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L'histoire des combinaisons spatiales

L'histoire des combinaisons spatiales


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La combinaison de pression pour le projet Mercury a été conçue et développée pour la première fois en 1959 comme un compromis entre les exigences de flexibilité et d’adaptabilité. Apprendre à vivre et à bouger dans des vêtements de nylon et de caoutchouc revêtus d’aluminium, pressurisés à cinq livres par pouce carré, c’était comme essayer de s’adapter à la vie dans un pneu pneumatique. Dirigés par Walter M. Schirra, Jr., les astronautes se sont entraînés pour porter les nouvelles combinaisons spatiales.

Depuis 1947, l’armée de l’air et la marine se sont spécialisées, d’un commun accord, dans le développement de combinaisons de survoltage à pression partielle et à pression totale pour les pilotes d’avions à réaction, mais une décennie plus tard, aucun des deux types n’était tout à fait satisfaisant pour la plus récente définition du mot extrême. protection d'altitude (espace). Ces combinaisons nécessitaient d'importantes modifications, en particulier dans leurs systèmes de circulation d'air, pour répondre aux besoins des pilotes spatiaux Mercury. Le 29 janvier 1959, plus de 40 experts assistèrent à la première conférence sur les combinaisons spatiales. Trois principaux concurrents: la société David Clark de Worcester, dans le Massachusetts (fournisseur principal de combinaisons de compression de la Force aérienne), la société internationale Latex Corporation de Dover, dans le Delaware (un soumissionnaire). un certain nombre de contrats gouvernementaux portant sur des matériaux caoutchoutés), et la société BF Goodrich d’Akron (Ohio) (fournisseurs de la plupart des combinaisons de compression utilisées par la marine) - ont concouru pour fournir d’ici le premier juin leurs meilleurs modèles de combinaison spatiale pour une série d’évaluations tests. Goodrich obtint finalement le contrat principal pour la combinaison spatiale Mercury le 22 juillet 1959.

Russell M. Colley, avec Carl F. Effler, D. Ewing et d'autres employés de Goodrich, a modifié la fameuse combinaison de pression Navy Mark IV répondant aux besoins de la NASA en matière de vol orbital spatial. La conception était basée sur les combinaisons de vol à réaction, avec des couches supplémentaires de Mylar aluminisé sur le caoutchouc néoprène. Les combinaisons de pression ont également été conçues individuellement en fonction de l'utilisation - certaines pour la formation, d'autres pour l'évaluation et le développement. Treize combinaisons de recherche opérationnelle ont d'abord été commandées aux astronautes Schirra et Glenn, à leur chirurgien de bord Douglas, aux jumeaux Gilbert et Warren J. North, situés respectivement aux quartiers généraux de McDonnell et de la NASA, ainsi qu'à d'autres astronautes et ingénieurs à préciser ultérieurement. Une seconde commande de huit combinaisons représentait la configuration finale et fournissait une protection adéquate pour toutes les conditions de vol du programme Mercury.

Les combinaisons spatiales du projet Mercury n'étaient pas conçues pour la marche dans l'espace. Les combinaisons Spacewalking ont d'abord été conçues pour les projets Gemini et Apollo.

Histoire des garde-robes pour l'espace

La combinaison spatiale Mercury était une version modifiée d’une combinaison de pression pour avions à réaction à haute altitude de la marine américaine. Il était composé d'une couche interne en nylon recouvert de néoprène et d'une couche externe de retenue en nylon aluminisé. La mobilité des articulations au niveau du coude et des genoux était assurée par de simples lignes de rupture de tissu cousues dans la combinaison; mais même avec ces lignes de rupture, il était difficile pour un pilote de plier ses bras ou ses jambes sous la force d’une combinaison pressurisée. Lorsqu’un coude ou un genou était plié, les joints de la combinaison se repliaient sur eux-mêmes, ce qui réduisait le volume interne de la combinaison et augmentait la pression.

La combinaison Mercury était portée «douce» ou non pressurisée et ne servait que de secours contre une éventuelle perte de pression dans la cabine d'un engin spatial - un événement qui ne s'est jamais produit. Une mobilité sous pression limitée aurait été un inconvénient mineur dans la petite cabine de l'engin spatial Mercury.

Les concepteurs de combinaisons spatiales ont suivi l’approche de la US Air Force en vue d’une plus grande mobilité des costumes quand ils ont commencé à développer la combinaison spatiale pour l’engin spatial Gemini à deux hommes. Au lieu des joints de type tissu utilisés dans la combinaison Mercury, la combinaison spatiale Gemini combinait une vessie à pression et une couche de retenue à mailles réticulaires qui rendait la combinaison flexible sous pression.

La vessie de pression en forme d’homme, étanche aux gaz, était faite de nylon revêtu de néoprène et était recouverte d’un treillis porteur tissé à partir de cordes en dacron et en téflon. La couche de filet, légèrement plus petite que la vessie de pression, réduit la rigidité de la combinaison lorsqu'elle est pressurisée et constitue une sorte de coque structurelle, un peu comme un pneu contenait la charge de pression de la chambre à air à l’époque des pneus sans chambre. L'amélioration de la mobilité des bras et des épaules résulte de la conception multicouche de la combinaison Gemini.

Marcher sur la surface de la Lune à un quart de million de kilomètres de la Terre présentait un nouvel ensemble de problèmes aux concepteurs de combinaisons spatiales. Les combinaisons spatiales des explorateurs de la Lune devaient non seulement offrir une protection contre les roches déchiquetées et la chaleur accablante du jour lunaire, mais elles devaient également être suffisamment souples pour permettre aux membres d’équipage d’Apollo de recueillir des échantillons de la Lune, stations de données sur chaque site d'atterrissage et utilisaient le véhicule lunaire, un buggy à propulsion électrique, pour le transport sur la surface de la Lune.

Le risque supplémentaire des micrométéorides qui écorchent constamment la surface lunaire de l'espace lointain s'est heurté à une couche protectrice externe sur la combinaison spatiale Apollo. Un système de survie portatif à dos apportait de l'oxygène pour la respiration, la pressurisation de la combinaison et la ventilation pour les promenades à la lune d'une durée maximale de 7 heures.

La mobilité de la combinaison spatiale Apollo a été améliorée par rapport aux combinaisons précédentes grâce à l’utilisation d’articulations en caoutchouc moulé en forme de soufflet aux épaules, aux coudes, aux hanches et aux genoux. Les modifications apportées à la taille de la combinaison pour les missions Apollo 15 à 17 ont ajouté une flexibilité qui permet aux membres de l’équipage de s’asseoir plus facilement sur le véhicule du rover lunaire.

De la peau au corps, la combinaison spatiale Apollo A7LB a commencé par un vêtement refroidi par un astronaute, semblable à une paire de longs jeans avec un réseau de tubes ressemblant à des spaghettis cousus sur le tissu. L'eau fraîche circulant dans le tube transférait la chaleur métabolique du corps de l'explorateur lunaire au sac à dos et de là à l'espace.

Viennent ensuite une couche d’amélioration du confort et de l’enfilage en nylon léger, suivie d’une vessie étanche à la pression en nylon recouvert de néoprène ou de joints moulés en forme de soufflet, une couche de retenue en nylon empêchant la vessie de gonfler, un super isolant thermique léger alternant des couches de tissu mince en kapton et en fibre de verre, plusieurs couches de mylar et de matériau d'espacement, et enfin des couches extérieures protectrices en toile de fibre de verre revêtue de téflon.

Les casques spatiaux Apollo ont été formés à partir de polycarbonate de haute résistance et ont été fixés à la combinaison spatiale par un anneau de col scellant la pression. Contrairement aux casques Mercury et Gemini, qui étaient étroitement ajustés et déplacés avec la tête du membre d'équipage, le casque Apollo était fixé et la tête était libre de se déplacer à l'intérieur. Tout en marchant sur la Lune, les membres de l’équipage d’Apollo portaient une visière extérieure par-dessus le casque en polycarbonate pour se protéger des rayons ultraviolets dommageables pour les yeux et pour maintenir le confort thermique de la tête et de la face.

Les gants et les bottes lunaires, conçus à la fois pour les rigueurs de l'exploration, et les gants pour le réglage d'instruments sensibles complètent l'ensemble de l'explorateur de la lune.

Les gants à la surface lunaire se composaient de poches de contention structurelles et de vessies de compression intégrées, moulés à partir des mains des membres de l'équipage et recouverts d'un super isolant multicouche pour la protection thermique et contre l'abrasion. Le pouce et les doigts ont été moulés en caoutchouc de silicone pour permettre un degré de sensibilité et de "toucher". Des raccords soudés sous pression, similaires à la connexion casque-à-costume, fixaient les gants aux bras de la combinaison spatiale.

La botte lunaire était en réalité une chaussure que l’explorateur lunaire Apollo avait enfilée par-dessus la botte à pression intégrale de la combinaison spatiale. La couche externe de la botte lunaire était en tissu tissé de métal, à l’exception de la semelle en caoutchouc de silicone côtelée; la languette était en tissu de fibre de verre recouvert de téflon. Les couches internes de la chaussure étaient en tissu de fibre de verre recouvert de téflon, suivies de 25 couches alternées de film de Kapton et de tissu en fibre de verre, pour former un isolant thermique efficace et léger.

Neuf membres d'équipage du Skylab ont occupé la première station spatiale de la nation pendant 171 jours en 1973 et 1974. Ils portaient des versions simplifiées du vêtement spatial Apollo lors de la réparation historique du Skylab et du remplacement des cartouches de film des caméras de l'observateur solaire. Les panneaux solaires bloqués et la perte d'un bouclier en micrométéoroïde lors du lancement de l'atelier orbital de Skylab ont nécessité plusieurs promenades dans l'espace pour libérer les panneaux solaires et ériger un bouclier de remplacement.

Les modifications de la combinaison spatiale d’Apollo à Skylab incluaient un vêtement micrométéoroïde thermique léger, moins coûteux à fabriquer, l’élimination des bottes lunaires et un ensemble visière extravéhiculaire simplifié et moins coûteux par-dessus le casque. Le vêtement de refroidissement liquide a été conservé chez Apollo, mais les ombilicaux et l’assemblage de survie des astronautes (ALSA) ont remplacé les sacs à dos lors des sorties dans l’espace.

Les combinaisons spatiales de type Apollo ont de nouveau été utilisées en juillet 1975 lorsque des astronautes américains et des cosmonautes soviétiques se sont retrouvés et ancrés en orbite terrestre dans le cadre du vol du projet test Apollo-Soyouz (ASTP). Comme aucune marche dans l’espace n’était prévue, les membres de l’équipage américain ont été équipés de combinaisons Apollo intra-véhicules A7LB modifiées, munies d’une simple couche de recouvrement remplaçant la couche de micrométéoroïdes thermiques.

Informations et photos fournies par la NASA
Extraits modifiés de "Ce nouvel océan: une histoire du projet Mercure"
Par Loyd S. Swenson Jr., James M. Grimwood et Charles C. Alexander



Commentaires:

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