Los soviéticos definieron un traje espacial como una pieza de equipo que puede proteger a los astronautas del entorno externo y proteger sus actividades vitales durante los vuelos espaciales. Generalmente incluye un traje presurizado y un sistema de apoyo a la supervivencia. Estados Unidos define un traje espacial como un sistema que permite a los astronautas sobrevivir y trabajar eficazmente en el espacio. En resumen, los trajes espaciales deben garantizar, por un lado, la seguridad de los astronautas y, por otro, garantizar que los astronautas puedan trabajar con normalidad en el espacio.
Los trajes espaciales pueden proteger el cuerpo humano de factores ambientales como el vacío, las altas y bajas temperaturas, la radiación solar y los micrometeoritos. Generalmente consta de ropa especial, cascos, guantes y botas espaciales. Desde un punto de vista funcional, los trajes espaciales se pueden dividir en tres categorías: trajes espaciales intracabina, trajes espaciales extravehiculares y trajes espaciales extravehiculares intracabina. En cuanto a la presión interna de la ropa, existen prendas de baja presión y prendas de alta presión; desde un punto de vista estructural, se pueden dividir en tres tipos de trajes espaciales: combinación blanda, dura y blanda-dura.
Los trajes espaciales comunes se pueden dividir aproximadamente en cuatro capas: la primera capa es la ropa interior, que está hecha de algodón puro o uniformes de algodón y lino. La segunda capa es la capa de aislamiento térmico, que se combina con la ropa interior y está hecha de productos de lana o láminas de fibra sintética para desempeñar el papel de aislamiento térmico. La tercera capa es la capa de ventilación y disipación de calor con una estructura única. Está hecho de tubos microscópicos muy largos adheridos a la ropa. Cuando el cuerpo humano está aislado del mundo exterior, se puede eliminar el calor, la humedad y el olor generados por el cuerpo humano. La cuarta capa es una capa de restricción hermética y presurizada. No solo debe inflarse y presurizarse para proporcionar suficiente presión sobre el cuerpo sin fugas de aire, ni inflar demasiado la ropa para evitar el desgaste externo, sino que también debe permitir que las articulaciones se muevan libremente. Por lo tanto, la selección de materiales y el diseño de esta capa de estructura es difícil y es una capa clave de la ropa aeroespacial.
Los primeros trajes espaciales se desarrollaron a partir de equipos de protección aeronáutica. En la superficie terrestre, la presión del aire disminuye a la mitad por cada 5,5 kilómetros de aumento de elevación. Al mismo tiempo, a medida que aumenta la altitud, la temperatura bajará significativamente. Por cada 3,1 km de aumento de elevación, la temperatura bajará 16°C. Por lo tanto, con el desarrollo de la tecnología de la aviación, la altitud que pueden alcanzar los aviones es cada vez mayor y el entorno al que se enfrentan los pilotos es cada vez peor. Por lo tanto, los equipos de protección a gran altitud se han desarrollado rápidamente bajo tal demanda. Desde el simple tubo de oxígeno inicial y la máscara de oxígeno, gradualmente se convirtió en un traje presurizado completo.
Basado en la amplia experiencia y tecnología de la ropa de aviación de gran altitud, como la estructura de doble capa de la capa restrictiva y la capa hermética, el diseño del sistema de carga y la estructura de unión suave, el diseño del mecanismo del guante, el soporte de carga hermético y el diseño de la estructura del casco, el sistema de tallas de la ropa, etc. En 1931, la Unión Soviética desarrolló el primer prototipo del mundo Y-1. No tenía articulaciones móviles y las personas no podían moverse ni trabajar. Posteriormente, la Unión Soviética desarrolló el Y-2 con articulaciones móviles y el traje presurizado CK-UATL con sistemas de ventilación y suministro de oxígeno. En 1959, la Unión Soviética desarrolló el traje espacial C-10. Los expertos no están de acuerdo sobre si se deben utilizar trajes espaciales en la cabina durante los vuelos espaciales debido a la capacidad limitada de carga útil de las primeras naves espaciales. No fue hasta agosto de 1960 que se emitió oficialmente la declaración de la misión y se decidió desarrollar un traje espacial en cabina. El primer traje espacial de la Unión Soviética, el CK-1, se desarrolló sobre la base de los nuevos trajes protectores C-10 y B-3 y debería utilizarse con éxito en el primer vuelo espacial tripulado.
El desarrollo de los trajes espaciales americanos también se basa en los trajes de protección para la aviación de gran altitud. A partir de 1920, Estados Unidos comenzó a desarrollar trajes presurizados a gran altitud para resolver los problemas de suministro de oxígeno y protección térmica. El traje presurizado S-1 y el traje presurizado X-15 se desarrollaron sucesivamente. Más tarde, el disfraz del X-15 se utilizó directamente en el primer vuelo espacial tripulado del programa Mercury de EE. UU. con sólo algunas mejoras.
Los principales trajes espaciales de cabina desarrollados por la Unión Soviética incluyen: los trajes espaciales CK para la nave espacial "Vostok", de los cuales CK-1 es el modelo de astronauta masculino, y CK-2 es el modelo de astronauta femenina: "Soyuz" 12~ El traje espacial salvavidas "Eagle-K" se utiliza para la misión "Soyuz" 40; el traje espacial salvavidas Eagle KB es un producto de transición utilizado en los proyectos de la nave espacial Soyuz T y la estación espacial Diamond.
El traje espacial de supervivencia Eagle KB-2 se utiliza en todas las naves espaciales posteriores a la Soyuz T-2, incluidas las naves espaciales Soyuz TM y Soyuz TMA; el traje espacial de supervivencia Swift se desarrolla sobre la base del traje espacial de supervivencia Eagle. Se utilizó en el transbordador espacial Blizzard y solo realizó pruebas de vuelo no tripulados.
Los trajes espaciales extravehiculares desarrollados por la Unión Soviética incluyen: el traje espacial semirrígido "Falcon" para alunizajes, el traje espacial "Eagle" para alunizajes y el traje espacial "Seahawk" para misiones lunares. El "Yinghai-D" mejorado del traje espacial extravehicular "Yinghai" se puede reutilizar varias veces y se utiliza principalmente para actividades extravehiculares en las estaciones espaciales "Salyut" 6 y "Salyut" 7 Haiying-DM, Haiying -DMA y Seahawk-; M son prendas extravehiculares mejoradas de Seahawk-D, que se utilizan en la Estación Espacial Peace y la Estación Espacial Internacional respectivamente. El traje espacial extravehicular "Sea Eagle" de la Unión Soviética fue diseñado como un traje espacial "basado en órbita", por lo que tiene buenas capacidades de mantenimiento y reparación en órbita y puede adaptarse a astronautas de diferentes alturas y tamaños de pecho mediante el ajuste de las extremidades. articulaciones. Por el contrario, los trajes espaciales extravehiculares "terrestres" equipados en el transbordador espacial estadounidense se pueden ensamblar y configurar según los tipos de cuerpo de los diferentes astronautas para garantizar los requisitos físicos, pero sólo se pueden mantener y reparar en tierra.
El desarrollo de los trajes espaciales estadounidenses está impulsado por proyectos específicos. Las misiones espaciales tripuladas específicas tienen presupuestos específicos, lo que constituye una limitación importante en el desarrollo de trajes espaciales. Para ahorrar dinero, la investigación y el desarrollo de trajes espaciales estadounidenses adoptan un concepto de diseño modular y cada módulo se puede pedir según la cantidad requerida. Combinando módulos de diferentes tamaños, se puede proporcionar a los astronautas un traje espacial casi hecho a medida. En el programa Apolo, el traje espacial de cada astronauta se personalizó individualmente. Cada astronauta de la tripulación de alunizaje necesita 3 conjuntos de ropa, 1 conjunto para entrenamiento, 1 conjunto para vuelo y 1 conjunto de respaldo para el vuelo. Cada astronauta de la tripulación de respaldo para el alunizaje tenía dos conjuntos de ropa, uno para entrenar y otro para volar. Esto obliga a la NASA a gastar mucho dinero encargando una gran cantidad de trajes espaciales, desperdiciando recursos. Después de adoptar la idea modular, el volumen de pedidos de trajes espaciales se redujo considerablemente, ahorrando fondos limitados.
El traje espacial "Mercury" es un traje espacial de cabina mejorado sobre la base del traje presurizado de gran altitud X-15. El programa "Gemini" hizo que los trajes espaciales extravehiculares utilizados en el programa de alunizaje "Apollo" y los trajes espaciales extravehiculares utilizados en el programa "Gemini" fueran trajes espaciales de doble uso, es decir, no solo utilizados para actividades extravehiculares, sino también para lanzamiento y regreso. El escenario funciona como un traje espacial que salva vidas. Esta fue principalmente una elección que hubo que tomar debido a las limitaciones de peso del lanzamiento. En los programas del transbordador espacial y de la estación espacial internacional, debido a la mejora de la capacidad de carga, los trajes espaciales dentro de la cabina y los trajes espaciales fuera de la cabina están separados.
La principal unidad de investigación y desarrollo del traje espacial soviético es la Interstellar Company. Su predecesora fue la 918 Factory, un importante fabricante de equipos para unidades de aviones de alta velocidad para la antigua Unión Soviética. Ha desarrollado sucesivamente productos como trajes presurizados salvavidas a gran altitud, trajes presurizados para vuelos a gran altitud, trajes de vuelo integrales a gran altitud, trajes presurizados para pilotos de combate y trajes presurizados para pilotos de bombarderos, y tiene una rica experiencia en el Desarrollo de trajes presurizados para grandes altitudes. En 1959, Star Company inició la investigación y el desarrollo de trajes presurizados para vuelos espaciales tripulados. El desarrollo y gestión de los trajes espaciales soviéticos adoptó el modo de emitir cartas de tareas. La Primera Oficina de Diseño Experimental es el encargado del pedido del traje espacial y es responsable de emitir la declaración de la misión de desarrollo. Star Company es el contratista del traje espacial.
A diferencia de la Unión Soviética, el desarrollo de trajes espaciales estadounidenses adopta un modelo de subasta. La NASA es responsable de elaborar el RFP, y las empresas interesadas, individualmente o en conjunto con otros socios, proponen propuestas de diseño y producen prendas en principio y estilo para participar en la licitación. Después de la revisión por parte de un comité de expertos de la NASA, se determinó la oferta ganadora. El traje presurizado y el sistema de seguro de vida pueden ser desarrollados por diferentes empresas, siendo la NASA o un contratista general responsable de la integración general. Las principales unidades de I+D de trajes espaciales estadounidenses son: B.F. Goodrich Aerospace Company, DCC Company, AiResearch Company, HS Company, ILC Company, etc. Además, la Fuerza Aérea de Estados Unidos jugó un papel importante en el desarrollo de los trajes espaciales.
La Unión Soviética y Estados Unidos llevaron a cabo investigaciones y desarrollo de trajes espaciales de forma independiente. Sin embargo, a medida que el panorama político internacional cambió y los intercambios y la cooperación internacionales aumentaron, las diferencias tecnológicas entre la Unión Soviética y Estados Unidos se fueron desdibujando gradualmente.
Ambos países han experimentado un camino de desarrollo desde la combinación de trajes espaciales intracabina y trajes espaciales extravehiculares hasta la separación de trajes espaciales intracabina y trajes espaciales extravehiculares. Al principio, debido a la limitada capacidad de carga de la nave espacial, la combinación de trajes espaciales interiores y trajes espaciales extravehiculares era el último recurso. El aumento de la capacidad de carga ha creado las condiciones necesarias para la configuración separada de trajes espaciales interiores y trajes espaciales extravehiculares.
En octubre de este año, Estados Unidos lanzó una nueva generación de trajes espaciales. Desde la perspectiva del diseño, la idea modular es más prominente, lo que puede proporcionar a los astronautas actividades más flexibles y brindar aún más soporte técnico para la ejecución de diversas misiones espaciales complejas. y adoptó nuevas tecnologías de comunicación. En el pasado, los astronautas debían usar un auricular llamado "sombrero de Snoopy" dentro de su casco. El "sombrero de Snoopy" tiene poca transpirabilidad y hará que los astronautas suden por todo el cuerpo. Si un astronauta habla mientras se mueve, la radio se entrecorta. Los nuevos trajes espaciales cuentan con varios micrófonos inteligentes integrados. Las voces de los astronautas se capturan automáticamente cuando hablan, y la conexión con sus compañeros de equipo fuera de la cabina, dentro de la cabina o con la sede se volverá estable y clara.