ažurirano 15.02.2022.

1. Spasilački skafander „CK-1“, 1960. godina, težina – 23 kg. 2. Spasilački skafander „Сокол КВ-2“, 1980. godina, težina – 9 kg; autonomija rada – 2 sata. 3. Osnovni model desantnog skafandera A7L, težina EVA skafandera – 34,5 kg; sistem za održavanje života (PLSS) – 54 kg; količina kiseonika – 0,5 kg; voda – 3,8 kg; radni pritisak – 25,5 kPa (1,25 atm); autonomija rada – 6 + 0,5 sati. 4. Radni skafander za izlazak u svemir „Орлан-М“, 1997-2010., težina – 112 kg; količina kiseonika – 1 + 1 kg; količina vode – 3,6 kg; radni pritisak – 40 kPa (1,4 atm); snaga sistema za hlađenje – 350-600 W; rad u skafanderu – 9 sati.

Odavno se zna da ljudi nisu u stanju da žive u otvorenom kosmosu – ekstremne temperature od -150° C do +200° C, smrtonosno zračenje, mikrometeoriti, i što je najvažnije – vakuum, odn. otsustvo spoljnjeg pritiska okoline, u kome nema onog što nama treba, a to je kiseonik. Otsustvo spoljnjeg pritiska izaziva ključanje svih tečnosti[1], kojih u organizmu ima mnogo, a bez kiseonika čovekov mozak može da živi samo par minuta[2] ...

Zbog toga se kao sastavni deo svake kosmičke letilice sa ljudskom posadom javlja hermetička kabina. No, tokom montažnih i remontnih radova u kosmosu ili u eksploataciji na površini neke druge planete, kabina lako može da se ošteti. U tom slučaju, jedino što stoji između ljudi i neprijateljskih faktora kosmičkog prostora jesu skafanderi.

Kao sredstvo za preživljavanje čoveka u drugoj sredini, skafander se pojavio polovinom XVIII veka i bio je dizajniran prvenstveno za rad pod vodom[3]. Činio ga je kožni (kasnije gumeni) kombinezon sa drvenom (kasnije bakarnom, čeličnom i plastičnom) kacigom. Vazduh za disanje pumpan je sa površine, a izdisalo se direktno u vodu. Grejanje je omogućavala vunena odeća, koju je ronilac morao da obuče ispod skafandera. Autonomni uređaji za disanje pojavili su se kasnije, a njihovu konstrukciju komplikovala je potreba da se suprotstave spoljnjem pritisku.

Ronioci iz 1935. godine, koji su se spustili na dubinu od 95 m. Sve vreme je u odelu bio pritisak od 1 atm. Konstruisao ga je J. Peress.

A onda, od sredine tridesetih godina prošlog veka, započelo je osvajanje stratosfere. Ovde je, naprotiv, trebalo sačuvati unutrašnji pritisak na normali, dok je spoljašnji opadao sa visinom. To je uticalo ne samo na ustrojstvo sistema za disanje, već i na konstrukciju samoga odela: rukavi i nogavice su se pod pritiskom pretvarali u krute valjke, koje je bilo skoro nemoguće saviti snagom ruku odn. nogu. Pored toga, dok su ronioci u vodi po pravilu bili aktivni i samim tim oslobađali toplotu i zagrevali se, dotle su piloti aviona ili stratostata[4] skoro nepokretni, pa su prvi avijatičarski skafanderi dobili sistem grejanja, a kasnije i aktivne termoregulacije. Težina ronilačkih skafandera se u vodi znatno umanjuje, ali u vazduhoplovstvu (i kosmonautici) težinski zahtevi su krajne rigorozni ...

U osnovi, postoje tri vrste kosmičkih skafandera, koje razlikujemo prema uslovima njihove eksploatacije, pa shodno tome, i njihovom dizajnu: spasilački, za rad u otvorenom kosmosu, i za rad na površini nekog drugog nebeskog tela.

Svi oni se sastoje iz nekoliko slojeva: spoljašnji slojevi štite od oštećenja, zračenja i obezbeđuje toplotni režim, kruti sloj održava pritisak i obezbeđuje mobilnost pokreta, hermetički čuvaju unutrašnjost, termoregulišući zagrevaju ili hlade telo, itd. (naravno, neke funcije je moguće spajati, a slojeve duplirati). Razume se, skafanderi imaju i svoj sistem za održavanje života (PLSS), koji može biti ventilirajući (izdahnuti vazduh je prosto izacivan) ili regeneracioni (iz izdahnutog vazduha se izvlači ugljen-dioksid, mirisi i voda a ubacjuje kiseonik i ponovo šalje u sistem[5]).

Prvi su se, naravno, pojavili spasilački skafanderi. Njihov zadatak je bio da spasu život kosmonauta prilikom dehermetizacije kabine ili prilikom nekog havarijskog prekida leta (npr. katapultiranja). U ovu grupu spadaju skafanderi „CK-1“ (rus. скафандр космический #1) kosmonauta brodova „Восток“ – u njima su u periodu od 1961. do 1963. leteli Gagarin i ostali prvi kosmonauti[6].

„CK-1“ je bio ventilirajući tip skafandera. Dok se kod vazduhoplovnih skafandera vazduh za ventilaciju obezbeđuje iz kompresora motora, u kosmosu ne postoji takva mogućnost, te se šanse za produžetak rada kosmonauta u zatvorenom skafanderu završavala posle 4-5 časova.

Prvi sovjetski skafander „CK-1“ je preko sebe imao navučen narandžasti kombinezon napravljen od „kaprona“ (slično najlonu). On je imao i prsluk za spašavanje koji je mogao da se naduva iz boce CO2, ali i ustima. U džepu je bio pištolj, nož, ogledalce, otrov za ajkule (fluorestin), radio, i dozimetar za zračenje.

Još jedna jedinstvena karakterisitka ovih skafandera bila je narandžasta boja površinskog kombinezona. Boja površine kosmičkih letilica se ne bira proizvoljno, već se strogo vodi računa o minimalnoj razmeni temperature, te su i kosmički skafanderi obično beli. Ali nije bilo planirano da se izlazi iz brodova „Bосток“ (tamo nije ni postojao mehanizam za otvaranje poklopca), a na Zemlji je najupadljivija boja – narandžasta ...

Kao i svi sovjetski kosmički i vazduhoplovni skafanderi nakon 1952. godine, i „CK-1“ je bio proizveden u naučno-proizvodnim pogonima НПП „Звезда“ iz podmoskovskog grada Tomilina.

„CK-1“ je bio prvi, pa prema tome – ne i bez nedostataka. Glavni je bio u tome što je u zatvorenom skafanderu kosmonaut mogao da radi samo 4 sata, dok je u otvorenom (u kabini pod pritiskom[7]) mogao čitav let – oko 12 dana! To je bilo neudobno i nepotrebno, i u velikoj meri je komplikovalo dizajn. Zato je spasilački skafander druge generacije, „Сокол-К[8]“, koga je za letove „Союза“, „H1/Л3“ i „TKC“ projektovao Anatolij J. Stoklicki, napravljen da rada na sasvim drugačiji način: kosmonauti su ga oblačili jedino tokom dinamičkih operacija (lansiranje u orbitu, manevrisanje, spajanje i sletanje), kada su šanse za neku havariju najveće. Bio je to prvi skafander koji je mogao samostalno da se obuče (za samo 10-12 minuta). Shodno tome, skafander je morao idealno da se uklapa u kabinu broda (amortizujuće sedište „Казбек“[9]) i imao je minimalne dimenzije kada se složi ... To je zahtevalo i takve nezaboravne elemente „Сокола“ kao što je, recimo, mekana kaciga[10], koja se sklopi pozadi kada se vizir podigne.

	Savremeni spasilački skafander „Сокол КБ-2“ i sedište „Казбак“. Iako su prve verzije („Сокол-К“) korišćene još od letova „Союзa“ od 1973, modifikacije su u upotrebi i danas. Služi za obavljanje nužnih aktivnosti unutar letilice (IVA, Intra-Vehicul Activity) u slučajevima iznenadne dekompresije kabine. „Сокол КБ-2“ je prvi put korišćen u misiji „Союз T-2“ koja je lansirana u junu 1980.
	Po ugledu na ruske skafandere tipa „Сокол KB-2“, Kinezi su napravili svoj model koji su nosili svi njihovi kosmonauti do sada. Na slici je model koji su nosili 2. i 3. Kinez u svemiru („Shenzhou 6”). Fenomenalan podatak je da su Bugari sedamdesetih godina razvili svoju verziju sličnog odela.

I tako, već 40 godina svi ruski kosmonauti i američki astronauti koji lete na brodovima „Союз“, oblače skafandere „Сокол“ različitih varijanti. Po ugledu na njega bio je napravljen skafander „Стриж“ („Lasta“) za rad na orbiteru „Буран“[11] (zatvoren sistem za održavanje života, 12-časovni autonomni rad, integracija sa sedištem za katapultiranje К-36РБ[12]). Pored toga, iskustva u proizvodnji ovakve kosmičke opreme našla su primenu u vazduhoplovnom skafanderu „Баклан“ („Kormoran“).

Skafander tipa „Стриж“ sa sedištem za katapultiranje К-36РБ. Iako „Буран“ nikada nije poleteo sa ljudskom posadom, skafander se i danas koristi u savremenoj ruskoj avijaciji.

Rukavice su mogle da se skidaju i imale su gumene prste i palčeve od kože.

U slučaju krajnje potrebe, sa „Сокол“-om se moglo izaći i u otvoreni kosmos, tek koliko da bi se iz oštećenog modula kosmičkog broda prešlo u radni, ali za rad u otvorenom kosmosu (EVA – Extra-Vehicular Activity) bio je neophodan sasvim drugačiji skafander. Kao prvo, u njemu neće trebati samo da se sedi i mrda prstima, već intenzivno da se radi rukama i nogama. Kao drugo, u njemu će biti potrebno da se radi dugo časova. Kao treće, od mnogih štetnih faktora kosmosa (Sunčevi zraci, kosmičko zračenje, mehaničke povrede) spasilački skafander je zaštićen oplatom svemirskog broda – čak i oštećenom, dok će EVA skafander biti lišen takve zaštite ...

Prvi EVA skafander na svetu bio je „Беркут“ („Zlatni orao“), u kome je 1965. godine A.A. Leonov izašao iz svog „Восхода“ u vakuum otvorenog kosmosa. Njegov izlazak je pokazao da je moguće raditi u kosmosu, ali da je baš u tom skafanderu – to krajne neudobno. Oslanjajući se na stečena iskustva, НПП „Звезда“ je započeo proizvodnju najboljih do danas skafandera za EVA tipa „Орлан“.

Skafander „Беркут“ kojim je 1965. A.Leonov leteo u otvorenom kosmosu. Prvi put kosmonaut nije morao da zavisi od creva za vazduh iz letilice, već je nosio jednostavni ventilirajući sistem za održavanje života na leđima (u prvom planu na slici). Imao je dovoljno kiseonika za 45 minuta. Odelo je bilo teško 20 kg a ranac 21,5 kg. Skafander je nošen samo tada i nikad više.

Ovi skafanderi su imali dve glavne osobenosti: zatvoreni sistem za održavanje života i polutvrdu konstrukciju. Primena ventilirajućeg sistema za održavanje života zahtevala je vrlo velike zalihe vazduha. Njih je bilo moguće smestiti jedino u samom brodu, a kosmonaut koji bi izašao napolje morao je da bude povezan s brodom crevom za vazduh. No crevo je moglo i da se prekine ... Regeneracija je smanjivala rezerve i do 10 puta, a mogla je da se smesti u ranac skafandera. Istina, u tom slučaju bilo je onemogućeno vazdušno termoregulisanje, kao što je to bio slučaj kod ventilirajućih odela, te su „Орлани“ bili snabdeveni tečnim sistemom hlađenja.

Za razliku od mekih skafandera „Сокол“ i „Беркут“, u „Орлану“ je telo kosmonauta bilo zaštićeno čvrstim metalnim oklopom, spojenim sa kacigom i rancem PLSS. Ruke i noge su bile meke, podesive dužine, rukavice su pravljene za svakog člana posebno, te su skafander mogli da koriste kosmonauti različitog rasta. Ranac je ujedno predstavljao i otvor kroz koji je kosmonaut ulazio u skafander, što je rezultiralo time da je „Орлан“ postao i ostao apsolutni rekorder po jednostavnosti i brzini oblačenja.

Prvi „Орлан“ je bio planiran za lunarni program sa ljudskom posadom „Л-3“, pa onda za korišćenje na militarističkim stanicama tipa „Алмаз“, no eksploatacija novih skafandera započeta је tek na šestom i sedmom „Салюту“. Potom je naprednija verzija korišćena na stanici „Мир“, a danas „Орлани“ predstavljaju jedinstveno sredstvo za izlazak u svemir na ISS. Tome je kumovao još jedan unikatni kvalitet ovog skafandera: za njegovo korišćenje nije ga potrebno vraćati na Zemlju! Direktno na svemirskoj stanici moguće je osušiti njegove unutrašnje obloge, promeniti filtere i reagense, dopuniti neophodne tečnosti, proveriti električne sisteme, zameniti neispravne ili pohabane delove ...

Tokom 33 godine rada, „Орлан“ se menjao nekoliko puta. Mogućnost orbitnog korišćenja nije se pojavila odjednom (odgovarajuća modifikacija je dobila naziv „Орлан-Д“). Prema iskustvima nakon prvih izlazaka u kosmos skafander je modernizovan (najočiglednija odlika „Орланa-ДМ“ bila je čvrsta kaciga, ispod koje se uvlače neophodni za rad svetlosni filteri). Skafander se snabdevao električnom energijom direktno iz kabine kosmičkog broda preko kabla, ali verzija „Орлан-ДМА“ je imala autonomno napajanje (akumulatore) i radio-vezu. Ova verzija teška malo preko 100 kg, korišćena je na svemirskoj stanici „Мир“ od 1988. pa sve do 1997. godine.

Polutvrdi skafander „Орлан-МК“ je poslednji model, testiran u junu 2009. Na slici desno (i dole) prikazan je zadni otvor u „Орлану“, što omogućava oblačenje za samo 5 minuta.

Do danas je napravljeno više verzija odela „Орлан“: „Орлан-Д“, „Орлан-ДМ“, „Орлан-ДМА“, „Орлан-М“ i „Орлан-МК“. Originalna verzija je bila predviđena za lunarni program. „Орлан-Д“ je bio operativan 3 sata, a „Орлан-МК“ 9 sati.

Novi „Орлан-МK“ sa kompjuterizovanim kontrolama i grudnim LCD monitorom sa tečnim kristalima. Na kacigi su vidljivi različiti filteri za svetlost pokriveni zlatom. Desno je kineski EVA model skafandera tipa „Eitian”, zasnovan na „Орлану-М“, u kome je Zhai Zhigang prvi put izašao u otvoremi prostor 27. septembra 2008. Odelo je koštalo $4,4 miliona.

Sve do pre par godina, za sve EVA radove na Međunarodnoj stanici korišćen je skafander tipa „Орлан-М“. Kod njega su donekle promenjene dimenzije grudnog oklopa, proširen je dijapazon regulisanja rukava i nogavica (što je proširilo granične antropometrijske parametre kosmonauta i astronauta), pojavili su se dodatni pregibi i pokretnije rukavice, itd. Naravno, usavršen je i blok PLSS. Ovaj skafander je imao težinu od 112 kg, radni pritisak od 1 atm (400 hPa) i obezbeđivao je oko 7 sati rada napolju.

Od prošle godine se koristi još savršenija verzija, nazvana „Орлан-МК“, koja ima kompjuterizovani sistem za održavanje života i težinu od 120 kg, a kompanija „Звезда“ najavljuje da će od 2015. početi da se koriste skafanderi tipa „Орлан-МКС“.

Do danas je u orbiti bilo 5 modifikacija „Орланa“ (ukupno preko 30 odela), i u bezmalo 200 izlazaka u otvoreni prostor ostvarili oko 1.100 radnih časova.

Treća klasa kosmičkih skafandera – za rad na drugim planetama i nebeskim telima, često se naziva i desantnim. Fizički uslovi na različitim telima solarnog sistena će se toliko razlikovati među sobom, da će skafanderi za Mesec, Mars, Titan, ili možda Merkur ili Ceres biti potpuno različiti. Međutim, sigurno je da će im neke funkcije biti zajedničke.

Kao prvo, suštinski će se menjati potrebe za pokretljivošću skafandera – ona treba da bude ne apsolutna već optimalna, prilagođena anatomiji i biomehanici čoveka pri datoj sili gravitacije. Kao drugo, samim desantnim skafanderima će biti potrebna specijalna obuća, koja će štititi noge od specifične površine svakog novog nebeskog tela. Treće, visoki su zahtevi i po pitanju težine samih skafandera: kosmonauti će čitavu opremu morati da nose na sebi, a tamo neće biti pomoći bestežinskog stanja! I konačno, desantni skafander će možda morati da bude povezan sa kabinom kosmičkog broda, u kojoj će čovek sleteti na površinu nebeskog tela, a potom uzleteti s nje ...

U skladu s tim, napravljena su dva uzorka: sovjetski „Kречет“, konstruktivno sličan „Орлану“, i američki A7L. Pored ostalog, Amerikance je ograničavalo vreme predviđeno za stvaranje čitavog kompleksa raketa + lender + skafander + ... Zato je A7L bio mekan, ali sa monolitnim polikarbonskim šlemom, na koji su bili montirani filteri i zaštite, sa rancem sa autonomnim sistemom za život koji je mogao da se skida ... Do danas je na površini Meseca tragove svojih A7L čizama ostavilo 12 ljudi.

Skafander „Кречет“ је razvijan tokom 1967. za šetnju po Mesecu. Težio je 90 kg i bio je operativan 48 sati. Prvo polutvrdo svemirsko odelo na svetu, sa sa zglobovima u ramenima u šakama koji su mogli da se okreću skoro 360°. Trebalo je da služi i kao odelo za površinu i kao odelo za mikrogravitaciju, jer sovjetski lunarni lender („ЛК“) i komandni modul („ЛОК“) nisu bili dizajniranu za prolazak ljudi iznutra. Skafander nikad nije bio u upotrebi.

Tokom proteklih godina, sovjetsko/ruski zavodi „Звезда“ su proizveli više tipova skafandera i njihovih modifikacija. Evo spiska.

Pošto se skafanderi „Орлан” ne vraćaju na Zemlju, 3. februara 2006. jedan je opremljen radio-predajnikom i pušten sa ISS u svemir. Tako nastali satelit SuitSat-1 slao je signale do 18. februara, a potom je izgoreo u atmosferi.

Uskoro, ruski studenti planiraju puštanje još jednog sličnog satelita, „ARISSat-1“ (SuitSat-2).

Amerikanci su imali nekoliko uspešnih skafandera, ali nakon misija na Mesec i modela A7L nisu više tako intenzivno pravili odela za izlazak u vakuum svemira. Kada su se koncentrisali na program lansiranja šatlova, po ugledu na vazduhoplovni skafander napravili su spasilačko odelo za katapultiranje iz šatla, koje je korišćeno samo u prve četiri misije (do 1982). Nakon nesreće sa „Challengerom“, u fazama lansiranja i ulaska u atmosferu, sve do 1998. godine upotrebljavano je Launch Entry Suit (LES). Usledila je poboljšana verzija ACES, koja je koristila iskustva skafandera pod pritiskom koje su nosili piloti špijunskih visinskih aviona toga vremena.

Skafander za rad u otvorenom kosmosu (EMU) korišćen je na šatlovima i na ISS. To je polutvrdo dvodelno odelo, koje se, pored ruskog „Орлана“, koristi za izlaske u kosmos.

A7L je bio Nasin skafander za „Apollo“ misije, tri leta sa ljudskom posadom na „Skylab“, i „Apollo/Sojuz“ program između 1968. i 1975. Ovu oznaku nosi od tragedije „Apolla 1“. Odelo je bilo iz jednog dela, sa 5 slojeva, i metalnim prstenovina oko vrata i oko ručnih zglobova. Na slici je verzija odela A7LB, kakvo je služilo za izlazak na površinu Meseca u misijama „Apollo“ 15, 16 i 17, i koje je omogućavalo sedenje i rad u lunarnom roveru (LRV).

Ranac sistema za održavanje života (PLSS). Mogao je da obezbedi autonomiju rada od 7 sati, plus još pola sata u rezervi. Uloga mu je bila da prečišćava kiseonik, odstranjuje CO2, vlagu i mirise, kao i da održava stalni pritisak u odelu (1,3 atm).

Levo je Advanced Crew Escape Suit (ACES), nazvano i „bundeva”, bilo je prvo odelo potpuno pod pritiskom koje su nosili članovi posade na šatlovima tokom uzletanja i sletanja. Prvi put je letelo u kosmos 1994. Pričalo se da će u „Orionu” posada na ISS i Mesec nositi novo odelo tipa „Constellation”, koje je zapravo poboljšana verzija ACES.

Desno je model EMU, kojim Amerikanci lete u orbiti tokom poseta ISS. Napolju može da radi 8,5 sati + 30 min. dodatno.

Author: Draško Dragović

Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:

• 2011-06-12 - Pluton, poslednja oaza za život
• 2010-03-10 - CIVILIZACIJE
• 2024-08-15 - Koliko ima čestica u kosmosu?
• 2018-01-24 - Bor na ispitu
• 2021-08-15 - Može li da se čita uz zvezde?