Все про місію Polaris Dawn, коли вперше в історії цивільна людина вийшла у відкритий космос
Космічний туризм зародився не так давно, але вже відгриміло кілька гучних місій, які мають статус історичних. Цивільні особи наблизилися до межі космосу, відвідали його та побували на МКС. Настав час нового епохального досягнення – звичайні люди з Землі покинули безпечний корабель і вийшли у відкритий та нещадний простір космосу.
Кілька слів про політ
Забезпеченням місії Polaris Dawn займається приватна космічна компанія SpaceX мільярдера Ілона Маска. Спершу запланована на 26 серпня, потім кілька разів перенесена місія нарешті стартувала у вівторок, 10 вересня, повідомляє Техно 24.
Як це було Polaris Dawn творить історію: яким був перший у світі комерційний вихід у відкритий космос
Polaris Dawn – перша з трьох очікуваних місій програми Polaris. Усе фінансування покриває мільярдер-філантроп Джаред Айзекман, який раніше вже співпрацював зі SpaceX в рамках місії Inspiration4. Тоді Айзекман вперше відвідав космос з трьома іншими цивільними особами, однак двоє з них були сертифікованими пілотами-професіоналами, втім саме Inspiration4 була першою повністю цивільною місією у космос, де не було жодного професійного астронавта.
Inspiration4 відгриміла успіхом, а Айзекману вдалося зібрати 250 мільйонів доларів для дитячої дослідницької лікарні Святого Іуди в Мемфісі. Тепер він сподівається повторити це досягнення завдяки Polaris Dawn, та інших місій програми.
- Айзекман та екіпаж Polaris Dawn піднімуть космічний корабель Dragon вище, ніж будь-яка інша пілотована місія з часів завершення програми "Аполлон" у 1970-х роках.
- Під час польоту екіпаж протестуваав і перевірив новий і вдосконалений дизайн спеціального скафандра SpaceX у вакуумі космосу, колективно здійснивши першу повністю цивільну позакорабельну діяльність (EVA).
- Капсула Crew Dragon має особливий інтер'єр, модифікований для перебування у вакуумі.
Екіпаж місії
Члени екіпажу Crew Dragon місії Polaris Dawn / Фото SpaceX
Перші двоє членів екіпажу добре знайомі, ще ж і надо, вони партнери. Джаред Айзекман і Скотт Потіт обидвоє керували попередньою місією Inspiration4, а ще вони полюбляють літати на літаках. Потіт взагалі відставний військовий пілот, який брав участь у бойових діях.
Джаред Айзекман засновник компанії Shift4 Payments, яка і зробила його мільярдером. Він вперше полетів у космос як командир місії SpaceX Inspiration4 у вересні 2021 року. Крім того, він здійснив швидкісну навколосвітню подорож. Раніше Айзекман володів компанією з підготовки реактивних пілотів Draken International і літав на власних пост-військових літаках. Він має близько 7 000 годин льотного стажу.
Скотт – підполковник Військово-повітряних сил США (ВПС США) у відставці, пілот з більш ніж 3200 годинами нальоту і більш ніж 400 годинами бойових дій. Потіт є давнім діловим партнером Айзекмана, він працював директором з розвитку бізнесу в Draken International та віце-президентом зі стратегії в Shift4. Під час проекту Inspiration4 Потіт виконував обов'язки директора місії, координуючи операції на землі під час першого космічного польоту Айзекмана.
Наступні двоє членів екіпажу цікаві тим, що вони обидвоє інженери SpaceX і це буде перший випадок в історії космічної галузі, коли звичайні інженери, які раніше працювали над космічним кораблем, зможуть осідлати його та полетіти в космос.
Сара Гілліс – провідна інженерка з космічних операцій у SpaceX. Вона відповідала за підготовку екіпажу Inspiration4. Крім того, вона має досвід роботи в місіях SpaceX Demo-2 і Crew-1, а також підтримувала інші вантажні місії SpaceX на Міжнародну космічну станцію (МКС) для NASA.
До речі, Гілліс – скрипалька з класичною освітою, яка приєдналася до SpaceX як стажерка у 2015 році, вивчаючи інженерію та танці в Університеті Колорадо в Боулдері.
Анна Менон також є провідною інженеркою з космічних операцій у SpaceX. Раніше вона обіймала посаду директора місії в диспетчерській SpaceX. Менон керує розробкою операцій екіпажу та його зв'язком. До роботи в SpaceX Менон сім років працювала в NASA в ролі біомедичного контролера польотів на МКС, де очолювала біомедичні операції під час 47 та 48 експедицій МКС.
Цікаво, що Менон мріяла про політ у космос відтоді, як її вчителька четвертого класу Елісон Сміт Балч взяла її на екскурсію до NASA. Балч була донькою астронавта Майкла Дж. Сміта, який трагічно загинув під час аварії космічного шатла "Челленджер" у 1986 році.
Тренування екіпажу
Екіпаж Polaris Dawn готувався до історичної місії за допомогою інтенсивних тренувань та інноваційних симуляцій.
Слід зазначити, що місія початково планувалася на кінець 2022 року, запуск місії неодноразово затримувався, що призвело до перенесення на літо 2024 року, а відбулася вона взагалі у перший тиждень вересня.
Та попри ці невдачі, екіпаж ретельно готувався до майбутніх випробувань, приділяючи значну увагу командній роботі, управлінню стресом і новаторським методам тренування позашляхової активності (EVA), простими словами – вихід екіпажу в космос за межі космічного корабля.
Екіпаж, включаючи Айзекмана та інших, провів останні три роки, інтенсивно готуючись до своєї місії. Спираючись на багатий досвід NASA, їхня підготовка ґрунтувалася на згуртованості групи та командній роботі, а сценарії були розроблені таким чином, щоб виявити та посилити сильні та слабкі сторони кожного члена команди.
Режим тренувань
Підготовка екіпажу включала широкий спектр складних вправ, покликаних імітувати фізичні та психічні навантаження, з якими вони зіткнуться в космосі.
Потіт розповів, що команда займалася підводним плаванням, альпінізмом, стрибками з парашутом і польотами на реактивному літаку з великою перевантаженням. Ці види діяльності були обрані для того, щоб викликати стрес і допомогти екіпажу відчути себе комфортно в незручних ситуаціях.
Екіпаж займався альпінізмом та іншими тренуваннями / Фото Polaris Program
Підготовка до виходу у відкритий космос
Одним з найбільш унікальних аспектів підготовки екіпажу Polaris Dawn була підготовка до виходу у відкритий космос (EVA). На відміну від традиційної підготовки астронавтів NASA, яка часто відбувається в Лабораторії нейтральної плавучості (NBL) у Г'юстоні, команді Polaris Dawn довелося адаптуватися через часові обмеження та логістичні проблеми.
Так тренуються астронавти NASA / Фото NASA
Інженери SpaceX в Готорні, штат Каліфорнія, розробили інноваційну систему канатів, шківів і противаг всередині симулятора капсули Dragon, щоб імітувати ефекти мікрогравітації. Ця система дозволяє екіпажу відпрацьовувати процедури EVA у високоточних умовах без необхідності занурення у воду.
Революційний костюм SpaceX
4 травня SpaceX представила новий скафандр EVA, який дуже нагадує товстішу версію скафандрів IVA, які раніше носили астронавти під час місій Crew Dragon. Саме його використали члени екіпажу місії Polaris Dawn.
У SpaceX раніше розповідали про виклики, пов'язані з модернізацією скафандра IVA, щоб він відповідав вимогам виходу у відкритий космос, зберігаючи при цьому його існуючі функціональні можливості.
Одним із викликів насправді було переконатися, що збережено всю функціональність скафандра IVA, на додаток до нових можливостей, які передбачають вихід у відкритий космос.
Щоб спростити місію, екіпаж Polaris Dawn використовував лише костюми EVA, усуваючи потребу в окремих скафандрах IVA.
Скафандр SpaceX EVA / Фото SpaceX
Ключові вдосконалення та особливості
Костюм EVA має кілька значних удосконалень, таких як модернізована система терморегулювання, що містить матеріали з міжступеневого простору ракети Falcon 9 і Cargo Dragon. Забрало шолома також було покращено за допомогою нового покриття мідного кольору, обробленого за допомогою того ж процесу оксиду індію та олова, що й вікно купола Inspiration4. Забрало призначене для герметизації скафандра, підтримання тиску, забезпечення оптичної чистоти, управління тепловими умовами та захисту екіпажу від шкідливих світлових хвиль.
Нові скафандри EVA оснащені пуповинним портом для забезпечення життєдіяльності під час виходу у відкритий космос, а також ручкою охолодження для регулювання внутрішньої температури. Технічні фахівці також зосередилися на поліпшенні суглобів і мобільності скафандра.
Ротатори на руках, плечах і зап'ястях були спеціально розроблені таким чином, щоб залишатися м'якими і гнучкими під час фаз без тиску, таких як запуск або входження в атмосферу, щоб запобігти дискомфорту або травмам. Під тиском ці суглоби стають жорсткими, щоб забезпечити необхідну рухливість для виконання завдань EVA.
Крім того, шоломи обладнані спеціальною HUD системою за допомогою якої екіпаж може бачити важливу інформацію та показники на склі перед собою.Завдання місії Polaris Dawn
Після запуску Polaris Dawn екіпаж піднявся на високу еліптичну орбіту, досягнувши максимальної висоти 1200 кілометрів і мінімальної висоти 190 кілометрів. Після завершення декількох орбіт космічний корабель Dragon піднявся на апогей до 1 400 кілометрів – це стало найвищою висотою, на яку людина піднімалася з часів "Аполлона-17" у 1972 році. Саме на цій високій орбіті екіпаж Polaris Down провів більшість своїх досліджень.
Дослідження радіаційного поясу Ван Аллена
Траєкторія місії привела екіпаж до частини радіаційного поясу Ван Аллена – регіону, наповненого магнітними пастками високоенергетичних заряджених частинок, розташованих між Землею та Місяцем. У той час як більшість людських космічних польотів в останні десятиліття були зосереджені на вивченні впливу мікрогравітації та радіації на низькій навколоземній орбіті (НОО), Polaris Dawn досліджувалат ці ефекти в більш інтенсивному середовищі далекого космосу.
Дослідження та експерименти
Протягом своєї п'ятиденної місії екіпаж Polaris Dawn провела близько 40 експериментів. Ці дослідження були зосереджені на низці тем, критично важливих для здоров'я людини та майбутнього космічних досліджень, зокрема:
- Моніторинг венозної газової емболії (ВГЕ): Екіпаж використовував ультразвук для виявлення та кількісної оцінки ВГЕ, що сприятиме вивченню схильності людини до декомпресійної хвороби.
- Дані про радіаційне середовище: Місія зібрала дані про космічну радіацію, щоб краще зрозуміти її вплив на біологічні системи людини.
- Мультиомічні аналізи: Біологічні зразки зібрані і збережені для довгострокового аналізу в Біобанку, що сприятиме ширшому розумінню здоров'я людини в космосі.
- Нейро-окулярний синдром, пов'язаний з космічним польотом (SANS): Екіпаж првів дослідження SANS, що становить значний ризик для здоров'я людини під час тривалих космічних польотів.
Експеримент з лазерного зв'язку
Окрім біологічних досліджень, Polaris Dawn випробувала систему лазерного зв'язку з використанням супутникової мережі Starlink компанії SpaceX. Хоча подробиць про цей експеримент небагато, Айзекман ще до старту натякав, що він може революціонізувати зв'язок для майбутніх космічних місій, зменшивши залежність від традиційних наземних станцій і старих супутникових систем.
Айзекман також наголосив, що цей експеримент має вирішальне значення для майбутнього польотів людини в космос, передбачаючи час, коли потенційно сотні космічних кораблів можуть бути задіяні в дослідницькій діяльності. Ця місія може закласти основу для нової ери космічного зв'язку і досліджень, розширивши межі можливого.
Перший в історії цивільний вихід у відкритий космос
Після дослідницької фази на максимальній висоті 1400 кілометрів екіпаж Polaris Dawn знизив орбіту до 700 кілометрів, щоб здійснити вихід у відкритий космос.
На відміну від типових виходів у відкритий космос на Міжнародній космічній станції (МКС) або попередніх космічних кораблях, які використовують шлюз для безпечного переходу астронавтів з герметичного середовища космічного корабля у вакуум космосу, космічний корабель Dragon не має такої можливості. Ця відсутність вимагає іншого підходу.
Айзекман та Гілліс вийшли у відкритий космос / Ілюстрація SpaceX
Чому відсутність шлюзової камери, це проблема?
На МКС та подібних космічних кораблях астронавти, які здійснюють вихід у відкритий космос, спочатку герметично закриваються в шлюзовій камері, яку потім повільно розгерметизують, щоб уникнути ризиків, пов'язаних зі швидкою декомпресією. Цей процес гарантує, що різниця в тиску між внутрішньою частиною космічного корабля і вакуумом космосу не завдасть жодної шкоди.
Щоб підготувати своє тіло до виходу у відкритий космос, астронавти пройшли протокол попереднього дихання, подібний до процедур, які використовують глибоководні водолази або пілоти висотних польотів. Цей протокол передбачав тривале дихання чистим киснем для виведення азоту з організму, що знижує ризик декомпресійної хвороби.
Однак, оскільки Dragon від SpaceX не має шлюзової камери, для виходу у відкритий космос, потрібно було розгерметизувати всю кабіну, піддавши весь космічний корабель впливу космічного вакууму. Цей унікальний виклик вимагав від екіпажу Polaris Dawn змінити традиційну процедуру підготовки.
В результаті все пройшло успішно.
Успіх цього польоту став важливою віхою не лише для Polaris Dawn, але й для SpaceX, оскільки він дозволив перевірити нові скафандри EVA та інноваційні процедури, необхідні для космічного корабля Dragon. Ці досягнення мають вирішальне значення для майбутнього дослідження космосу людиною, особливо з огляду на те, що SpaceX і програма Polaris мають на меті розширити свою діяльність за межі низької навколоземної орбіти.
Майбутні місії Polaris Program
Хоча конкретні деталі другого і третього польотів програми Polaris залишаються нерозкритими, Джаред Айзекман раніше зазначав, що для фінальної місії буде використано Starship компанії SpaceX, за умови, що він буде готовий до польоту. Айзекман також припустив, що майбутні місії Polaris можуть відіграти певну роль у збереженні і продовженні терміну служби застарілих космічних місій.
Цікаво SpaceX готується до п'ятого випробувального польоту Starship, однак місію ще не схвалило FAA
Одна з таких ініціатив включає пропозицію обслуговувати космічний телескоп "Габбл", потенційно виводячи його на вищу орбіту для продовження терміну його експлуатації. Крім того, Айзекман висловив занепокоєння з приводу можливого закриття рентгенівської обсерваторії Чандра через брак фінансування, і навіть написав листа адміністратору NASA Біллу Нельсону з проханням вирішити цю проблему.