Что нам стоит скафандр построить? Интервью с человеком, который делает космос не таким далеким

Николай Моисеев за работой (источник фото – сайт FFD)

Сейчас тема космических путешествий чрезвычайно актуальна. О космосе говорят по ТВ, пишут в Сети и оффлан-журналах. Многие ученые считают, что без выхода за границы атмосферы, с целью основания поселений вне Земли, человечество обречено на вымирание. Возможно, это и так, но до основания колонии на Луне, Марсе или другом месте в Солнечной системе пока еще далеко.

Тем не менее, подготовительная работа ведется, и среди тех, кто работает на благо космонавтики — небольшая компания Final Frontier Design (FFD) с офисом в Бруклине, Нью-Йорк. Основное направление работы компании — создание космических скафандров и отдельных элементов к ним (например, перчаток). В этой компании работает сейчас всего четыре человека, тем не менее, работает команда более эффективно, чем некоторые государственные и коммерческие структуры, занимающиеся тем же. Ведущий конструктор и главный инженер FFD — Николай Моисеев, высококлассный инженер, который оттачивал свое мастерство более 20 лет.

Ранее вы работали в НПП «Звезда», более двадцати лет. Скажите, пожалуйста, в чем заключалась ваша работа здесь? Можно ли сказать, что отечественные скафандры сейчас лучше, чем 20 лет назад? Если да, то в чем прогресс?

Да, я проработал на Звезде с 1986 по 2006, а пришел на преддипломную практику в 1985. Моя последняя должность – ведущий конструктор перспективных скафандров. В мои обязанности входили разработка новых скафандров и новых узлов скафандров – шарниров, перчаток, подшипников, руководство выпуском документации, процессом отработки и испытаний, выпуск отчетов по испытаниям, выполнение переводов о современном уровне скафандростроения в США (поскольку в других странах с этим делом не очень).

Прогресс в разработке скафандров за тяжелые девяностые и нулевые годы, по моему мнению, был достигнут значительный. Скафандр для выхода в открытый космос «Орлан» был модифицирован несколько раз: «Орлан-М» для станции Мир, «Орлан-М» для МКС, «Орлан-МК». Последняя модификация выполнена с компьютером и с улучшениями в целом по скафандру по надежности. За эти годы был значительно увеличен ресурс скафандров, улучшена подвижность в скафандре при избыточном давлении и увеличено количество возможных выходов в открытый космос.

То есть скафандр стал более надежным и более удобным. Например, перчатки выдерживали только несколько тысяч циклов на сгибание-разгибание в кистевом шарнире при рабочем давлении 0,4 кгс/см² и затем теряли герметичность, что могло привести к утечке кислорода во время выхода, со следами значительного износа по основным элементам перчатки.

А закончили мы в 2005 году подтверждением ресурса в 120 тысяч циклов без какого-либо износа в деталях оболочки кистевого шарнира. И таких улучшений было сделано чрезвычайно много по всему скафандру.

Тут надо сказать, что перчатки – самый нагруженный узел в оболочки скафандра, ведь космонавт «ходит» руками по поручням в невесомости и совершает много работы в перчатках, стыковок – расстыковок, работа с различным инструментом, перестыковка карабинов. Мною было разработано десять модификаций перчаток за 20 лет на Звезде. Каждый раз я проходил через этот мучительный круг – создание прототипа, многочисленные испытания, выпуск вороха документации и сертификация перчаток для работы в открытом космосе.

В последние разы я говорил себе: «Чтобы я еще раз взялся бы за такую головную боль? Да никогда!». Но проходило время и я снова бросался в этот бой, потому что приходили новые идеи. Например, была поставлена задача выпустить еще один размер перчатки, а закончился выпуск «еще одного размера» сертификацией абсолютно новой перчатки с обновлением по элементам на 90 процентов. И перчатка получилось лучше, чем у американцев.

Также была проделана большая работа по разработке узлов скафандров для исследования Луны и Марса. Был сделан задел по шарнирам, обеспечивающим подвижность космонавта в скафандре. Мною был разработан и изготовлен «подпольным» способом прототип скафандра для Марса. Что значит «подпольно»? Это значит, что скафандр был построен без открытия темы на него, без приказа по предприятию, только с молчаливого согласия руководства. Вся разработка была моя, и теперь этот скафандр показывают всем корреспондентам на Звезде, но не говорят, что он был сделан и испытан Николаем Моисеевым в инициативном порядке без указания сверху. Расходы по скафандру списывались на различные цели. Конечно, мне помогали мои друзья и помощники.

Особая благодарность испытательному отделу. Все разработки для марсианского скафандра и его испытания я делал сверх основной работы. В этом скафандре можно бегать, прыгать, отжиматься при желании, ходить по склонам в любом направлении (вверх, вниз, боком к склону) и вставать с грунта с положения лежа на спине или лежа на груди. Все это невозможно сделать в каком либо другом скафандре до сих пор! Ни в одном российском или в американском скафандрах. Это уникальный скафандр. У него нет названия. Я его называл «прототип скафандра для Марса». В переписке с НАСА он прошел как Z-Suit (Zvezda-suit, по аналогии НАСА располагало к тому времени D-Suit от Дэвид Кларк, I-Suit от ILC Dover). Я его строил несколько лет по 2005 год.



Фото прототипа скафандра для Марса. Из архива Николая Моисеева

Несколько слов об особенностях космического скафандра вообще, чтобы было понятно нашим читателям, незнакомым с с этой спецификой. Один мой бывший одноклассник спросил меня как-то: «Николай, а зачем ты разрабатываешь новые скафандры, ведь есть же уже старые»? Я ему ответил, что скафандр это прежде всего как машина, ведь ведущие автомобильные фирмы мира каждый год, а то и несколько раз в год представляют новые автомобили. Новый автомобиль по-прежнему имеет 4 колеса и один руль (хотя и тут возможны варианты), но становится более надежным, более экономичным или мощным. И прогресс тут не останавливается. Все время идут улучшения.

Скафандр выглядит, как одежда для космонавта, и это так, но не только. Конечно, это, во-первых — защитное снаряжение и требования к нему правильно подобранный размер или правильная подгонка, комфорт, тепловой комфорт, защита от смертоносных факторов космоса и т.д. А во-вторых, это оболочка под давлением, так как скафандр обеспечивает человека кислородом для дыхания. И поскольку снаружи скафандра вакуум, то скафандр надут, и в нем создается избыточное давление. Скафандр проектируется отчасти как сосуд для сжатого газа. А к сосудам под давлением предъявляются инженерные требования – прочность при различных уровнях давления, включая трехкратный запас с учетом коэффициента безопасности, отсутствие вырастания под избыточным давлением, подвижность под давлением и т.д. И это есть специфика скафандра. И материалы для скафандров должны быть специально отобранные, прочные, сертифицированные, со всеми спецификациями и с ясным источником происхождения

Сейчас вы работаете в компании Final Frontier Design, вы — главный инженер и конструктор. Как вы начали работу здесь? С чего все началось?

Началось все с участия в конкурсе НАСА «Перчатка астронавта». Мы получили приз в конце 2009 за нашу перчатку и в начале 2010 решили основать компанию (small business). Начали делать перчатки и скафандры для космических полетов. Мы беремся и за другие работы, которые приносят деньги – это разработка и изготовление технически сложных прототипов техники и снаряжения из различных областей.



Демонстрация диапазона подгонки скафандров, разрабатываемых компанией (источник – сайт FFD)

Какие сейчас у вас основные задачи в компании?

Я ведущий конструктор и главный инженер в нашей компании. За мной разработка и дизайн нашей продукции. Многие решения мы принимаем вместе.

Какие задачи вы считаете наиболее важными?

Наиболее важной задачей для нас является выполнение работ по Space Act Agreement которое с нами заключило НАСА. Суть этого соглашения заключается в том, что НАСА обеспечивает нам помощь в сертификации нашего скафандра для орбитальных космических полетов. Работа рассчитана до конца 2016 года и содержит много этапов. Также у нас есть контракты по изготовлению скафандров и перчаток для разных заказчиков.

C какими основными трудностями в FFD вам пришлось столкнуться?

Основная трудность — это деньги. Когда я ходил на Звезду, я получал зарплату, а тут мы сами зарабатываем и если есть перерыв в контрактах, то денег становится маловато. Дело в том что мы молодая и растущая компания, и мы вкладываем заработанные деньги, свои деньги на развитие и закупку материалов и оборудования.

Нет сомнения, что у вас очень плотный график. Скажите, пожалуйста, сколько часов в день вы работаете?

Работаем как правило по 9-10 часов в день, 6 дней в неделю, берем работу на дом. Были моменты работали и без выходных и ночами, несколько ночей провели на работе, чтобы сделать скафандры в сроки.

Испытывались ли скафандры FFD в космосе, на МКС? Расскажите, пожалуйста, об этом подробнее.

Нет, пока нет, но мы работаем над этим. Пилоты и астронавты в наших скафандрах летали на нескольких типах самолетов, включая реактивные и выполняли фигуры высшего пилотажа. Выполнялось пилотирование в скафандре, как без давления так и под давлением. Испытания в высотных вакуумных камерах и много разных других испытаний.

Кто ваши основные заказчики (если это не коммерческая тайна)? Обращаются ли к вам представители SpaceX, Virgin Galactic?

У нас несколько заказчиков. Некоторые не хотят пока раскрывать свои проекты, поскольку готовятся к патентной защите деталей своих работ.

SpaceX обращался к нам с просьбой представить предложения, но в конце концов принял решение делать свои собственные скафандры. В неформальном общении на различных конференциях мы узнали, что они так собирают информацию о технологиях и никогда ни с кем не заключают контракты и ничего не покупают на стороне, а все делают у себя, но стараются выудить максимум информации о ключевых моментах. По моему мнению, это некрасиво.

Virgin Galactic не имеет пока (?) намерения применять скафандры. И это ошибка, потому что полеты будут проходить на «космических» высотах и просто кислородная маска не спасет при разгерметизации кабины.

Есть ли у вашей компании конкуренты? Кто они?

Да конкуренты есть. Прежде всего это две компании США которые занимаются скафандрами более 50 лет. Это ILC Dover и David Clark. Их продукция тяжеловесная и очень дорогая. На мой взгляд каких-то новых решений у них давно нет. Orbital Outfitters из Голливуда, Калифорния, сравнительно новая компания. Да, они делали костюмы для фильмов, и решили, что могут делать реальные скафандры, а не только для съемок. Их скафандр нигде и никогда не летал и был только показан публике. Есть несколько фото скафандра под давлением, из которых видно, что у них проблемы с вырастанием скафандра под давлением. Шейное кольцо располагается у носа испытателя после создания давления в скафандре, а ведь до этого без давления в скафандре оно располагалось на груди!

Сейчас эта компания взяла паузу с связи с переездом в Техас. У них соглашение с компанией XCOR. Когда полеты будут их космического корабля — неизвестно. Возможно, в следующем году.

Получается, что мы конкурируем и со Звездой, где я проработал много лет, хотя это и не явная конкуренция. Некоторые «прыгуны с большой высоты» обращались и к нам, и к ним. Но их проекты не дошли до реализации, как у Феликса (имеется в виду Феликс Баумгартнер).



Фото скафандра FFD в тренажере имитации посадки на Луну, Марс и Землю. С сайта FFD.

Вы работаете над скафандром для Марса. Скажите, пожалуйста, когда планируется полностью готовый скафандр? Какие отличия между скафандром для выхода в открытый космос, и скафандром для пребывания на поверхности Марса?

Впрямую я сейчас не работаю над скафандром для Марса. Несомненно, что новые элементы с усовершенствованной технологиями, которые мы создаем, могут быть использованы в будущем марсианском скафандре. Конкретных сроков нет, так как нужно финансирование. Но вот, например, у нас есть грант НАСА на разработку новой перчатки ВКД. Новая облегченная перчатка с новыми уникальными характеристиками по подвижности и защите ведь может быть использована и на Марсе! А технологии, опробованные на перчатках, могут быть применены и в остальных узлах скафандра.

Отличий скафандра для работы на поверхности Луны/Марса и скафандра для работы в условиях невесомости много. Вес скафандра для Марса должен быть меньше примерно в 2 раза, чем вес существующих скафандров ВКД (120-130 кг). Ведь существующие скафандры ВКД разработаны для невесомости. Уменьшение веса в два раза это вызов и заявлять, что мы можем использовать Орлан для Луны и Марса с минимальными переделками, непрофессионально.

Сублиматор, расположенный на спине ранца с системой жизнеобеспечения, не будет работать в атмосфере Марса, так как ему необходим глубокий вакуум.

Органы управления СЖО должны быть с электронным управлением, а не с гидропневматическими и т.д. и т.п. Эти электронные компоненты должны быть класса “space”, а с ними в России проблема.

У лунного или марсианского скафандров должен быть поясной шарнир для наклонов, чтобы достать образцы грунта. Он просто необходим для условий гравитации. И его нет сейчас у скафандра ВКД Орлан. Поясной шарнир не так нужен в невесомости, как на планете. Чтобы внедрить поясной шарнир в Орлан, надо делать кирасу короче. Это несколько лет работы на таком традиционном предприятии как Звезда. Этот новый короткий корпус скафандра для Луны и Марса не будет иметь места для старых гидропневматических органов управления СЖО, какими сейчас напичкана грудь корпуса Орлана. И это огромная работа. Непонимание этих очевидных вещей говорит о недалекости руководителей, утверждающих о готовности Орлана к лунным экспедициям после небольших доработок.

Есть еще несколько специфических моментов, которые я раскрывать не буду, а то я знаю, как используют мои предложения и наработки.

Каковы ваши планы, в рамках работы в FFD, на ближайшее будущее?

Впереди много интересной работы и полетов в новых скафандрах.

UPD. Geektimes поздравляет FFD: с компанией заключило договор агентство NASA. FFD теперь будет работать над перчатками высокого давления EVA, с последующим прохождением испытаний в Космическом Центре Джонсона, NASA.

Уважаемые читатели! Если у вас есть вопросы — задавайте в комментариях, список вопросов я передам Николаю, он любезно согласился на них ответить. Получим ответы из первых рук.

Источник: geektimes.ru/post/250284/