Бассейн нейтральной плавучести
Бассейн нейтральной плавучести или резервуар нейтральной плавучести — это бассейн с водой, в котором нейтральная плавучесть используется для подготовки космонавтов к деятельности в открытом космосе и отработки процедур. Эти бассейны начали использоваться в 1960-х годах и первоначально представляли собой просто бассейны для отдыха ; Позже будут построены специальные объекты.
Космические агентства [ править ]
NASA[editНАСА
До мая 1960 года НАСА признало возможность моделирования подводной нейтральной плавучести и начало тестирование их эффективности. НАСА привлекло компанию Environmental Research Associates, базирующуюся в Балтиморе , для проведения моделирования нейтральной плавучести сначала в бассейне возле Исследовательского центра Лэнгли . Посетители и другие проблемы помешали этим усилиям, поэтому они перенесли операцию в бассейн школы МакДонога в Мэриленде, где Скотт Карпентер был первым астронавтом, принявшим участие . Затем, после трудных выходов в открытый космос через «Джемини-11» в середине сентября 1966 года, Центр пилотируемых космических кораблей (позже переименованный в Космический центр Джонсона ) полностью осознал важность процедур испытаний под водой и отправил экипаж «Джемини-12» на обучение в МакДоноге. [1] [2] [3] [4]
Симулятор нейтральной плавучести (NBS) [ править ]
Симулятор нейтральной плавучести, расположенный в Центре космических полетов Маршалла в Алабаме, работал с 1967 по 1997 год. [5] На объекте было три резервуара. Первый имел диаметр 2,4 метра (8 футов) и глубину 2,4 метра (8 футов). Второй резервуар был построен в 1966 году и имел диаметр 7,6 метра (25 футов) и глубину 4,6 метра (15 футов). Третий танк был добавлен примерно в 1968 году для Skylab и других запланированных проектов; он имел диаметр 23 метра (75 футов) и глубину 12 метров (40 футов).
Обучение в NBS сократилось, когда Космический центр Джонсона открыл в 1980 году собственный бассейн нейтральной плавучести; в конечном итоге он был закрыт в 1997 году. [5]
Установка для погружения в воду (WIF) [ править ]
WIF использовался для программ «Близнецы» и «Аполлон» и располагался в здании 5 Космического центра Джонсона в Хьюстоне, штат Техас.
Бассейн имел диаметр 7,6 метра (25 футов) и глубину 4,9 метра (16 футов).
Учебный центр в невесомой среде WETF ( )
WETF, действовавший с 1980 по 1998 год, располагался в здании 29 Космического центра Джонсона в Хьюстоне, штат Техас. [5] [6] Размеры бассейна составляли 24 метра (78 футов) на 10 метров (33 фута) и глубину 7,6 метра (25 футов). [6]
плавучести ( Лаборатория нейтральной НБЛ )
В конце 1980-х годов НАСА начало рассматривать возможность замены WETF, который был слишком мал для хранения полезных макетов многих компонентов космической станции, запланированных для космической станции «Свобода» , которая позже трансформировалась в Международную космическую станцию . НАСА приобрело тогдашний технологический комплекс у Макдоннелл Дуглас в начале 1990-х годов и начало переоборудовать его в учебный центр нейтральной плавучести в 1994 году, а строительство завершилось в декабре 1995 года. НБЛ начал работу в 1997 году. [7]
НБЛ расположен на тренировочной базе Сонни Картера , недалеко от Космического центра Джонсона в Хьюстоне. [8] Размеры бассейна составляют 62 метра (202 фута) на 31 метр (102 фута) и глубина 12 метров (40 футов). [8]
Роскосмос [ править ]
После полета «Восхода-2» группа Центра подготовки космонавтов имени Гагарина (ЦПКК) предложила тренироваться для выхода в открытый космос в бассейне. [9] В сентябре 1969 года GCTC создала рабочую группу для дальнейшего изучения этой идеи, и ближе к концу того же года в их бассейне было проведено несколько экспериментов. [9] В 1970 году космонавты Андриян Николаев и Виталий Севастьянов посетили новый бассейн НАСА диаметром 23 метра (75 футов) в Маршалле. [9] Севастьянову даже разрешили надеть тренировочный костюм и войти в бассейн. [9] После визита интерес к подобному объекту в рамках советской космической программы начал расти. [9] В ноябре 1973 года было официально решено построить специальный бассейн; до тех пор бассейн центра продолжал использоваться. [9]
Гидролаборатория [ править ]
Гидролаборатория была завершена в начале 1980 года; бассейн там имеет диаметр 23 метра (75 футов) и глубину 12 метров (39 футов). [9] [10]
CNSA [ править ]
Средство нейтральной плавучести (NBF) [ править ]
Китайский НБФ [11] расположен в Китайском центре исследований и подготовки астронавтов в Пекине. Он имеет диаметр 23 метра (75 футов) и глубину 10 метров (33 фута). [12] Строительство началось в 2005 году и завершилось в ноябре 2007 года. [13] Деятельность началась в 2008 году. [13]
ESA[editЕКА
Средство нейтральной плавучести (NBF) [ править ]
Европейский NBF расположен в Европейском центре астронавтов в Кельне, Германия. [14] Он имеет восьмиугольную форму и размеры 22 метра (72 фута) на 17 метров (56 футов) и глубину 10 метров (33 фута). [15] Деятельность началась в 2002 году. [16]
ДЖАКСА [ править ]
испытаний на невесомость ( WETS Система )
WETS располагался в Космическом центре Цукуба в Ибараки, Япония. [5] Он открылся в 1997 году и закрылся в 2011 году из-за сильного ущерба от землетрясения. [5] Бассейн имел диаметр 16 метров (52 фута) и глубину 10,5 метра (34 фута). [17]
Другие [ править ]
плавучести Университета Мэриленда ( Центр исследования нейтральной NBRF )
NBRF расположен в Университете Мэриленда в США. [18] Бассейн имеет диаметр 15 метров (50 футов) и глубину 7,6 метра (25 футов). [18] Он был построен в 1992 году и является единственным объектом нейтральной плавучести на территории университетского кампуса. [18] NBRF является частью Лаборатории космических систем (SSL), которая первоначально располагалась в Массачусетском технологическом институте (MIT). [18] Он отделился от MIT, когда SSL получил грант от НАСА на создание специального бассейна нейтральной плавучести. [18] Поскольку в Массачусетском технологическом институте не хватило места для бассейна, было решено перенести SSL в Университет Мэриленда. [18]
космонавтов (UAT подводных ) Тренер
UAT расположен в Космическом и ракетном центре США , где расположены космический лагерь и космическая академия, в Хантсвилле, штат Алабама. Ширина 30 футов и глубина 24 фута, он был спроектирован Гомером Хикамом , инженером НАСА, известным автором сценария «Парни-ракеты» , адаптированного для фильма «Октябрьское небо» . Открытый в 1986 году, он действует до сих пор. [19]
плавучести нейтральной Тренировка
Во время тренировочных занятий используется ныряние с нейтральной плавучестью для имитации невесомости космического полета. Для достижения этого эффекта скафандры или элементы оборудования опускаются в бассейн с помощью мостового крана , а затем утяжеляются в воде водолазами-сопровождающими так, чтобы они испытывали минимальную выталкивающую силу и минимальный вращательный момент вокруг своего центра массы . [20] , предназначенными для полетов, Костюмы, которые носят стажеры в НБЛ, имеют более низкий рейтинг по сравнению с костюмами EMU например, теми, которые используются на космических кораблях "Шаттл" и Международной космической станции. Дайверы дышат найтроксом во время работы в резервуаре. [21] [22]
обучения Проблемы
Одним из недостатков дайвинга с нейтральной плавучестью как имитации микрогравитации является значительное сопротивление, создаваемое водой. [23] Это затрудняет приведение объекта в движение и удержание его в движении. Это также облегчает удержание объекта в неподвижном состоянии. Этот эффект противоположен тому, что наблюдается в космосе, где легко привести объект в движение, но очень трудно удержать его на месте. Как правило, эффект сопротивления сводится к минимуму при медленном выполнении задач в воде. Еще одним недостатком моделирования нейтральной плавучести является то, что астронавты не являются невесомыми внутри своих скафандров, а это означает, что, когда дайверы наклоняют скафандры, они прижимаются к любой внутренней поверхности, обращенной вниз. Это может быть неудобно в определенных положениях, например, головой вниз. Таким образом, точный размер костюма имеет решающее значение.
Изображения [ править ]
См. также [ править ]
- Нейтральная плавучесть - равновесие между плавучестью и весом погруженного объекта.
- Имитация нейтральной плавучести как средство обучения - тренировка космонавтов в среде с нейтральной плавучестью.
Ссылки [ править ]
- ^ Левин, Рафаэль Б.: Моделирование невесомости. Доклад, представленный на 3-м ежегодном собрании Ассоциации аэрокосмической медицины, 9-11 мая 1960 г.
- ^ Траут, Отто Ф.; Лоутс, Гарри Л.; Маттингли, Дж. Сэмюэл (январь 1966 г.). «Метод погружения в воду для исследования подвижности субъекта в скафандре в условиях сбалансированной гравитации NASA TN D-3054» (PDF) . Представитель НАСА по контракту НАСА CR : 1–32. ПМИД 5295062 . Архивировано из оригинала (PDF) 25 октября 2011 г.
- ↑ Отто Ф. Траут-младший, Гарри Л. Лоутс-младший и Дж. Сэмюэл Маттингли [ «Контракт НАСА NAS1-4059 с дополнительными соглашениями»], январь 1966 г.
- ^ Ройланс, Фрэнк Д. (19 июля 2009 г.). «Исторический знак» . Балтимор Сан . Проверено 25 февраля 2012 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Лафлин, М.С.; Мюррей, доктор юридических наук; Ли, ЛР; Износ, МЛ; Ван Баален, М. (2016). «Составление комплексного набора данных для обучения выходу в открытый космос для астронавтов НАСА» (PDF) . НАСА . Проверено 14 ноября 2015 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Тейлор, Ларри (2004). «Один гигантский шаг» . Проверено 19 ноября 2015 г.
настоящие тренировки теперь происходят в бассейне размером 78 на 33 фута и глубиной 25 футов. Сам бассейн ничем не отличается от любого другого бассейна. Он наполнен водой и пахнет хлором.
- ^ Хатчинсон, Ли (4 марта 2013 г.). «Плавание с космонавтами: подготовка к выходам в открытый космос в гигантском бассейне НАСА» . Арс Техника . Проверено 24 марта 2015 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Лаборатория нейтральной плавучести» (PDF) . НАСА. 2013 . Проверено 19 ноября 2015 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г «ЦПК: Тренировочный пул» (на французском языке). Космонавтика . Проверено 19 ноября 2015 г.
- ^ Холл, Рекс Д.; Дэвид, Шейлер; Вис, Берт (2007). Российские космонавты: Внутри Учебного центра имени Ю. Гагарина . Спрингер. п. 53. ИСБН 9780387739755 . Проверено 19 ноября 2015 г.
- ^ М. С. Лафлин; Джей Ди Мюррей; Л. Р. Ли; МЛ износ; М. Ван Баален (2016). Составление комплексного набора данных для обучения астронавтов НАСА в открытом космосе (PDF) (отчет). НАСА . Проверено 17 апреля 2016 г.
Китай управляет центром нейтральной плавучести в Центре астронавтов Китая.
- ^ «10米水下»太空漫步» («Космическая прогулка» под водой на глубине 10 метров)» (на китайском языке). Соху.com . 25 сентября 2008 года . Проверено 28 сентября 2015 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Крупнейший бассейн Китая» . ПространствоЕще. 06 февраля 2017 г. Проверено 6 августа 2018 г.
- ^ «Средство нейтральной плавучести ЕКА в EAC» . ЕКА. 2015 . Проверено 19 ноября 2015 г.
- ^ Масгрейв, доктор философии, Гэри Э.; Ларсен, Аксель; Сгобба, Томмазо (2009). Проектирование безопасности космических систем . Баттерворт-Хайнеманн. п. 780. ИСБН 9780080559223 . Проверено 19 ноября 2015 г.
- ^ Лафлин, Митци С.; Мюррей, Джоселин Д.; Ли, Лесли Р.; Уир, Мэри Л.; Ван Баален, Мэри (январь 2017 г.). «Отслеживание исторического обучения НАСА в выходе в открытый космос: пожизненное наблюдение за здоровьем астронавтов (LSAH). Разработка устройства отслеживания воздействия костюма для выхода в открытый космос (EVA SET)» . АО НАСА . Проверено 13 января 2023 г.
- ^ «Испытательный корпус невесомости» . ДЖАКСА. 2006 год . Проверено 19 ноября 2015 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж «Центр исследования нейтральной плавучести» . Университет Мэриленда. 2015 . Проверено 19 ноября 2015 г.
- ^ Хикэм, Гомер (17 ноября 2020 г.). «Тренер подводных космонавтов: воспоминания» . Американский космический и ракетный центр . Проверено 13 января 2023 г.
- ^ Штраус, С. (июль 2008 г.). «Космическая медицина в АО «НАСА», лаборатория нейтральной плавучести». Авиационная, космическая и экологическая медицина . 79 (7): 732–3. ПМИД 18619137 .
- ^ Фицпатрик Д.Т., Конкин Дж. (2003). «Улучшение функции легких у работающих дайверов, дышащих найтроксом на небольшой глубине» . Подводный Hyperb Med Аннотация . 30 (Приложение): 763–7. ПМИД 12862332 . Архивировано из оригинала 11 августа 2011 года . Проверено 27 августа 2008 г.
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Фицпатрик Д.Т., Конкин Дж. (июль 2003 г.). «Улучшение функции легких у работающих дайверов, дышащих найтроксом на небольшой глубине» . Авиат Спейс Энвайрон Мед . 74 (7): 763–7. ПМИД 12862332 . Проверено 27 августа 2008 г.
- ^ Пендергаст Д., Моллендорф Дж., Зампаро П., Термин А., Бушнелл Д., Пашке Д. (2005). «Влияние сопротивления на передвижение человека в воде» . Подводный Гиперб Мед . 32 (1): 45–57. ПМИД 15796314 . Архивировано из оригинала 9 июля 2009 г. Проверено 27 августа 2008 г.
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
