Na počátku 20. let nového tisíciletí máme to štěstí sledovat uvádění do provozu hned několika kosmických lodí pro posádku najednou, což v historii kosmonautiky nemá obdoby. Jen si to zkusme pro lepší představu heslovitě vyjmenovat: Crew Dragon (SpaceX, USA), Starliner (Boeing, USA), Orion (NASA, USA), XZF-SC (Čína), Orel (Rusko), Gaganyaan (Indie), SpaceShipTwo (Virgin Galactic, USA), New Shepard (Blue Origin, USA). U posledních dvou jmenovaných se samozřejmě jedná o suborbitální stroje, ale kvůli dokreslení se nám v tomto výčtu hodí. Tak jako ke kosmonautice od počátku patří lodě pro posádku, bez nichž by se člověk nikdy nedostal mimo svou rodnou planetu, tak patří k astronautům skafandry, jež zajišťují jejich přežití a bezpečnou práci. Málokdo si možná uvědomuje, že každá loď přitom má svůj vlastní skafandr, což znamená, že se nám v posledních letech vyrojilo i velké množství těchto kosmických objevů. Pojďme si tedy představit ty nejvýznamnější z nich.
Seřazení skafandrů do nějaké posloupnosti pro účel tohoto článku je čistě účelové a mohla být zvolena různá kritéria. Nakonec jsme se rozhodli pro to nejjednodušší a nejprůkaznější – celková složitost a komplexnost konstrukce. Skafandry tedy řadíme od těch nejjednodušších po ty technicky nejsložitější.
5. Módní výstřelek od Virgin Galactic
Určení: oděv pro parabolický let
Loď: SpaceShipTwo
Premiéra: 2020
zdroj: https://s.yimg.com/
Hned z kraje si uveďme na pravou míru, že v tomto případě se v žádném případě nejedná o skafandr, nýbrž o oblek prezentovaný jako „kosmický oděv“. Jedná se o oblečení vyrobené firmou Under Armour pro Virgin Galactic, která bude při suborbitálních letech vozit turisty na okraj kosmického prostoru. Nejde tedy o přetlakový oblek, a tudíž žádným způsobem jeho nositele nechrání před ztrátou tlaku v raketoplánu SpaceShipTwo.
Oblek je určen především pro poskytnutí maximálního pohodlí během výrazných změn teplot, přetížení a následného několikaminutového pobytu ve stavu beztíže. Jeho součástí není přilba, jelikož celý interiér suborbitálního raketoplánu bude kvůli bezpečnosti pasažerů vypolstrován. Rukavice, které doposud nebyly představeny, by však součástí obleku být měly. Jejich účelem má být udržení tepelného komfortu rukou, stabilní úchop a ochrana prstů a nehtů před kontaktem s ostaními cestujícími. Kromě toho je také pamatováno na to, že si cestující budou chtít s sebou brát mnoho drobných upomínkových předmětů, které se pak budou moci pyšnit označením „letělo do kosmu“. K tomuto účelu je oblek vybaven množstvím kapes především na nohou a trupu včetně speciální kapsy na fotografie v oblasti srdce. V neposlední řadě je v levém rukávu obleku integrováno tlačítko pro aktivaci komunikačního systému, jehož prostřednictvím může cestující mluvit se dvěma piloty. O přenos zvuku se nejspíš postará bezdrátové sluchátko s mikrofonem spolu s malým komunikačním zařízením skrytým v kapse na bicepsu. Každý turista platící 250 000 dolarů přitom neobdrží pouze oblek a obuv pro let samotný, ale také jeho zjednodušenou variantu pro předcházející třídenní trénink. A co se s oblečením stane po vysněném kosmickém letu? Každému cestujícímu samozřejmě zůstane, a jelikož se dá běžně prát v pračce, bude si jej hrdý majitel moci opakovaně oblékat při libovolných příležitostech.
4. Futuristická elegance od SpaceX
Určení: IVA
Loď: Crew Dragon
Premiéra: 30. května 2020
zdroj: https://cdna.artstation.com/
Ačkoliv u tohoto skafandru uvádíme jeho premiéru na květen, ve skutečnosti už se do kosmu podíval dvakrát, byť prozatím bez lidí uvnitř. Jednou to bylo během zkušební mise DM-1 lodi Crew Dragon, kdy se k ISS ve skafandru vydala figurína pojmenovaná Ripley. Ještě předtím to ale bylo v roce 2018 při premiéře Falconu Heavy. Natlakovaný skafandr se tehdy v ležérním posedu za volantem kabrioletu Tesla Roadster vydal na heliocentrickou dráhu až za oběžnou dráhu Marsu. Při tomto ultimátním testu funkčnosti se tak stal bezpochyby nejvzdálenějším lidským oblekem v dějinách.
Při představení tohoto obleku v roce 2017 málokdo věřil, že se skutečně jedná o jeho finální vzhled. Spíše než současným či historickým skafandrům se totiž podobal futuristickým alternativám z vědecko-fantastických filmů. Elon Musk v této souvislosti několikrát uvedl, že jeho osobní požadavky na vysoce estetickou stránku skafandru měly stejnou váhu jako požadavky na jeho funkčnost a spolehlivost. Skafandr byl kompletně vyvinut, otestován a vyroben společností SpaceX. Autorem designu je návrhář kostýmů Jose Fernandez z Ironhead Studio, jež stojí i za kostýmy z filmů X-Men, Fantastická čtyřka, Batman, Hellboy a další.
Oblékání přetlakového obleku je řešeno důvtipně a netradičně. Ačkoli se zdá být složen ze spodního (kalhot) a horního dílu, ve skutečnosti se jedná o kompaktní nedělitelný celek a to včetně přilby, rukavic a bot. Díky tomu při vývoji odpadla nutnost řešit technické aspekty spojů mezi těmito díly a skafandr je tak mnohem levnější, jednodušší a právě díky své jednoduchosti i bezpečnější. A jak se obléká? Po celé vnitřní straně nohavic je dlouhý zip, kterým astronaut proklouzne nahoru do torza, načež si už jen nazuje boty a zip zapne. Rukavice, které samozřejmě fungují s dotykovým displejem, pak nabízejí možnost rozepnutí, jímž sice stále zůstanou připojeny, avšak vzniklým otvorem je možné protáhnout ruce pro případnou jemnou a pohodlnou manipulaci.
Integrovaná přilba je vyrobená z velice lehkého a odolného plastu ABS (akrylonitrilbutadienstyren), který dokáže odolávat nízkým i vysokým teplotám a dokonce i kyselinám a dalším látkám. V oblastech uší má navíc dva mikrofony, které slouží ke snadnému přenášení okolních zvuků. Zbytek svrchní vrstvy skafandru je vyroben z teflonu (bílé části) a nomexu (šedé části). A nakonec, připojení systémů podpory života, bez kterých by skafandr nemohl fungovat, je řešeno velice elegantně a nenápadně. Rozhraní pro připojení se nachází skryto pod odklápěcím panelem na vnější straně pravého stehna. Každá sedačka Crew Dragonu má pak v odpovídajícím místě opět nenápadný konektor pro připojení skafandru. SpaceX se netají tím, že zkušenosti získané provozem tohoto skafandru využije při návrhu a konstrukci nových kosmických obleků pro mise do hlubokého vesmíru.
3. Boeing Blue – modrá je dobrá
Určení: IVA
Loď: Starliner
Premiéra: 2021
zdroj: Boeing
Boeing se při vývoji svého vlastního skafandru soustředil především na pohodlí. Díky tomu je Boeing Blue, jak je skafandr nazýván, velmi lehký a technické řešení kloubů umožňuje jeho dobrou pohyblivost i při plném natlakování. Velkým plusem je přitom pasivní systém termoregulace, který astronautům umožňuje pracovat a pohybovat se i bez připojeného externího chlazení. Toho je dosaženo především použitím materiálů, které umožňují vodní páře unikat ven za současného zachování vzduchotěsnosti. Dále je pro zvýšení komfortu v oblasti břicha strategicky umístěn příčný zip, jehož zapnutím či rozepnutím astronaut může upravit tvar skafandru pro pohodlnější sezení, respektive stání. Do určité míry je možné nastavit i rukavice a to především tak, aby lépe doléhaly na ruku v případě natlakování. Větší bezpečnost při pěším pohybu v okolí startovní rampy nebo na ní zejména při evakuaci napomáhají integrované protiskluzové boty, jejichž podrážku a další prvky dodala společnost Reebok. Rukavice umožňující ovládání dotykových obrazovek jsou samozřejmostí.
Na druhou stranu je u tohoto skafandru diskutabilní, zda Boeing v chvályhodné honbě za pohodlím nezašel trochu daleko u přilby. Ta je u skafandru integrovaná a neoddělitelná, avšak v jejím případě ji rozhodně nemůžeme označit za skutečnou přilbu. Jedná se spíše o měkkou kapuci s pevným, polykarbonátovým průzorem kulovitého tvaru. Kapuce se pro potřeby uzavření skafandru jednoduše přetáhne přes hlavu a uzavře zipem v oblasti krku. Z hlediska pohodlí se díky absenci tvrdých částí a výrazné úspory hmotnosti nepochybně jedná o pohodlné řešení. Otázkou však zůstává, jak velkou míru ochrany tato kapuce poskytuje při případném tvrdém nárazu do hlavy. Toto negativum Boeing Blue částečně obchází kuklou s komunikační náhlavkou a tlumícími prvky. Ta je nutná, jelikož v kapuci není integrován komunikační systém.
Ač je skafandr Boeingu podobně jako ten od SpaceX z jednoho kusu (až na rukavice, které se připojují na klasickou kovovou obrubu), způsob jeho oblékání je odlišný. Oblek má zip po celé délce páteře a tak je nutné do něj nejdříve navléct nohy a teprve poté paže, trup a hlavu. Konektor pro připojení systému podpory života se nachází na levé straně břicha a na pravé je pak regulační tlakový ventil.
2. OCSS – odkaz raketoplánů
Určení: IVA
Loď: Orion
Premiéra: 2023
zdroj: https://www.nasa.gov/
Astronauti programu Artemis budou mít pro práci na palubě lodi Orion k dispozici skafandr OCSS (Orion Crew Survival System). Na svůj první let se v něm vydají v roce 2023 v rámci mise Artemis II. OCSS bude sloužit ve všech kritických fázích letu, tedy při startu, přistání, motorických manévrech či připojování ke stanici Gateway u Měsíce. Ať už by loď Orion ztratila vnitřní tlak ve kterékoliv fázi mise, astronauti díky skafandru OCSS bez problémů přežijí návrat na Zemi, jelikož je dokáže udržet při životě až šest dní!
Skafandr OCSS technologicky vychází ze známého „dýňového obleku“ ACES používaného na palubách raketoplánů Space Shuttle. Byl ovšem radikálně přepracován a vylepšen, a to především v oblasti bezpečnosti a zvýšené mobility. Tak například přilba je mnohem lehčí, pevnější, lépe tlumí okolní hluk a na rozdíl od svého předchůdce je dostupná v několika velikostech. Změny přístupu k velikostem se dočkal i oblek samotný. Ten už nebude dodáván v konfekčních velikostech typu malý, střední a velký, ale bude každému astronautovi upraven na míru. U obleku jsou dále použity materiály lépe odolávající žáru a byla zlepšena mobilita kloubů, zejména těch ramenních, jejichž volnost je nesmírně důležitá při zvedání paží a ovládání systémů lodi, zvláště pak při vyšším přetížení.
U skafandru OCSS najdeme jak odkaz na historii, tak pamatování na moderní technologie. Tím historickým je myšlena křiklavá oranžová barva, která slouží ke snadnější lokalizaci posádky v případě nouzového přistání a opuštění lodi. Stejnou barvu měli skafandry ACES v raketoplánech, pro které byly právě přezdívány jako dýňové obleky. Skafandr stejné barvy měl i Jurij Gagarin, který do kosmu zamířil jako vůbec první člověk v historii. Na nouzové přistání, po kterém v blízkosti Orionu nebudou včas záchranné týmy, pamatuje i integrovaná výbava skafandru. Ta má podobu integrovaného nouzového balíčku pro přežití obsahující například nůž, signální zrcátko, radiostanici, lokátor, stroboskop, svítilnu či píšťalku. Co se týče onoho pamatování na moderní technologie, tak astronauti budou například moci díky inovovaným rukavicím safandru OCSS ovládat dotykové obrazovky.
1. xEMU – zpátky na Měsíc
Určení: EVA
Loď: landery programu Artemis
Premiéra: 2023
zdroj: https://www.renderhub.com/
Americká NASA po padesáti letech definitivně míří zpátky na Měsíc. S tím se mimo jiné pojí i nutnost vývoje nových skafandrů určených pro výstupy na povrchu. Momentálně agentura nic takového nemá, jelikož stávající skafandry EMU (Extravehicular Mobility Unit) používané na Mezinárodní kosmické stanici jsou určeny pouze pro pohyb ve stavu beztíže a chůze by v nich vzhledem k jejich konstrukci nebyla možná. NASA proto poslední roky pracovala na několika prototypech, které vykrystalizovaly v návrh nazývaný xEMU (Exploration Extravehicular Mobility Unit).
Na konci loňského roku zadala NASA žádost průmyslovým partnerům, kteří by měli poskytnout na nový skafandr zpětnou vazbu a pomoci s finalizací a optimalizací jeho výrobního procesu, provozní strategie a budoucí aplikací možných úprav a vylepšení. Nejpozději do roku 2023 by se pak měl xEMU vydat na ISS, kde bude otestován v reálných podmínkách při výstupu mimo stanici, aby byl o rok později připraven k první procházce po Měsíci v rámci mise Artemis III.
Konstrukce xEMU dbá zejména na vysokou mobilitu, která bude nutná při práci na Měsíci, a které se v minulosti žalostně nedostávalo skafandrům A7L z programu Apollo. Astronauti tedy budou bez většího problému schopni sbírat věci ze země, ohnout se, dřepnout si nebo i kleknout. Druhou přínosnou vlastností je zvýšená univerzálnost a možnosti nastavení velikostí, aby skafandr vyhovoval všem tělesným rozměrům a proporcím astronautů. V neposlední řadě je pamatováno i na zvýšený komfort, který bude při namáhavé práci nepochybně zapotřebí. To nejdůležitější na každém skafandru jsou však systémy pro podporu života, tedy udržování tlaku, teploty, vlhkosti, dýchatelné atmosféry atd. Jejich konstrukce je u xEMU navržena jako modulární tak, aby v budoucnu bylo možné jednoduše implementovat vylepšení přicházející s technologickým pokrokem nebo se změnou požadavků vyvolanou například použitím v jiném prostředí či na jiném kosmickém tělese.
zdroje obrázků:
https://qph.fs.quoracdn.net/
https://s.yimg.com/
https://cdna.artstation.com/
https://i2.wp.com/
https://www.nasa.gov/
https://www.renderhub.com/
Zajímavý článek.
Jen mne překvapuje že nechce NASA skafandry unifikovat. Pro Crew Dragon i Boeing…
Neušetřilo by to hodně starostí? s výcvikem a vůbec…
Komerční lodě Starliner a Crew Dragon, včetně použitých skafandrů nenavrhuje NASA, ale komerční dodavatelé. NASA jim nemůže nařídit, co mají použít, pouze dala zadání, co má loď umět a jakou úroveň bezpečnosti má splňovat.
Ona jistá interoperabilita klidně mohla být součástí zadání.
I kdyby jen na úrovni „připojení“ k lodi (konektory, definice přenášených signálů, hadice, média tlaky …)
Rozhodně by to zvýšilo variabilitu rotace posádek a teoretické možnosti záchranných akcí.
A do budoucna i konkurenci pro výrobce skafandrů
Ano. Konec konců, NASA to celé financuje. Bylo by to tedy logické. Ovšem důvody možná budou v ekonomicko – politické oblasti, třeba lobbing výrobců a snaha zvýšit zaměstnanost. Což je všude na světě zcela běžné.
Přilba skafandru od Boeingu má podle mého ještě jeden problém, o kterém jsem tady už jednou psal. Protože je neoddělitelná od skafandru, nemůžou si ji astronauté sundat a ona jim neustále plandá za krkem jako objemná kapuce. Zároveň je to přitom jediná mořnost, jak z ní vystrčit hlavu, protože přilbě se nedá odklopit třeba jenom hledí.
Obojí musí být v bestížném stavu při pobytu (a pohybu!) v lodi neskutečně otravné.
Přesně tak jak říkáš. A navíc ona to ve skutečnosti není ani přilba, jen ta měkká kapuce s hledím, podobně jako u skafandru v Sojuzu. Na druhou stranu to možná pro svůj účel stačí. Asi až praxe letů Starlineru se 4-člennou posádkou ukáže, jestli je to praktické a postačující řešení.
Btw. tento typ „měkké přilby na zip“ měly i skafandry v lodích Gemini.
Hezký článek, jen bych se chtěl zeptat, odkudpak pochází náhledová fotka? 🙂 Myslím tím film samozřejmě. Děkuji.
Není to asi úplně z filmu, je to od tohoto umělce/designera: https://kollected.com/portfolio/illustrations
A je to variace na projekt NASA Biosuit, což je skutečný projekt a taky opravdu skutečně přelomový skafandr, pokud se opravdu dočká realizace.
Lety do kosmu bez skafandru už tu byly a dopadlo to ve dvou případech ze tří tragicky. I když se jedná o několik minut ve vzduchoprázdnu, pochybuji, že jim to úřady povolí.
Zjevně víte o dané problematice víc než Virgin Galactic. Rozveďte, prosím, tu pasáž o úřadech a podložte to fakty, abyste nás obohatil.
Nač ta jedovatost. V USA je obvyklé, že povolení k dopravě cestujících v létajících dopravních prostředcích vydává úřad pro civilní letectví, pokud již , což mi není známo, povolil společnosti vozit do kosmu cestující bez skafandrů, pak je ve v pořádku.
Jaká jedovatost? Já jsem vás s poprosením požádal, jestli byste nemohl rozvést své pochybnosti poněkud podrobněji. To jste neudělal. 1) Ve SpaceShipTwo už se “pasažér” svezl. Úřad jim to očividně nezakázal. 2) Nikde není s definitivností napsáno, jestli a jak bude bezpečnost turistů v této oblasti zabezpečena. 3) Virgin Galactic se tento podnik snaží rozjet už hezkou řádku let. Je krajně nepravděpodobné, že by neměli vyřešenu takovou drobnost. 4) Hlavně ale nelze srovnávat bezpečnost půl století staré kosmické lodi určené pro orbitální let se současným raketoplánem pro suborbitální turistiku. Už jste někdy letěl letadlem? Dávali vám do těch 10 nebo 11 km výšky skafandr nebo dýchací přístroj, abyste zvládl náhlou dekompresi? Nedali že? Pro tento případ je v letadle schována dýchací maska, která není součástí oděvu, v němž do letadla nastupujete.
Teď prosím, abych nebyl špatně pochopen. Je to spíše pro odlehčení…
Když se dívám na ty obrázky a dostupná videa, opravdové astronauty prostě vidím ve skafandru NASA a možná v tom od Boeingu.
Mně těch chlapů, kteří letěli teď nedávno v Dragonu bylo trochu líto. Navlékli je do čehosi, co připomínalo béčkové sci-fi filmy, kolem nich pak v některých okamžicích pobíhaly podivné tmavé postavy, jak vystřižené ze sci-fi filmů 80. a 90. let, kdy Elon Musk hltal knihy a videa tohoto zaměření a korunováno to bylo tím, že se místo prostorného mikrobusu tísnili cestou k rampě v osobním autě, které je v jisté sociální bublině sice módní, ale jinak fakt nic moc.
Inženýry zaměstnává skvělé, ale toto ve mně nadšení fakt nevyvolává…
Sci-fi mám dodnes rád, ale s tím jak jsem dospěl se přirozeně trochu změnil úhel pohledu. Někteří asi nedospějí nikdy 😀
Tak skafandr od Boeingu je problematický právě v té absenci ochrany hlavy. V minulosti se pár lidí, pořádně o něco při přistání praštilo přímo do hlavy.
Skafandr od SpX mi přijde velmi funkční a to nejen kvůli designu ale už třeba tím, že se do něj obleče člověk sám. To že tam jsou vnější mikrofony v místech uší znamená, že ve skafandru je zachována možnost zjistit odkud jde nějaký zvuk. A nebo s největší pravděpodobností i nějaká forma aktivního potlačení hluku.
Z toho co píšete nevyplývá žádná technická okolnost, ale spíš jen to že nemáte rád věci co dělá E.M. V pohodě.
Jako inženýr vždy rád vidím dobrou práci svých kolegů. Takže ať letí Dragon nebo Sojuz (pokud jde o dnešní lety s lidmi), držím jim palce.
Ale udivuje mě dost hlasitá skupina lidí, která si ze zbožňování jednoho nadprůměrně schopného majitele několika firem udělala utopickou ideologii. Vlastně někdy udivuje a otravuje (viz. třeba diskuse o testu nové verze boosteru pro SLS) a občas docela dobře baví. 😀
Je to pozoruhodný jev. Mají už i svoji mytologii, kacíře, vyvrhele (to jsou třeba ti, kteří si dovolí koupit Teslu a pak zveřejnit tragické dílenské zpracování), kazatele, kněze… Ti kovaní nenávidí realitu.
Co se týče těch skafandrů, nikde jsem dnes netvrdil, že hodnotím technickou stránku věci. Hned na začátku jsem předeslal, že píšu o tom, jaký to (nejen) ve mně zanechává dojem a podle mého názoru nejsem daleko od pravdy, proč to vypadá jak to vypadá. OK, jsou to jeho peníze, nic proti..
Hlavní je, že ty skafandry prošly velmi náročnými zkouškami a splňují požadavky NASA. Vzhled na ty výsledky nemá vliv. Ale pokud to dokáže zaujmout veřejnost a přitáhne je to ke kosmonautice, pak je to jen dobře. 😉
Tak ono pokud se v lidské společnosti ukáže nějaký fenomén, který zasluhuje všechny ony zmíněné formy rozdělení na základě emocí atd tak to znamená, že se jedná o významnou věc.
Osobně se považuji spíše za pozorovatele a člověka co je rád, že někdo jako E.M. existuje. Nutno ale říci že velmi špatně se hledá něco ke kritice. Snad jen hyperloop považuji za utopistickou vizi s obtížnou udržitelností.
Jeho zadání pro inženýry, jdou často daleko za minimální požadavky jejichž splnění zajistí úspěch v daném úkole. Přesahy těch zadání jsou často extrémní. Viz max normovaná výdrž Dragonu ve vesmíru při letu s ISS. Nebo možná až zbytečně kvalitní konstrukce z pohledu bezpečnosti Tesla aut a splnění požadavků 5 hvězd takovým způsobem, že jsou mimo aktuální metriku. V zásadě nikdo o ně nestojí, protože aktuální požadované nároky by byly splněny i s polovičními výkony.
To že jedním z dalších požadavků byl aby to vypadalo dobře a vše kolem vypadalo taky dobře, je jen další překračování očekávaných řešení.
Ale pokud jste inženýr, tak snad se dokážete oprostit z jedné z těch rolí, které jste lidem a tím i sobě přiřknul a tedy ve vašem případě to že se vám nelíbí nejspíš dle vás nadbytečné a zkreslující emoce při posuzování E.M. produktů.
Nezáleží na tom, jak to vypadá, ale jak to funguje. Ale hezky se ukazuje, jak se námitky čtenářů posouvají. Před nějakými dvěma roky, kdy byl design skafandrů oznámen, byli někteří skálopevně přesvědčeni, že to je jen PR a ve skutečnosti obléknou něco jiného. Jak se ukázalo, design zůstal a odpovídá tedy přísným požadavkům NASA na bezpečnost. A to je hlavní. Všem se ale zavděčit nedá. Ale pokud je design tou jedinou kaňkou, pak je to skvělé. 😉