Skafandry kosmonautů nejsou jen obleky pro létání na oběžné dráze. První z nich se objevily na počátku dvacátého století. Byla to doba, kdy před lety do vesmíru zbývalo téměř půl století. Vědci však pochopili, že vývoj mimozemských prostorů, jejichž podmínky se liší od těch, které jsou nám známé, je nevyhnutelný. Proto pro budoucí lety přišli s vybavením pro kosmonauty, které pro něj dokáže ochránit člověka před smrtícím vnějším prostředím.
Koncept vesmírného obleku
Co je vybavení pro lety do vesmíru? Oblek je jakýmsi zázrakem techniky. Je to miniaturní vesmírná stanice, která napodobuje tvar lidského těla.
Moderní skafandr je vybaven celým systémem podpory života astronautů. Ale i přes složitost zařízení je vše v něm kompaktní a pohodlné.
Historie stvoření
Slovo „oblek“má francouzské kořeny. V roce 1775 navrhl abbé-matematik Jean Baptiste de Pas Chapelle zavést tento koncept. Samozřejmě, že na konci 18. století se nikomu ani nesnilo o letu do vesmíru. Slovo "oblek", které v řečtině znamená "člun-muž", bylo rozhodnuto použít pro potápěčské vybavení.
S příchodem kosmického věku se tento koncept začal používat v ruštině. Jen tady to nabralo trochu jiný význam. Muž začal stoupat výš a výš. V tomto ohledu bylo potřeba speciálního vybavení. Takže ve výšce do sedmi kilometrů je to teplé oblečení a kyslíková maska. Vzdálenosti do deseti tisíc metrů kvůli poklesu tlaku vyžadují přetlakovou kabinu a kompenzační oblek. Jinak během odtlakování nebudou plíce pilota absorbovat kyslík. Tak co když půjdeme ještě výš? V tomto případě budete potřebovat vesmírný oblek. Musí to být velmi těsné. Zároveň vnitřní tlak v obleku (obvykle v rozmezí 40 procent atmosférického tlaku) udrží pilota naživu.
Ve dvacátých letech se objevila řada článků anglického fyziologa Johna Holdena. Právě v nich autor navrhl použít k ochraně zdraví a života aeronautů potápěčské obleky. Autor se dokonce pokusil své myšlenky uvést do praxe. Sestrojil podobný oblek a vyzkoušel jej v hyperbarické komoře, kde byl nastaven tlak odpovídající výšce 25,6 km. Stavba balonů schopných vystoupat do stratosféry však není levnou radostí. A americký vzduchoplavec Mark Ridge, pro kterého byl unikátní kostým určen, bohužel finance nesehnal. Proto nebyl Holdenův oblek testován v praxi.
Vývoj sovětských vědců
U nás se vesmírnými skafandry zabýval inženýr Jevgenij Čertovskij, který byl zaměstnancem Ústavu leteckého lékařství. V průběhu devíti let, od roku 1931 do roku 1940, vyvinul 7 modelů tlakových zařízení. První sovětský inženýr na světě vyřešil problém mobility. Faktem je, že při stoupání do určité výšky skafandr nafoukl. Poté byl pilot nucen vynaložit velké úsilí i na pouhé ohnutí nohy nebo paže. Proto byl model Ch-2 navržen konstruktérem s panty.
V roce 1936 se objevila nová verze vesmírného vybavení. Jedná se o model Ch-3, obsahující téměř všechny detaily přítomné v moderních skafandrech používaných ruskými kosmonauty. Test této verze speciálního vybavení proběhl 19. května 1937. Jako letoun byl použit těžký bombardér TB-3.
Od roku 1936 vyvíjejí skafandry pro kosmonauty mladí inženýři z Centrálního aerohydrodynamického institutu. Inspirovala je k tomu premiéra sci-fi filmu „Space Flight“, vytvořeného společně s Konstantinem Ciolkovským.
První oblek s indexem SK-STEPS-1 byl navržen, vyroben a testován mladými inženýry teprve v roce 1937. I vnější dojem z tohozařízení naznačovalo jeho mimozemský cíl. U prvního modelu byla k dispozici spojka řemenu pro spojení spodní a horní části. Značnou pohyblivost zajišťovaly ramenní klouby. Skořepina tohoto obleku byla vyrobena ze dvou vrstev pogumované tkaniny.
Další verze obleku se vyznačovala přítomností autonomního regeneračního systému navrženého pro 6 hodin nepřetržitého provozu. V roce 1940 vznikl poslední sovětský předválečný skafandr SK-SHAGI-8. Test tohoto zařízení byl proveden na stíhačce I-153.
Vytvoření speciální výroby
V poválečných letech zachytil Institut pro výzkum letu iniciativu navrhnout skafandry pro astronauty. Její specialisté dostali za úkol vyvinout obleky určené pro piloty letectví, dobývat stále nové rychlosti a výšky. Na sériovou výrobu však jeden ústav zjevně nestačil. Proto byla v říjnu 1952 vytvořena speciální dílna inženýra Alexandra Bojka. Byl v Tomilinu u Moskvy v závodě č. 918. Dnes se tento podnik nazývá JE Zvezda. Právě na něm byl svého času vytvořen Gagarinův skafandr.
Vesmírné lety
Na konci 50. let začala nová éra mimozemského průzkumu. Právě v tomto období sovětští konstruktéři začali navrhovat kosmickou loď Vostok, první vesmírné vozidlo. Původně se ale plánovalo, že skafandry astronautů pro tuto raketu nebudou potřeba. Pilot musel být ve speciálním uzavřeném kontejneru,které by se před přistáním oddělilo od sestupového vozidla. Toto schéma se ale ukázalo jako velmi těžkopádné a navíc vyžadovalo zdlouhavé testy. Proto bylo v srpnu 1960 přepracováno vnitřní uspořádání Vostoku.
Specialisté kanceláře Sergeje Koroljova změnili kontejner na vystřelovací sedadlo. V tomto ohledu budoucí astronauti potřebovali ochranu v případě snížení tlaku. Stal se z ní skafandr. Na jeho dokování s palubními systémy však byl katastrofální nedostatek času. V tomto ohledu bylo vše potřebné pro podporu života pilota umístěno přímo v sedadle.
První kosmonautské skafandry byly pojmenovány SK-1. Vycházely z výškového obleku Vorkuta, určeného pro piloty stíhacích přepadových letounů SU-9. Kompletně zrekonstruována byla pouze přilba. Byl v něm instalován mechanismus, který byl řízen speciálním senzorem. Když tlak v obleku poklesl, průhledné hledí se okamžitě zavřelo.
Vybavení pro astronauty bylo vyrobeno na míru. Pro první let byl vytvořen pro ty, kteří prokázali nejlepší úroveň výcviku. Toto jsou první tři, mezi které patří Jurij Gagarin, German Titov a Grigorij Nelyubov.
Je zajímavé, že astronauti šli do vesmíru později než skafandr. Jeden ze speciálních obleků značky SK-1 byl vyslán na oběžnou dráhu při dvou zkušebních bezpilotních startech kosmické lodi Vostok, které proběhly v březnu 1961. Na palubě byla kromě experimentálních kříženců i figurína Ivana Ivanoviče,oblečený ve skafandru. Do hrudníku této umělé osoby byla instalována klec s morčaty a myšmi. A aby si náhodní svědci přistání nespletli „Ivana Ivanoviče“s mimozemšťanem, byla pod hledí jeho skafandru umístěna cedulka s nápisem „Layout“.
Obleky SK-1 byly použity během pěti pilotovaných letů kosmické lodi Vostok. Kosmonautky v nich ale létat nemohly. Pro ně byl vytvořen model SK-2. Poprvé našel své uplatnění při letu kosmické lodi Vostok-6. Tento skafandr jsme vyrobili s ohledem na strukturální rysy ženského těla pro Valentinu Těreškovovou.
Rozvoj amerických specialistů
Při implementaci programu „Mercury“následovali američtí konstruktéři cestu sovětských inženýrů a vytvořili své vlastní návrhy. První americký skafandr tedy vzal v úvahu skutečnost, že astronauti ve vesmíru v budoucnu budou na oběžné dráze déle.
Designér Russell Colley vyrobil speciální oblek Navy Mark, původně navržený pro piloty námořního letectví. Na rozdíl od jiných modelů byl tento oblek pružný a měl relativně malou hmotnost. Pro použití této možnosti ve vesmírných programech bylo provedeno několik změn v designu, které ovlivnily především zařízení helmy.
Americké obleky prokázaly svou spolehlivost. Jen jednou, když se kapsle Mercury 4 rozstříkla a začala se potápět, oblek málem zabil astronauta Virgila Grissona. Pilotovi se sotva podařilo dostat ven, protože se dlouho nemohl odpojit od palubního systému.podpora života.
Vytvoření autonomních obleků
Vzhledem k rychlému tempu průzkumu vesmíru bylo nutné navrhnout nové speciální obleky. Ostatně první modely byly pouze nouzové záchranné. Vzhledem k tomu, že byly připojeny k systému podpory života pilotované kosmické lodi, astronauti ve vesmíru nemohli takové zařízení navštívit. Pro vstup do otevřeného mimozemského prostoru bylo nutné navrhnout autonomní skafandr. To bylo provedeno konstruktéry SSSR a USA.
Američané v rámci svého vesmírného programu Gemini vytvořili nové modifikace skafandrů G3C, G4C a G5C. Druhý z nich byl určen pro výstupy do vesmíru. Navzdory tomu, že všechny americké skafandry byly napojeny na palubní systém podpory života, měly v sobě zabudované autonomní zařízení. Pokud by to bylo nutné, jeho zdroje by stačily k tomu, aby podpořily život astronauta na půl hodiny.
V obleku G4C 6. 3. 1965 odešel Američan Edward White do vesmíru. Nebyl však průkopníkem. Dva a půl měsíce před ním navštívil vesmír vedle lodi Alexej Leonov. Pro tento historický let sovětští inženýři vyvinuli oblek Berkut. Od SK-1 se lišil přítomností druhého hermetického pláště. Kromě toho měl oblek ramenní batoh vybavený kyslíkovými nádržemi a v jeho helmě byl zabudován světelný filtr.
Když byl člověk ve vesmíru, byl s lodí spojen sedmimetrovým táhlem, jehož součástí bylo zařízení na tlumení nárazů,elektrické dráty, ocelový kabel a hadice pro nouzový přívod kyslíku. K historickému výstupu do mimozemského prostoru došlo 18. března 1965. Alexej Leonov byl mimo kosmickou loď 23 minut. 41 sekund
Vesmírné obleky pro průzkum Měsíce
Po zvládnutí oběžné dráhy Země se člověk vrhl dále. A jeho prvním cílem byla realizace letů na Měsíc. K tomu však byly potřeba speciální autonomní skafandry, které by jim umožnily být několik hodin mimo loď. A vytvořili je Američané při vývoji programu Apollo. Tyto obleky poskytovaly ochranu astronautům před slunečním přehřátím a před mikrometeority. První vyvinutá verze lunárních obleků se jmenovala A5L. Později se to však zlepšilo. V nové modifikaci A6L byl poskytnut tepelně izolační plášť. Verze A7L byla variantou zpomalující hoření.
Lunární obleky byly jednodílné vícevrstvé obleky s pružnými gumovými spoji. Na manžetách a límci byly kovové kroužky určené k připevnění zapečetěných rukavic a přilby. Obleky se zapínaly svislým zipem všitým od třísel ke krku.
Američané vstoupili na povrch Měsíce dne 21. 7. 1969. Během tohoto letu našly uplatnění skafandry A7L.
Sovětští kosmonauti se také chystali na Měsíc. Pro tento let byly vytvořeny skafandry Krechet. Byla to polotuhá verze obleku, na jejímž zadní straně byly speciální dveře. Astronaut do něj musel vlézt takto oblečený ve výstroji. Dveře se zavíralyzevnitř. K tomu byla poskytnuta boční páka a složitý okruh kabelů. Uvnitř obleku byl systém podpory života. Návštěvu Měsíce sovětským kosmonautům se bohužel nepodařilo. Ale oblek vytvořený pro takové lety byl později použit při vývoji dalších modelů.
Vybavení pro nejnovější lodě
Od roku 1967 začal Sojuz vypouštět Sojuz. Jednalo se o vozidla určená k vytvoření orbitálních stanic. Čas, který na nich astronauti strávili, se neustále prodlužoval.
Skafandr „Hawk“byl vyroben pro lety na kosmické lodi Sojuz. Jeho odlišnosti od „Berkutu“spočívaly v konstrukci systému podpory života. S jeho pomocí byla dýchací směs cirkulována uvnitř skafandru. Zde byla očištěna od škodlivých nečistot a oxidu uhličitého a poté ochlazena.
Nový záchranný oblek Sokol-K byl použit při letu Sojuz-12 v září 1973. Pokročilejší modely těchto ochranných obleků dokonce zakoupili obchodní zástupci z Číny. Zajímavé je, že když byla vypuštěna pilotovaná kosmická loď Shanzhou, astronauti v ní byli oblečeni ve vybavení velmi připomínajícím ruský model.
Pro výstupy do vesmíru vytvořili sovětští konstruktéři skafandr Orlan. Jedná se o samostatné polotuhé zařízení, podobné lunárnímu Gyrfalconu. Bylo potřeba se do ní obléknout i dveřmi vzadu. Ale na rozdíl od Krechetů byl Orlan univerzální. Jeho rukávy a nohavice se snadno upraví podle potřebyrůst.
Nebyli to jen ruští kosmonauti, kteří létali ve skafandrech Orlan. Podle vzoru tohoto zařízení vyrobili Číňané svůj Feitian. V nich se dostali do vesmíru.
Obleky budoucnosti
Dnes NASA vyvíjí nové vesmírné programy. Zahrnují lety k asteroidům, na Měsíc a také expedici na Mars. Proto pokračuje vývoj nových modifikací skafandrů, které v budoucnu budou muset spojovat všechny pozitivní vlastnosti pracovního obleku a záchranného vybavení. Na jaké možnosti se vývojáři zastaví, stále není známo.
Možná to bude těžký tvrdý oblek, který člověka ochrání před všemi negativními vnějšími vlivy, nebo možná moderní technologie umožní vytvořit univerzální skořepinu, jejíž eleganci ocení budoucí astronautky.
