![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
vitus_wagner) wrote2025-02-15 11:04 am
Сколько скафандров одному человеку нужно
Продолжаем рассматривать сеттинг с планетологическим кораблем, изучающим Землю в 1995 году.
Вот у нас есть корабль, который за один рейс обследует несколько планетных систем. Всех, полностью от ближайшей к звезде планеты до пояса Койпера.
Очевидно, что для работы в столь разных природных условиях исследователям понадобятся скафандры. Вопрос в том, какие и сколько.
Базовым, видимо, является легкий скафандр для относительно щадящих природных условий. Атмосферное давление примерно от 0 до 5 атмосфер, температура воздуха не превосходящая где-то 350К (и скорее всего от 200 до 350, а не от 0. Для криогенных температур нужно что-то другое) и гравитация при которой человек в состоянии таскать этот костюм силой свих мышц, т.е не более 2g.
Чтобы не равзодить разных костюмов для давлений ниже 20кПа и выше видимо, костюм, видимо, должен обладать свойствам высотных компенсирующих костюмов или Biosuit. При низких давлениях можно использовать внутри чистый кислород, при давлениях где-то от 0.5 до 5 - обычный воздух. Выше, наверное, данный костюм лучше не использовать, поэтому варианты работы в интервалах 5-50 атмосфер с гелиево- или водородно-кислородными смесями мы не рассматриваем. Хотя на Земле (вернее. под водой) так работают. Но на Земле в этих ситуациях могут себе позволить многомесячное пребывание в барокамере с очень медленной декомпрессией. Скорее всего планетологам, у которых считанные недели на каждую планету, это не очень надо, лучше для столь жестких условий использовать жесткий костюм с нормальным давлением внутри.
Ранец СЖО у данного костюма скорее всего быстросъемный и сменный. Во-первых, это позволяет иметь несколько вариантов для разных температурных условиях, во-вторых в случае поломки в полевых условия быстро заменить СЖО целиком. Система регенерации воздуха, видимо химическая, при этом должна уметь извлекать углекислоту как из чистого кислорода, так и из смеси кислорода с относительно инертным газом (азотом, гелием).
Вот как выглядит шлем, мне не очень понятно. Вероятно не прозрачный шарик из стекла или твердого пластика, посколкьу последний крайне неудобен там, где его можно снять. Его с собой не потаскаешь. Скорее всего, мягкий капюшон и почти плоский лицевой щиток который в снятом состоянии прячется внутри лежащего на спине капюшона. Лицевой щиток является экраном, куда можно выводить информацию с внутренних систем скафнадра, а возможно и с какого-нибудь компьютера. Навигатор в режиме augmented reality точно может быть полезен. (что может потребовать надеть шлем даже в условиях пригодной для дыхания атмосферы).
Скорее всего предусмотрен надеваемый поверх такого скафандра экзоскелет. Теоретически это позволятет работать при гравитации больше 2g, но практически наверное на планетах-гигантах все же работают в жестких скафандрах, возможно даже заполненных жидостью.
Остается разобраться с системой удаления отходов жизнедеятельности. Маловероятно, что это просто памперсы. Хотя в принципе срок автономности такого скафандра вряд ли превышает несколько суток. То есть внутренняя рецирукляция воды не нужна. Проще запасти питьевую воду на весь конторольный срок.
А уж с пищей и подавно - нет большого смысла рассчитывать на питание в скафандре. Проще организовать маршрутной группе, если уж нет возможности ее забирать на корабль после каждого рабочего дня, полноценный отдых в какой-нибудь гермопалатке.
Но тем не менее для обеспечения комфортных условий работы нужно отходы жизнедеятельности убирать так, чтобы организм с ними не соприкасался.
Жесткий скафандр скорее всего выглядит как большой человекоподбный робот, внутри туловища которого полностью помещается оператор вместе с СЖО и энергоблоком, а руки-ноги- это механические манипуляторы, управляемые снимаемыми с оператора биотоками. Скорее всего после смены работы в таком скафандре потребуются специальные управжнения для восстановления. Потому как режим когда мозг выдает на мышцы сигналы. а мышцы реально не работают, для человека не слишком полезен.
По-моему эти два варианта, при условии что энергетика жесткого скафандра достаточна для охлаждения обитаемого отсека в условиях чего-то типа Венеры, покрывают плюс-минус весь необходимый диапазон условий работы.
no subject
С ногами - не настолько понятно как это вложить по объёму/защите.
Если же делать, как это описано у Лема в "Фиаско" подвешиванием "пилота"- объём и размеры получаются великоваты.
PS. Но вообще - всё придумано до нас и жёсткий водолазный скафандр (https://en.wikipedia.org/wiki/Newtsuit вот типа такого) по сути закрывает эту проблему. Только манипуляторы нужны более приличные, и функционал экзоскелета, чтобы облегчить работу человеку.
no subject
Там жуть в качестве локтевых-коленных шарниров получается. Собственно с этими шарнирами проблема всегда, когда давление снаружи и давление внтури не совпоадают. Поэтому и хочется человека упрятоать внутрль, чтобы реально руками-ногами шевелить не приходилось, и соответсвенно не надо было оборудовать суставы вот такими шарнирнами, сохряняющими внутренний объем.
no subject
Вторым пунктом - для давлений сильно ниже атмосферного - он должен каким-либо образом давать противодавление на тело (или внутренним давлением - но тогда это получается полужёсткий скафандр - иначе он раздуется), или быть из чего-то сильно эластичного и давить на тело за счёт этого - но тогда он будет не комфортным при ношении в прочих условиях.
no subject
На Марсе если у нас хотя бы мягкая палатка есть.
no subject
На планете с биосферой - скорее всего да. У человека очень мощный несвпецифический иммунитет, поэтому все возбудители опасных болезней - продукт длительное коэволюции с человеком. Они миллионами лет "учились" преодолевать барьеры неспецифчекского иммунитета.
А возбудители инфекций, опасных для видов с принципиально другой эволюцией, для человека, как правило, безобидны.
no subject
По поводу противодавления - высотные компенсирующихе костюмы для летчиков производятся чуть ли не с 50-х годов. Относительно недавно на основе этих разработаок в MIT разрабатывали скафандр для Марса BioSuit.
https://selfassemblylab.mit.edu/3d-knit-biosuit
Обратите внимание, девушка на снимке позирует отнюдь не в вакуумной камере.
no subject
Ну... так-то они по сути летят в естественной барокамере... Не месяцы, но перемещение между планетами не мгновенное... Так что можно либо весь корабль под нужное давление/состав воздушной смеси подогнать, либо половину его, для тех кто будет выходить, если пребывание в барокамере сопровождено с повышенными рисками и должен оставаться кто-то в нормальных условиях, чтобы если что решать проблемы.
no subject
Как человек, травмированный рабочей средой, состоящей из труднодоступных мест и острых углов, не слишком поддерживаю идею отсутствия у шлема защитных свойств :) Проблемы в таскании снятого шлема многократно преодолеваются в текущей реальности - на поясе, на рюкзаке. Да и надо ли его снимать, возможно, достаточно просто забрало поднять?
no subject
Возможно, стоит разделить каску с защитными свойствами от твердых тел, и мягкий шлем-копюшон с защитными свойствами от газов.
Отдельная каска хороша тем, что защиту может реализовывать путем поглощения энергии удара на свое разрушение. А со скафандроывым шлемом так нельзя. Он должен остаться цел и держать герметичность.
no subject
no subject
Да, поностью согласен. Но единственный вариант гермошлема, который не ограничивает обзор - это стеклянный шарик, внутри которого можно вертеть головой. Собстенно много в какой фантастике именно такие шлемы и используют. Но что-то я не замечал таких шлемов у водолазных скафандров, промышленных изолирующих противогазов и т.д.
no subject
no subject
Ну вот где-то между "огромным панорамным остеклением" и стеклянной сферой и проходит граница разумного.
no subject
no subject
А зачем нам серьезный шлем?
Несерьезный, но подвижный капюшон с панорамным стеклом плюс несерьезная пластиковая каска, которая при серьезном ударе будет разрушаться и гасить его энергию таким обралом. Вроде современных велосипедных и мотециклеьных шлемов.
Нам же не надо держать серьезное давление, как в нормобарическом скафандре. У нас давление внутри либо совпадает с внешним (если внешнее выше 0.2Атм), либо превосходит его не более чем на те самые 0.2 атм. Причем
Опять же панорамное стекло "несерьезхного размера" имеет еще то преимущество, что если мы его используем как экран дополненной реальности. человеческая шея сама позаботится о том, чтобы картинка на экране не уходила из поля зрения.
Интенесным развитием сюжетя вяляется унификация забрала гермошлема/промышленного изолирующего противогаза с забралами мотоциклетных/велоспипедных/дельтапланерских касок и дайверских масок.
no subject
Так насколько несерьёзная? Строительная/альпинистская, велосипедная, мотоциклетная? Баллистическая? Они здорово разные по защитным свойствам и, соответственно, весу, от полукилограмма до двух кило, на голове ощущаются каждые сто грамм.
Про стекло-экран не совсем понял. Оно реальный обзор режет, особенно периферическое зрение
Вот такая широкая унификация - вряд ли, там везде свои требования по размеру и форме поля зрения. Так-то можно в противогазной маске ездить и летать (не уверен, что нормально нырять), но она для этого избыточна.
no subject
А вот это как раз большой плюс отдельной от гермошлема каски, что можно выбирать в зависимости от предстоящего марншрута - брать велосипедную или альпинискскую.
no subject
А вообще насколкьо я помню, подводные диверсанты времне второй мировой именно в противогазных масках и ныряли. Современные дайверские маски с большим стеклопм - это уже Кусто ввел и они после войны распространились.
У меня возникает впечтелние, что требования по размеру и форме поля зрения плюс-иинус единообразные. И определяются устройством человеческих глаз. И как только у нас умение делать защитные стекла подрастает до этого уровня, то и в промышленных изолирующих противогазах, и в дайверских масках и даже в сварочных с автоматически темнеющим стеклом размеры стекла становятся плюс-минус одинаковыми. И больше нужно только если хочется чтобы при поворте головы стекло оставалось неподвижным
no subject
Да, на практике - где-то до половины цилиндра по фронту и ото лба до подбородка по высоте:)
no subject
no subject
no subject
Это у тебя кабина должна быть не дальше 22 тысяч километров от андроида. Иначе начнется запаздывание сигнала, слабо совместимое с прямохождением.
no subject
При этом андроид универсален для любых условий.
А прямохождение не следует навешивать на человека, он должен думать, а не заниматься тупой и бессммысленной механической работой по перемещению тушки андроида. Сейчас андроиды уже не просто ходят, а бегают, прыгают и танцуют лучше, чем большинство людей. Поэтому до точки назначения андроид может и сам дошагать, а человек будет только смотреть по сторонам и принимать решения, а на месте, если уж ИИ андроида не справляется с заданием, может сам выполнить недостающую операцию и приказать андроиду дальше выполнять рутину.
no subject
Прямохождение чепловекку думать не мешает. Его примрода миллионы лет затачивала под это. Равновесие он можжечком держит, а думает - корой больших полушарий.
Может, конечно, андроиды ходят и танцуют лучше, чем большинство людей в нашем гиподинамическом мире. Но это не повод людям в более продвинуой цивилизации ходить и танцевать хуже андроидов. Опять же в космос даже там берут меньшиство людей.
Человека можнро доставить в некотрую точк, а потом на том же летадле повезти другого человека в другую точку. Человеков у нас в экипаже 12, а летадл на борту 2.
no subject
2. Кроме того, сама схема "одним катером одного сбросили на северный полюс, другого на южный и махайте там кайлом, а пилот чай пить" мягко говоря небезопасна для сброшенных. А если у нас летадло все же находится на вменяемом расстоянии для прихода на помощь, то вопрос радио-задержки не стоит. Ну, и даже если летадло висит над полюсом, а геолог на экваторе, для Земли это всего лишь 6 тыкм.
Если же там 20 тыкм, то это либо газовый гигант (и там делать нечего), либо каменюка с много G, где тоже нечего делать людям (только, опять же, андроидам).
3. Дать людям физ. нагрузку можно и более простым способом. А вот возможность работать в любой среде одним андроидом сильно сокращает массу того, что приходится волочь с собой в корабле, и тем самым, количество топлива.