Скафандр xEMU

xEMU (Exploration Extravehicular Mobility Unit — исследовательский внекорабельный мобильный блок) — это скафандр нового поколения, разрабатываемый Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) для программы «Артемида» (Artemis). Предназначен для обеспечения безопасности и мобильности астронавтов при выходе в открытый космос (внекорабельной деятельности, ВКД) на поверхности Луны, а также в перспективе — на Марсе. xEMU призван заменить скафандры серии EMU, используемые на Международной космической станции (МКС) с 1980-х годов, и устранить их ключевые недостатки, такие как ограниченная подвижность и высокий риск загрязнения реголитом.

История разработки

Разработка xEMU началась в 2010-х годах в рамках подготовки к лунной программе «Артемида», целью которой является возвращение человека на Луну, включая высадку на южном полюсе. К 2017 году NASA представило прототип скафандра, получивший название Z-2, который проходил испытания в условиях земной гравитации и в бассейне нейтральной плавучести. В 2019 году агентство официально анонсировало xEMU как основной скафандр для миссий «Артемида III» и последующих.

В 2022 году NASA заключило контракт с компанией Axiom Space на сумму 228,5 миллиона долларов на разработку и производство скафандров для лунных миссий. Axiom Space, используя наработки NASA по xEMU, создала собственную версию скафандра, получившую название AxEMU (Axiom Exploration Extravehicular Mobility Unit). Первые прототипы AxEMU были представлены в 2023 году, а испытания в условиях, имитирующих лунную гравитацию, начались в 2024 году. Планируется, что окончательная версия скафандра будет готова к миссии «Артемида III», предварительно намеченной на 2026–2027 годы.

Конструкция и особенности

Устройство скафандра

xEMU/AxEMU состоит из нескольких ключевых компонентов, каждый из которых выполняет строго определённые функции:

• Твёрдая верхняя часть (Hard Upper Torso, HUT) — жёсткий корпус, на который крепятся шлем, порт подключения системы жизнеобеспечения и манипуляторы. В отличие от старого EMU, HUT в xEMU имеет более компактную конструкцию, что улучшает обзор и подвижность плечевого пояса.
• Шлем (Helmet) — сферический прозрачный купол, изготовленный из ударопрочного поликарбоната. Внутри шлема установлены дисплей и камера, передающие информацию астронавту (телеметрия, карты, инструкции). Шлем также оснащён системой защиты от запотевания и ультрафиолетового излучения.
• Нижняя часть (Lower Torso Assembly) — включает штаны, ботинки и пояс. Соединение с верхней частью осуществляется через герметичный разъём на поясе. Нижняя часть скафандра имеет эластичные суставы, позволяющие астронавту приседать, наклоняться и ходить.
• Перчатки (Gloves) — многослойные, с усиленными пальцами и подогревом. Перчатки xEMU спроектированы так, чтобы сохранять тактильную чувствительность и позволяют работать с инструментами в условиях вакуума.
• Рюкзак системы жизнеобеспечения (Portable Life Support System, PLSS) — автономный блок, который обеспечивает подачу кислорода, удаление углекислого газа, регулировку температуры и влажности, а также электропитание. PLSS в xEMU имеет модульную конструкцию, что упрощает его обслуживание и замену.

Материалы

Скафандр xEMU использует современные композитные материалы, включая кевлар, номекс, тефлон и специальные полимеры. Внешний слой скафандра покрыт термостойкой тканью, способной выдерживать перепады температур от -180 °C до +120 °C. Для защиты от лунной пыли (реголита) применяются герметичные уплотнители и специальные покрытия, снижающие абразивный износ.

Мобильность и эргономика

Одним из главных улучшений xEMU по сравнению с предыдущими моделями является значительное расширение диапазона движений. Астронавт в xEMU может:

• Поворачивать корпус в поясе на 360 градусов.
• Наклоняться вперёд и в стороны (до 45 градусов).
• Поднимать руки над головой.
• Ходить, бегать и приседать.

Это достигается за счёт использования эластичных суставов (плечевых, локтевых, коленных, тазобедренных) и гибких вставок, а также за счёт оптимизации расположения сочленений.

Система жизнеобеспечения

Система жизнеобеспечения xEMU рассчитана на автономную работу в течение 8 часов (с возможностью продления до 10 часов при использовании резервных запасов). Она включает:

• Кислородная система — подача чистого кислорода под давлением 0,3–0,5 атмосферы. Внутри скафандра поддерживается давление 0,3 атмосферы, что позволяет астронавту работать без предварительной десатурации (удаления азота из крови) в течение нескольких часов.
• Удаление CO₂ — осуществляется с помощью регенеративных фильтров на основе аминов или металлоорганических каркасов (MOF). Фильтры поглощают углекислый газ и выделяют его в вакуум при регенерации.
• Терморегуляция — активная система охлаждения с циркуляцией воды через жилет и подшлемник. Температура внутри скафандра поддерживается в диапазоне 10–30 °C.
• Влагоудаление — конденсация влаги из выдыхаемого воздуха и её отвод в специальный резервуар.
• Электропитание — литий-ионные аккумуляторы, обеспечивающие работу всех систем скафандра (связь, освещение, дисплей, насосы) в течение 8 часов.

Применение в лунных миссиях

Скафандр xEMU/AxEMU предназначен для использования в миссиях программы «Артемида», в первую очередь для высадки на южном полюсе Луны. Основные задачи, которые астронавты будут выполнять в скафандре:

• Геологические исследования — сбор образцов грунта и горных пород, бурение, картирование местности.
• Установка научного оборудования — развёртывание сейсмометров, спектрометров, камер и других приборов.
• Строительство лунной базы — сборка модулей, прокладка кабелей, монтаж солнечных панелей.
• Ремонт и обслуживание — замена компонентов, устранение неисправностей.

Для работы в условиях лунной гравитации (1/6 земной) скафандр имеет специальную конструкцию ботинок и систему подвеса, облегчающую передвижение. Также предусмотрена возможность крепления к скафандру дополнительного оборудования: инструментов, осветительных приборов, камер.

Сравнение с предыдущими моделями

Критика и проблемы

Несмотря на значительные улучшения, разработка xEMU сталкивается с рядом критических замечаний и технических проблем:

• Задержки в разработке — первоначально планировалось, что скафандр будет готов к 2024 году, однако из-за технических сложностей и бюджетных ограничений сроки были сдвинуты на 2026–2027 годы.
• Сложность интеграции — скафандр должен быть совместим с лунным посадочным модулем и другими системами «Артемиды», что требует длительной координации между подрядчиками.
• Высокая стоимость — разработка и производство каждого скафандра обходится в десятки миллионов долларов, что ограничивает количество выпускаемых экземпляров.
• Проблемы с герметизацией — испытания прототипов выявили утечки воздуха в области суставов и перчаток, что требует дополнительных доработок.
• Адаптация к марсианским условиям — хотя xEMU позиционируется как универсальный, его конструкция не полностью оптимизирована для марсианской гравитации (1/3 земной) и атмосферы (CO₂, низкое давление).

Перспективы

Скафандр xEMU/AxEMU является ключевым элементом программы «Артемида» и будущих пилотируемых миссий на Марс. В случае успешной реализации он позволит астронавтам проводить длительные выходы в открытый космос на поверхности других небесных тел, что откроет новые возможности для научных исследований, освоения ресурсов и строительства внеземных баз. Однако для этого необходимо решить существующие технические проблемы и обеспечить серийное производство скафандров.

Источники

• NASA. «Exploration Extravehicular Mobility Unit (xEMU)». NASA Fact Sheet, 2020.
• Axiom Space. «AxEMU: Next-Generation Spacesuit for Lunar Exploration». Technical Report, 2023.
• Jones, J. A. «Spacesuit Design and Development for the Artemis Program». Journal of Spacecraft and Rockets, 2022.
• Российское космическое агентство (Роскосмос). «Сравнительный анализ скафандров для лунных миссий». Технический обзор, 2021.
• «Artemis III: Mission Overview». NASA, 2024.