Все о миссии Polaris Dawn, когда впервые в истории гражданский человек вышел в открытый космос
Космический туризм зародился не так давно, но уже отгремело несколько громких миссий, которые имеют статус исторических. Гражданские лица приблизились к границе космоса, посетили его и побывали на МКС. Настало время нового эпохального достижения - обычные люди с Земли покинули безопасный корабль и вышли в открытое и беспощадное пространство космоса.
Несколько слов о полете
Обеспечением миссии Polaris Dawn занимается частная космическая компания SpaceX миллиардера Илона Маска. Изначально запланированная на 26 августа, затем несколько раз перенесенная миссия наконец стартовала во вторник, 10 сентября, сообщает Техно 24.
Как это было Polaris Dawn творит историю: каким был первый в мире коммерческий выход в открытый космос
Polaris Dawn – первая из трех ожидаемых миссий программы Polaris. Все финансирование покрывает миллиардер-филантроп Джаред Айзекман, который ранее уже сотрудничал со SpaceX в рамках миссии Inspiration4. Тогда Айзекман впервые посетил космос с тремя другими гражданскими лицами, однако двое из них были сертифицированными пилотами-профессионалами, впрочем именно Inspiration4 была первой полностью гражданской миссией в космос, где не было ни одного профессионального астронавта.
Inspiration4 отгремела успехом, а Айзекману удалось собрать 250 миллионов долларов для детской исследовательской больницы Святого Иуды в Мемфисе. Теперь он надеется повторить это достижение благодаря Polaris Dawn, и другим миссиям программы.
- Айзекман и экипаж Polaris Dawn поднимут космический корабль Dragon выше, чем любая другая пилотируемая миссия со времен завершения программы "Аполлон" в 1970-х годах.
- Во время полета экипаж протестировал и проверил новый и усовершенствованный дизайн специального скафандра SpaceX в вакууме космоса, коллективно осуществив первую полностью гражданскую внекорабельную деятельность (EVA).
- Капсула Crew Dragon имеет особый интерьер, модифицированный для пребывания в вакууме.
Экипаж миссии
Члены экипажа Crew Dragon миссии Polaris Dawn / Фото SpaceX
Первые двое членов экипажа хорошо знакомы, еще и надо, они партнеры. Джаред Айзекман и Скотт Потит оба руководили предыдущей миссией Inspiration4, а еще они любят летать на самолетах. Потит вообще отставной военный пилот, который участвовал в боевых действиях.
Джаред Айзекман основатель компании Shift4 Payments, которая и сделала его миллиардером. Он впервые полетел в космос как командир миссии SpaceX Inspiration4 в сентябре 2021 года. Кроме того, он совершил скоростное кругосветное путешествие. Ранее Айзекман владел компанией по подготовке реактивных пилотов Draken International и летал на собственных пост-военных самолетах. Он имеет около 7 000 часов летного стажа.
Скотт – подполковник Военно-воздушных сил США (ВВС США) в отставке, пилот с более чем 3200 часами налета и более чем 400 часами боевых действий. Потит является давним деловым партнером Айзекмана, он работал директором по развитию бизнеса в Draken International и вице-президентом по стратегии в Shift4. Во время проекта Inspiration4 Потит исполнял обязанности директора миссии, координируя операции на земле во время первого космического полета Айзекмана.
Следующие двое членов экипажа интересны тем, что они оба инженеры SpaceX и это будет первый случай в истории космической отрасли, когда обычные инженеры, которые ранее работали над космическим кораблем, смогут оседлать его и полететь в космос.
Сара Гиллис – ведущий инженер по космическим операциям в SpaceX. Она отвечала за подготовку экипажа Inspiration4. Кроме того, она имеет опыт работы в миссиях SpaceX Demo-2 и Crew-1, а также поддерживала другие грузовые миссии SpaceX на Международную космическую станцию (МКС) для NASA.
Кстати, Гиллис – скрипачка с классическим образованием, которая присоединилась к SpaceX как стажерка в 2015 году, изучая инженерию и танцы в Университете Колорадо в Боулдере.
Анна Менон также является ведущим инженером по космическим операциям в SpaceX. Ранее она занимала должность директора миссии в диспетчерской SpaceX. Менон руководит разработкой операций экипажа и его связью. До работы в SpaceX Менон семь лет работала в NASA в роли биомедицинского контроллера полетов на МКС, где возглавляла биомедицинские операции во время 47 и 48 экспедиций МКС.
Интересно, что Менон мечтала о полете в космос с тех пор, как ее учительница четвертого класса Элисон Смит Балч взяла ее на экскурсию в NASA. Балч была дочерью астронавта Майкла Дж. Смита, который трагически погиб во время аварии космического шаттла "Челленджер" в 1986 году.
Тренировка экипажа
Экипаж Polaris Dawn готовился к исторической миссии с помощью интенсивных тренировок и инновационных симуляций.
Следует отметить, что миссия изначально планировалась на конец 2022 года, запуск миссии неоднократно задерживался, что привело к переносу на лето 2024 года, а состоялась она вообще в первую неделю сентября.
Но несмотря на эти неудачи, экипаж тщательно готовился к предстоящим испытаниям, уделяя значительное внимание командной работе, управлению стрессом и новаторским методам тренировки внедорожной активности (EVA), простыми словами – выход экипажа в космос за пределы космического корабля.
Экипаж, включая Айзекмана и других, провел последние три года, интенсивно готовясь к своей миссии. Опираясь на богатый опыт NASA, их подготовка основывалась на сплоченности группы и командной работе, а сценарии были разработаны таким образом, чтобы выявить и усилить сильные и слабые стороны каждого члена команды.
Режим тренировок
Подготовка экипажа включала широкий спектр сложных упражнений, призванных имитировать физические и психические нагрузки, с которыми они столкнутся в космосе.
Потит рассказал, что команда занималась подводным плаванием, альпинизмом, прыжками с парашютом и полетами на реактивном самолете с большой перегрузкой. Эти виды деятельности были выбраны для того, чтобы вызвать стресс и помочь экипажу почувствовать себя комфортно в неудобных ситуациях.
Экипаж занимался альпинизмом и другими тренировками / Фото Polaris Program
Подготовка к выходу в открытый космос
Одним из самых уникальных аспектов подготовки экипажа Polaris Dawn была подготовка к выходу в открытый космос (EVA). В отличие от традиционной подготовки астронавтов NASA, которая часто происходит в Лаборатории нейтральной плавучести (NBL) в Хьюстоне, команде Polaris Dawn пришлось адаптироваться из-за временных ограничений и логистических проблем.
Так тренируются астронавты NASA / Фото NASA
Инженеры SpaceX в Готорне, штат Калифорния, разработали инновационную систему канатов, шкивов и противовесов внутри симулятора капсулы Dragon, чтобы имитировать эффекты микрогравитации. Эта система позволяет экипажу отрабатывать процедуры EVA в высокоточных условиях без необходимости погружения в воду.
Революционный костюм SpaceX
4 мая SpaceX представила новый скафандр EVA, который очень напоминает более толстую версию скафандров IVA, которые ранее носили астронавты во время миссий Crew Dragon. Именно его использовали члены экипажа миссии Polaris Dawn.
В SpaceX ранее рассказывали о вызовах, связанных с модернизацией скафандра IVA, чтобы он отвечал требованиям выхода в открытый космос, сохраняя при этом его существующие функциональные возможности.
Одним из вызовов на самом деле было убедиться, что сохранена вся функциональность скафандра IVA, в дополнение к новым возможностям, которые предусматривают выход в открытый космос.
Чтобы упростить миссию, экипаж Polaris Dawn использовал только костюмы EVA, устраняя потребность в отдельных скафандрах IVA.
Скафандр SpaceX EVA / Фото SpaceX
Ключевые усовершенствования и особенности
Костюм EVA имеет несколько значительных усовершенствований, таких как модернизированная система терморегулирования, содержащая материалы из межступенчатого пространства ракеты Falcon 9 и Cargo Dragon. Забрало шлема также было улучшено с помощью нового покрытия медного цвета, обработанного с помощью того же процесса оксида индия и олова, что и окно купола Inspiration4. Забрало предназначено для герметизации скафандра, поддержания давления, обеспечения оптической чистоты, управления тепловыми условиями и защиты экипажа от вредных световых волн.
Новые скафандры EVA оснащены пуповинным портом для обеспечения жизнедеятельности во время выхода в открытый космос, а также ручкой охлаждения для регулирования внутренней температуры. Технические специалисты также сосредоточились на улучшении суставов и мобильности скафандра.
Ротаторы на руках, плечах и запястьях были специально разработаны таким образом, чтобы оставаться мягкими и гибкими во время фаз без давления, таких как запуск или вхождение в атмосферу, чтобы предотвратить дискомфорт или травмы. Под давлением эти суставы становятся жесткими, чтобы обеспечить необходимую подвижность для выполнения задач EVA.
Кроме того, шлемы оборудованы специальной HUD системой с помощью которой экипаж может видеть важную информацию и показатели на стекле перед собой.Задачи миссии Polaris Dawn
После запуска Polaris Dawn экипаж поднялся на высокую эллиптическую орбиту, достигнув максимальной высоты 1200 километров и минимальной высоты 190 километров. После завершения нескольких орбит космический корабль Dragon поднялся на апогей до 1 400 километров – это стало самой высокой высотой, на которую человек поднимался со времен "Аполлона-17" в 1972 году. Именно на этой высокой орбите экипаж Polaris Down провел большинство своих исследований.
Исследование радиационного пояса Ван Аллена
Траектория миссии привела экипаж к части радиационного пояса Ван Аллена – региона, наполненного магнитными ловушками высокоэнергетических заряженных частиц, расположенных между Землей и Луной. В то время как большинство человеческих космических полетов в последние десятилетия были сосредоточены на изучении влияния микрогравитации и радиации на низкой околоземной орбите (НОО), Polaris Dawn исследовала эти эффекты в более интенсивной среде дальнего космоса.
Исследования и эксперименты
В течение своей пятидневной миссии экипаж Polaris Dawn провел около 40 экспериментов. Эти исследования были сосредоточены на ряде тем, критически важных для здоровья человека и будущего космических исследований, в частности:
- Мониторинг венозной газовой эмболии (ВГЭ): Экипаж использовал ультразвук для выявления и количественной оценки ВГЭ, что будет способствовать изучению склонности человека к декомпрессионной болезни.
- Данные о радиационной среде: Миссия собрала данные о космической радиации, чтобы лучше понять ее влияние на биологические системы человека.
- Мультиомические анализы: Биологические образцы собраны и сохранены для долгосрочного анализа в Биобанке, что будет способствовать более широкому пониманию здоровья человека в космосе.
- Нейро-окулярный синдром, связанный с космическим полетом (SANS): Экипаж провел исследование SANS, что представляет значительный риск для здоровья человека во время длительных космических полетов.
Эксперимент по лазерной связи
Кроме биологических исследований, Polaris Dawn испытала систему лазерной связи с использованием спутниковой сети Starlink компании SpaceX. Хотя подробностей об этом эксперименте немного, Айзекман еще до старта намекал, что он может революционизировать связь для будущих космических миссий, уменьшив зависимость от традиционных наземных станций и старых спутниковых систем.
Айзекман также подчеркнул, что этот эксперимент имеет решающее значение для будущих полетов человека в космос, предвидя время, когда потенциально сотни космических кораблей могут быть задействованы в исследовательской деятельности. Эта миссия может заложить основу для новой эры космической связи и исследований, расширив границы возможного.
Первый в истории гражданский выход в открытый космос
После исследовательской фазы на максимальной высоте 1400 километров экипаж Polaris Dawn снизил орбиту до 700 километров, чтобы осуществить выход в открытый космос.
В отличие от типичных выходов в открытый космос на Международной космической станции (МКС) или предыдущих космических кораблях, которые используют шлюз для безопасного перехода астронавтов из герметичной среды космического корабля в вакуум космоса, космический корабль Dragon не имеет такой возможности. Это отсутствие требует другого подхода.
Айзекман и Гиллис вышли в открытый космос / Иллюстрация SpaceX
Почему отсутствие шлюзовой камеры, это проблема?
На МКС и подобных космических кораблях астронавты, которые осуществляют выход в открытый космос, сначала герметично закрываются в шлюзовой камере, которую затем медленно разгерметизируют, чтобы избежать рисков, связанных с быстрой декомпрессией. Этот процесс гарантирует, что разница в давлении между внутренней частью космического корабля и вакуумом космоса не нанесет никакого вреда.
Чтобы подготовить свое тело к выходу в открытый космос, астронавты прошли протокол предварительного дыхания, подобный процедурам, которые используют глубоководные водолазы или пилоты высотных полетов. Этот протокол предусматривал длительное дыхание чистым кислородом для выведения азота из организма, что снижает риск декомпрессионной болезни.
Однако, поскольку Dragon от SpaceX не имеет шлюзовой камеры, для выхода в открытый космос, нужно было разгерметизировать всю кабину, подвергнув весь космический корабль воздействию космического вакуума. Этот уникальный вызов потребовал от экипажа Polaris Dawn изменить традиционную процедуру подготовки.
В результате все прошло успешно.
Успех этого полета стал важной вехой не только для Polaris Dawn, но и для SpaceX, поскольку он позволил проверить новые скафандры EVA и инновационные процедуры, необходимые для космического корабля Dragon. Эти достижения имеют решающее значение для будущего исследования космоса человеком, особенно учитывая то, что SpaceX и программа Polaris имеют целью расширить свою деятельность за пределы низкой околоземной орбиты.
Будущие миссии Polaris Program
Хотя конкретные детали второго и третьего полетов программы Polaris остаются нераскрытыми, Джаред Айзекман ранее отмечал, что для финальной миссии будет использован Starship компании SpaceX, при условии, что он будет готов к полету. Айзекман также предположил, что будущие миссии Polaris могут сыграть определенную роль в сохранении и продлении срока службы устаревших космических миссий.
Интересно SpaceX готовится к пятому испытательному полету Starship, однако миссию еще не одобрило FAA
Одна из таких инициатив включает предложение обслуживать космический телескоп "Хаббл", потенциально выводя его на более высокую орбиту для продления срока его эксплуатации. Кроме того, Айзекман выразил беспокойство по поводу возможного закрытия рентгеновской обсерватории Чандра из-за нехватки финансирования, и даже написал письмо администратору NASA Биллу Нельсону с просьбой решить эту проблему.