ventajas de nuestros guantes, podemos distinguir una mayor movilidad de los dedos en comparación con los guantes convencionales para trajes espaciales, ya que se reduce el volumen y el peso de los guantes. Al concluir el contrato, la NASA presentó 30 criterios y requisitos para guantes. Todas las condiciones fueron cumplidas por nosotros.

Se están llevando a cabo negociaciones con varias empresas para comprar nuestros trajes espaciales. También estamos trabajando en un nuevo tipo de traje espacial que se puede usar en varias condiciones.

¿Qué debemos construir un traje espacial? Entrevista con el desarrollador de los trajes Nikolay Moiseev, parte 4