Costume d\'espace

Un costume d'espace de est un système complexe de l'équipement des vêtements et des systèmes environnementaux conçus pour maintenir une personne vivante et confortable dans l'environnement dur de l'espace extra-atmosphérique. Ceci s'applique à la terre orbitale à l'extérieur du véhicule du vaisseau spatial d'extérieur de l'activité (EVA) de et s'est appliqué à la marche, et à monter le Rover lunaire , sur la lune .

Certaines de ces conditions s'appliquent également aux combinaisons pressurisées portées pour d'autres tâches spécialisées, telles que le vol à haute altitude de reconnaissance. Au-dessus de la ligne d'Armstrong de (~63.000 ft/~19,000 m), les costumes pressurisés sont nécessaires dans l'atmosphère clairsemée. Le Hazmat adapte à qui ressemblent superficiellement à des costumes d'espace sont parfois employés en traitant les risques biologiques

Conditions de Spacesuit

Plusieurs choses sont nécessaires pour que le costume d'espace fonctionne correctement dans l'espace. Il doit fournir :
Une pression interne stable . Ceci peut être moins que l'atmosphère terrestre, car il n'y a habituellement aucun besoin du spacesuit de porter l'azote. Une plus basse pression tient compte d'une plus grande mobilité, mais présente la condition de la pré-respiration pour éviter la maladie des caissons . Le mouvement est typiquement opposé par la pression du costume ; la mobilité est réalisée par conception commune soigneuse. Voir les théories de de section de la conception de spacesuit.
L'oxygène respirable . La circulation de l'oxygène refroidi et épuré est commandée par le système primaire d'assistance à la vie de .
Règlement de la température . La chaleur peut seulement être perdue dans l'espace par le rayonnement thermique , ou la conduction avec des objets en contact physique avec le costume d'espace. Puisque la chaleur est perdue très lentement par rayonnement, la température est réglée par un vêtement de refroidissement par liquide et l'isolation lourde sur les mains et probablement les pieds.
Armature contre le rayonnement ultraviolet .
Armature limitée contre le rayonnement de particules de
La protection contre le petit Micrometeoroids a fourni par un vêtement thermique de Micrometeoroid de , qui est la couche extérieure du costume
Un système de communication
Moyens de recharger et décharger les gaz et les liquides * Signifie pour manoeuvrer, s'accoupler, libérer, et/ou longe sur le métier de l'espace de
Moyens de rassembler et de contenir les eaux usées pleines et

Pression de fonctionnement

Généralement, pour fournir assez d'oxygène pour la respiration , un spacesuit using l'oxygène pur doit avoir une pression environ 4.7 du livre par pouce carré (32.4 ; kPa ), égal au 3 ; livre par pouce carré (20.7 ; pression partielle de kPa) de l'oxygène dans l'atmosphère terrestre au niveau de la mer, plus 40 ; Torr (5.3 de ; kPa) CO₂ et 47 ; torr (6.3 ; pression de la vapeur d'eau de de kPa) , qui doit être soustraite de la pression alvéolaire d'obtenir à l'oxygène alvéolaire la pression partielle en atmosphères 100% de l'oxygène, par l'équation de gaz alvéolaire de . Les dernières deux figures s'ajoutent à 87 ; torr (11.7 ; livre par pouce carré), qui est pourquoi beaucoup de spacesuits modernes n'emploient pas 3 livres par pouce carré, mais 4.7 livres par pouce carré (c'est un léger overcorrection, car les pressions partielles alvéolaires au niveau de la mer ne sont pas pleines 3 livres par pouce carré, mais un peu moins). Dans des spacesuits qui emploient 3 livres par pouce carré, l'astronaute obtient seulement 3 - 1.3 livre par pouce carré (9 ; le kPa) de l'oxygène, qui est au sujet de la pression partielle de l'oxygène alvéolaire a atteint à une altitude de 6100 ; pi (1860 ; m ) au-dessus de niveau de la mer. C'est environ 78% de pression normale de niveau de la mer, plus ou moins comme la pression dans un avion commercial d'avion de passagers, et est la limite inférieure réaliste pour la pressurisation ordinaire sûre de costume d'espace qui permet la capacité de travail raisonnable.

Théories de conception de spacesuit

Un costume d'espace devrait permettre à son utilisateur le mouvement non encombré normal. Presque toutes les conceptions essayent de maintenir un volume constant n'importe ce que les mouvements le porteur fait. C'est parce que le travail mécanique est nécessaire pour changer le volume d'un système constant de pression. Si le fléchissement d'un joint change le volume du spacesuit, alors l'astronaute doit effectuer le travail supplémentaire chaque fois qu'il plie ce joint, et il doit maintenir une force pour maintenir le joint plié. Même si cette force est très petite, elle peut sérieusement se fatiguer pour lutter constamment contre votre costume. Elle rend également les mouvements sensibles très difficiles. Le travail exigé pour plier un joint est dicté par la formule

$W= \ int_ {V_i} ^ {} de V_f \, P \, dV$

là où le V_i et le V_f sont le volume respectivement initial et final du joint, le P est la pression dans le costume, et le W est le travail résultant. Puisque de la pression est dictée par des conditions d'assistance à la vie, les seuls moyens de réduire le travail est de réduire au minimum le changement du volume.

Toutes les conceptions de costume d'espace essayent de réduire au minimum ou éliminer ce problème. La solution la plus commune est de former le costume hors des couches multiples. La couche de réservoir souple est une couche caoutchouteuse et hermétique tout comme un ballon. La couche de contrainte va en dehors du réservoir souple, et fournit une forme spécifique pour le costume. Puisque la couche de réservoir souple est plus grande que la couche de contrainte, la contrainte absorbe tous les efforts provoqués par la pression à l'intérieur du costume. Puisque le réservoir souple n'est pas under pressure, il pas " ; pop" ; comme un ballon, même si perforé. La couche de contrainte est shaped de telle manière que le recourbement d'un joint cause des poches de tissu, appelé " ; gores" ; , pour s'ouvrir sur l'extérieur du joint, alors que les plis appelaient le " ; convolutes" ; plier sur l'intérieur du joint. Les fuseaux compensent le volume perdu sur l'intérieur du joint, et gardent le costume à un volume presque constant. Cependant, une fois que les fuseaux sont ouverts toute la manière, le joint ne peut pas être plié pas plus loin sans quantité de travail considérable.

Dans des quelques costumes d'espace russes, des bandes du tissu ont été enveloppées étroitement autour des bras et des jambes de l'astronaute en dehors du spacesuit pour arrêter le spacesuit de monter en ballon quand dans l'espace.

La couche extérieure d'un costume d'espace, le vêtement thermique de Micrometeoroid de , fournit l'isolation thermique, protection contre le Micrometeoroids et armature du rayonnement solaire nocif.

Il y a trois approches théoriques pour adapter à la conception :

costumes de Dur-coquille

des costumes de Dur-coquille sont habituellement faits de métal ou matières composites. Tandis qu'ils ressemblent à des costumes d'armure, ils sont également conçus pour maintenir un volume constant. Toutefois il tend à être difficiles les déplacer, car ils se fondent sur des roulements au lieu des soufflets au-dessus des joints, et souvent finissent vers le haut en positions impaires qui doivent être manoeuvrées pour regagner la mobilité.

Costumes mélangés

Les costumes mélangés ont des pièces de dur-coquille et des pièces de tissu. L'unité à l'extérieur du véhicule de mobilité de de s de la NASA 'utilise un torse supérieur dur (HUTTE) de de fibre de verre et des membres de tissu. Le Je-Costume de s de Douvres CIT le 'remplace le torse supérieur dur par un torse supérieur mou de tissu pour épargner le poids, limitant l'utilisation des composants durs aux roulements communs, le casque, le joint de taille, et la trappe arrière d'entrée. Pratiquement toutes les conceptions réalisables de spacesuit incorporent les composants durs, en particulier aux interfaces comme est le joint de taille, roulements, et dans le cas des costumes d'arrière-entrée, la trappe arrière, où les solutions de rechange tout-douces ne sont pas viables.

Costumes collants

Les costumes collants, également connus sous le nom de costumes mécaniques ou costumes de pression contraire d'activité de l'espace de sont une conception proposée qui emploierait un bas lourd de corps élastique pour comprimer le corps. La tête est dans un casque pressurisé, mais le reste du corps est pressurisé seulement par l'effet élastique du costume. Ceci élimine le problème constant de volume, réduit la possibilité d'une dépressurisation de costume d'espace et donne un costume très léger. Cependant, il est très difficile mettre ces costumes dessus et des problèmes de visage avec fournir une pression constante partout. La plupart des propositions emploient la sueur normale du du corps pour maintenir frais.

Technologies de contribution

Les technologies précédentes relatives incluent le masque de gaz utilisé dans le WWII , le masque à oxygène employé par des pilotes de hauts bombardiers de vol dans WWII, l'haute altitude ou le costume du vide exigé par des pilotes du merle Lockheed U-2 et de SR-71, le costume de plongée , Rebreather , vitesse de la plongée à l'air , et beaucoup d'autres.

Le développement du casque sphéroïdal de dôme était en équilibrant le besoin de champ visuel, de compensation de pression, et de bas poids. Un dérangement avec quelques spacesuits est la tête étant revêtement fixe expédie et ne pouvant pas tourner pour regarder en longueur. Appel des astronautes ce " d'effet ; head" d'alligator ;.

Modèles de Spacesuit d'importance historique

Costumes d'haute altitude

Le Evgeniy Chertanovskiy a créé son costume à pleine pression ou " à haute altitude de ; skafandr" ; (скафандр) en 1931. (le скафандр signifie également le " ; apparatus" de la plongée ;).
Le poteau de Wiley de a expérimenté avec un certain nombre de conceptions de dur-coquille de pour des vols battant tous les records.

Modèles russes de costume

SK-1 , le costume de d'espace du Yuri Gagarin , le premier homme dans l'espace pour satelliser la terre
Berkut (Беркут = " de ; " de l'aigle d'or ;) , le costume d'espace du Alexei Leonov , le cosmonaute qui a fait la première fois un Spacewalk
Krechet (Кречет = " de ; " de Gyrfalcon ;) le costume de , conçu pour le Soviétique décommandé a équipé l'atterrissage de lune
Yastreb (Ястреб = " de ; " du faucon ;) costume d'espace de pour l'activité à l'extérieur du véhicule , basé sur le Krechet
Orlan (Орлан = " de ; " du Mer-aigle ; ou " ; " de l'aigle chauve ;) costumes de pour l'activité à l'extérieur du véhicule
Sokol (Сокол = " de ; " du faucon ;) adapte à usé par des membres d'équipage de Soyuz pendant le décollage et la ré-entrée
Strizh (Стриж = " de ; " rapide du (oiseau) ;) le spacesuit de s'est développé pour des pilotes de la navette spatiale de de Buran

Modèles américains de costume

marque V de marine de de à haute altitude/costume de vide utilisé pour le Mercury de projet de
costumes de spacewalk des Gémeaux de de , utilisés pour les Gémeaux de projet de
le de a équipé les costumes d'espace orbitaux du laboratoire MH-7
de Apollo/Skylab A7L EVA et costumes de lune. Le A7L Apollo et le spacesuit du Skylab est la combinaison pressurisée primaire portée par des astronautes de NASA pour le projet Apollo , les trois vols équipés du Skylab , et le projet d'essai d'Apollo-Soyuz de entre 1968 et l'arrêt du programme Apollo en 1975.
combinaison pressurisée de système d'évasion d'équipage à l'avance de de utilisée sur la navette spatiale . Le costume avancé d'évasion d'équipage ou le costume d'AS, est une pleine combinaison pressurisée actuellement portée par tous les équipages de la navette spatiale pour les parties de montée et d'entrée du vol. Le costume est un descendant direct des combinaisons pressurisées à haute altitude de l'Armée de l'Air des États-Unis de portées par le merle SR-71 et les pilotes d'avion d'espion du U-2 , le X-15 et les astronautes pilotes des Gémeaux et les costumes de Lancer-Entrée portés par des astronautes de NASA commençant sur le vol du STS-26 , le premier vol après le désastre de provocateur de
unité à l'extérieur du véhicule de mobilité de de utilisée sur la navette spatiale et la Station Spatiale Internationale . L'EMU est un système anthropomorphe indépendant qui fournit la protection de l'environnement, la mobilité, l'assistance à la vie, et les communications pour qu'une navette ou un membre d'équipage d'ISS exerce l'activité à l'extérieur du véhicule (EVA) de dans l'orbite terrestre .

Modèles chinois de costume

costume d'espace de Shenzhou 5 de de . Le costume porté par le Yang Liwei sur le Shenzhou de 5 , le vol spatial chinois d'abord équipé, ressemble étroitement à un costume du Sokol-KV2 , mais on pense qu'est une version Chinois-faite plutôt qu'un costume russe réel.
costume d'espace de Shenzhou 6 de de de

. On rapporte qu'également les images prouvent que les costumes portés par le Fei Junlong et le Nie Haisheng sur le Shenzhou de 6 diffèrent en détail du costume plus tôt, elles sont plus légères.
costume d'espace de Shenzhou 7 de de de

. De nouveaux costumes d'espace pour l'activité véhiculaire supplémentaire (舱外航天服) seront utilisés, notamment fait avec les matériaux intelligents (« 聪明材 ") de . Le costume est conçu pour une mission de spacewalk de jusqu'à sept heures. Les astronautes s'étaient exercés dans les costumes d'espace de dehors-de-capsule depuis le 2007 de juillet, et des mouvements sont sérieusement limités dans les costumes, avec une masse de plus de 110 kilogrammes l'unité.

Technologies naissantes

Plusieurs compagnies et universités développent les technologies et les prototypes qui représentent des améliorations au-dessus des spacesuits courants.

Marque III

La marque III est un prototype de la NASA, construit par ILC Douvres , qui incorpore une section inférieure dure de torse et un mélange des composants mous et durs. La marque III est nettement plus mobile que les costumes précédents, en dépit de sa pression de fonctionnement élevée (8.3 psi/57kPa), qui lui fait un " ; zero-prebreathe" ; le costume, signifiant que les astronautes pourraient en mesure à la transition directement d'une une atmosphère, a mélangé l'environnement de station spatiale de gaz, de ce type sur la Station Spatiale Internationale , au costume, sans risques sanitaires tels que le les courbures qui peuvent se produire avec la dépressurisation rapide d'une atmosphère contenant l'azote .

Je-Costume

Le Je-Costume est un prototype de spacesuit également construit par CIT Douvres, qui incorpore plusieurs améliorations de conception au-dessus de l'EMU, y compris un torse supérieur mou de poids-économie. La marque III et le Je-Costume ont participé à la recherche annuelle de désert du de la NASA et la technologie étudie les essais pratiques de (D-RATS), pendant lesquels les occupants de costume agissent l'un sur l'autre entre eux, et avec les vagabonds et tout autre équipement.

Bio-Costume

Le Bio-Costume est un costume d'activité de l'espace de en cours de développement au massachusetts.technology , qu'en date du 2006 se compose de plusieurs prototypes inférieurs de jambe. le Bio-costume est ajustement fait sur commande à chaque porteur, using le balayage de corps de laser

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Le MX-2 est un analogue de costume d'espace construit le laboratoire de systèmes d'espace de de s d'Université du Maryland au le '. Le MX-2 est employé pour l'essai homme de la flottabilité neutre au service de recherches de flottabilité neutre du laboratoire de systèmes d'espace. En rapprochant l'enveloppe de travail d'un vrai costume d'EVA, sans répondre aux exigences d'un costume vol-évalué, le MX-2 fournit une plate-forme peu coûteuse pour la recherche d'EVA, comparée à employer des costumes d'EMU aux équipements comme le laboratoire de flottabilité neutre du de la NASA.

Le MX-2 a une pression de fonctionnement de 2.5-4 livres par pouce carré. C'est un costume d'arrière-entrée, comportant un torse supérieur dur de fibre de verre. L'air, l'eau de refroidissement du LCG , et la puissance sont les systèmes en boucle ouverte, si par un ombilical. Le costume inclut un Mac mini pour capturer des données de sonde, telles que la pression de costume, la fréquence de température de l'air d'admission et de sortie et et cardiaque. Les éléments Resizable de costume et le ballast réglable permettent au costume d'adapter à des sujets s'étendant dans la taille de 68 po., et avec une gamme de poids de 120 livres.

Costume du Dakota du Nord

Commençant dans le le mai 2006 , cinq écoles du Dakota du Nord a collaboré sur un nouveau prototype de spacesuit, financé par une concession $100.000 de la NASA , pour démontrer les technologies qui pourraient être incorporées à un costume planétaire. Le costume a été examiné dans les bad-lands du parc national de Theodore Roosevelt de du Dakota du Nord occidental. Le costume pèse 47 livres sans sac à dos d'assistance à la vie, et des coûts seulement une fraction de la norme $22.000 coûtée pour un spacesuit vol-évalué de la NASA. Le costume a été développé dedans juste sur une année par des étudiants de l'université de du Dakota du Nord , de l'état du Dakota du Nord de , de l'état de Dickinson de , de l'université de d'état de la Science et de l'Institut de Formation Supérieure de montagne de tortue de . La mobilité du costume du Dakota du Nord peut être attribuée à sa basse pression de fonctionnement ; tandis que le costume du Dakota du Nord était mis au point chez le client à une pression de différentiel de 1 livre par pouce carré, le costume de l'EMU de la NASA fonctionne à une pression de 4.7 livres par pouce carré, une pression conçue pour assurer approximativement la pression partielle de l'oxygène de niveau de la mer pour la respiration (voir le de discussion au-dessus de ).

Système de costume d'espace de constellation de la NASA

Le 2 août, le 2006 , la NASA a indiqué des plans pour publier une demande de proposition (RFP) pour la conception, le développement, la certification, la production, et la technologie soutenante d'un système de costume d'espace de répondre aux besoins de la constellation de projet de . La NASA prévoit un costume simple capable du soutien : survie pendant le lancement, l'entrée et l'arrêt ; zéro-pesanteur EVA ; surface lunaire EVA ; et Mars EVA extérieure.

Spacesuits dans la fiction

voient également : Spacesuits de dans le

la fiction

Pour tant que il y a eu de fiction réglée dans l'espace, les auteurs ont essayé de décrire les costumes d'espace utilisés par leurs caractères. Ces costumes fictifs varient dans l'aspect et la technologie, et la gamme fortement de l'authentique tout à fait à l'improbable.

Un compte fictif très tôt des costumes d'espace peut être vu dans la conquête de l'Edison de de livre de Mars ( 1898 ). Les séries postérieures de la bande dessinée telles que le opposent Rogers (les années 30 ) et le défi (les années 50 de Dan de de ) a également comporté leurs propres prises sur la conception de costume d'espace. Les auteurs de la science-fiction tels que le Robert A. Heinlein ont contribué au développement des concepts fictifs de costume d'espace.

Voir également

Combinaison pressurisée
Costume d'espace de Sokol
Costume d'espace d'Orlan
Costume d'activité de l'espace de
Activité à l'extérieur du véhicule
Unité de manoeuvre équipée par
Adaptation humaine de à l'espace
Liste de des spacewalks
Liste de des spacewalks de MIR
Liste de des spacewalks d'ISS
Liste de des spacewalks et des moonwalks
La liste de de spacewalk cumulatif enregistre

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