В те первые годы, когда стремительно и радикально развивалась не только реактивная авиация, но и ракетная техника, «наверху» начали подумывать над захватывающими перспективами космических полетов. Собственно говоря, это уже чувствуется по правительственным решениям еще сталинских времен – конца 1952 года, оформленным в постановлении Совмина СССР от 6 февраля 1953 года. Документ обязывал Томилинский завод «разработать и изготовить в 1953—1954 годах установки, состоящие из катапультных тележек, снабженных кислородной аппаратурой и скафандрами для животных (собак)». Цель же этого задания была далеко идущей – «определить саму возможность пребывания живых существ на высотах до 100—110 км после заброса их туда с помощью ракет, последующего катапультирования и спуска на парашюте». По сути дела, на ранних стадиях подготовки пилотируемых космических полетов акцент был сделан на проработках систем жизнеобеспечения, а не на скафандрах, как таковых.
В 1957 году появилась ГКЖ (герметическая кабина для животных). Именно в этой кабине знаменитая собака Лайка совершила полет на искусственном спутнике Земли 3 ноября 1957 года. Это уже был биологический корабль с живым существом на борту. Но, наконец, настал момент, когда «Звезде» дали задание исторического значения – разработать скафандр для полета в космос первого человека. Произошло это в 1959 году после выхода постановления правительства, санкционирующего работы «по подготовке полета человека на искусственном спутнике Земли». Это, в общем-то, отражало технические реалии, поскольку капсула Гагарина и была спутником, только большим. Сам корабль представлял собой многоступенчатую ракету – лишь средство вывода спутника с человеком на околоземную орбиту.
Вопрос об исполнителях задания обсуждался специальной комиссией Академии наук под руководством ее президента М. Келдыша. Подрядчики, казалось бы, получили четкие указания, но еще до конца лета 1960 года не утихал конфликт интересов участников работ. НПП «Звезда» создало образцы действующего скафандра за короткие сроки и уже в конце 1959-го приступило к их отработке, но в феврале последовало новое задание – сделать не скафандр, а защитный костюм, рассчитанный на спасение космонавта только после приземления или приводнения спускаемого модуля. То есть речь шла о принципиальных изменениях, поскольку спасательный костюм был бы бесполезен в случае разгерметизации корабля в космосе. Среди противников скафандра оказались разработчики самого корабля, считавшие подобную опасность ничтожной. Разрубить узел противоречий удалось только за 8 неполных месяцев до запланированного полета Гагарина благодаря личному вмешательству Сергея Королева. И только после этого на основе имеющихся заделов был создан «гагаринский» скафандр СК-1.
По принятой классификации его можно отнести к «мягким» скафандрам, оснащенным несъемным, почти сферическим шлемом.
Хотя первый космический полет занял всего 108 минут, последующие экспедиции на орбиту планировались более продолжительными. Поэтому на космических скафандрах, в отличие от авиационных, впервые устанавливалось тогда еще экзотическое для пилотов, но крайне необходимое ассенизационное устройство, которым можно было пользоваться не раздеваясь.
СК-1 успешно использовались во время всех полетов кораблей первой серии «Восток», а не только гагаринского. Существовала и его особая модификация – СК-2, разработанная специально для полета в космос первой в мире женщины-космонавта в 1963 году. «Двойка» отличалась от базовой версии лишь теми изменениями, которые были продиктованы особенностями женской анатомии и физиологии.
В середине 1964-го руководители советской космической программы приняли решение о новом сенсационном эксперименте на орбите – первом выходе человека с борта космического корабля в открытый космос. Это обстоятельство ставило перед разработчиками скафандров целый ряд новых технических задач. Они, конечно, диктовались серьезными различиями между внутренней средой космического корабля и условиями внешнего пространства – царства почти полного вакуума, вредных излучений и экстремальных температур.
«Одежда» для космоса должна была стать радикально иной по сравнению с «космическим домашним халатом» – простым спасательным скафандром.
Во-первых, скафандр для выхода в космос должен был защищать от перегрева, если космонавт находится на солнечной стороне, и, наоборот, от охлаждения – если в тени, разница температур между которыми составляет более 100°С, а также от ослепления солнечной радиацией и от метеорного вещества. Во-вторых, обеспечить максимальную безопасность человеку, быть предельно надежным и иметь минимальный объем и массу. Но самое главное, что при всем этом космонавт в нем должен был также передвигаться около корабля и выполнять определенную работу.
Эти технические задачи удалось эффективно реализовать в конструкции скафандра «Беркут», в котором 18 марта 1965 года А. Леонов покинул борт корабля новой серии «Восход-2». Гермооболочка «Беркута» состояла из двух слоев. Скафандр имел также экранно-вакуумную теплоизоляцию.
По существу, это был комбинезон, сделанный из нескольких слоев пленки с блестящей алюминиевой поверхностью. Место между слоями специально имело зазор для того, чтобы снизить передачу тепла в любую сторону. Принцип термоса – тепло не берется и не отдается. Кроме того, слои пленки-ткани прокладывались специальным сетчатым материалом. В результате удалось добиться очень высокого уровня теплового сопротивления.
Глаза космонавта защищал особый светофильтр из тонированного органического стекла толщиной почти полсантиметра. Он играл двоякую роль – ослаблял интенсивность солнечного света и не пропускал к лицу биологически опасную часть лучей солнечного спектра.
Первый выход в открытый космос имел ограниченные задачи. Потому и система жизнеобеспечения казалась относительно простой (с высоты современного уровня) и была рассчитана на 45 минут работы. Она размещалась в ранце с кислородным прибором и баллонами емкостью по 2 литра. На корпусе ранца крепился штуцер для их заправки и окошко манометра для контроля за давлением. Ранец размером 520х320х120 мм пристегивался к спине при помощи быстродействующего разъема.
На непредвиденный случай в шлюзовой камере установили резервную кислородную систему, которая была соединена со скафандром с помощью шланга.
Так, в середине 60-х годов возник второй по счету принципиально новый тип космической одежды, давший начало целому семейству скафандров, которое на профессиональном языке называется «Скафандр для ВКД» (вне корабельной деятельности).
После полета «Восхода-2» и первой «прогулки» в космосе на повестку дня встал вопрос о выводе на орбиту нескольких кораблей, их стыковке, что предполагало проведение операций, связанных с переходами людей через открытый космос. Кроме того, с 1967-го начались полеты новых кораблей типа «Союз», принципиальное отличие которых от предшественников состояло в том, что они были уже пилотируемыми летательными аппаратами. И, следовательно, потенциальное время работы человека в космосе вне корабля должно было увеличиться.