Война план покажет!
Космический костюм нового поколения защитит астронавтов на Луне и на Марсе
Та же компания, которая помогла спроектировать и поставить космические костюмы для астронавтов программы НАСА «Аполлон», представила прототип скафандра нового поколения под названием Astro.
Фирма ILC Dover, а также сотрудничающая с ней Collins Aerospace, вместе с которой ILC Dover производит костюмы, используемые в настоящее время на Международной космической станции, представили этот скафандр нового поколения на мероприятии, проходившем 25 июля на Капитолийском холме в Вашингтоне, США. Это событие также было приурочено к 50-летию высадки человека на поверхность Луны.
Эта новая система состоит из непосредственно скафандра для выхода в открытый космос и ранца с системой жизнеобеспечения, которая регулирует давление, обеспечивает подвод кислорода и охлаждение.
Новый костюм Astro демонстрирует ряд усовершенствований, по сравнению с костюмом Extravehicular mobility unit (EMU), используемым в настоящее время астронавтами НАСА на МКС для выходов в открытый космос. Как сообщает Collins Aerospace, при создании этого нового костюма была использована усовершенствованная система удаления диоксида углерода, что позволит увеличить продолжительность пребывания астронавта в скафандре.
Кроме того, новый костюм позволит астронавтам легче двигаться в космическом пространстве: он оснащен новыми, усовершенствованными «суставами», а конструкция туловища была значительно переработана. Усовершенствованные электромоторы и электроника позволили сделать костюм легче и компактнее.
Хотя костюм Astro предназначен для выходов в открытый космос, он также может быть переконфигурирован для высадок астронавтов на поверхность Луны и Марса. Особенность скафандров для прогулок по поверхностям планет состоит в более подвижной нижней части, поэтому при изменении конфигурации костюма Astro для целей освоения поверхностей объектов Солнечной системы нужно будет произвести несложную замену съемной нижней части, пояснили создатели костюма.
Этот костюм также будет оснащен парой перчаток Astro новой конструкции и будет включать цифровой дисплей, который позволит астронавтам использовать голосовой ввод, получать доступ к данным в реальном времени и осуществлять видеосвязь в высоком разрешении.
(Добавил: Hot Temp)
Главная особенность нового костюма - подвижные шарниры в штанах. Другими словами, фирма ILC Dover поставила американских астронавтов на колени.
Во всех скафандрах отсутствует главная необходимость -- чесать там, где чешется.
Не предусмотрены внутренние дворники на лицевой щиток - для гриппующих космонавтов.
Продолжу по LightSail2 + чуть данных за 09.08.19
Дата. Высота. Скор. Высота. Скор.
09.08.19 18:56. 727.14. 7.02.
09.08.19 17:15. 727.12. 7.02. 703.14. 7.05
09.08.19 15:38. 727.11. 7.02.
09.08.19 13:57. 727.10. 7.02. 703.19. 7.05
09.08.19 12:17. 727.09. 7.02. 703.19. 7.05
06.08.19 14:51. 726.58. 7.02. 706.96. 7.05
04.08.19 13:00. 726.47. 7.01. 709.26. 7.04
Не желает движок сайта поддерживать таблички :-(
После даты "Высота. и Скор." -- апогей, следующие -- перигей.
Простота - вот что должно быть в основе. Простота и надежность, а этот напичкан серводвигателями пр., стоимость наверняка запредельная..
х5 - Leonid3
Тедди прав, надо хотя бы месяц ждать, а лучше... ещё побольше)
Вот не взирая на всё недоверие к Маску, которое разум поддерживает, но душа так сказать понимает что от этого авантюриста быстрей дождешься паруса в разы больше и не на земной орбите
Если отбросить шлем и "рюкзак", получилось нечто среднее между хоккейной формой и купальником. Это на мой непрофессионально-дилетантский вкус.
Леонид, ваша таблица показывает довольно быструю дестабилизацию орбиты. Причём тенденция на снижение высоты, как мне показалось.
Какое-то у девушки неустойчивое равновесие с заваливанием на спину. Или ее сзади подпирают?
Почему никто из "серьезных" до сих пор не хочет сделать для скафандра гибкие плотнооблагающие перчатки? Так, чтобы между кожей и оболочкой не было воздушной прослойки. Такими и работать удобнее - особенно в тех случаях, где нужны точные и мелкие движения, и небольшое прибитое им не опасно. Сам проводил эксперимент на себе самом - пальцем руки затыкал патрубок (ок. 5 мм в диаметре) вакуумной камеры, к которой подключен работающий вакуумный насос, и внутри которой - соответсвенно - вполне космический вакуум (манометр не даст соврать). Палец от космического вакуума никак не пострадал.
Rocketbarrel, всерьез полагаете, что космонавты и астронавты настолько тупые, что не требовали такие перчатки, а инженеры оказались настолько противные, что отказались их сделать?
Rocketbarrel: К 17: - Температуры на околоземной орбите могут отличаться до 200°C. Металл под прямыми лучами солнца раскаляется до 160°C, а в тени -100°C. Поэтому скафандры должны иметь очень хорошую теплоизоляцию, а если перчатки будут плотными, то будет беда...
(20) Это формальные цифры, которые можно применить только к "сферическому коню в вакууме". Это вроде формальной температуры термосферы на высоте орбиты МКС (тысячи градусов). Нужно понимать, какую физическую сущность описывают эти цифры.
---
Перенос тепла в условиях, например, околоземного космоса происходит почти исключительно за счет излучения. Причем ничего сверхестественного этот поток излучения не представляет - он примерно такой же, как в на поверхности Земли в ясную солнечною погоду. Значит, для теплоизоляции от солнечного тепла нужно сделать печатки ярко-белого цвета в видимом и ИК спектре (по крайней мере с внешней, сгибательной стороны кисти) Вот и вся проблема решена.
---
Разогреть полированный (?) металл до 200 градусов Цельсия на орбите Земли - это нужно очень постараться. Даже почти черная и очень слабо теплопроводная поверхность Луны разогревается максимум до 120 градусов Цельсия. Равновесная температура для спутника на низкой околоземной орбите - где-то порядка +15 градусов Цельсия.
LightSail2 на сегодня:
Дата_Время(МСК)_Шир._Долг.__Высот._Скор.
12.08.2019 13:50... 5,85. 164,17. 701,40. 7,05 -- перигей
12.08.2019 14:44. -11,16. -16,48. 729,12. 7,02 -- апогей
12.08.2019 16:23. -12,29. -38,95. 729,19. 7,02 -- апогей
Rocketbarrel, да тут и орбиты не надо, чтоб излучением что-то сильно нагреть. Пример: на улице было около +35, в машине у меня валялся балонник, хромированный. Ну, надо было мне колесо открутить. Схватил и тут же бросил. Рука терпит до 70С, а тут... Навскидку градусов 80-85. Температуру радиатора замерял термопарой, ну и рукой тоже пробовал, так что цифры честные. Вот, и это всего лишь инфракрасное излучение, несмотря на наличие 20км атмосферы.
Так что в космосе, запросто могут быть такие температуры, как указал nikkaknik. Просто, здесь идет речь о нагреве и охлаждении, за счет излучения, а не о температуре среды, с концентрацией в несколько молекул на куб.см.
(25) Очевидно, балонник лежал на освещенной солнцем поверхности под стеклом, и находился в тепловом равновесии с поверхностью и окружающим воздухом. Тут проявились:
1) Парниковый эффект - сквозь стекло в салон машины проходит видимый свет и ближний инфракрасный, а обратно наружу стекло не выпускает дальний инфракрасный, благодаря чему салон машины плохо охлаждается излучением (плохо "высвечивается"). Таким же способом в космосе яркая из-за облаков Венера разогревается гораздо сильнее, чем расположенный ближе к Солнцу и почти черный Меркурий.
2) Отсутствие холодной теневой стороны, куда бы мог высвечиваться разогретый на солнечном свете балонник. У него с теневой стороны - горячая поверхность, на которой он лежит.
3) Высокая теплопроводность металла. Если потрогать рукой неметаллическую поверхность, на которой лежал этот самой балонник, то "обжигающий" эффект был бы в разы слабее, не смотря на ту же самую температуру. Рука терпит +70 - это для слабо теплопроводных поверхностей, сухой горячий воздух (в сауне) выдерживает до +120 без ожога, а вот если схватиться за металл - то и +50 горячо. Особенной, если схватиться не за стальной, а за массивный медный или серебряный предмет.
---
Все эти наблюдения и рассуждения никак не противоречат физической и технической возможности изготовления обтягивающих перчаток для космического скафандра.
В сауне температура сухого воздуха вполне может быть и +100, и +110, и даже +120. И ничего, человека она не обжигает. А +120 - это, извините, максимальная температура на дневной поверхности Луны.
А целиком в воде и при + 40 градусах можно получить смертельно опасный тепловой удар.
---
Так что важна не столько формальная температура как таковая, а режим обмена энергией и веществом между человеком и окружающей средой.
Rocketbarrel: Вы когда нибудь носили перчатки в сорокаградусный мороз? На севере зимой носят варежки. Догадайтесь - почему?
PS:Вот если бы перчатки были достаточно прочными, герметичными и с обогревающей внутренней поверхностью, тогда - да.
(28) Охлаждение "на севере" происходит в основном за счет теплового контакта с холодном воздухом и в какой-то степени за счет испарения пота. Причем чем сильнее ветер, тем сильнее, очевидно, охлаждение. Высвечивание (как и нагревания за счет солнечного тепла) играет "на севере" очень малую роль. В околоземном пространстве все с точностью на оборот - никакого воздуха и ветра нет, а почти 100% теплового обмена - за счет излучения.
---
В интернете легко можно найти фото почти голых девушек на горных лыжах в горах на фоне снега. Эти фото сделаны зимой, в мороз, но в безветренную и солнечную погоду, так что девушкам обморожение голой задницы во время фотосессии не угрожает. Тепловой режим этих моделей гораздо ближе к тепловому режиму космонавта, чем тепловой режим носителей северных носителей варежек .
(29) Обогрев (как и охлаждение) космическим перчаткам не обязательны. Достаточно хорошей теплоизоляции - прежде всего от излучения, то есть, в первую очередь - нужна их светлая окраска. Перчатки должны быть плотно облегающими руку, чтобы создавать необходимое давление за счет обжатия внешней поверхности рук. Большое преимущество таких перчаток - нечувствительность к небольшим повреждениям, вроде прокола или небольшого разрыва. Если такое повреждение не стало причиной значительной утечки воздуха из скафандра (а если перчатка плотно прилегает к руке - то утечки воздуха не должно возникнуть) - то для руки такое повреждение перчатки несущественно. Прямой контакт с космическим вакуумом на небольшом по площади участке кожи рука человека выдерживает без проблем - проверял сам (17).
Ну и чтобы внести чуть арифметики в рассуждения, напомню формулу излучения энергии телом:
E = 5.671*10^(-8)*T^4 [Вт/м^2] (Четвёртая! степень от температуры)
На уровне орбиты Земли Солнце выдаёт 1361 Вт/м^2
Чёрный теплопроводный (или вращающийся) шарик нагреется до 278 гр.К (+5 гр.С).
Пластина нагреется до 331 гр.К (+53 гр.С).
Пластина с теплоизоляцией на не освещённой стороне до 393 гр.К (+121 гр.С) -- это как раз относится к скафандрам.
(32) "Пластина с теплоизоляцией на не освещённой стороне до 393 гр.К (+121 гр.С) -- это как раз относится к скафандрам."
---
Не относится. Скафандр имеет хороший внутренний теплообмен между освещенной и не освещенной сторонами, да еще и систему терморегуляции. В этом смысле он ближе к примеру с теплопроводным или вращающимся шариком. Даже простой пузырь с воздухом будет иметь хороший внутренний теплообмен между освещенной и не освещенной сторонами.
Если говорить об МКС, то температуры за бортом меняются в диапазоне от +150°C под прямыми солнечными лучами, до -150°C в тени. Именно к таким условиям должен приспособлен скафандр, а теперь подумайте, какие перчатки выдержат эти экстремальные температурные перепады...
(34) +-150 = это установившаяся температура черного тела выставленного на свет или в тень на долго - это формальные величины, большого физического смысла не имеющие. Это никакие не "перепады" температуры. Это рассуждения на тему "если бить молотком по уху, можно вовсе лишиться слуха" (с). Можно, но зачем? Перегреться и переостыть в космосе тоже можно, но зачем же это делать?
---
Нужно рассматривать вообще не их, а входящие и исходящие потоки энергии в виде излучения. А вот в этих потоках ничего экстремального как раз и нет. (32): "На уровне орбиты Земли Солнце выдаёт 1361 Вт/м^2". В жаркий солнечный день на пляже под прямым солнечным светом этот поток (с учетом потерь в атмосфере) будет порядка 1000 - 1200 Вт/м^2, то есть не многим меньше. И ничего, человек в таких условиях вполне обходится совсем без перчаток.
То есть никаких особо экстремальных требований к космическим перчаткам не будет.
Rocketbarrel: На верхней границе атмосферы величина поступающей от Солнца энергии колеблется от 1321Вт/м2 до 1412 Вт/м2 в связи с различным расстоянием Земли от Солнца в разные времена года. Средняя величина, которая чаще всего используемая при расчетах, – приблизительно 1370 Вт/м2, что не так уж мало. Но дело ведь не в количестве солнечной энергии а в температурных максимумах, как положительных, так и отрицательных. А для этого достаточно хоть раз побывать в Якутии в 70° мороз, когда привычные материалы, такие как пластмасса или резина становятся хрупкими, а руки от обморожения не спасут никакие перчатки, что уж говорить о космосе..
nikkaknik, как можно забыть законы физики?! В пустом пространстве охлаждение и нагрев происходят в основном посредством излучения (впрочем, если что-то может испаряться или сублимироваться, то это тоже вносит свою лепту, но небольшую), а потому минус и плюс в воздухе, где охлаждение идет в основном за счет теплообмена между атомами и молекулами, куда круче, чем в космосе. А если еще ветер подует, так совсем кирдык от жары или холода. :-)
dr_ovosek: Все верно, но речь идет о материалах, для которых, в том числе и для человеческой кожи, очень значит температура. Так что все по физике:-)
"1321Вт/м2 до 1412 Вт/м2" это только страшные цифры, и ничего больше :-). Если эти ватты падают на чернь платиновую, сажу или на лунную пыль - то да, все они ею и поглотятся. А если на белую бумагу с альбедо 0,9 - то от них останется для поглощения только 132,1 и 141,2 соответсвенно. А если на фольгу алюминиевую с отражательной способностью 0,97% - то и вовсе поглотиться что-то около нуля. Вот и весь этот страшный космический перегрев рассосался.
--
Сравнивать космос с северными -70 на ветру - совершенно не корректно. Это все равно, что сравнивать условия в термосе с условиями в аэродинамической трубе.
Rocketbarrel: В Якутии при минус 50 тихо и безветренно, а кожа обмораживается быстро и незаметно.
(40) Давление там, наверное, несколько выше нуля. В этом причина означенной выше неприятности.
Вот, если интересно:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Работу человека в скафандре вне корабля при расчетах обычно оценивают как работу средней тяжести, на которую человек затрачивает мощность в среднем 300 Вт. Этим энергозатратам соответствуют такие показатели жизнедеятельности организма: потребление кислорода - примерно 60 л/час; выделение углекислоты - 48 л/час; выделение влаги – 50-300 г/час (в зависимости от температуры окружающей среды и способа охлаждения тела). Необходимые климатические и гигиенические условия в скафандре поддерживает автономная система обеспечения жизнедеятельности - сокращенно АСОЖ, - неотъемлемая часть космического скафандра. Именно АСОЖ должна обеспечить заданное давление в скафандре, газовый состав, удаление продуктов жизнедеятельности, поддержание необходимой влажности и температуры.
Особо сложной оказывается задача сохранения теплового баланса. В связи с малым коэффициентом полезного действия человека — он обычно не превышает 20%-вся развиваемая мощность, все эти средние 300 Вт практически превращаются в тепло. Сколько-нибудь значительного теплового обмена между космонавтом, одетым в скафандр, .и космическим пространством не происходит: в космосе ведь нет воздуха, нет теплопроводной среды, которая в земных условиях отводит тепло от нашего тела. Конвекции внутри скафандра в условиях невесомости также нет. Остается лишь один путь теплопередачи — тепловое излучение. При этом необходимо учитывать, что космонавт вне корабля может работать либо в зоне солнечного освещения (на 1 м поверхности скафандра в открытом космосе падает до 1200 ккал/час солнечного тепла), либо в тени, в условиях сильнейшего космического холода. Поэтому тепловые потоки к скафандру или от него могут резко колебаться и достигать больших величии.
Чтобы защищать человека и оборудование от столь резких изменений тепловых потоков, поверх основной оболочки скафандра надевается одежда с несколькими слоями так называемой экранно-вакуумной теплоизоляции, которая работает как своего рода многослойный термос. Кроме того, определенным образом подбираются оптические характеристики («степень черноты» — коэффициент, характеризующий излучательную способность тела; коэффициент поглощения солнечных лучей) материалов для открытых поверхностей скафандра, а также создаются для них специальные краски. Материалы и покрытия подбираются таким образом, чтобы внешние излучения почти полностью отражались и при этом собственное, внутреннее тепловое излучение задерживалось. Важность этой проблемы связана еще и с тем, что для мягких частей скафандра нужны эластичные материалы, а они не всегда выдерживают большие перепады температуры.
В открытом космосе, за пределами атмосферы, состав солнечного излучения существенно отличается от того, к которому мы привыкли на поверхности Земли. Поэтому особые требования предъявляются к прозрачной части шлема: остекление и светофильтры должны защитить глаза и кожу лица от чрезвычайно активных ультрафиолетовых лучей, от инфракрасных (тепловых) лучей, должны ослабить солнечное излучение в видимой части спектра, обеспечив при этом хорошую видимость при различной освещенности.
(42) "либо в тени, в условиях сильнейшего космического холода." - писано явно журналистом. "Сильнейший космический холод" - это что-то вроде "развесистой клюквы". Скафандр, который без проблем защитит человека от "сильнейшего космического холода" целых 8 часов в космосе, в условиях погружения в холодную соленую арктическую воду (-2С) хорошо если сможет защитить на 0,5 часа от переохлаждения. Восемь часов в нем в такой воде уж точно никто не высидит.
Rocketbarrel:-"писано явно журналистом"--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Просто чтиво расчитано на подготовленного читателя которому не надо объяснять что такое космический холод, и какова его температура.
Удобный для свободного полета в открытом космосе скафандр, это такой, в котором без особых проблем можно почесать пятку ногтями другой ноги.
(44) Температура может быть определена только для вещества, и не абы какого, а находящегося в равновесном состоянии. Космос состоит в основном из вакуума. Температуру вакуума вообще нельзя определить никак. Она у него никакая. Поэтому все рассуждения о "жутком космическом холоде" и "ужасной космической жаре" - такие же никакие.