Скафандр «Марсианина»: взгляд специалиста



    Рубрика «Гость блога». Сегодня в гостях Николай Моисеев — сооснователь американской частной космической компании Final Frontier Design, которая занимается разработкой космических скафандров. О Николае и его компании многие могли уже узнать из публикаций «Медузы» или Geektimes. Сегодня он, по моей просьбе, комментирует съемочные кадры будущего научно-фантастического фильма «Марсианин» (The Martian).

    Martian spacesuit

    Обзор конструкции «скафандра» фильма Риддли Скотта «Марсианин»

    1E2FE3AA

    Несомненно это не настоящий скафандр, а фантазия художника–костюмера. На форумах в Америке посвященным презентации какого-нибудь настоящего, реального скафандра я встречал комментарии типа «Мне не нравится этот скафандр, а вот скафандр из такого фильма или иллюстрации к такой-то книге или компъютерной игре». То есть самое главное сейчас оценивается внешний вид, а мои учителя на «Звезде» учили меня, что каждая лента и деталь костюма на скафандре строго функциональная и никак не для красоты. Времена меняются и функциональность сейчас не в почете. Илон Маск (Elon Musk) главным требованием к скафандру для капсулы Dragon выдвинул всего ОДНО требование – скафандр должен быть bad ass looking. Я не нашел этого значения в словарях, и знакомые американцы объяснили мне, что это означает «круто выглядеть». У серьезной компании только одно требование к скафандру! Сейчас их разработка скрывается от публики, но надеюсь Илон сдержит обещание и представит публике свое детище в конце года.

    Ну, ладно, оставим SpaceX и вернемся к фильму. Тенденция понятна и профессионалов не привлекаем, а делаем так как представляется художнику.

    martian spacesuit (12)

    Скафандр «марсианина» имеет светофильтр. Это спорно. Для Марса он не нужен, т.к. солнце видится гораздо меньше и расположено дальше.
    Светофильтр расположен внутри шлема, внутри основного остекления. Это мне напоминает «леоновский» «Беркут», в котором в КБ не учли результаты тепловых расчетов (в расчетном отделе сделали такое исследование, но его не прочитали и не учли). Алексей Архипович сильно перегрелся, лицо и голова вспотели в результате того, что светофильтр внутри шлема отражал тепловые потоки не только наружу в космос, но и внутрь скафандрового пространства. Потом комиссия работала и разбирала отказы и проблемы в ходе полета. Так вот, это был как анекдот, рассказывали ветераны и свидетели тех пусков. В отчете расчетчиков черным по белому было написано светофильтр должен быть снаружи! А сделали шлем со светофильтром внутри! Ну для Марса это расположение не критично, а вот сам светофильтр объективно не нужен, разве что в варианте без светоотражающего золотого покрытия и как доп. тепловая защита для работы ночью на поверхности Марса со спец. просветляющим ночным покрытием.

    martian spacesuit (6)

    Самое главное, что скафандр для фильма выполнен, как скафандр обжимного действия, а не стандартный с вентиляционным зазором. Классические скафандры существующие и летающие сейчас — это оболочки антропоморфной формы наддутые и обеспечивающие кислород для дыхания. Достаточно громоздкие, ограниченной подвижности. Но функциональные. Грубо говоря система скафандра состоит из двух подсистем – оболочка скафандра и системы жизнеобеспечения. На оболочке специально сконструированные шарниры и подшипники для обеспечения подвижности. Шарниры скафандра способные изгибаться под избыточным давлением по моему мнению и являются изюминкой проектирования скафандра и той оригинальной спецификой о которой почти нет литературы и очень мало специалистов, в отличие от миллионов инженеров по всей земле владеющими принципами создания систем жизнеобеспечения и прочих железок для скафандров.
    Для обеспечения теплового контроля подоболочечное пространство требует вентиляции и охлаждения с помощью специальной системы вентиляции и костюма водяного охлаждения для ВКД [Внекорабельной деятельности].

    Обжимного действия скафандр — это когда ткань костюма скафандра обжимает непосредственно тело космонавта. По английски Mechanical Counter Pressure Suit (MCP Suit). Наиболее известные проекты – Space activity suit Пола Уэбба (Paul Webb) и Bio-Suit Дейвы Ньюман (Dava Newman). Дейва сейчас стала зам руководителя НАСА.

    martian spacesuit (11)

    В качестве преимуществ называются меньше объем, лучше подвижность, не требуется система вентиляции так как испарения идут через ткань. Идет и охлаждение тела и удаляются выделения СО2 и т.д. MCP Suit часто представляется как наиболее прогрессивный дизайн концепция для скафандров. Но ни одного такого скафандра еще не летало и не использовалось.

    martian spacesuit (2)

    Современные высотно-компенсирующие костюмы военных летчиков тоже обжимают тело и спасают летчика в случае разгерметизации кабины самолета и дают время снизиться до плотных слоев атмосферы. Ключевым моментом тут является, что ВКК дают время для снижения и они не обжимают во время полета, а срабатывают только при снижении давления в кабине. Почему так?

    ВКК очень болезненны и после них синяки по телу. Обжимание происходит не всего тела, а голеней, бедр, рук и тела. Зона паха, подмышки, подколенные ямки, ступни, кисти рук например не обжимаются. И кровь будет приливать к этим областям и чем дольше время в кабине без давления тем больнее…

    Какие недостатки у MCP Suit?

    — для предотвращения гематом (синяков по простому) и кровоизлияний на коже и более серьезных последствий, давление на тело или компрессионное обжатие должно быть везде по телу равным и одинаковым, что трудно сделать. А в классическом скафандре это обеспечивается автоматически. Человеческое тело сложное и есть природные ямки и вогнутости, например плечо снаружи легко обжать, а подмышку проблематично.
    — некоторые области тела очень чувствительны к обжатию. Это гениталии у мужчин и грудь у женщин.
    — человеческое тело меняет свои размеры в процессе движения и жизни. Грудь при дыхании меняет свой обхват. Бицепс при нагрузке напрягается и увеличивается в размере и так далее. На одном американском форуме написали – а как быть с эрекцией у мужчин? Ведь это иногда случается. Чаще или реже…
    — уровень компрессии 220 мм ртутного столба или примерно 30 кПа (0.3 атм, 4.3 psid). С чем сравнить? Мужские носки обжимают с компрессией 5 мм рт ст. Медицинское компрессионное белье (например носки) обжимают 30-40 мм рт ст. Вы можете их купить и попробовать. Носить это некомфортно. И даже болезненно. Одевать носок приходится минуты две. А теперь представьте как давит на все тело… И как одевать такой скафандр? Пол Уэбб надевал свой костюм 45 минут с помощью двух ассистентов.
    — переход от костюма к шлему требует герметизации так как твердый шлем наддут, а скафандр нет. Уплотнение герметизации размещают на шее и это опять больно. Наша шея чувствительна к давлению на нее.
    — Снаружи такого скафандра надо защитную одежду, что мы и видим у «марсианина».
    — система охлаждения за счет испарения через ткань вызывает вопросы. Снаружи скафандра – вакуум или как в случае Марса сильно разреженная атмосфера или почти вакуум. В случае с интенсивной нагрузки понятно, что космонавт будет потеть и пот будет испаряться через ткань MCP Suit. А как быть в случае покоя? Космонавт стоит или сидит, а ткань не держит ничего и испарение идет всегда. Будет пересыхание, дискомфорт как минимум и переохлаждение. Нахождение баланса здесь еще впереди.

    Эти моменты были известны среди специалистов.

    Я в процессе подготовки этих комментариев пришел еще к одному моменту. Одним из «выдающихся» преимуществ MCP Suit называется то, что при проколе оболочки классического скафандра произойдет разгерметизация и кислород/воздух выйдет, наступит смерть космонавта. А в MCP Suit это не страшно так как скафандр не герметичен по определению.



    Верхнюю одежду (наружные слои 8-9 слоев) скафандра ВКД трудно проколоть, плюс силовая оболочка и гермооболочка. В книге которую я читал, какой-то штырь проколол скафандр и кровь загерметизировала прокол и скафандр не потерял кислород. Костюмеры же реализовали идею MCP Suit в фильме.

    Примечание Zelenyikot: видимо, Николай имеет в виду, что сюжетный ход с кровью, герметизирующей отверстие в скафандре, уместен при использовании классического типа наддутых скафандров. В таком случае, более аутентичным является ранний фанарт на книгу:
    martian spacesuit (1)
    Метки:
    Поделиться публикацией
    Комментарии 63
    • +17
      Ну а самое главное — эти лампочки внутри шлема, когда голливуд выпустит фильм со скафандром без лампочек в шлеме, я, наверное, напьюсь:)
      • +11
        Вы бы предпочли смотреть фильм, где лицо главного персонажа различимо лишь в трети всех сцен?
        • +4
          Да, я бы посмотрел такой фильм, ведь у режиссера есть масса других выразительных средств, почему бы не поработать с голосом и звуками, например.
          • +9
            Потому что это неэффективно. В творчестве даже роботам дают лица, потому что это идеальный способ «сконнектить» зрителя и персонажа. Зачем отнимать такой мощный канал взаимодействия? Ради абсолютного реализма?
            • +4
              В фильме Her робот прекрасно обходится без каких-либо намеков на тело, работает одним голосом, что не помешало исполнительнице главной роли наполучать призов и создать все необходимые эмоции. Все дело в таланте режиссера.
              • +6
                В фильме her не робот, а ИИ.

                Все дело не в таланте режиссера, а в его желании. Я более чем уверен что Спайк Джонз сделал героиню Her бестелесной намеренно, преследуя свои цели и стремясь создать определенный отклик у зрителя. Что Ридли Скотт смог бы передать, спрятав персонажу лицо в большей части сцен? Лично я, в рамках истории Марсианина, и учитывая характер Марка, никаких весомых доводов или причин найти не могу.
                • 0
                  Я марсианин не смотрел (и не читал), возможно Ридли Скотт ничего не смог бы передать, а возможно отключив один из каналов восприятия, он добился бы обострения других, увеличил бы значимость сердцебиения и других звуков. Я, впрочем, никогда не выступал за то, чтоб все фильмы были с настоящими скафандрами, но я бы не отказался посмотреть кино научно-фантастического жанра, сделанное без компромиссов.
                • +2
                  Фон Триер, помнится, однажды даже почти без декораций обошёлся — расчертил всё, что надо было, мелом по чёрному фону.

                  Мне сдаётся, если бы Ридли Скотт аналогично поступил в данном фильме, вы бы к середине ролика яростно плевались. И дело здесь не в таланте режиссёра, а в том, что и как режиссёр хочет показать.

                  И да, мимика лица играет очень большую роль в невербальных коммуникациях. Сравните ваши собственные впечатления от разговора по телефону и вживую с одним и тем же человеком.

                  В фильме Her робот


                  Робот. У меня кофеварка и планшет тоже прекрасно обходятся и без мимики, и без жестов, и вообще много без чего.
                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                    • +4
                      Вспомните скрытых масками Бэйна из нолановского Бэтмана или Несмертного Джо из последнего Безумного Макса. Много ли у них мимики лица? А ведь потрясающе эмоциальные роли.
                      • +3
                        (вздохнув) Потому что в таких случаях у персонажа собственных эмоций как таковых нет — точнее, их не надо показывать. Надо показывать глобальный накал страстей, который и вызывает эмоции в вас.

                        Если это попробовать сделать не в яростном боевике, а в том же «Марсианине», я боюсь, вы уснёте минуте на пятнадцатой — будет попросту невыносимо скучно, ибо от фильма останутся детали конструкции скафандра и эпическое сражение этой конструкции с песчаной бурей.
                  • +21
                    Вот этот очаровашка прекрасно обходился без лица и без тела вообще. А воздействовал как… Ух!

                    image
                    • +1
                      Отсутствие лица и\или тела это прекрасный способ обесчеловечить персонажа, кстати говоря, сделать его чужим. А оттуда уже несложно слепить из него полноценого злодея.
                      • 0
                        Более того, его можно сделать фактически diabolus ex machina: вездесущим, всезнающим, богоподобным по возможностям (особенно в условиях крайне замкнутых экосистем). Натурально всемогущий противник, который и протагониста, и зрителя будет ввергать в ужас одним своим шепотком.
                        • +1
                          Это Вы про GLaDOS сейчас?
                          • 0
                            равно как и про HAL9000
                    • +1
                      Вот, например, персонаж
                      image

                      Кто был исполнитель я узнал только из титров. И премного удивился.
                      • 0
                        Кстати, да :) И пусть кто скажет, что роль данного персонажа была недостаточно эмоциальной.
                        • +1
                          И, к слову, Антоник, на мой взгляд, сыграл голосом очевидно лучше Уивинга. Это один из немногих дубляжей, который уделывает оригинал под орех.
                      • 0
                        «V for Vendetta» смотрели? Там лицо главного героя не показывают вообще, однако же, его характер передан весьма хорошо.
                  • +3
                    Вроде в «Гравитации» без лампочек внутри. Или я уже забыл?
                    • +5
                      Ага там чуть хитрее, лампочки снаружи, которые потом стерли графикой (и добавили стекла тоже графикой), но эффект тот же выходит.
                      примерно так
                      image
                    • +1
                      Да там у Ридли по-ходу оставались всякие скафандры еще со съемок Прометея, так он и нашел им применение. Шутка конечно. Но поддерживаю полностью: первое, что бросилось в глаза – это эти лампочки в шлеме.
                      • 0
                        А когда Голливуд выпустит фильм, где во время передвижения по каким-то дебрям, ночью, со стороны не будет светить какой-то прожектор, я тоже, наверное, напьюсь :D
                        Заголовок спойлера
                        Хотя я и не пью :D
                      • +3
                        >Одним из «выдающихся» преимуществ MCP Suit называется то, что при проколе оболочки классического скафандра произойдет разгерметизация и кислород/воздух выйдет, наступит смерть космонавта.

                        Да, но по оригиналу:

                        >У антенны оказалось достаточно сил, чтобы пробить скафандр и мой бок, но её остановили кости таза. Так что в скафандре появилась лишь одна дыра — и дырка во мне, конечно же. Меня ударило довольно сильно, я скатился с крутого холма. Каким-то образом я приземлился лицом вниз, что вынудило антенну принять довольно острый угол — сильно вывернув дыру в костюме. Отверстие оказалось почти герметичным.
                        • 0
                          О том и идёт речь: в фильме показан MCP Suit, а в книге описан скафандр с наддувом.
                        • +8
                          То есть самое главное сейчас оценивается внешний вид, а мои учителя на «Звезде» учили меня, что каждая лента и деталь костюма на скафандре строго функциональная и никак не для красоты. Времена меняются и функциональность сейчас не в почете. Илон Маск (Elon Musk) главным требованием к скафандру для капсулы Dragon выдвинул всего ОДНО требование – скафандр должен быть bad ass looking. Я не нашел этого значения в словарях? и знакомые американцы объяснили мне, что это означает «круто выглядеть». У серьезной компании только одно требование к скафандру!

                          Имхо это нормальный прогресс любой техники. Сперва все громоздкое, сугубо функциональное. Какой ещё дизайн, главное чтобы хотя бы работало, желательно надежно и качественно. Потом технология обкатывается, шлифуется, находятся алтернативные способы, появляется возможность думать не только о том что оно должно заработать, но и о том как оно может выглядеть. Этот путь проделали компьютеры, телевизоры, самолеты, автомобили и, пожалуй, вообще любая техника какая только выходила в массовую продажу. Не думаю что к этому нужно относиться как к чему-то плохому.
                          • 0
                            Дизайн не в ущерб цене и качеству — согласен. Но почему-то слишком часто получается в ущерб. Цене — Apple, цене и качеству — Vertu (функциональность ведь тоже в некотором смысле качество), качеству — хлам с алиэкспресса по пять копеек пучок.
                            • +4
                              Не вижу тут ни одного примера, где дизайн именно в ущерб качеству.

                              Apple — просто дорогая техника исходя из позиционирования и «потому что могут», причем тут дизайн?
                              Vertu — специальные штуки, сделанные исключительно ради дизайна и статуса, при этом цена — это тоже часть статуса, а с функциональностью всё нормально, звонит же.
                              Хлам с али по пять копеек — просто дешевое дерьмо, у которого всё плохо в целом, а не из-за дизайна.
                              • +2
                                Тонкие летевизоры (с плохой акустикой), ноутбуки (без нужных портов), телефоны (не могущие ровно лежать на столе). «спортивные» обвесы на овощный кроссоверах, ломающиеся о невысокую бровку. Большие красивые диски на рамниках, вытряхивающие душу на плохих дорогах, ловящие «змеиные укусы» и ломающиеся на ямах. Рояльный лак, который царапается и притягивает пыль. Глянцевые экраны. Примеров тысячи.
                                • +1
                                  Это всё довольно спорно, в разной степени.

                                  1. Тонкие телевизоры — у массовых телевизоров всегда было плохо с акустикой, не по причини снижения толщины, потому что она всегда была поскольку-постольку, всё равно желающие покупают домашний кинотеатр\ресивер\внешнюю акустику.
                                  2. Ноутбуки конкретно Apple — не имеют портов не из-за дизайна, а из-за идеи такой своеобразной минималистичности. Это такая, хм, религия, а не дизайн. При этом полно ноутбуков с нормальным набором портов для желающих.
                                  3. Овощные кроссоверы 95% покупаются в качестве «большой городской машины», а не внедорожника. Тут не дизайн виноват, а то, что клиентам НЕ нужен внедорожник, а нужна внешность.
                                  4. Те же причины с большими дисками.
                                  5. Глянцевые экраны многим кажутся дающими лучшую картинку без зернистости, так что не дизайн опять. И снова есть выбор для всех.

                                  Отчасти можно только принять пример ниже с тонкими телефонами. Но и тут тоже, 1) смартфоны всегда жили 1-2 дня, когда были 2 см толщиной — тоже 2) более толстые смартфоны с большей батареей есть, но они не особенно популярны (да, в т.ч. и потому, что у них есть прочие проблемы и это обычно далеко не флагманы).

                                  Но в целом, мне кажется, дело не производителях с их упором на дизайн, а в покупателях, которым в большинстве важнее внешность, статус и прочее.
                                  • 0
                                    По-моему вы спорите ради спора. Перечитайте еще раз свой ответ на пункт 3, потом вернитесь к предмету спора и подумайте где разница. Я не нашел.

                                    Когда клиентам нужна «внешность», в ущерб основным качествам класса машины это и есть принести функциональность в жертву дизайну.

                                    Это и с остальными примерами. В том числе и пунктом #1 (в топовых моделях телеков акустика стала хуже, чем была раньше именно из-за толщины, а не потому, что «не надо»).
                                    • 0
                                      Когда клиентам нужна «внешность», в ущерб основным качествам класса машины это и есть принести функциональность в жертву дизайну


                                      Как будто в этом есть что-то плохое.
                                      • 0
                                        Ну плохо или нет, я не могу судить. За это платят деньги, хорошо наверное. Я просто говорю что это есть и часто встречается. Сам воспринимаю такие вещи как необходимое зло. Хотя иногда и выбираю вещи по внешнему виду.
                                  • +3
                                    Ох, как мне нравится этот вечный пример «да на этой машине не заедешь на бордюр!». Для того, черт возьми, эти бордюры и стоят, чтобы на машине на них не заезжали.
                                    • 0
                                      Я не про заезд на бордюр, а парковку «колесом в бордюр», тогда бампер находится над бровкой. Смешно видеть кроссовер, который с такой парковкой не справляется, хотя рядом так стоит обычный седан.
                                      • 0
                                        А для чего тогда стоят бордюры в местах, где разрешена парковка частью машины на тротуаре? Тоже чтобы не заезжали?
                                        • 0
                                          Как правило, в этих местах стоит очень низкий чисто номинальный бордюр, проблем с которым у серийных машин не возникает.
                                          • 0
                                            Не знаю где такое правило, у нас обычно в таких местах бордюр такой же, как везде
                                    • 0
                                      Самый простой пример: в угоду маркетингу, который проповедует тонкий девайс = стильный девайс = современный девайс мы потеряли емкость аккумуляторов и приобрели технику, для которой немыслимо прожить 3 дня без подзарядки.

                                      А всего 7 лет назад я заряжал свою нокию раз в неделю и горя не знал.
                                      • 0
                                        Еще играет роль вес девайса и функциональность по сравнению с Нокией. Девайсы с большими аккумуляторами делают и сейчас (пусть и не все), не всегда они удобны в использовании.
                                        • 0
                                          Та вы и сейчас можете её раз в неделю заряжать и горя не знать ;-)

                                          Но вообще есть Xenium и разномастные китайцы с 4000mAh батареями.
                                          • 0
                                            Но вообще есть Xenium и разномастные китайцы с 4000mAh батареями


                                            И их безумная рыночная популярность многое говорит нам о том, как покупатель жить не может без большой батарейки.
                                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                    • +1
                                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                      • +1
                                        Премьера в мире 25 ноября 2015 го. В РФ начало показов с 3 декабря.
                                      • 0
                                        Лозунг «Вперед, на Марс» придумал в тридцатые годы Фридрих Артурович Цандер. Полет на Марс был его мечтой, над осуществлением которой он работал вместе с Сергеем Павловичем Королевым.
                                        По стечению обстоятельств о нем написана книга, которая называется «Марсианин» (там даже есть немного о скафандре, хотя это задача тогда не являлась, конечно, первоочердной).

                                        epizodsspace.narod.ru/bibl/golovanov/marsianin/obl.html
                                        • +2
                                          image
                                          Он будет по марсианским скалам лазить?
                                          www.gearinstitute.com/climbing/climbing-harnesses/item/wild-country-elite-ziplock
                                          • 0
                                            Может ради развесов? :) В любом случае, почему бы не интегрировать в скафандр. Тем более, что при наличии только нижней части системы при зависании его тупо веревернёт вниз головой (груз-то в лице баллонов с дыхательной смесью имеется). А если ещё потеря сознания при этом?
                                          • 0
                                            Обидно, ибо автор писал книгу довольно аккуратно с научной точки зрения.
                                            В книге чувствуется внимание к деталям, а тут только эпичная, яркая картинка.
                                            • +1
                                              А разве на марсе нет давления? зачем там вообще компенсация?
                                              • 0
                                                Вообще-то на марсе есть атмосфера. Соответсвенно, есть и давление.
                                                • 0
                                                  Ну о чем и я.
                                                  • 0
                                                    Есть то оно есть, но такое, что, можно сказать, что и почти нет.
                                                  • +1
                                                    Давление на Марсе есть, 1/100 от земного. Вот 99/100 приходится компенсировать.
                                                    • 0
                                                      ого, да, вчера как раз наткнулся на инфу, что там давление как на уровне 30 000 м на земле. жаль… мне всегда казалось, что там можно ходить практически без скафандра, хоть иногда.
                                                      • 0
                                                        Уверяют, что иногда и совсем недолго так ходить можно и в вакууме. Был прецедент — разгерметизация скафандра при испытаниях в камере. Человек даже чувствовал как кипит на языке вода. Главное — не задерживать дыхание, иначе порвёт остатками воздуха. Будет баротравма легких.
                                                        • 0
                                                          да, я в курсе. мой комментарий не о том, что никак нельзя.
                                                  • +1
                                                    Начал читать книгу, великолепно.
                                                  • 0
                                                    Объясните, пожалуйста. Я правильно, понимаю, что раз в фильме показан MCP Suite, то момент про полет как Железный Человек тоже неправильный?
                                                    • 0
                                                      В космос он полетел в другом скафандре.

                                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.