👨‍👩‍👧‍👧 🚵🏽 👩🏽‍🔧 O que devemos construir um traje espacial? Entrevista com o desenvolvedor dos fatos Nikolay Moiseev, parte 4 💠 ☂️ 🏇🏽

O traje do FFD (à esquerda) e o Falcão Russo (à direita). Ao longo das bordas estão Nikolai Moiseev (esquerda) e Ted Southern (direita).

Esta é a quarta entrevista no Geektimes com Nikolai Moiseev, uma designer de trajes espaciais com mais de 30 anos de experiência neste campo. No ano passado, ele falou sobre sua empresa , e Nikolai também analisou o traje espacial do Marciano , no qual o herói Matt Damon viajou por Marte. Este ano, aprendemos o que um traje espacial pode ser para pousar em planetas e satélites, o que é um traje espacial ideal e o quão complicado pode ser criar uma luva para um “traje espacial”.

Deixe-me lembrá-lo de que Nikolai trabalhou anteriormente na Empresa de Pesquisa e Produção Zvezda. Agora ele trabalha como designer-chefe da empresa americana Final Frontier Design há vários anos. Eu já estava interessado em Nikolai, o que poderia ser um traje espacial para pousar em Marte ou na Europa. Hoje ele fala sobre como a mudança para os Estados Unidos aconteceu ao mesmo tempo com a criação de uma empresa que desenvolve trajes espaciais por lá. Mais recentemente, a empresa aprovou um dos projetos descritos em uma das entrevistas - um novo tipo de luva para a NASA. Agora, esta luva está passando por muitas verificações. Tanto quanto se pode entender, a agência tem bons resultados. Final Frontier Design está desenvolvendo outros projetos. Tudo isso é descrito na sequência.

Nikolay, olá! Seis meses se passaram desde a última entrevista, e agora gostaríamos de abordar a questão da fabricação de um traje espacial. Ou seja, não a fabricação em si, mas para descobrir como isso está acontecendo em sua empresa, o Final Frontier Design (FFD). Temos várias perguntas e seremos muito gratos pelas respostas a elas.

Como você teve a ideia de criar uma empresa de trajes espaciais?

Meu parceiro, Ted Southern, presidente da FFD, e eu decidimos tentar trabalhar em um novo tipo de processo em 2010. Inicialmente, eles trabalharam juntos. Tivemos uma "liga" criativa interessante de um engenheiro com um artista. Meu parceiro tem formação: artista, escultor, cientista de materiais.

Primeiro, criamos um traje espacial comum e depois - um inovador. O que há de novo nele? É duas vezes mais leve. Talvez devido ao fato de trabalharmos juntos, pessoas com origens muito diferentes, conseguimos criar um traje espacial. O fato é que apenas engenheiros trabalham na NASA e Roscosmos, não há artistas. O traje é de alta arte, arte tecnológica. Tudo isso está conectado ao corpo humano, que por si só é uma obra de arte. O corpo humano pode ser descrito por um engenheiro ou um artista pode recriar. E essas serão visões diferentes do mesmo objeto.

Quando foi a última rodada revolucionária de desenvolvimento na construção de trajes espaciais?

Por muitos anos, os trajes espaciais não mudaram. Por exemplo, na espaçonave Soyuz, os astronautas estão vestidos com um traje espacial Sokol KV-2. Em princípio, ele foi criado nos anos 70 e seu design foi projetado ainda mais cedo. Após o desastre com a morte da tripulação da Soyuz-11 devido à despressurização da cabine, eles decidiram devolver os trajes espaciais. Eles pegaram o traje de aviação de Sokol, o aprimoraram um pouco e os materiais utilizados foram os mesmos. E esse traje espacial voa há 40 anos. Os trajes espaciais da aviação para voos de alta altitude foram criados 25 anos antes da criação do traje espacial, ou seja, mesmo antes da segunda guerra mundial.

E quanto tempo se passou desde a ideia até o primeiro traje espacial?

Desenvolvi os modelos em 2 semanas e demorou mais 2 semanas para fazer. Claro, eu já tinha muita coisa na cabeça, não fizemos tudo do zero. Voei para Nova York, nos cumprimentamos, me sentei à mesa, desenhei o plano e fizemos o traje espacial a tempo. Geriet Reisman, um funcionário sênior da SpaceX, astronauta da NASA, voou até nós e mostramos a ele nosso traje espacial.

Quanto dinheiro foi gasto em todo o projeto de criação do primeiro modelo de traje espacial?

Eu quero dividir os custos em duas partes. A primeira parte é o pagamento de materiais, elementos acabados (válvula de segurança, regulador de pressão, mangueiras). A segunda parte está implícita. Por exemplo, meu trabalho. No começo eu trabalhei de graça. Isso inclui o custo do transporte, aluguel de apartamento e muito mais. Quase imediatamente, decidiu-se obter um visto, recebê-lo na categoria "cientistas destacados" e, em seguida, solicitou um green card na mesma categoria. Recebi um green card incrivelmente rápido - em apenas dois meses. Todas essas despesas estão incluídas no desenvolvimento, mas são realmente invisíveis.

Se você contar apenas os materiais, os custos serão de apenas 600 dólares. Começamos a trabalhar juntos, e nosso trabalho é o trabalho de duas pessoas por um mês.

Se você reunir especialistas de outras áreas e definir a tarefa de desenvolver e fabricar um traje espacial em um mês, eles provavelmente não poderão fazer isso, porque sem experiência nada funcionará, mesmo que sejam engenheiros capazes.

Um traje espacial para voos de alta altitude, desenvolvido na URSS nos anos 30

E quanto dinheiro seria necessário para a NASA criar um traje espacial?

Isso é centenas de milhões. Eu darei um exemplo Atualmente, a NASA está desenvolvendo um novo navio para vôos para asteróides e além. E mesmo com seus orçamentos enormes, eles decidiram usar os trajes espaciais desenvolvidos para o programa Space Shuttle, no entanto, com algumas modificações. Imagine - a NASA decide não fazer novos trajes espaciais para uma nova nave porque é caro para eles.

A Rússia também precisa de muitos milhões para projetar, testar e certificar uma nova geração de traje espacial. Aqui, o tempo é de importância decisiva, leva muito tempo. Esses engenheiros iniciantes não serão capazes de fazer um processo melhorado, eles precisam de tempo para entender as especificidades.

Você diz que seu traje espacial é mais leve. Por favor me diga qual modelo é mais leve?

Bem, se comparamos o russo Sokol KV-2, o nosso é duas vezes mais fácil, a entrada e a saída são muito mais fáceis, a faixa de ajuste de altura é de cerca de 35 centímetros, as novas dobradiças oferecem excelente mobilidade sob pressão. Obviamente, em muitos aspectos, a criação de tal traje espacial se deve à ampla seleção de vários materiais nos EUA: durável, resistente ao calor, elástico, o que for. Mas o design também desempenha um papel importante, novas soluções de design original foram desenvolvidas.

Meus professores Isaac Pavlovich Abramove Anatoly Stoklitsky disseram que se você tornar um traje espacial de 10 a 15% mais fácil, isso já é uma conquista. E fizemos o traje espacial duas vezes mais leve. Trabalho com trajes espaciais há 30 anos, tenho 4 patentes, dezenas de publicações. Posso dizer que nosso traje espacial é um idiota, esta é, de fato, a próxima geração de trajes espaciais. Fizemos um traje espacial inovador em 2011 e depois outros 6 trajes espaciais para diferentes clientes. Essas são modificações diferentes do mesmo modelo. Nossas novas tecnologias amadureceram. Agora não estamos mais modificando nosso traje espacial, pois alcançamos um certo nível de perfeição.

Eliminamos todas as falhas de design e tecnologia nesta etapa, prolongamos algo e adicionamos, realizamos muitos testes, apenas de acordo com o programa de treinamento e testes da Universidade Aeronáutica Embry-Riddle 76 pessoas testaram nossos trajes espaciais.

Você já pensou em criar trajes espaciais para trabalhar em outros planetas e seus satélites?

Recentemente, um grupo de desenvolvedores de jogos da Rússia entrou em contato conosco. Agora eles estão trabalhando na modelagem da exploração de Marte e depois querem começar a exploração virtual de Enceladus e Titan. E eles nos pediram para aconselhar sobre a criação de um traje espacial que permitiria viajar na superfície desses satélites de Saturno.

Antes de tudo, vale dizer que esses pequenos planetas são muito, muito diferentes. O titânio, por exemplo, possui uma atmosfera densa de metano e amônia. A pressão atmosférica na superfície de Titã é 1,46 vezes a da atmosfera da Terra. A atmosfera deste pequeno planeta não é de todo adequada para os seres humanos. Aqui é necessário criar um traje espacial sem pressão excessiva para os mergulhadores, mas com o fornecimento de ar respirável, com aquecimento e isolamento térmico.

Enceladus não tem uma atmosfera, requer um traje espacial completamente diferente, aproximadamente o mesmo que está agora na ISS - aquele que pode garantir o funcionamento normal de um astronauta em um espaço sem ar com vários recursos. Ou seja, deve ser inflado, para fornecer uma mistura respirável em condições de praticamente espaço exterior. A atmosfera de Encélado é muito rarefeita. Nele, 91% é vapor de água, 4% é nitrogênio, 3,2% é dióxido de carbono, 1,7% é metano. A gravidade deste pequeno satélite não é suficiente para reter a atmosfera; portanto, há uma fonte constante de reabastecimento. Tal fonte são poderosos gêiseres e criovulcões.

Quando um traje espacial é criado, é necessário desenvolver requisitos, executar trabalhos de design, pesquisas científicas e técnicas.

Outro traje espacial pré-guerra para voos na estratosfera, como o antecessor do traje espacial "Falcon" .Você

pode seguir um caminho diferente. Se você tem sua própria empresa, pode ir para a cama e o traje pode apenas sonhar. Eu já tive isso várias vezes - a solução vem em um sonho, com todos os detalhes técnicos, com a solução de um certo círculo de contradições técnicas. Por exemplo, como no caso dos projetistas de aeronaves, a aeronave deve ser durável, mas ao mesmo tempo leve para decolar e voar.

Quando uma pessoa apenas vai trabalhar, sem juros, mesmo que tenha um bom salário, muitas vezes não faz ideia. Essa pessoa, é claro, resolve o problema e fornecerá algo dentro do prazo. Mas não há necessidade de falar sobre uma revolução, um avanço neste caso.

Normalmente, o desenvolvimento da tecnologia é um caminho evolutivo. E a revolução ocorre quando há algum tipo de acumulação e quando aparece alguém que estará pronto para fazê-lo.

Amanhã voamos para Encélado. Quanto tempo e dinheiro você precisará para desenvolver um traje espacial?

São cinco anos - não vou demorar menos. Afinal, é necessário não apenas desenvolver e montar um traje espacial, mas também realizar testes rigorosos. Você também precisa fazer várias modificações para escolher o melhor.

Quando eu ainda estava trabalhando na Zvezda (empresa de pesquisa e produção Zvezda com o nome de G. I. Severin , - Ed.), E trabalhamos com a Agência Espacial Européia (ESA) nos anos 90, então eles, A ESA planejava fazer apenas dois protótipos de trajes espaciais antes de passar para o produto de voo, e a liderança da Zvezda não concordou com menos protótipos que seis. A prototipagem é necessária para testes abrangentes, o que ajuda a evitar contingências de emergência. E esta é a "Estrela", que tem por trás de si a criação de dezenas de trajes espaciais diretamente para os voos ao espaço.

Antes de Gagarin, 18 modelos de roupas espaciais foram criados entre 1953 e 1961. Vale a pena notar aqui que antes do traje espacial Gagarin havia trajes espaciais de alta altitude para a aviação. Eles foram tomados como base para o desenvolvimento de um traje espacial.

Quanto dinheiro seria necessário para um novo traje espacial para Enceladus? Por exemplo, por US $ 10 milhões, é totalmente realista assumir a criação de um traje espacial adequado para trabalhar no Enceladus. Você precisa contratar profissionais para simulação em computador. Os materiais nos EUA não são tão caros, mas o trabalho dos trabalhadores é caro. Para um funcionário, 3 mil por mês limpo - este é o mínimo. Por um ano, para seis pessoas com um salário de US $ 3.000, são obtidos US $ 216 mil e essas são apenas especialidades de trabalho, excluindo equipamentos, sistemas de computador, bancadas de testes e tudo mais, incluindo impostos. Compramos todos os nossos estandes e fabricamos muitas luvas originais para os contratos da NASA.

Quais testes precisam ser realizados para verificar a adequação?

Os testes são divididos em dois tipos. Estes são testes com e sem envolvimento humano. É necessário, por exemplo, medir a pressão, realizar um teste de pressão e outros testes. Começamos com os elementos individuais. Por exemplo, luvas de um traje espacial, testamos luvas quanto à pressão destrutiva várias vezes. Alguns explodiram, outros não. Fizemos o mesmo com as mangas do traje espacial.

Agora a NASA está nos ajudando a verificar e certificar nosso traje espacial gratuitamente. Esta é uma grande conquista para nós.

Os testes, em particular, precisam ser realizados com sobrecargas. Idealmente, isso requer uma cápsula, com cadeiras reais. Um cadáver humano é colocado dentro de um traje espacial - é exatamente isso que a NASA faz no decorrer de seus testes. E um traje espacial com um cadáver é colocado em uma poltrona. Nos EUA, muitas pessoas abandonam seus corpos após a morte para pesquisas científicas. Mesmo o manequim mais legal com um monte de sensores não mostra toda a imagem dos efeitos das sobrecargas. É necessário carregar o cadáver e já realizar testes para deixar cair a cápsula com ele. Depois disso, o corpo é examinado por ressonância magnética (tomografia). Como resultado, descobrimos o que aconteceu com o corpo como resultado de um pouso simulado. Os sensores fornecem uma imagem adicional.

No que diz respeito à certificação, é necessário passar nos testes de nossos materiais para liberação de substâncias tóxicas. A NASA nos ajuda com esses testes.

E me diga, por favor, como são testados os capacetes para trajes espaciais? Eles são à prova de choque?

Existem vários testes em termos de resistência ao impacto, e um deles é um teste para simular o impacto por micrometeoritos voando em velocidades espaciais. Uma arma especial acelera os grãos de areia que atingem os vidros do capacete. Nós obtemos dados objetivos. O policarbonato é um material muito durável. Você pode criar capacetes a partir de vidro acrílico, ele não arranha, mas qualquer buraco no acrílico destruirá o capacete. E o policarbonato é um material viscoso e mais durável que o plástico acrílico. É muito difícil para uma pessoa destruir os vidros de policarbonato independentemente, mesmo que esmague o capacete com toda a força com o mesmo martelo.

E o "marciano" - suas vidraças romperam. Isso é real?

Isso é muito difícil de fazer. Essa é a mudança dos diretores de Hollywood. Na minha opinião, é improvável que colidir com um capacete de policarbonato com vidro duplo nas pedras ao cair em Marte.
Um capacete de acrílico pode ser perfurado, assim o testador soviético Peter Dolgov morreu em 1962 devido a danos nas vidraças do capacete, tentando estabelecer um recorde mundial por saltar de grandes alturas. Quando ele e seu parceiro subiram a uma altura predeterminada em um balão, o parceiro saltou primeiro. A gôndola começou a pesar menos e pulou bruscamente. A dívida, como o segundo número, ficava na beira da escotilha e provavelmente atingia os vidros de algum raio saliente. Um pequeno buraco foi formado no capacete, apenas alguns milímetros. Ele caiu e voou, o controle automático do pára-quedas funcionou, o pára-quedas abriu a uma determinada altura e aterrissou. Mas no início de sua queda, ele já estava morto, morreu de descompressão.

Novos capacetes foram desenvolvidos nos Estados Unidos, mais duráveis que o policarbonato e sem riscos, mas ainda assim são caros.

A que temperaturas o traje espacial do astronauta protege? Que grau de termorregulação o processo fornecerá?

Os materiais modernos para trajes espaciais são resistentes ao calor. Agora, os trajes espaciais estão sendo desenvolvidos com uma camada de aerogel para isolamento térmico. Especialistas dos EUA aprenderam a flexibilizar o aerogel há 2-3 anos. Nós o usamos em 2015 para criar isolamento térmico para as luvas de um traje espacial marciano. Uma fina camada de aerogel protegerá o astronauta de temperaturas extremas em futuras missões.

Precisamos de outro sistema de refrigeração, respectivamente, precisamos de energia para manter dentro do traje espacial cerca de + 20 / + 23 graus Celsius. Quando o exterior é de cerca de 125 graus Celsius negativos, e mais 20, é necessário um sistema específico de controle de temperatura.

Os materiais modernos que são usados para a construção do traje espacial suportam a temperatura na superfície de Vênus. Mas, é claro, o espaço de pressão intraf precisa ser resfriado, e é difícil realizar isso em Vênus.

Quais são seus planos futuros para a empresa?

Estamos chegando ao fim de um contrato com a NASA. Criamos para eles uma nova luva de traje espacial. E logo devemos começar a testar nossas luvas. Este é um processo complexo no qual dezenas de pessoas estão envolvidas. Estamos aguardando os resultados desses testes. Entre as outras vantagens de nossas luvas, podemos distinguir o aumento da mobilidade dos dedos em comparação com as luvas convencionais para trajes espaciais, o volume e o peso das luvas são reduzidos. Na conclusão do contrato, a NASA apresentou 30 critérios e requisitos para luvas. Todas as condições foram cumpridas por nós.

Negociações estão em andamento com várias empresas para comprar nossos trajes espaciais. Também estamos trabalhando em um novo tipo de traje espacial que pode ser usado em várias condições.

O que devemos construir um traje espacial? Entrevista com o desenvolvedor dos fatos Nikolay Moiseev, parte 4