Apollo/Skylab rymddräkt -Apollo/Skylab spacesuit

Neil Armstrong beskrev sin Apollo 11 A7L-kostym som "tuff, pålitlig och nästan gosig."

Apollo /Skylab-rymddräkten är en klass av rymddräkter som används i Apollo- och Skylab- uppdrag. Namnen på både Apollo och Skylab rymddräkter var Extravehicular Mobility Unit (EMU). Apollo EMU bestod av en Pressure Suit Assembly (PSA) aka "dräkt" och ett Portable Life Support System (PLSS) som mer allmänt kallades "ryggsäcken". A7L var PSA-modellen som användes på Apollo 7 till 14 uppdrag.

De efterföljande Apollo 15-17 månuppdragen, Skylab och Apollo-Soyuz använde A7LB tryckdräkter. Dessutom varierade dessa tryckdräkter beroende på programanvändning. För Skylab EMU valde NASA att använda ett livstödssystem för navelsträngen som heter Astronaut Life Support Assembly.

Grundläggande design

A7L-dräkt utan ytterlager och visirmontering
Apollo 11 EMU som bärs av Buzz Aldrin på månens yta

Basdesignen för Apollo EMU tog över tre år att producera. I början av Apollo-programmet hade rymddräkten Apollo ännu inte fått sitt slutgiltiga EMU-namn. Mellan 1962 och 1964 kallades rymddräkten Space Suit Assembly (SSA). Apollo SSA bestod av en Pressure Garment Assembly (PGA) och en ryggsäck Portable Life Support System (PLSS).

NASA höll en tävling om Apollo SSA-kontraktet i mars 1962. Varje tävlingsförslag måste visa alla de förmågor som behövs för att utveckla och producera hela SSA. Många entreprenörsteam lämnade in förslag. Två fick NASA-intresse. Hamilton Standard Division of United Aircraft Corporations förslag erbjöd Hamilton att tillhandahålla SSA-programhantering och PLSS med David Clark Company som PGA-leverantör. Förslaget från International Latex Corporation (ILC) planerade International Latex som SSA-programledare och PGA-tillverkare, Republic Aviation ger ytterligare kostymerfarenhet och Westinghouse tillhandahåller PLSS.

Efter utvärdering av förslagen föredrog NASA Hamilton PLSS-konceptet och programerfarenhet utan ILC PGA-designen. NASA valde att dela upp Hamilton- och ILC-teamen och utfärdade kontraktet till Hamilton med villkoret att ILC tillhandahåller PGA.

I mars 1964 hade Hamilton och NASA hittat tre på varandra följande ILC Apollo PGA-konstruktioner som inte uppfyller kraven. I jämförande tester var endast David Clark Gemini-dräkten acceptabel för användning av Apollo Command Module. Medan Hamilton PLSS uppfyllde alla krav, visade besättningstester att livsuppehållande krav var otillräckliga, vilket tvingade Apollo SSA-programmet att börja om.

I oktober 1964 valde NASA att dela upp rymddräkten i tre delar. David Clark skulle tillhandahålla dräkterna för "Block I" tidiga uppdrag utan extra-vehicular aktivitet (EVA). Hamilton/ILC-programmet skulle fortsätta som "Block II" för att stödja de tidiga EVA-uppdragen. Tryckdräktens design för Block II skulle väljas ut i en omtävling i juni 1965. För att säkerställa framgång för Block II-ryggsäcken finansierades AiResearch för en parallell ryggsäcksinsats. De senare Apollo-uppdragen med längre varaktighet skulle vara Block III och ha mer avancerade tryckdräkter och en längre ryggsäck som ska tillhandahållas av leverantörer som väljs ut i framtida tävlingar. För att återspegla denna nya start i programmet döptes PGA om till Pressure Suit Assembly (PSA) över programmen och Block II och III SSA döptes om till Extravehicular Mobility Unit (EMU).

Hamilton och International Latex lyckades aldrig bilda en effektiv arbetsrelation. I mars 1965 bytte Hamilton till BF Goodrich som kostymleverantör. International Latex vann i juli 1965 kostymtävlingen Block II med sin A5L-design. Detta tvingade NASA att ta över förvaltningen av Block II EMU-programmet direkt. Före slutet av 1965 slutförde Hamilton Standard certifieringen av sin nya ryggsäck. NASA avslutade därefter Block II AiResearch-ryggsäcken, vilket slutförde valet av kostym/ryggsäcksdesigner och leverantörer för att stödja människans första vandring på månen. Detta skulle dock inte vara utan förbättringar. Apollo 11 EMU innehöll en A7L-dräkt med en -6 (streck sex) ryggsäck som reflekterade sju kostymer och sex ryggsäcksdesigniterationer. A7L var en kostym för bakre insteg gjord i två versioner. Extra-vehicular (EV), som skulle användas på månen och Command Module Pilot (CMP) som var ett enklare plagg.

A7L tryckdräkter nådde rymdfärd i oktober 1968 ombord på Apollo 7. Dessa användes som uppskjutnings- och återinträdesdräkter. Också 1968 insåg NASA att med modifieringar kunde Block II EMU dessutom stödja de senare EVA-uppdragen som involverade en Lunar Rover Vehicle (LRV). Detta resulterade i att Apollo Block III avslutades till förmån för en Apollo 15 till 17 EMU med en A7LB-dräkt och en "-7" långvarig ryggsäck.

Den kompletta Apollo EMU gjorde sin rymddebut med Apollo 9 som sköts upp i rymden den 3 mars 1969. På uppdragets fjärde dag gick Lunar Module Pilot Russell Schweickart och befälhavare James McDivitt in i Lunar Module. Astronauterna sänkte sedan trycket på både kommando- och månmodulen. Schweickart kom ut från Lunar Module för att testa ryggsäcken och utföra experiment. David Scott kom delvis ut ur kommandomodulens lucka stödd av ett navelsystem kopplat till kommandomodulen för att observera. EVA varade bara 46 minuter men tillät en verifiering av båda EVA-konfigurationerna av EMU. Detta var den enda Apollo-rymdpromenaden före Apollo 11-månlandningsuppdraget.

Apollo 11 gjorde A7L till programmets mest ikoniska kostym. Det visade sig vara den primära tryckdräkten som bars av NASA- astronauter för Project Apollo . Från och med 1969 designades och producerades A7L-dräkterna av ILC Dover (en division av Playtex vid den tiden). A7L är en vidareutveckling av ILC:s första A5L, som vann en tryckdräktstävling 1965, och A6L, som introducerade det integrerade termiska och mikrometeroida täckskiktet. Efter den dödliga Apollo 1 -branden uppgraderades dräkten till att vara brandsäker och betecknades A7L.

Den 20 juli 1969 var Apollo 11 EMU framträdande i tv-bevakningen av den första månlandningen. Även 1969 valde International Latex att avknoppa sin presskostymverksamhet för att bilda ILC Dover.

Den grundläggande designen av A7L-dräkten var en "torso-lem"-dräkt i ett stycke i ett stycke med slingrande leder av syntetiskt och naturgummi vid axlar, armbågar, handled, höfter, fotleder och knäleder. En axel-"kabel/rör"-enhet gjorde att dräktens axel kunde röra sig framåt, bakåt, uppåt eller nedåt med användarrörelser. Snabbkopplingar vid nacken och underarmarna möjliggjorde anslutningen av tryckhandskarna och den berömda Apollo "fishbowl-hjälmen" (antagen av NASA eftersom den tillät en obegränsad sikt, samt eliminerade behovet av en visirtätning som krävs i Mercury och Tvillingarna och Apollo Block I rymddräktshjälmar). Ett täckskikt, som var designat för att vara brandsäkert efter den dödliga Apollo 1-branden, fästes på tryckplagget och var avtagbart för reparationer och inspektion. Alla A7L-dräkter hade en vertikal dragkedja från hjälmens koppling (halsring), ner på ryggen och runt grenen.

Specifikationer, Apollo 7 - 14 EMU

  • Namn: Extravehicular Mobility Unit (EMU)
  • Tillverkare: ILC Dover (Pressure Suit Assembly) och Hamilton Standard (Portable Life Support System)
  • Uppdrag: Apollo 7-14
  • Funktion: Intravehikulär aktivitet (IVA), orbital extravehikulär aktivitet (EVA) och terrestrisk EVA
  • Driftstryck: 3,7 psi (25,5 kPa)
  • IVA kostymvikt: 62 lb (28,1 kg)
  • EVA kostymvikt: 76 lb (34,5 kg)
  • Total vikt i EVA-dräkten: 91 kg (200 lb)
  • Primärt livstöd: 6 timmar
  • Backup Life Support: 30 minuter

Extravehikulär tryckdräktenhet

IV-A7L.png
EV-A7L.png

Båldräktsmontering

Mellan Apollos 7 hade Commander (CDR) och Lunar Module- piloten (LMP), Torso Limb Suit Assemblies (TSLA) med sex livstödsanslutningar placerade i två parallella kolumner på bröstet. De 4 nedre kontakterna släppte igenom syre, en elektrisk headset/biomedkontakt fanns uppe till höger och en dubbelriktad kylvattenkontakt var uppe till vänster.

Integrerat termiskt mikrometeoroidplagg

Ett integrerat termiskt mikrometeoroidplagg (ITMG) täckte torsolimb-dräkten. Detta plagg skyddade dräkten från nötning och skyddade astronauten från termisk solstrålning och mikrometeoroider som kunde punktera dräkten. Plagget var tillverkat av tretton lager material som var (från insidan till utsidan): gummibelagd nylon, 5 lager aluminiserad Mylar , 4 lager nonwoven Dacron , 2 lager aluminiserad Kapton -film/Beta marquisette-laminat och Teflonbelagd Beta-filament tyg .

Dessutom använde ITMG också en lapp av " Chromel-R " vävd nickel-krom (den välbekanta silverfärgade lappen som ses särskilt på dräkterna som bärs av Apollo 11 - teamet) för nötningsskydd från ryggsäcken Portable Life Support System (PLSS) . Chromel-R användes även på överdelen av lunar boots och på EVA-handskarna. Slutligen användes teflonplåster för ytterligare nötningsskydd på knäna, midjan och axlarna på ITMG.

Från och med Apollo 13 lades ett rött band av Beta-tyg till befälhavarens ITMG på varje arm och ben, samt en röd rand på den nyligen tillagda EVA-centralvisirenheten. Ränderna, från början kända som "Public Affairs stripes" men som snabbt döptes om till "commander's stripes", gjorde det lätt att särskilja de två astronauterna på månens yta och lades till av Brian Duff, chef för Public Affairs vid Manned Spacecraft Center , för att lösa det. problemet för media såväl som NASA att identifiera astronauter på fotografier.

Flytande kylande plagg

Lunar-besättningar bar också ett trelagers Liquid Cooling and Ventilation Garment (LCG) eller "unionsdräkt" med plastslang som cirkulerade vatten för att kyla ner astronauten, vilket minimerar svettning och imma på dräkthjälmen. Vatten tillfördes till LCG från PLSS-ryggsäcken, där det cirkulerande vattnet kyldes till en konstant behaglig temperatur av en sublimator .

Bärbart livsuppehållande system

I början av Apollo-rymddräkten visste ingen hur livstödet skulle fästa vid dräkten, hur kontrollerna behövde ordnas eller hur mycket livstöd som behövdes. Vad som var känt var att om tio månader behövde Portable Life Support System, alias "ryggsäck", färdigställas för att stödja kompletta kostymsystemtestning före slutet av den tolfte månaden. Innan rymddräkten tilldelades nästan fördubblades kravet på normal livräddning per timme. Vid denna tidpunkt tillkom ett maximalt timbehov av metabolisk energiförbrukning, vilket var över tre gånger det ursprungliga kravet.

I slutet av 1962 väckte testning av en tidig träningsdräkt oro över livsuppehållande krav. Oron avfärdades eftersom de kommande Apollo-nydesignerna förväntades ha lägre ansträngningsrörlighet och förbättrade ventilationssystem. Men Hamilton tog detta som en stark indikation på att Apollo rymddräkts livsuppehållande krav kan öka avsevärt och initierade internt finansierad forskning och utveckling inom "ryggsäcks"-teknologier.

I den tionde månaden färdigställdes den första ryggsäcken. Bemannade tester visade att ryggsäcken uppfyller kraven. Detta skulle ha varit en stor framgång utan besättningstesterna som bekräftade att 1963 års livsuppehållande krav inte var tillräckliga för att möta behoven av månuppdrag. Tidigt 1964 fastställdes de slutliga specifikationerna för Apollo rymddräkten som ökade normal drift med 29 % och ökade stödet för maximal användning med 25 %. Återigen ändrades inte volym- och viktbegränsningarna. Dessa slutliga ökningar krävde driftseffektivitet som ledde till uppfinningen av den porösa plattsublimatorn och Apollos vätskekylande plagg.

Den porösa plattsublimatorn hade en metallplatta med mikroskopiska porer med precis rätt storlek så att om vattnet som strömmade under plattan värmdes till mer än en användarbekväm nivå skulle fruset vatten i plattan tina, rinna genom plattan och koka till vakuum av utrymme, tar bort värme i processen. När vattnet under plattan svalnat till en användarvänlig temperatur, skulle vattnet i plattan frysa igen, försegla plattan och stoppa nedkylningsprocessen. Således åstadkoms värmeavvisning med automatisk temperaturkontroll utan att inga sensorer eller rörliga delar fungerade.

Apollo vätskekylningsplagg var ett klädesplagg med öppet nät med bifogade rör för att tillåta kylvatten att cirkulera runt kroppen för att avlägsna överflödig kroppsvärme vid behov. Plagget höll rören mot kroppen för mycket effektiv värmeavlägsning. Det öppna nätet tillät luftcirkulation över kroppen för att avlägsna fukt och dessutom avlägsna kroppsvärme. 1966 köpte NASA rättigheterna till vätskekylningsplagget för att ge alla organisationer tillgång till denna teknik.

Före den första Apollo-rymdpromenaden fick ryggsäcken en frontmonterad display och kontrollenhet som heter fjärrkontrollenheten. Detta reviderades för Apollo 11 för att dessutom tillhandahålla kamerafäste för att ge högkvalitativa månbilder.

Intravehikulär (CMP) tryckdräktenhet

CMP-A7L.png

Båldräktsmontering

Kommandomodulpiloten (CMP) hade en TSLA liknande befälhavaren och månmodulpiloten, men med onödig hårdvara borttagen eftersom CMP inte skulle utföra några extravehikulära aktiviteter. Till exempel hade CMP:s TSLA bara en uppsättning gasanslutningar istället för två och hade ingen vattenkylningskontakt. Också raderade var tryckavlastningsventilen i hylsan på dräkten och tjudermonteringsfästena som användes i månmodulen. TSLA för CMP tog också bort ett armlager som gjorde att armen kunde rotera ovanför armbågen.

Intrafordon täckskikt

Under TSLA bar kommandomodulpiloter endast ett trelagers Intravehicular Cover Layer (IVCL) av nomex och betaduk för brand- och nötningsskydd.

Konstant slitage plagg

CMP bar en enklare unionsdräkt i bomullstyg kallad Constant Wear Garment (CWG) under TSLA istället för det vattenkylda Liquid Cooling Garment. Hans kylning kom direkt från flödet av syre in i hans dräkt via en navelsträng från rymdfarkostens miljökontrollsystem. När de inte utförde lunar EVA's, bar LMP och CDR också en CWG istället för LCG.

Apollo 15-17, Skylab och ASTP rymddräkter

Apollo 15-17 EMU

A7LB utan ytterskikt och visirmontering
Apollo 17 A7LB rymddräkt som bärs av Gene Cernan på månens yta
EV-A7LB.png

För de tre senaste Apollo-månflygningarna Apollos 15 , 16 och 17 reviderades rymddräkterna omfattande. Tryckdräkterna kallades A7LB, som kom i två versioner. Extra-vehicular (EV)-versionen var en ny mid-entry-dräkt som tillät större rörlighet och enklare operationer med lunar rover. A7LB EV-dräkterna designades för längre uppdrag i J-serien, där tre EVA:er skulle genomföras och Lunar Roving Vehicle (LRV) skulle användas för första gången. Ursprungligen utvecklad av ILC-Dover som "A9L", men med beteckningen "A7LB" av NASA, inkorporerade den nya dräkten två nya leder vid nacken och midjan. Midjeleden lades till för att astronauten skulle kunna sitta på LRV:n och nackleden skulle ge extra sikt under körning av LRV. På grund av midjeleden omorganiserades de sex livstödjande kopplingarna från det parallella mönstret till en uppsättning av två "trianglar", och den upp-och-nedvända dragkedjan bak reviderades och flyttades. "Den dragkedja" är faktiskt en felaktig benämning i det att A7L-entrén var genom två dragkedjor sydda över varandra. Den inre dragkedjan hade gummitänder och gav tätning. Den yttre (externt synliga) dragkedjan var en konventionell metalltandad glidare för mekanisk fasthållning. A7LB hade två par sådana blixtlåsuppsättningar som korsade sig på höger sida av dräkten ovanför midjeleden. Att öppna dräkten krävde att man lossade ett spänne som höll ihop blixtlåsseten.

Dessutom modifierades EVA-ryggsäckarna för att bära mer syre, litiumhydroxid (LiOH), mer kraft och kylvatten för de längre EVA:erna. Även om NASA önskade att dessa revisioner skulle genomföras utan en volymökning, var det inte möjligt. NASA tillät ett mindre utsprång på ena sidan för en extra vattentank vilket resulterade i den sista konfigurationen av ryggsäcken. För att maximera återkomsten av månprover lämnades huvudmodulen av både Apollo 11,12,14 och 15-17 ryggsäckarna på månen.

För att underlätta dessa längre EVA:er bars små energibarer i speciella påsar under insidan av dräktens hjälmring, och astronauterna bar kragliknande dricksvattenpåsar under den yttre dräkten.

Eftersom Vietnamkriget hade tagit vägtull på den federala budgeten, var NASA:s budget på tillbakagång. Command Module Pilot fick ingen ny mid-entry-dräkt. NASA valde att modifiera befintliga A7L EV-enheter genom att helt enkelt ta bort vätskekylningsfunktionerna för att skapa en "ny" A7LB CMP-kostym. När det befintliga lagret var förbrukat gjordes några nya A7LB CMP-kostymer för att stödja Apollo 17.

Eftersom J-seriens CSM:er inkorporerade Scientific Instrument Module (SIM) Bay, som använde speciella filmkameror liknande de som används på flygvapnets spionsatelliter, och krävde en "djup rymd" EVA för hämtning, CMP för var och en av de tre J -seriens uppdrag bar en A7LB-baserad A7L-dräkter i H-serien med fem kontakter, med vätskekylningsanslutningarna eliminerade eftersom CMP skulle fästas på en livsuppehållande navelsträng (som den som används på Gemini EVAs) och endast ett "syrereningssystem " (OPS) skulle användas för nödbackup i fallet med fel på navelsträngen. CMP bar befälhavarens rödrandiga EVA-visirenhet, medan LMP, som utförde en "stand-up EVA" (för att förhindra att navelsträngen blir "smutsig" och för att lagra filmen i CSM) i rymdfarkostens lucka och ansluten till sina normala livsuppehållande anslutningar, bar den enkla vita EVA-visirenheten.

Specifikationer

  • Namn: Apollo 15-17 EMU
  • Tillverkare: ILC Dover (Pressure Suit Assembly) Hamilton Standard (Primary Life Support System)
  • Uppdrag: Apollo 15-17
  • Funktion: Intravehikulär aktivitet (IVA), orbital extravehikulär aktivitet och terrestrisk extravehikulär aktivitet (EVA)
  • Driftstryck: 3,7 psi (25,5 kPa)
  • IVA kostymvikt: 64,6 lb (29,3 kg)
  • EVA kostymvikt: 78 lb (35,4 kg)
  • Total vikt i EVA-dräkt: 212 lb (96,2 kg)
  • Primärt livstöd: 7 timmar (420 minuter)
  • Backup Life Support: 30 minuter

Skylab EMU

Alan Bean bär en Skylab A7L under en Skylab 3 EVA

Den amerikanska rymdstationen fick namnet Skylab och hade tre besättningsflyg. För att minimera programkostnaderna valde NASA att finansiera ILC Dover för ändringar av Apollo A7LB EV PSA-designen i mitten av ingången för att minska kostnaderna och använda ett navelsystem som heter Astronaut Life Support Assembly (ALSA) för att tillåta aktiviteter utanför fordonet. AiResearch vann tävlingen om ALSA. Resultatet blev Skylab EMU. Under uppskjutningen skadades rymdstationen. Skylab EMU:erna möjliggjorde nödreparations- och utrustningsuppgifter som gjorde det möjligt för programmet att genomföra sina långvariga besättningsuppdrag och experiment. Skylab återvände till alla besättningsmedlemmar som hade samma konfigurationsdräkter.

Med undantag för reparationerna av Orbital Workshop (OWS) utförda av Skylab 2 och Skylab 3 , utfördes alla Skylab EVAs i samband med det rutinmässiga underhållet som utfördes på Apollo Telescope Mount , som inhyste stationens solteleskop. På grund av den korta varaktigheten av dessa EVA, och som ett behov av att skydda de känsliga instrumenten, ersattes Apollo lunar EVA-ryggsäcken med en navelsträngsenhet utformad för att inkorporera både andningsluft (Skylabs atmosfär var 74 % syre och 26 % kväve vid 5 psi ) och flytande vatten för kylning. Monteringen bars på astronautens midja och fungerade som gränssnittet mellan navelsträngen och dräkten. En syrgasförpackning för nödsituationer var fastspänd på bärarens högra lår och kunde tillföra en 30-minuters nödtillförsel av rent syre vid navelfel. En annan unik egenskap hos Skylab EMU var dess förenklade EVA-visirmontering som inte inkluderade ett isolerat termiskt skydd över det yttre visirhöljet.

Det fanns tre bemannade Skylab - flyg. Alla tre uppdragen inkluderade "rymdvandringar".

Specifikationer

  • Namn: Skylab EMU
  • Tillverkare: ILC Dover (Pressure Suit Assembly) och AiResearch (köpt av AlliedSignal Corporation) (Astronaut Life Support Assembly)
  • Uppdrag: Skylab 2-4
  • Funktion: Intravehikulär aktivitet (IVA) och orbital extravehikulär aktivitet (EVA)
  • Driftstryck: 3,7 psi (25,5 kPa)
  • IVA kostymvikt: 64,6 lb (29,3 kg)
  • EVA-dräktvikt: 72 lb (32,7 kg)
  • Total vikt i EVA-dräkten: 143 lb (64,9 kg)
  • Primärt livstöd: Fordon tillhandahålls via ALSA
  • Backup Life Support: 30 minuter

ASTP rymddräkt

ASTP-besättningen går in i transferbilen

För Apollo-Soyuz-testprojektet beslutade NASA att använda A7LB CMP-tryckdräktsenheten som bärs på J-uppdragen med några ändringar för att spara kostnader och vikt eftersom en EVA inte planerades under uppdraget. Förändringarna omfattade ett förenklat täckskikt som var billigare, lättare och mer hållbart samt borttagande av övertrycksventilen och oanvända gasanslutningar. Inga EVA-visirenheter eller EVA-handskar bars under uppdraget.

ASTP A7LB-dräkten var den enda Apollo-dräkten som använde NASAs "mask"-logotyp , som introducerades 1975 och användes flitigt av NASA fram till 1992.

Specifikationer

  • Namn: Apollo A7LB Pressure Suit Assembly
  • Tillverkare: ILC Dover
  • Uppdrag: ASTP
  • Funktion: Intra-vehikulär aktivitet (IVA)
  • Driftstryck: 3,7 psi (25,5 kPa)
  • IVA kostymvikt: 64,6 lb (29,3 kg)
  • Primärt livstöd: Fordon tillhandahålls

Referenser

externa länkar