От ракет до человекоподобных роботов: 60 лет NASA в его разработках
60 лет назад, спустя полгода после того, как СССР запустил в космос первый искусственный спутник Земли, президент США Дуайт Эйзенхауэр представил конгрессу законопроект об учреждении Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA).
В течение семи лет фотограф Бенедикт Редгрув (Benedict Redgrove) собирал и фотографировал разработки NASA, сделанные за 60 лет. «Термином «знаковый» часто злоупотребляют, но когда дело доходит до NASA, его миссий, истории, проектов, ты понимаешь, что значение этого настолько велико, что описать это все невозможно», — говорит Редгрув (@benedictredgrove). По его словам, он решил подойти к описанию большого, говоря о малом. История NASA, рассказанная через артефакты, — в фотогалерее РБК.
Разработка сверхтяжелой ракеты-носителя «Сатурн-5» началась в 1962 году. Планировалось создать ракету, которая смогла бы вывести на околоземную орбиту и на траекторию к Луне полезную нагрузку массой 47 т. «Сатурн-5» стала самой мощной ракетой из созданных по сегодняшний день.
С 1967 по 1973 год было проведено 13 пусков «Сатурна-5» — 12 по программе «Апполон» (пилотируемые космические полеты с целью высадки человека на Луну) и один — для выведения на околоземную орбиту орбитальной станции «Скайлэб».
«Сатурн-5» обошелся бюджету США в $47,3 млрд (в ценах 2014 года). Одной из причин досрочного закрытия лунной программы стала именно ее дороговизна.
Сегодня ступени ракеты-носителя «Сатурн-5» можно увидеть в космическом центре имени Линдона Джонсона (город Хьюстон, штат Техас) и в космическом центре имени Кеннеди (округ Бревард, штат Флорида).
После изготовления ракет «Сатурн-5» встал вопрос об их перевозке из монтажно-испытательного корпуса на стартовую площадку. Конструкторы NASA в 1965 году спроектировали гусеничный транспортер — тогда самый крупный образец самоходной техники в мире. Путь в 5,6 км транспортер проходил за пять часов. Он был задействован в рамках программы «Аполлон», для запуска орбитальной станции «Скайлэб» и в проекте «Союз» — «Аполлон». Существовали два экземпляра этой машины — «Ханс» и «Франц».
Транспортеры обошлись бюджету США в $14 млн каждый (более $110 млн за один экземпляр в ценах 2017 года). Используются NASA в модернизированном виде до сих пор.
Во время лунной экспедиции корабля «Аполлон-11» в 1969 году астронавт Нил Армстронг стал первым человеком, ступившим на поверхность Луны. Рука, которой он махал следившим за его полетом на Земле, была в перчатке, разработанной в NASA .
Специальные гибкие перчатки изготовили из нейлона в компании ILC Dover для типов скафандров A7L, которые использовались в космических миссиях с 1968 по 1975 год. Кончики пальцев перчаток сделаны из кремниевого каучука. Последний раз их выставляли для публики в 2012 году. До этого они лежали в хранилище NASA при специальной температуре и с регулируемой влажностью.
В 1980 году началось строительство четвертого космического шаттла NASA «Атлантис».Он был построен за пять лет и в 1985 году совершил первый полет по заданию Министерства обороны США. В 1995 году «Атлантис» начал полеты к космической станции «Мир». Всего за время эксплуатации шаттла он провел на орбите 307 суток, пролетел 202,6 млн км и совершил 4848 витков вокруг Земли. За это время он даже принял участие в съемках фильма «Армагеддон», который вышел на экраны в 1998 году.
Сегодня шаттл выставлен в музее Космического центра им. Кеннеди на мысе Канаверал.
Во время трех последних экспедиций программы «Аполлон» для передвижения людей по Луне использовались лунные вездеходы. Их разработчиком стала компания Boeing совместно с General Motors, которая отвечала за проектирование и изготовление колес.
Грузоподъемность машины массой 210 кг была 490 кг. Благодаря луноходу астронавты получили возможность исследовать бóльшую, чем ранее, площадь поверхности Луны и передвигаться со скоростью до 13 км/ч. Во время экспедиции «Аполлона-17» вездеход прошел свой самый длинный путь по Луне — 36 км.
Скафандр EMU (Extravehicular Mobility Unit для выхода в открытый космос разработан в NASA в 1981 году. Он представляет собой двухсекционный полужесткий костюм и сейчас остается одним из двух рабочих типов скафандров для выхода в открытый космос. Используется в том числе на Международной космической станции (МКС) (второй тип скафандра — российский «Орлан-МК»).
Основные особенности американской разработки: он жестче и тяжелее отечественного, оборудован видеокамерой и литровой емкостью с водой, подключенной трубкой к шлему, а корпус может выдерживать температуры от минус 184 до плюс 149 градусов Цельсия. Костюм весит 145 кг, в нем можно работать в космосе до восьми часов.
Закрыв лунную программу в 1975 году, США решили вернуться на Луну вновь в начале 2000-х. «Орион» разрабатывался в рамках программы «Созвездие» для полетов к Луне и доставки людей и грузов на МКС. Предполагается, что в будущем он сможет высадить человека на Марс.
Разработка «Ориона», которую осуществляет компания Lockheed Martin, до сих пор до конца не завершена, хотя первый беспилотный испытательный полет прошел 5 декабря 2014 года.
Прототип лунного транспортного вездехода — это небольшой 12-колесный транспортер. Работает от аккумуляторов, заряда которых хватает на две недели работы, и может развивать скорость до 19 км/ч.
Работа над первым таким человекоподобным роботом началась в управлении еще в 1997 году. Идея проекта состояла в том, чтобы создать гуманоида, который мог бы помочь космонавтам в выполнении задач, где нужна еще одна пара рук, а также тех, выполнение которых могло быть слишком опасным для астронавтов.
Первой моделью стал робонавт R1, разработанный в двух версиях — R1A и портативный R1B. Он был представлен в 2002 году. И если верхняя его часть оставалась неизменной, то нижняя менялась в зависимости от задач, которые робот должен был выполнять. Так, модификация R1 Zero-G для работы на космической станции имеет одну шарнирную ногу, робот модели R1 RMP, разработанный в 2003 году, вместо ноги имеет два колеса (более поздняя модель — четыре). Такой робонавт участвовал в исследованиях NASA в пустыне.
В 2006 году к разработке роботов решила присоединиться компания General Motors, и в феврале 2010 года был представлен робонавт R2. Он в четыре раза быстрее R1, более ловкий и компактный, с сенсорными датчиками на кончиках пальцев. Его грузоподъемность — 18 кг, каждой рукой он может поднять и удерживать до 2,5 кг. Работу андроида обеспечивают 38 процессоров, управляемых членами экипажа в космосе и с Земли.
Изначально планировалось, что робонавт R2 будет испытываться только на Земле, но постепенно он был модифицирован для работы в космосе: заменены материалы обшивки, добавлены дополнительные экраны для уменьшения помех, усовершенствованы процессоры. В феврале 2011 года R2 был доставлен на МКС.
Следующее поколение роботов NASA R5, или «Валькирия», было разработано Космическим центром имени Линдона Джонсона для участия в испытаниях Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) в 2013 году. R5 был спроектирован за 15 месяцев на основе более ранних моделей робонавтов NASA.
У R5 модифицированы руки с четырьмя пальцами. У него появились передняя и задняя камеры, которые могут предупредить робота о возможной опасности, и автономный источник питания. Торс робота обладает повышенной подвижностью.