Фон: «Что вы строите?»
Через сто сорок дней я заберусь в гондолу воздушного шара, одетую в скафандр собственного изготовления, для испытательного полета на высоту 25 000 футов над Данией. Чтобы дойти до этого обратного отсчета, потребовались годы исследований, проектирования и строительства в моей домашней мастерской, но это только начало, испытание, подтверждающее возможность полета системы на смертельную территорию выше 63 000 футов - «предел Армстронга» - Летом 2015 года. И эти полеты сами по себе являются лишь испытаниями для более крупной цели - создания функционального скафандра для частной пилотируемой космической программы Copenhagen Suborbitals, финансируемой своими руками.
С чего это началось? В 2008 году я начал исследовать историю высотной герметичной одежды, более известной как «скафандры». Моим планом в то время было взлететь как можно выше от поверхности Земли с вещами, которые я мог бы построить сам. Самым простым самолетом, который я мог бы построить, был бы воздушный шар, а теоретическая максимальная высота для постройки такого корабля практического размера составляла бы около 50 000 футов. Чтобы выжить на такой высоте, требовалась не просто кислородная маска, а пузырь давления вокруг тела. Этого можно достичь либо в герметичной капсуле, либо в открытой гондоле в скафандре. Поскольку мне нужно было построить только свою квартиру площадью 700 квадратных футов (капсула просто не прошла через мои двери), я остановился на открытой гондоле со скафандром. Поскольку все - точный размер и форма воздушного шара, система жизнеобеспечения на определенный срок и так далее - построено из тела пилота, я решил построить минимальную, но функциональную систему, которая будет поддерживать мою жизнь, а затем воздушный шар, чтобы поднять все это на высоту 50 000 футов.
Я узнал основы проектирования герметичной одежды из десятков отчетов подрядчиков НАСА и книг по этой теме. Я заполнял блокноты эскизами, сводя дизайн к простейшим принципам. В начале 2009 года я начал собирать основные материалы; Газонепроницаемый гидрокостюм, различные клапаны и шланги, а также гермошлем утекли на eBay после распада советской военной системы. Я прикрепил шлем к костюму, два года работал над устранением течей и решил почти все существенные проблемы. В 2013 году я присоединился к усилиям Copenhagen Suborbitals по отправке человека в космос с помощью некоммерческой системы проектирования и строительства своими руками. Тем летом мы поместили костюм в барокамеру в Копенгагене и протестировали его на скромной моделируемой высоте. Все выписано.
Я не инженер; Я работаю в области, противоположной будущему (люди в космосе), как специалист по доисторике в Портлендском государственном университете. Но, применив базовые принципы исследования, проектирования и невероятное упрямство для решения всех основных технических проблем, я заставил костюм работать. Этим летом мы совершим испытательный полет на высоту 25 000 футов, а летом 2015 года поднимемся на высоту 65 000 футов. На основе этих испытаний мы сможем оценить скафандр и его систему жизнеобеспечения, чтобы построить третье- герметичная одежда поколения для возможного суборбитального космического полета Copenhagen Suborbitals в стиле Меркурия. Вот несколько принципов, которые помогли мне добиться того, чего я достиг, и которые, я думаю, могут быть полезны другим, берущимся за трудный проект.
1. Разбейте задачу
В большом и долгосрочном проекте легко увлечься. Хотя это всего лишь один предмет одежды (на данный момент мы работаем над несколькими, но в центре нашего внимания - костюм номер один), я и моя команда полностью поглощены мельчайшими деталями. Слоев несколько - один для охлаждения и обогрева, слой удержания давления, комбинезон, парашютная обвязка и спасательный жилет для приземления на воду. Еще до того, как я собрал команду, мне пришлось разбить задачу на выполнимые части. Это позволило мне увидеть устойчивый прогресс, который имеет решающее значение для поддержания морального духа на протяжении многих лет строительства. Даже если все, что я мог сделать после ночи работы, - это вычеркнуть один пункт из десятков, по крайней мере, этот пункт вылетел у меня из головы. Я составил десятки списков дел и медленно их сокращал. Если какой-то предмет не работал, я откладывал его на потом и делал что-то, что, как я знал, можно было сделать.
2. Быстрый прототип
Долгое время я увяз в перфекционизме. Я забеспокоился, если мне не удастся создать что-то, соответствующее спецификациям НАСА, во что же мне ввязываться? Но присмотревшись к документам раннего развития этих предметов одежды, я увидел свою собственную мастерскую, кажется, на старых черно-белых фотографиях. Шланговые хомуты и скручивающиеся стяжки удерживали все вместе ровно столько, сколько нужно, чтобы доказать концепцию. Я приблизил изображение; В их мастерских, как и в моей, кое-где капал клей. Я увидел шлакоблок, поддерживающий угол шаткого кресла пилота. Я, наконец, отказался от перфекционизма и начал использовать в своих прототипах все необходимое, чтобы они заработали за короткий промежуток времени. Вместо того, чтобы еще раз сходить в хозяйственный магазин за нужным крепежом (которого у них может не быть), я скопировал его из предыдущей сборки. Если бы эта штука выдерживала достаточное давление, чтобы проверить новый клапан, на данный момент подойдет кусок клейкой ленты. В более поздних сборках я разобрался со всеми нюансами, но единственный способ продвинуться вперед - это преодолеть страх ошибиться с первого раза. Быстрое доказательство концепции было большим достижением, но для его реализации потребовалось довольно много времени.
3. Защитите свои фитинги
При работе с соединениями - газом, жидкостью, электричеством - их надежность сэкономит много времени. Кажется, это противоречит быстрому прототипированию, описанному выше, но это единственное место, где вы не можете бездельничать. Плохие фитинги могут замедлить работу, поскольку вы начинаете тесты только для того, чтобы обнаружить утечки или короткие замыкания. Так что создавайте быстрые прототипы, но если и есть способ сэкономить на них время, так это в первую очередь создание хороших соединений с (относительно) совместимым оборудованием.
4. Сроки и основные этапы
Пункты из моего списка дел в конечном итоге были перенесены в календари - просто распечатанные ежемесячные календари, приклеенные к моему блокноту, с такими пометками, как «30-минутный тест 3psi» в определенные дни. Я не всегда соблюдал сроки, но часто это делал, и это упростило и организовало мою работу, позволив разделить мои сборки на части и довести их до формы проверки концепции. Мне нравится строить, но еще больше мне нравятся хорошие испытания, когда электроны, газ или охлаждающая жидкость плавно движутся через скафандр, позволяя мне дышать и поддерживать нужную температуру. Чтобы пройти эти тесты гладко, мне нужно придерживаться календаря приоритетных этапов.
5. Достойные инструменты
Выполнение всей этой работы требовало, чтобы я подбирал инструменты профессионального уровня или, по крайней мере, достойные подделки. Это касается и материалов: я могу потерять целые выходные работы, если воспользуюсь некачественным материалом или, что еще хуже, настолько ускорю процесс, что, например, не позволю клею правильно затвердеть. С моей новой философией было легко двигаться так быстро, что в итоге я сделал несколько шагов назад. На самом деле изучение всего этого было одним из моих любимых аспектов проекта; теперь я хорошо понимаю, что мне нужно, и перейти на лучшие инструменты и материалы для окончательных, готовых к полету моделей будет несложно.
6. Навести порядок в мастерской
Это очень личное; некоторые люди прекрасно справляются с переполненной и беспорядочной мастерской, но, хотя я тяготею именно к этому, это может стоить мне времени, когда мне придется искать подходящие инструменты. И если я не смогу однажды вечером поработать над настройкой системы, то, по крайней мере, я смогу потратить некоторое время на то, чтобы расставить свои инструменты так, чтобы я был готов положить руку на нужный серповидный гаечный ключ в тот момент, когда он мне понадобится в следующий раз.
Где мы сейчас?
Костюм держит давление, регулирует температуру, обеспечивает хороший приток дыхательного газа. В барокамере мы поддерживали оксигенацию крови под контролем медицинского оборудования при давлении примерно на милю ниже, чем моделируемая высота в камере. Все бы ничего, но это только базовые функции. Нам необходимо уменьшить накопление углекислого газа (за счет увеличения потока газа через костюм и/или простого скруббера углекислого газа), а также улучшить связь и получить материалы и оборудование костюма, рассчитанные на использование со 100-процентным кислородом для дыхания авиаторов. Нам также необходимо оптимизировать распределение деталей и клапанов комбинезона с парашютной обвязкой, летным комбинезоном и спасательным жилетом, не говоря уже об оснащении комбинезона всем необходимым для выживания на случай, если между приземлением и посадкой придется долго ждать. Каждый из этих пунктов - это отдельный мир, и мне повезло, что со мной работает команда волонтеров - иногда несколько вечеров в неделю, иногда только по выходным - над составлением различных контрольных списков. Мы усиленно работаем над этими предметами, чтобы быть готовыми к полету этим летом. Затем мы перестроимся для Большого полета летом 2015 года.
Дополнительную информацию о скафандре можно найти на сайте Pacific Spaceflight, Copenhagen Orbitals и на веб-странице Кэмерона Смита.
Видео испытаний в барокамере, Копенгаген, лето 2013 г.:
Видео Кристиана фон Бенгтсона в костюме на Copenhagen Suborbitals, лето 2013 г.: