🎿 👂 💅 Que devons-nous construire une combinaison spatiale? Entretien avec le développeur des costumes Nikolay Moiseev, partie 4 👩🏼‍🌾 🧑🏼‍🤝‍🧑🏼 ☄️

La combinaison FFD (à gauche) et le Falcon russe (à droite). Nikolai Moiseev (à gauche) et Ted Southern (à droite)

sont la quatrième interview de Geektimes avec Nikolai Moiseev, designer de combinaison spatiale avec plus de 30 ans d'expérience dans ce domaine. L'année dernière, il a parlé de son entreprise et Nikolai a également analysé la combinaison spatiale du Martien , dans laquelle le héros Matt Damon a voyagé à travers Mars. Cette année, nous avons appris 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».

Permettez-moi de vous rappeler que Nikolai a précédemment travaillé à la Zvezda Research and Production Enterprise. Il travaille maintenant comme designer principal pour la société américaine Final Frontier Design depuis plusieurs années. J'étais déjà intéressé par Nikolai, ce qui pourrait être une combinaison spatiale pour atterrir sur Mars ou en Europe. Aujourd'hui, il raconte comment le déménagement aux États-Unis s'est produit en même temps que la création d'une entreprise qui y développe des combinaisons spatiales. Plus récemment, la société a réussi l'un des projets décrits dans l'une des interviews - un nouveau type de gant pour la NASA. Maintenant, ce gant subit de nombreux contrôles. Pour autant que l'on puisse comprendre, l'agence a de jolis résultats. Final Frontier Design développe d'autres projets. Tout cela est décrit dans la suite.

Nikolay, bonjour! Six mois se sont écoulés depuis la dernière interview, et maintenant nous aimerions aborder la question de la fabrication d'une combinaison spatiale. Ce n'est pas la fabrication elle-même, mais pour savoir comment cela se passe dans votre entreprise, Final Frontier Design (FFD). Nous avons plusieurs questions et nous vous serons très reconnaissants pour les réponses.

Comment vous est venue l'idée de créer une entreprise de combinaison spatiale?

Mon partenaire, Ted Southern, président de la FFD, et moi avons décidé d'essayer de travailler sur un nouveau type de combinaison en 2010. Au départ, ils ont travaillé ensemble. Nous avons eu un intéressant "alliage" créatif d'un ingénieur avec un artiste. Mon partenaire a une formation: artiste, sculpteur, scientifique des matériaux.

D'abord, nous avons créé une combinaison spatiale ordinaire, puis - une combinaison innovante. Qu'y a-t-il de nouveau? Il est deux fois plus léger. Peut-être parce que nous travaillons ensemble, des gens d'horizons très différents, nous avons réussi à créer une telle combinaison spatiale. Le fait est que seuls les ingénieurs travaillent en NASA et à Roscosmos, il n'y a pas d'artistes. Le costume est du grand art, de l'art technologique. Tout cela est lié au corps humain, qui est en soi une œuvre d'art. Le corps humain peut être décrit par un ingénieur, ou un artiste peut recréer. Et ce seront des visions différentes du même objet.

À quand remonte le dernier cycle révolutionnaire de développement dans la construction de combinaisons spatiales?

Depuis de nombreuses années, les combinaisons spatiales n'ont pas changé. Par exemple, dans le vaisseau spatial Soyouz, les astronautes sont vêtus d'une combinaison spatiale Sokol KV-2. En principe, il a été créé dans les années 70 et son design a été conçu encore plus tôt. Après le désastre avec la mort de l'équipage du Soyouz-11 en raison de la dépressurisation de la cabine, ils ont décidé de rendre les combinaisons spatiales. Ils ont pris le costume d'aviation Sokol, l'ont un peu amélioré et les matériaux utilisés étaient les mêmes. Et cette combinaison spatiale vole depuis 40 ans. Les combinaisons spatiales d'aviation pour les vols à haute altitude ont été créées 25 ans avant la création de la combinaison spatiale, c'est-à-dire avant même la seconde guerre mondiale.

Et combien de temps est passé de l'idée à la première combinaison spatiale?

J'ai développé les modèles en 2 semaines et cela a pris encore 2 semaines. Bien sûr, j'avais déjà beaucoup en tête, nous n'avons pas tout fait à partir de zéro. Je me suis envolé pour New York, nous nous sommes salués, je me suis assis à table, j'ai conçu le plan et nous avons fait la combinaison spatiale à l'heure. Geriet Reisman, une employée senior de SpaceX, astronaute de la NASA, est venue nous voir et nous lui avons montré notre combinaison spatiale.

Combien d'argent a été dépensé pour l'ensemble du projet de création du premier modèle de combinaison spatiale?

Je veux diviser les coûts en deux parties. La première partie est le paiement des matériaux, des éléments finis (soupape de sécurité, régulateur de pression, tuyaux). La deuxième partie est implicite. Par exemple, mon travail. Au début, je travaillais gratuitement. Cela comprend les frais de transport, de location d'appartement et plus encore. Presque immédiatement, il a été décidé d'obtenir un visa, l'a reçu dans la catégorie des «scientifiques exceptionnels», puis a demandé une carte verte dans la même catégorie. J'ai obtenu une carte verte incroyablement rapide - en seulement deux mois. Toutes ces dépenses sont incluses dans le développement, mais elles sont vraiment invisibles.

Si vous ne comptez que les matériaux, les coûts n'étaient que de 600 dollars. Nous avons commencé à travailler ensemble et notre travail est l'œuvre de deux personnes pendant un mois.

Si vous rassemblez des experts d'autres domaines et définissez la tâche de développer et de fabriquer une combinaison spatiale en un mois, ils ne seront probablement pas en mesure de le faire, car sans expérience, rien ne fonctionnera, même s'ils sont des ingénieurs compétents.

Une combinaison spatiale pour les vols à haute altitude, développée en URSS dans les années 30

Et combien d'argent faudrait-il à la NASA pour créer une telle combinaison spatiale?

C'est des centaines de millions. Je vais vous donner un exemple. La NASA développe actuellement un nouveau navire pour les vols vers les astéroïdes et au-delà. Et même avec leurs énormes budgets, ils ont décidé d'utiliser les combinaisons spatiales développées pour le programme de la navette spatiale, cependant, avec quelques modifications. Imaginez - la NASA décide de ne pas fabriquer de nouvelles combinaisons spatiales pour un nouveau navire car cela coûte cher pour elles.

La Russie a également besoin de plusieurs millions pour concevoir, tester et certifier une nouvelle génération de combinaison spatiale. Ici, le temps est d'une importance décisive, cela prend beaucoup de temps. Ces ingénieurs novices ne seront pas en mesure de fabriquer un costume amélioré, ils ont besoin de temps pour comprendre les détails.

Vous dites que votre combinaison spatiale est plus légère. Veuillez me dire quel modèle est plus léger?

Eh bien, si pour comparaison, nous prenons le russe Sokol KV-2, alors le nôtre est deux fois plus facile, l'entrée-sortie est beaucoup plus facile, la plage de réglage de la hauteur est d'environ 35 centimètres, les nouvelles charnières offrent une mobilité exceptionnelle sous pression. Bien sûr, à bien des égards, la création d'une telle combinaison spatiale est due à la large sélection de divers matériaux aux États-Unis: durable, résistant à la chaleur, élastique, peu importe. Mais la conception joue également un rôle important, de nouvelles solutions de conception originales ont été développées.

Mes professeurs Isaac Pavlovich Abramovet Anatoly Stoklitsky a dit que si vous rendez une combinaison spatiale 10 à 15% plus facile, c'est déjà un exploit. Et nous avons rendu la combinaison spatiale deux fois plus légère. Je travaille sur des combinaisons spatiales depuis 30 ans, j'ai 4 brevets, des dizaines de publications. Je peux dire que notre combinaison spatiale est un imbécile, c'est, en fait, la prochaine génération de combinaisons spatiales. Nous avons fabriqué une combinaison spatiale innovante en 2011, puis 6 autres combinaisons spatiales pour différents clients. Ce sont des modifications différentes du même modèle. Nos nouvelles technologies ont mûri. Maintenant, nous ne modifions plus notre combinaison spatiale, puisque nous avons atteint un certain niveau de perfection.

Nous avons éliminé tous les défauts de conception et de technologie à ce stade, allongé quelque chose et ajouté, effectué de nombreux tests, uniquement selon le programme de formation et de test à Embry-Riddle Aeronautical University 76 personnes ont testé nos combinaisons spatiales.

Avez-vous pensé à créer des combinaisons spatiales pour travailler sur d'autres planètes et leurs satellites?

Récemment, un groupe de développeurs de jeux russes nous a contactés. Ils travaillent maintenant sur la modélisation de l'exploration de Mars, puis veulent commencer l'exploration virtuelle d'Encelade et de Titan. Et ils nous ont demandé de nous conseiller sur la création d'une combinaison spatiale qui permettrait de voyager à la surface de ces satellites de Saturne.

Tout d'abord, il convient de dire que ces petites planètes sont très, très différentes. Le titane, par exemple, a une atmosphère dense de méthane et d'ammoniac. La pression atmosphérique à la surface de Titan est 1,46 fois supérieure à celle de l'atmosphère terrestre. L'atmosphère de cette petite planète n'est pas du tout adaptée aux humains. Ici, il est nécessaire de créer une combinaison spatiale sans pression excessive pour les plongeurs, mais avec la fourniture d'air respirable, avec chauffage et isolation thermique.

Sur Encelade, il n'y a pas d'atmosphère, cela nécessite une combinaison spatiale complètement différente, à peu près la même que celle de l'ISS - qui peut fournir l'activité de vie normale d'un astronaute dans un espace sans air avec un certain nombre de fonctionnalités. Autrement dit, il doit être gonflé, pour fournir un mélange respirant dans des conditions de pratiquement l'espace extra-atmosphérique. L'atmosphère d'Encelade est très raréfiée. Il contient 91% de vapeur d'eau, 4% d'azote, 3,2% de dioxyde de carbone, 1,7% de méthane. La gravité de ce petit satellite ne suffit pas à maintenir l'atmosphère, il existe donc une source constante de reconstitution. Une telle source sont de puissants geysers et cryovolcans.

Lorsqu'une combinaison spatiale est créée, il est nécessaire de développer des exigences, d'effectuer des travaux de conception, des recherches scientifiques et techniques.

Une autre combinaison spatiale d'avant-guerre pour les vols dans la stratosphère, comme le prédécesseur de la combinaison spatiale "Falcon".

Vous pouvez aller dans une autre direction. Si vous avez votre propre entreprise, vous pouvez vous coucher et le costume peut simplement rêver. Je l'ai eu plusieurs fois - la solution vient dans un rêve, avec tous les détails techniques, avec la solution d'un certain cercle de contradictions techniques. Par exemple, comme dans le cas des concepteurs d'avions, l'avion doit être durable, mais en même temps léger pour décoller et voler.

Lorsqu'une personne se met au travail, sans intérêt, même si elle a un bon salaire, elle n'a souvent pas d'idée. Cette personne, bien sûr, résout le problème et fournira quelque chose dans les délais. Mais il n'est pas nécessaire de parler d'une révolution, une percée dans ce cas.

Habituellement, le développement de la technologie est une voie évolutive. Et la révolution se produit quand il y a une sorte d'accumulation et quand on apparaît qui sera prêt à la faire.

Demain, nous nous envolons pour Encelade. De combien de temps et d'argent aurez-vous besoin pour développer une combinaison spatiale?

Cela fait cinq ans - je ne le prendrai pas moins. Après tout, il est nécessaire non seulement de développer et d'assembler une telle combinaison spatiale, mais également d'effectuer des tests rigoureux. Vous devez également apporter plusieurs modifications pour choisir le meilleur.

Quand je travaillais encore à Zvezda (Zvezda Research and Production Enterprise du nom de G. I. Severin , - N.D.E.), et nous avons travaillé avec l'Agence spatiale européenne (ESA) dans les années 90, puis eux, L'ESA prévoyait de ne fabriquer que 2 prototypes de combinaisons spatiales avant de passer à un produit de vol, et la direction de Zvezda n'a pas accepté moins de six prototypes. Le prototypage est nécessaire pour des tests complets, ce qui aide à prévenir les imprévus d'urgence. Et c'est le "Star", qui a derrière lui la création de dizaines de combinaisons spatiales directement pour les vols dans l'espace.

Avant Gagarine, 18 modèles de combinaison spatiale ont été créés de 1953 à 1961. Il convient de noter ici qu'avant la combinaison spatiale Gagarine, il y avait des combinaisons spatiales de haute altitude pour l'aviation. Ils ont été pris comme base pour le développement d'une combinaison spatiale.

Combien d'argent faudrait-il pour une nouvelle combinaison spatiale pour Encelade? Par exemple, pour 10 millions de dollars, il est tout à fait réaliste d’accepter la création d’une combinaison spatiale adaptée pour travailler sur Encelade. Vous devez embaucher des professionnels pour la simulation informatique. Aux États-Unis, les matériaux ne sont pas si chers, mais le travail des travailleurs est cher. Pour un employé, 3 000 nettoyages par mois - c'est le minimum. Pour un an pour six personnes avec un salaire de 3 000 $, 216 000 $ sont obtenus et ce ne sont que des spécialités de travail, hors équipement, systèmes informatiques, bancs d'essai et tout le reste, taxes comprises. Nous avons acheté tous nos stands et fabriqué beaucoup de gants originaux pour les travaux contractuels de la NASA.

Quels tests faut-il effectuer pour vérifier l'adéquation?

Les tests sont divisés en deux types. Ce sont des tests avec et sans implication humaine. Il est nécessaire, par exemple, de mesurer la pression, d'effectuer un test de pression et d'autres tests. Nous commençons par les éléments individuels. Par exemple, les gants d'une combinaison spatiale.Nous avons testé plusieurs fois la pression destructrice des gants. Certains ont explosé, d'autres non. Nous avons fait de même avec les manches de la combinaison spatiale.

Maintenant, la NASA nous aide à vérifier et à certifier notre combinaison spatiale gratuitement. C'est une grande réussite pour nous.

Les tests, en particulier, doivent être effectués sur des surcharges. Idéalement, cela nécessite une capsule, avec de vraies chaises. Un cadavre humain est placé à l'intérieur d'une combinaison spatiale - c'est exactement ce que fait la NASA au cours de ses tests. Et une combinaison spatiale avec un cadavre est placée dans un fauteuil. Aux États-Unis, de nombreuses personnes légueront leur corps après leur mort pour la recherche scientifique. Même le mannequin le plus cool avec un tas de capteurs ne montrera pas l'image complète des effets des surcharges. Il est nécessaire de charger le cadavre et d'effectuer des tests pour laisser tomber la capsule avec. Après cela, le corps est examiné pour l'IRM (tomographie). En conséquence, nous découvrons ce qui est arrivé au corps à la suite d'un atterrissage simulé. Les capteurs donnent une image supplémentaire.

Concernant la certification, il est nécessaire de passer des tests de nos matériaux pour la libération de substances toxiques. La NASA nous aide avec ces tests.

Et dites-moi, s'il vous plaît, comment les casques pour combinaisons spatiales sont-ils testés? Comment sont-ils antichoc?

Il existe plusieurs tests en termes de résistance aux chocs, dont l'un est un test de simulation de l'impact des micrométéorites volant à des vitesses spatiales. Un pistolet spécial accélère les grains de sable qui frappent le vitrage du casque. Nous obtenons des données objectives. Le polycarbonate est un matériau très résistant. Vous pouvez créer des casques en verre acrylique, il ne raye pas, mais tout trou dans l'acrylique détruira le casque. Et le polycarbonate est un matériau visqueux et plus durable que le plastique acrylique. Il est très difficile pour une personne de détruire le vitrage en polycarbonate de manière indépendante, même si elle casse le casque de toutes ses forces avec le même marteau.

Et qu'en est-il du "Martien" - son vitrage a percé. Est-ce réel?

C'est très difficile à faire. C'est le mouvement des réalisateurs hollywoodiens. À mon avis, il est peu probable de faire tomber un casque en polycarbonate à double vitrage sur des pierres lors d'une chute sur Mars.
Un casque en acrylique peut être frappé, ainsi le testeur soviétique Peter Dolgov est décédé en 1962 en raison de dommages au vitrage du casque, essayant d'établir un record du monde pour sauter de grandes hauteurs. Lorsque lui et son partenaire ont grimpé à une hauteur prédéterminée dans un ballon, le partenaire a sauté en premier. La nacelle a commencé à peser moins et a fortement bondi. La dette alors que le deuxième numéro se trouvait au bord de la trappe, et a très probablement frappé le vitrage sur un boulon en saillie. Un petit trou s'est formé dans le casque, de quelques millimètres seulement. Il est tombé et a volé vers le bas, la commande automatique du parachute a fonctionné, le parachute s'est ouvert à une hauteur donnée et a atterri. Mais au début de sa chute, il était déjà mort, mort de décompression.

De nouveaux casques ont été développés aux États-Unis qui sont plus durables que le polycarbonate et qui ne rayent pas, mais ils sont toujours chers.

Contre quelles températures la combinaison spatiale de l'astronaute protège-t-elle? Quel degré de thermorégulation la combinaison fournira-t-elle?

Les matériaux modernes pour les combinaisons spatiales sont résistants à la chaleur. Désormais, des combinaisons spatiales sont développées avec une couche d'aérogel pour l'isolation thermique. Les spécialistes américains ont appris à rendre l'aérogel flexible il y a 2-3 ans. Nous l'avons utilisé en 2015 pour créer une isolation thermique pour les gants d'une combinaison spatiale martienne. Une fine couche d'aérogel protégera l'astronaute des températures extrêmes lors de futures missions.

Nous avons besoin d'un autre système de refroidissement, respectivement, nous avons besoin d'énergie pour maintenir à l'intérieur de la combinaison spatiale environ + 20 / + 23 degrés Celsius. Lorsque l'extérieur est d'environ moins 125 degrés Celsius, à l'intérieur plus 20, un système de contrôle de température spécifique est requis.

Les matériaux modernes utilisés pour la construction d'une combinaison spatiale résisteront à la température à la surface de Vénus. Mais, bien sûr, l'espace de pression intraf doit être refroidi, et il est difficile à réaliser sur Vénus.

Quels sont vos projets futurs pour l'entreprise?

Nous approchons de la fin d'un contrat avec la NASA. Nous avons créé pour eux un nouveau gant de combinaison spatiale. Et nous devrions bientôt commencer à tester nos gants. Il s'agit d'un processus complexe dans lequel des dizaines de personnes sont impliquées. Nous attendons les résultats de ces tests. Parmi les autres avantages de nos gants, on peut distinguer une mobilité accrue des doigts par rapport aux gants classiques pour combinaisons spatiales, le volume et le poids des gants sont réduits. À la conclusion du contrat, la NASA a proposé 30 critères et exigences pour les gants. Toutes les conditions ont été remplies par nous.

Des négociations sont en cours avec plusieurs sociétés pour acheter nos combinaisons spatiales. Nous travaillons également sur un nouveau type de combinaison spatiale utilisable dans différentes conditions.

Que devons-nous construire une combinaison spatiale? Entretien avec le développeur des costumes Nikolay Moiseev, partie 4