Космические скафандры — Наса
Космический центр имени Джонсона обладает мировым уровнем экспертизы в области полного жизненного цикла систем космических скафандров, включая скафандры для выхода в открытый космос и спасательные костюмы для фаз запуска и входа в атмосферу. Наши команды управляют всем процессом — от первоначального проектирования корабельных скафандров, шлемов и портативных систем жизнеобеспечения до сложного тестирования, сертификации и поддержки миссий в реальном времени для этих миниатюрных пилотируемых космических аппаратов. Чтобы гарантировать готовность этих систем к полёту, мы используем уникальные объекты — такие как пилотируемые термовакуумные камеры и система активной компенсации гравитации Аргос — для проведения высокоточного тестирования в условиях, имитирующих космос и сниженную гравитацию. Дополнительно центр разрабатывает методы моделирования воздействия микрометеоритов, излучения и экстремальных температурных перепадов, что позволяет проверять надёжность каждого элемента скафандра на всех этапах его существования.
Системы космических скафандров
Сотрудники центра обладают глубокими знаниями о технических вызовах, связанных с технологией космических скафандров, включая подвижность, подбор размера, жизнеобеспечение, вентиляцию, гидратацию и управление отходами. Опыт центра охватывает полный жизненный цикл — от базового проектирования до разработки, испытаний и эксплуатационной поддержки. Космические скафандры уникальны тем, что представляют собой миниатюрные, индивидуально подобранные космические аппараты. Они должны обеспечивать защиту от внешней среды, подвижность и жизнеобеспечение для члена экипажа во время выходов в открытый космос. В рамках этой работы ведётся постоянное совершенствование материалов, повышающих сопротивление износу и радиации, а также внедряются новые алгоритмы автоматического регулирования давления и температуры внутри скафандра.
— Проектирование и разработка космических скафандров
— Проектирование корабельных скафандров и перчаток
— Подвижность и подбор размера
— Проектирование шлема и визора
— Проектирование питающего зонта скафандра
— Обслуживание и эксплуатация скафандра
— Технологии портативного жизнеобеспечения
— Терморегулирование
— Вентиляция
— Кислородные системы
— Контроль загрязнений
— Гидратация
— Управление отходами
— Тестирование, сертификация и подготовка по работе со скафандрами
— Проверка скафандра перед выездом
— Высотное тестирование
— Термовакуумное тестирование
— Подготовка лётного экипажа
— Инженерное сопровождение на уровне системы в части эксплуатационной работоспособности аппаратуры экстравехикулярной подвижной единицы (ЕМУ) и детальное руководство по устранению аномалий
— Поддержка миссий в реальном времени для орбитальных операций
— Наземные тренировочные симуляции для подготовки и эвакуации экипажа из нейтрально‑буйной лаборатории и вакуумных камер
— Инженерное руководство на основе риска для управления, поддержания и модификации аппаратуры ЕМУ, а также прогнозирование долгосрочного жизненного цикла аппаратуры
Пилотируемое термовакуумное тестирование
Космический центр имени Джонсона является мировым лидером в области пилотируемого тестирования в имитированной космической среде, предлагая испытания с участием людей в вакууме, термовакууме и вибрационных условиях. Центр располагает уникальным массивом знаний и опыта о том, что работает в враждебной космической среде, а что нет. Эти знания доступны для поддержки проектных обзоров пилотируемых космических аппаратов и систем, а также для моделирования полётных условий при проведении выходов в открытый космос в диапазоне давлений от вакуума до одной атмосферы. Кроме того, разрабатываются сценарии длительных пребываний в скафандре для изучения физиологических реакций организма в условиях изоляции и перегрузок.
— Пилотируемое тестирование аппаратуры в вакууме и термовакуумных условиях
— Тестирование разработки космических скафандров
— Подготовка лётного экипажа
— Тестирование систем терморегулирования и жизнеобеспечения
— Метаболическая нагрузка на системы жизнеобеспечения
— Параметрическое тестирование
— Аварийные и мобильные средства для экипажа в скафандре
— Тестирование систем регенерации воздуха с участием человека в контуре
— Тестирование удаления или снижения содержания углекислого газа (СО2)
— Тестирование генерации кислорода (О2)
— Тестирование контроля следовых загрязнений
— Пилотируемое вибрационное тестирование
— Термический анализ, включая тепловое моделирование человека
Вакуумные испытательные установки (высотные камеры)
Космический центр имени Джонсона предоставляет широкий спектр возможностей для имитации космической среды. Высотные камеры используются преимущественно для разработки, сертификации и параметрического тестирования систем жизнеобеспечения людей в враждебной космической среде. Каждая высотная камера настроена для определённого типа испытаний; однако в рамках возможностей камера может использоваться и для других видов тестов. Центр располагает уникальным массивом знаний о том, что работает в суровой космической среде, а что нет. Возможности для тестирования доступны как для пилотируемых, так и для беспилотных испытаний. Дополнительно внедряются системы автоматического мониторинга параметров среды в реальном времени, что повышает точность и безопасность каждого эксперимента.
— Пилотируемое тестирование в вакуумной среде
— Тестирование разработки космических скафандров
— Подготовка лётного экипажа
— Тестирование систем терморегулирования и жизнеобеспечения
— Метаболическая нагрузка на системы жизнеобеспечения
— Параметрическое тестирование
— Аварийные и мобильные средства для члена экипажа в скафандре
— Тестирование систем регенерации воздуха
— Удаление или снижение содержания углекислого газа
— Генерация кислорода
— Контроль следовых загрязнений
— Тестирование материалов и аппаратуры в вакуумной среде
Система активной компенсации гравитации Аргос
Система активной компенсации гравитации Аргос предназначена для имитации условий сниженной гравитации — от земной до микрогравитации. Непрерывная динамическая компенсация веса объекта (или его части) поддерживается роботизированной системой управления движением, которая активно отслеживает движение объекта в рабочем объёме системы. Аргос способна компенсировать вес людей (как в повседневной одежде, так и в скафандрах), небольших марсоходов и роботов для тестирования, обучения, разработки процессов и исследований с участием человека в условиях имитированной сниженной гравитации. Аргос 2 напоминает напольный мостовый кран размером сорок один на двадцать четыре на двадцать пять футов. Датчики в горизонтальных осях (Х и У) и вертикальной оси (З) фиксируют изменения перемещения и силы нагрузки, что позволяет приводимой кабельной системе обеспечить наложение постоянной компенсирующей силы над центром масс нагрузки. Система также оснащена интерфейсами для подключения дополнительных научных приборов, что расширяет спектр проводимых экспериментов.
— Характеристики Аргос 2
— Возможность компенсации нагрузки до семисот пятьдесят фунтов
— Рабочее пространство: тринадцать футов по оси Х, тридцать футов по оси У, пятнадцать футов по оси З
— Системная связь для испытуемых и групп поддержки
— Отслеживание движения с поддержкой Айбел
— Поддержка космических скафандров Наса со стороны отдела корабельных и тепловых систем
— Давящийся дыхательный воздух
— Охлаждающая вода для скафандров
— Возможности движения
— Конфигурация в скафандре: четыре фута в секунду вертикально, шесть с половиной футов в секунду горизонтально
— Конфигурация без скафандра: одиннадцать футов в секунду вертикально, шесть с половиной футов в секунду горизонтально
— Разнообразные гимбалы (интерфейсы нагрузки) для поддержки испытаний в скафандрах, без скафандров и беспилотных испытаний
— Поддерживаемые типы испытаний
— В скафандре или без
— Выход в открытый космос в условиях микрогравитации, лунной или марсианской гравитации
— Инструменты для выхода в открытый космос, разработка процессов
— Биометрические исследования в условиях сниженной гравитации
— Грузовые модули роботизированных систем
— Возможны новые типы испытаний