🧐 🚷 🏨 Une combinaison spatiale pour atterrir sur l'Europe et la Lune - que devrait-elle être? Entretien avec Lead Final Frontier Design Designer 🚖 🏇🏾 ☕️

Le designer en chef de la FFD, Nikolai Moiseev (à gauche) et le président de la société Ted Southern (à droite) présentent le nouveau design de la combinaison spatiale

Hello, Geektimes. Aujourd'hui encore, notre invité est Nikolai Moiseev, concepteur principal et ingénieur en chef de Final Frontier Design (FFD) avec un bureau à Brooklyn, New York. La direction principale du travail de l'entreprise est la création de combinaisons spatiales et d'éléments individuels pour eux (par exemple, des gants). Nikolai travaille dans ce domaine depuis plus de 20 ans, et aujourd'hui, il a accepté de parler de son travail actuel et de l'évolution du développement des combinaisons spatiales dans d'autres entreprises.

L'année dernière, Nikolai parlait déjà de son entreprise , il a également analysé la combinaison spatiale du «Martien»dans lequel le héros de Matt Damon a voyagé sur Mars. Aujourd'hui, nous allons découvrir ce qu'une combinaison spatiale peut être pour atterrir sur des planètes et des satellites, ce qui constitue une combinaison spatiale idéale et à quel point il peut être compliqué de créer un gant pour une «combinaison spatiale».

Nikolay, bonjour! Veuillez me dire sur quel (s) projet (s) travaillez-vous actuellement?

Nous concluons actuellement un contrat de fabrication de gants pour la NASA. Un groupe de la NASA vient nous voir cette semaine et la société testera de nouveaux gants. Pour ce faire, nous avons certifié l'ensemble de nos équipements, après avoir passé un très grand nombre d'heures à la paperasse. Le fait est que le test est effectué sur une personne. L'approvisionnement en gants commencera en juillet, puis le contrat sera clôturé. Nous ne saurons pas si la collaboration se poursuivra, mais nous espérons coopérer davantage avec la NASA.

Nous avons également plusieurs petits projets, par exemple, le développement de gants pour électriciens. Peu de gens peuvent imaginer, à l'exception des professionnels, quelles pourraient être les conséquences d'une exposition au corps de 5000 volts. Et l'électricien doit prendre ces fils sous tension entre ses mains, travailler avec eux. Je peux dire directement que ces gants ne sont pas très beaux en apparence. En général, quelqu'un d'ignorant peut dire que ce travail n'est pas trop important. Mais ce contrat est assez rentable pour nous, l'entreprise doit travailler et gagner. De plus, au cours de ce travail, nous appliquons de nouvelles idées en termes d'ergonomie. Nous avons de nouvelles idées pour augmenter la tactilité et la protection des mains.

Nous travaillons également sur un certain nombre de projets de formation, notamment sur nos combinaisons spatiales (programme Space Suit Experience). Des universités américaines spécialisées forment leurs étudiants aux vols spatiaux, leur enseignent les règles de travail dans les combinaisons spatiales et autres astuces. Et ces projets éducatifs apportent également de l'argent et de la renommée à l'entreprise. Par exemple, en octobre, un groupe de 30 personnes a mesuré leurs combinaisons spatiales et «volé» dans l'espace sur des simulateurs. En avril - 15 personnes. Mais nous en reparlerons plus tard.

Des vols d'essai de parabole arrivent bientôt pour créer des conditions de gravité zéro [c'est-à-dire un avion spécial NASA C-9, - env. ed]. En juillet, août et octobre, une formation et une éducation des étudiants sont prévues. Au début de l'année prochaine, des vols seront effectués dans le cadre d'un contrat avec la NASA avec notre nouvelle combinaison spatiale, également parabole, en gravité zéro, seulement 75 paraboles. Les tests seront effectués selon la méthodologie approuvée. L'une des étapes importantes pour notre entreprise est la certification de notre combinaison spatiale.
Est-ce que 75 paraboles sont en fait 75 vols? Ou pendant un vol, plusieurs paraboles sont effectuées?

Trois jours sont prévus pour les tests. Pendant un jour de vol, 25 paraboles auront lieu. Pendant le test, des points parfois intéressants se posent. Par exemple, la dernière fois en octobre lorsque nous avons effectué les tests, certains participants à l'expérience sont tout simplement tombés malades. Ainsi, la sélection est effectuée. De sentiments d'apesanteur, certains sont ravis, d'autres se sentent très mal.
En théorie, la sélection des astronautes peut être effectuée à un stade précoce précisément dans de telles conditions. Lorsque vous êtes dans un état de tangage, vous volez vers le haut, puis tombez, vous pouvez soit éprouver de la joie, soit vous serez secoué et malade, il pâlira.

La question suivante concerne les costumes modernes prometteurs d'un nouveau type. Il n'y a en fait pas beaucoup de développements, et la plupart d'entre eux sont assez anciens. Les astronautes ne volent que dans des modèles légèrement améliorés de combinaisons spatiales. Dites-moi, existe-t-il des modèles de combinaison spatiale fondamentalement nouveaux créés à partir de zéro?

Oui, la centrale nucléaire de Zvezda en Russie, sous les auspices de Roscosmos, produit traditionnellement des combinaisons spatiales pour entrer dans l'espace. Tous les 5 à 10 ans, la combinaison spatiale Orlan est mise à jour, les développeurs publient régulièrement des modèles mis à jour.

La NASA travaille également à l'amélioration de ces combinaisons spatiales. Par exemple, une nouvelle combinaison spatiale a été assemblée à la fin de l'année dernière, je veux dire le modèle Z2. Il s'agit d'un modèle avec une trappe d'accès à l'arrière. Certes, on ne peut pas dire que cette combinaison spatiale est si différente des précédentes. Les prototypes ont été créés beaucoup plus tôt. Par exemple, en Union soviétique, une telle combinaison spatiale a été créée au début des années 60. Mais si la NASA met en œuvre ce projet, ce sera la première combinaison de vol pour la NASA avec des E / S arrière arrière. Il aura des articulations améliorées, d'autres éléments. En général, il sera plus lourd que les précédents modèles EMU (Extravehicular Mobility Unit). Il s'agit de la combinaison spatiale dite navette spatiale. En tant que professionnel, je n'aime certainement pas le poids accru de la combinaison spatiale, étant donné que c'est le 21e siècle dans la cour. Je dirai également qu'il s'agit de mon opinion personnelle et non de celle de toute mon entreprise.

En ce qui concerne les super idées les plus modernes ... De telles nouvelles apparaissent périodiquement dans la presse que certaines entreprises promettent prétendument de créer une combinaison spatiale super innovante. Ou, par exemple, un étudiant australien m'a écrit: «Les costumes sont très chers. Je crois que je peux faire une combinaison spatiale pour 150 $. " Mais cela ne nous dérange pas. Qui vous arrête? Faire au moins un manchon avec deux bouchons, puis effectuer des tests de pression. Et puis effectuez une expérience avec des tests de pression [test de haute pression, - env. rouge]. Ensuite, vous devez effectuer une expérience d'explosion lorsque le gant ou la manche doit être gonflé à un point tel qu'il explose. Lors de ces tests, un support doit pouvoir protéger le testeur. Ceci est requis par les règles de sécurité. Donc, vous devriez avoir un support qui crée de la pression, une source,un compresseur qui coûte 1000 dollars et en conséquence, vous devriez savoir à quelle pression le manchon éclatera.

Si la pression de travail, par exemple, 0,4 atmosphère, vous devez effectuer un test de pression à 0,6 atmosphère. Le manchon doit exploser au moins à 1,5 atmosphères. J'appelle les chiffres indicatifs. Il est clair que tout cela coûte de l'argent - tests, matériaux, travaux. Les amateurs ne comprennent tout simplement pas combien de points intermédiaires il y a entre une idée et sa mise en œuvre, si on parle de cosmonautique. Depuis que je suis dans ce sujet depuis de nombreuses années, déjà 30 ans, je vois périodiquement comment de telles nouvelles apparaissent.

Travaillons-nous sur l'innovation? Oui, nous travaillons, mais nous ne l'annoncerons pas à l'avance. Par exemple, en faisant la manche d'une nouvelle combinaison spatiale, nous faisons une disposition. Je n'aimais pas ça ... La deuxième mise en page est déjà meilleure, mais il y a toujours des inconvénients. Nous ne parlerons à personne de la nouvelle pochette tant qu'elle n'aura pas été mise dans la version de travail. Mais cette manche pourrait bien devenir l'ancêtre d'une nouvelle génération de combinaisons spatiales. Nous commençons petit, puis nous développons plus loin. Mais à l'avance, rien ne coulera dans la presse.
Je veux noter que ce travail prend du temps et n'est pas rémunéré. Si nous voulons obtenir un contrat pour la production d'une nouvelle combinaison spatiale, nous devons présenter un prototype à la NASA ou à quelqu'un d'autre. Mais ils ne donnent pas d'argent pour l'idée, ou plutôt, il y a peu de chances d'obtenir un tel contrat. Si vous êtes venu et que vous avez dit que vous avez une idée géniale, vous ne recevrez probablement pas d'argent pour son développement. Et si vous venez dire que vous avez un prototype fonctionnel, alors dans ce cas, les chances seront beaucoup plus élevées.

À votre avis, quelle devrait être la combinaison spatiale parfaite?

Oui, une question intéressante ... D'une manière générale, la combinaison spatiale parfaite doit être aussi légère que possible. Les modèles modernes sont très lourds et pèsent plus de 120 kilogrammes. Et ceci est un costume pour une personne. Si nous volons soudainement vers la Lune, vers Mars et enfilons cette combinaison spatiale, venons à la surface de la planète, nous pouvons tomber et ne pas monter, même si là-bas, sur la Lune et Mars, la gravité est réduite. Une future combinaison planétaire devrait être au moins deux fois plus légère. Il est nécessaire de faire une combinaison spatiale avec un design et un design fondamentalement nouveaux.

Mais y avait-il une situation où un astronaute venu à la surface de la lune était couché? Il s'est fixé exprès. S'est-il levé ou s'est-il levé?

Lui-même, mais dès la dixième tentative. Il a profité du fait qu'il y avait peu de gravité sur la Lune, mais il ne pouvait pas se mettre à genoux normalement, puis s'accroupir et se lever. Cela ne pouvait pas être fait dans le cadre de l'expédition Apollo. Mais l'astronaute a trouvé une issue. Dans le développé couché, il a brusquement repoussé ses mains de la surface et s'est levé d'un bond. Soit dit en passant, la combinaison de l'expédition Apollo pesait 60 kilogrammes, plus 6 fois moins que le poids d'une personne et une combinaison spatiale sur la lune. Je note que les charnières pour les jambes de ce costume étaient très mauvaises. Il ne pouvait pas plier sa jambe dans le genou et la cuisse de 90 degrés ou plus, c'est ainsi que nous le pouvons. Mais certaines personnes peuvent même déplacer leur genou vers le menton. Dans une combinaison spatiale standard, cela ne pouvait pas être fait, il était possible de plier la jambe dans la cuisse de 30 degrés autant que possible. Je note que dans la dernière combinaison spatiale développée par notre entreprise,Vous pouvez plier votre jambe dans la cuisse, et c'est déjà plus de 90 degrés.

Wow progrès! Et comment pensez-vous, à quel point est-il réaliste, après avoir conservé la fonctionnalité, de réduire de moitié le poids de la combinaison spatiale? Si oui, combien de temps cette évolution peut-elle prendre et quels sont les défis?

Premièrement, c'est réel. Deuxièmement, de nouveaux matériaux sont nécessaires. Troisièmement, le financement est nécessaire, car l'idée n'est pas bon marché. La création d'une combinaison spatiale par un nouveau principe est plus difficile que la mise à niveau d'une combinaison spatiale de type ancien. Par exemple, à Moscou, quand je portais des gants, ils m'ont dit au travail: «Veuillez faire un simple gant. Qu'est-ce qui rend le gant de plus en plus dur à chaque fois? » Et j'ai répondu: «Regardez votre main, quel système compliqué c'est! Combien y a-t-il d'articulations et de «articulations» différentes… C'est une chose très complexe, et un gant sous haute pression doit également être proche de sa fonctionnalité. »

Maintenant, nous continuons de travailler à l'amélioration des gants. Par exemple, dans le gant que nous avons fabriqué pour la NASA, les détails sont 6 fois plus que le modèle précédent. Il s'agit d'un niveau de qualité fondamentalement nouveau.

Et quelle devrait être la combinaison spatiale pour accéder à Pluton, par exemple? Et pour atteindre la surface de l'Europe, le satellite de Jupiter? En effet, la NASA prévoit une expédition sur ce satellite.

Pour commencer à concevoir une combinaison spatiale sur Pluton, sur Mars ou sur toute autre planète, vous devez connaître les conditions d'utilisation. Jusqu'à présent, nous savons peu de choses sur Pluton, malgré les succès de l'astronautique. Le début du développement de la combinaison spatiale et de tout système techniquement complexe commence par les exigences. Quelle température, quelle pression, quelle gravité, quelle composition de l'atmosphère de la planète - tout cela doit être connu. Bien que tout cela concerne Pluton, nous connaissons approximativement des données non spécifiées.

Ces plans sont très éloignés, il est donc purement humainement difficile de discuter du projet lorsque les machines ne sont pas encore assises. Une caractéristique de la combinaison spatiale pour l'Europe, le satellite de Jupiter, est qu'elle doit fournir une radioprotection, car l'Europe vole dans la ceinture de rayonnement de Jupiter. Même la Terre a une ceinture de rayonnement, et jusqu'à présent, le problème est résolu simplement - les astronautes de l'ISS volent sous les ceintures de rayonnement. Pour voler vers la lune, vous devez les traverser le plus rapidement possible, sans vous attarder. Et imaginez, nous devons voler vers une petite planète, qui est située dans une puissante ceinture de rayonnement. À cet égard, l'Europe est un objet difficile à visiter.

Il est beaucoup plus facile d'organiser une mission habitée à Ganymède, où il y a un océan liquide, ou à Callisto, où il y a aussi un océan liquide. Malheureusement, pour une raison quelconque, ils n'en parlent pas du tout, tout le monde rêve d'Europe. Mais Callisto est situé loin de Jupiter, dans une zone calme, où il n'y a pas de niveaux de rayonnement transcendantaux.

À l'heure actuelle, ni les combinaisons spatiales soviétiques, ni russes, ni américaines ne fournissent une radioprotection suffisante pour un vol vers l'Europe. On peut dire qu'ils ne protègent pratiquement pas contre les radiations radioactives, notamment contre les particules lourdes.

Peut-on même parler de radioprotection par rapport à une combinaison spatiale?

Vraiment, nous avons un prototype.

Est-ce un secret commercial ou pouvez-vous nous en dire un peu plus?

Premièrement, faire une maquette de radioprotection est une chose et effectuer des tests en est une autre. Nous avons effectué des tests avec un seul niveau de rayonnement, dépensé environ 5000 $ dans un laboratoire certifié afin d'obtenir des rapports de test. Pour passer aux tests d'accélérateur, où il y a des particules lourdes à haute énergie, il faut 150 000 dollars. Pour nous, ce montant est important.

Le site Web de votre entreprise comporte une section «L'expérience des combinaisons spatiales», qui indique les combinaisons et le prix de 795,00 $. Ces combinaisons spatiales valent-elles autant?

Non, ces costumes ne sont pas à vendre. Ils peuvent être portés, tout le monde peut commander un "fit", pendant lequel vous pouvez mettre et essayer une combinaison spatiale. Il s'agit d'un service unique dans le sens où plusieurs centaines de millions de personnes vivent aux États-Unis. Le fait est que si vous avez de l'argent et que vous souhaitez mesurer votre combinaison spatiale, cela ne pourrait être fait nulle part aux États-Unis. Certes, il existe une telle opportunité en Russie. Autrement dit, l'Américain devait se rendre à Star City près de Moscou, acheter des billets chers, louer un hôtel. Tout cela se traduira par un montant d'environ 5 000 $ ou même plus, selon le programme. Ici, vous pouvez essayer la combinaison spatiale Sokol pour le vaisseau spatial Soyouz. Cette combinaison spatiale est blanche, sauvetage d'urgence. Dans le centre russe, vous pouvez mesurer "Orlan". Auparavant, il était possible de mener une formation sur les combinaisons spatiales sous l'eau, mais maintenant la piscine où la formation a eu lieu,fermé pour reconstruction, il ouvrira peut-être cette année.

Nous sommes toujours la première et la seule entreprise à offrir à toutes les personnes intéressées un certain niveau de santé physique et d'essayer une combinaison spatiale aux États-Unis, et le coût de ce service est très modéré.

Ce service est assez populaire. Par exemple, nous avions un pilote civil aux commandes d'un Boeing. Il a déjà plus de 60 ans, mais il rêve d'espace, même s'il s'est rendu compte qu'il ne volerait pas. Et la santé n'est plus là. Mais il est venu et était absolument ravi de cela. Il a pu toucher son rêve, le cosmos. Aller au musée et voir le vaisseau spatial est une chose. Et ici, vous mettez une combinaison spatiale et en tant que chef du navire, vous essayez d'atterrir sur la lune, sur Mars en utilisant le simulateur. Le pilote dont je parle, a passé tous les tests, s'est assis dans toutes les conditions dans notre simulateur.

Il existe une autre catégorie de personnes. Ce sont des enfants modernes qui s'adonnent à des jeux informatiques. Pas seulement les joueurs, non. Il s'agit de développeurs - ils développent des jeux et viennent régulièrement chez nous. Ils essaient d'obtenir de nouvelles sensations dans une combinaison spatiale, de comprendre ce qu'est une combinaison spatiale, puis de créer une sorte de nouveau jeu.

Une autre catégorie est celle des personnes qui souhaitent offrir un cadeau d'anniversaire à quelqu'un. Les chanceux sont amenés ici les yeux fermés, puis une surprise leur est annoncée. Un homme ouvre les yeux, et ici - BAM! Cette combinaison spatiale peut être essayée et photographiée.

Et dans cette combinaison spatiale, vous pouvez aller dans l'espace ou vous promener sur la lune?

Peut-être dans le cas d'un raffinement. De manière générale, les combinaisons spatiales sont divisées en deux types: intra-navire et extra-navire. Intra-navire, par exemple, "Falcon", ce sont des combinaisons spatiales légères. Le même "Falcon" pèse dix kilogrammes. L'extra-navire "Orlan" pèse 120 kilogrammes. Quelle est la différence? L'une des raisons est que le système de survie du Falcon appartient en gros au navire, il fait partie du navire. Et la combinaison spatiale pour l'activité extra-navire (VKD) a un système de support autonome, elle est conçue pour 9 heures, la limite est de 10 heures. Naturellement, personne n'y travaille à la limite. Habituellement, ils travaillent 6,5 heures, pas plus, car personne n'a annulé les besoins physiologiques. Ce type de combinaison spatiale est un vaisseau spatial pour une personne. La deuxième différence entre ces deux combinaisons spatiales est qu'elles ont différents types de protection.La combinaison spatiale VKD a une isolation thermique écran-vide à l'extérieur, qui protège contre les températures extrêmes, du froid et des flux de chaleur. En outre, les combinaisons spatiales VKD ont des filtres solaires qui protègent contre la lumière du soleil. Sans cela, les astronautes deviennent tout simplement aveugles.

Il existe un troisième type de combinaison spatiale, on pourrait dire universel. C'est lorsque vous décollez dans la même combinaison spatiale, volez vers la lune, descendez à sa surface, marchez sur la lune et revenez sur Terre. Comme toute chose universelle, ce costume n'est pas très bon. Le fait est qu'une telle combinaison spatiale est trop lourde pour travailler dans un navire et qu'elle a une mobilité insuffisante. Et vous devez aller à la surface de la planète et travailler. Par conséquent, cette combinaison spatiale a des charnières supplémentaires qui ne sont pas nécessaires pour la combinaison spatiale intra-bâtiment. Habituellement, nous parlons de roulements avec joints, qui peuvent être de 10 ou 20 pièces dans la combinaison VKD. Il n'y a qu'une seule paire de roulements de ce type dans une combinaison spatiale de type Falcon.

Et les combinaisons spatiales universelles dont vous parlez, existent-elles? Et si oui, quel est ce modèle?

Tout d’abord, c’est la combinaison spatiale de Leonov [combinaison spatiale Golden Eagle, - env. Ed.]. Leonov y est allé dans l'espace. Belyaev l'attendait, entièrement équipé pour s'en assurer. Dans les mêmes combinaisons spatiales, les astronautes sont revenus. La deuxième combinaison de ce type est la combinaison Apollo. Il existe d'autres idées de combinaisons spatiales universelles. Ainsi, lorsque la NASA envisageait une mission d'astéroïdes, l'équipe du projet a réalisé qu'elle devait emporter deux types de combinaisons spatiales avec eux pendant plusieurs mois de vol. Décollez dans certains, allez à la surface de l'astéroïde pour collecter des échantillons - dans une autre combinaison spatiale lourde pendant 1-2 heures. Et ils pensaient qu'il était possible de décoller dans le premier et de sortir dans le premier, il suffit de mettre des vêtements d'extérieur dessus, comme on dit, avec une isolation thermique. Montez un filtre solaire sur le casque, mettez des gants résistants à la chaleur, des bottes spéciales, une sacoche à l'arrière,attachez-le avec des sangles. Attachez et mousquetons avec des drisses, afin de ne pas vous perdre - ils ne sont pas sur la combinaison légère.

Il s'est avéré que non, cette idée ne fonctionne pas. Après avoir dépensé beaucoup d'argent, l'équipe de la NASA a réalisé que dans une combinaison spatiale légère, même avancée, avec l'inclusion de roulements supplémentaires dans les manchons et l'ajout d'autres éléments, il était impossible de terminer ce travail sur la collecte d'échantillons de sol d'astéroïdes.

Et la dernière question sur la lune. Le Congrès américain exhorte la NASA à s'y rendre. Les combinaisons spatiales dans lesquelles voleront les astronautes de la mission Apollo changeront-elles, et si oui, combien? Et avez-vous besoin de changer quoi que ce soit?

Les changements seront très importants à bien des égards. La mission d'Apollo était au bord de la survie. La pression de travail dans les combinaisons spatiales était au niveau très minimum, même un peu plus bas et les astronautes pouvaient nuire à leur santé. Dans les nouvelles combinaisons spatiales lunaires, la pression de travail sera considérablement plus élevée. Il y aura une pression normale dans la cabine du module d'atterrissage lunaire du navire migrateur, enfin, peut-être un peu abaissée, comme dans les cockpits des avions de passagers. Dans de telles conditions, tout le monde se sentira normal. Quels autres changements? Bien sûr, ce seront des combinaisons avec une entrée arrière, qui ont été fabriquées au début des années 60 par des ingénieurs soviétiques.

Il y a encore un point. Les combinaisons spatiales Apollo étaient équipées de fermetures à glissière sous pression qui se ferment et s'ouvrent fortement. La défaillance ou la rupture d'une "dent" entraînera la défaillance de tous les éclairs. Tous les éclairs se disperseront et la combinaison spatiale sera ouverte. L'astronaute va mourir. La NASA a ensuite introduit la duplication, un éclair au-dessus de l'autre. D'abord, l'astronaute doit fermer une fermeture éclair, puis une autre. Mais c'est très gênant. Le résultat était un sac épais qui se tenait avec un piquet sur le costume et il n'y avait nulle part où le mettre. Mais il n'y avait pas d'issue, et la foudre devait être longue. En effet, l'entrée de la combinaison spatiale doit être suffisamment grande pour qu'une personne puisse s'adapter. Parce que même si vous mettez vos pieds, vos épaules peuvent ne pas s'adapter. L'entrée de la combinaison spatiale est l'un des problèmes critiques dans le développement des combinaisons spatiales, par conséquent, dans le dénominateur commun, une combinaison spatiale VKD avec une porte d'accès à l'arrière est nécessaire.

Nikolay, merci beaucoup pour l'interview, d'avoir pris le temps de dire à nos lecteurs comment les choses sont dans l'espace avec les combinaisons spatiales!

Une combinaison spatiale pour atterrir sur l'Europe et la Lune - que devrait-elle être? Entretien avec Lead Final Frontier Design Designer