Космические туристы впервые в истории выйдут в открытый космос: начат уникальный полёт Polaris Dawn. Его особенности и видео запуска.

Начат уникальный туристический космический полёт Polaris Dawn (русс. «Полярный рассвет»), в рамках которого в космос отправилось четыре туриста, а двое из них выйдут в открытый космос! И это далеко не единственная особенность Polaris Dawn.

Как прошёл запуск и на чём полетели туристы, как пройдёт Polaris Dawn и в чём его особенности, почему это один из самых рискованных космических полётов современности?

Содержание:

• Запуск
• Crew Dragon для Polaris Dawn
• Скафандры
• Экипаж
• Профиль полёта
• Чем ещё займётся экипаж?
• Риски Polaris Dawn
• Что дальше?

Выход в открытый космос во время полёта Polaris Dawn, иллюстрация. Credit: SpaceX.

Первоисточник статьи

Author: Колпаксиди Александр Павлович.

Запуск

Ниже приведено видео с YouTube, если оно не работает или медленно загружается, то можно посмотреть его на «Дзене» по этой ссылке.

Космический корабль Crew Dragon с многоразовой капсулой Resilience в рамках полёта Polaris Dawn был запущен с помощью ракеты-носителя Falcon 9 со стартового комплекса LC‑39A космодрома на мысе Канаверал (штат Флорида, США) 10 сентября в 10:38 по московскому времени. Космический корабль и ракета созданы и запущены американской компанией SpaceX Илона Маска. Об особенностях орбиты будет написано в разделе «Профиль полёта».

Для Falcon 9 это был уже 372 запуск в истории её эксплуатации и 87 в 2024 году, для Crew Dragon это 14 пилотируемый запуск, 5 туристический, 3 для капсулы Resilience, а также 2, когда корабль летит не к Международной космической станции (МКС). Для многоразовой первой ступени B1083, которая и в этот раз успешно вернулась на Землю после старта, это уже 4 пуск.

Стоит отметить, что запуск Polaris Dawn постоянно переносился и должен был состояться ещё в 2022 году. Впрочем, переносы — норма для всех стран и организаций.

Ракета-носитель Falcon 9 с кораблём Crew Dragon для полёта Polaris Dawn в момент, когда с другого стартового комплекса другая Falcon 9 выводила в космос очередную партию спутников Starlink. Снимок сделан с длинной выдержкой, поэтому запуск виден как характерная дуга. Credit: SpaceX.

Запуск Polaris Dawn. Credit: SpaceX.

Crew Dragon для Polaris Dawn

Капсула Resilience ранее уже использовалась в пилотируемой миссии Crew-1 к МКС и в туристическом полёте Inspiration4, который, кстати, напрямую связан с Polaris Dawn и был первым в истории, когда в космос полетели только космические туристы. Приборно-агрегатный отсек корабля одноразовый и для каждого полёта изготавливается с нуля.

Корабль Crew Dragon для Polaris Dawn. Credit: SpaceX.

Сотрудники SpaceX и корабли Crew Dragon для Polaris Dawn (слева) и Crew-9. Credit: SpaceX.

Для этого полёта Crew Dragon получил ряд модификаций. Вместо стыковочного узла установлены моторизированный люк, лестница, перила и крепления для страховочных фалов и шлангокабелей, по которым будет подаваться кислород и электропитание в скафандры. Вся система выхода в открытый космос получила название Skywalker (русс. «Скайуокер»).

Кстати, во время полёта Inspiration4 на этой же капсуле вместо стыковочного узла был установлен большой стеклянный купол.

Часть системы Skywalker. Credit: SpaceX.

Система жизнеобеспечения корабля также потерпела изменения: были установлены дополнительные баллоны с азотом и кислородом, а также система, позволяющая менять давление и соотношение газов. Но главное: во время выхода в открытый космос будет поддерживаться атмосфера чистого кислорода с низким давлением. Сейчас это может показаться странным, но в американски космических кораблях до «Спейс Шаттлов», т. е. в аппаратах серии «Меркурий», «Джемини» и «Аполлон», использовался для дыхания астронавтов чистый кислород при низком давлении — треть от нормального атмосферного давления (34 кПа). Последнее необходимо для предотвращения гипероксии. Такое решение значительно упрощало конструкцию кораблей, уменьшало их массу и внутреннее давление на стенки корабля в космосе, уменьшало риск декомпрессионной болезни при разгерметизации. Однако это значительно увеличивало риск пожара.

Crew Dragon получил дополнительное оборудование, позволяющее использовать лазерную связь для обмена данными со спутниками системы Starlink, которая тоже принадлежит SpaceX. Сами спутники её используют уже давно: в начале 2024 года с помощью лазеров передавалось 42 петабайта данных в день!

Связь Crew Dragon со Starlink, иллюстрация. Credit: SpaceX.

Благодаря Starlink экипаж сможет иметь доступ к сети Интернет на борту корабля. Для этого на Crew Dragon установили не только оборудование для связи со спутниками, но и экспериментальный маршрутизатор, который позволит подключаться к сети внутри корабля через Wi-Fi.

Маршрутизатор внутри Crew Dragon. Credit: SpaceX.

Скафандры

Для Polaris Dawn созданы скафандры, являющиеся модификацией аварийно-спасательных скафандров Spacex, которые используются для полётов к МКС. Как и российские аварийно-спасательные «Соколы» для «Союзов», американские ACES для «Спейс Шаттлов» или скафандры Boeing для «Старлайнера», базовая модель скафандров SpaceX необходима для спасения экипажа внутри корабля в случае разгерметизации и не предназначена для выхода в космос, хотя в экстренных ситуациях их можно для этого использовать на короткое время. Для осуществления выхода в открытый космос инженеры SpaceX модифицировали скафандры для Polaris Dawn, их новая версия получила название Extravehicular Activity Suit (EVA, русс. «Скафандр для внекорабельной деятельности»). Отличия этих скафандров от базовой версии:

• установлена улучшенная система терморегулирования и жизнеобеспечения;
• улучшена конструкция суставных сгибов;
• установлен защищающий от Солнца экран и антибликовое покрытие;
• шлем получил дополнительную защиту от запотевания;
• добавлены новые датчики космической и внутренней среды;
• добавлены нашлемные камеры;
• появилась система проецирования данных на стекло шлема.

Во время выхода в открытый космос скафандры будут наполнены чистым кислородом при пониженном давлении (35 кПа — примерно 1/3 от нормального атмосферного давления).

В отличие от российских скафандров «Орлан» и американских EMU, которые применяются на МКС и достаточно автономны, кислород и энергия для EVA будут поступать через шлангокабели.

Скафандры EVA внутри Crew Dragon. Credit: SpaceX.

Скафандр EVA. Credit: SpaceX.

Естественно, EVA также выполняют роль аварийно-спасательных скафандров при старте и посадке.

Известно, что время внекорабельной деятельности Polaris Dawn составит примерно 20 минут, но неизвестно, сколько максимум можно находиться в этих скафандрах в открытом космосе. Очевидно, что по этому показателю EVA не могут составить конкуренцию «Орланам» и EMU, которые могут находиться в открытом космосе более 8 часов. Однако такие лёгкие и компактные скафандры, как считают многие эксперты, в будущем потеснят текущие жёсткие и громоздкие, может, они даже появятся в космических кораблях, что будут совершать длительные полёты, например, к другим планетам или даже звёздам. Естественно, в этом случае они будут значительно совершеннее EVA, но будут учитывать опыт их эксплуатации.

Экипаж

Все члены экипажа хоть и не являются профессиональными астронавтами и считаются туристами, но имеют отличную подготовку, а также связаны с космосом или авиацией. Итак, экипаж Polaris Dawn:

1. Командир Джаред Айзекман является инициатором и Polaris Dawn, и Inspiration4, на его деньги были проведены оба полёта. Это уже его второй полёт в космос, первый — Inspiration4, тоже в качестве командира. Это опытный пилот, имеющий за спиной 7 тыс. часов полёта и несколько рекордов. Основатель компаний Payments Shift4 и Draken International, первая из них, которую Джерард создал в 16 лет, специализируется на обработке платежей, вторая — услугах для Военно-воздушных сил (ВВС) США и NATO.
2. Пилот Скотт Потит — пилот ВВС США в отставке, дублёр Айзекмана. Первый космический полёт.
3. Специалист миссии Сара Гиллис — старший инженер SpaceX по космическим операциям. Первый космический полёт.
4. Специалист миссии и бортовой врач Анна Менон — инженер и руководитель космических операций SpaceX. До работы в компании в течение шести лет работала биомедицинским диспетчером полётов в NASA, курируя МКС. Первый космический полёт.

Слева направо: Анна Менон, Скотт Потит, Джаред Айзекман и Сара Гиллис. Credit: SpaceX.

Важно отметить, что в открытый космос выйдут только двое из них: Джаред Исаакман и Сара Гиллис. Скотт Потит и Анна Менон останутся в корабле, но в скафандрах, так как капсула будет разгерметизирована.

Экипаж прошёл хорошую подготовку, которая включала симуляциею всех этапов полёта в барокамере.  

Профиль полёта

В течение часа после запуска экипаж и специалисты в центре управления полётами будут проводить оценку всех систем космического корабля. После этого начнётся медленное снижение давления на борту, от 100,0 до 59,6 кПа, с попутным увеличением относительного содержания кислорода. Этот процесс продлится 3 дня, он необходим для уменьшения содержание азота в организмах туристов и минимизирования риска декомпрессионной болезни во время выхода в открытый космос.

Перигей, самая близкая к Земле точка орбиты, будет находиться на высоте около 190 км (для сравнения, МКС находится на высоте около 420 км), а вот с апогеем, самой дальней от Земли точки орбиты, всё сложнее. Первоначально он будет находиться на высоте 1200 км, после его повысят до 1400 км, а Polaris Dawn побьёт рекорд миссии NASA «Джемини-11», апогей орбиты которой составил 1368 км. Лишь участники экспедиций «Аполлон» были дальше от Земли.

Однако на второй день апогей будет уменьшен до 750 км и останется таковым до конца полёта.

На третий день полёта начнётся подготовка к выходу в открытый космос. Экипаж тщательно проверит готовность скафандров и их герметичность, давление чистого кислорода внутри которых, как уже указывалось выше, составит 35 кПа — примерно 1/3 от нормального атмосферного давления. После этого произойдёт полная разгерметизация капсулы и открытие люка. Как уже указывалось ранее, внекорабельная деятельность будет недолгой — примерно 20 минут. Видимо, выход в открытый космос начнётся, когда Crew Dragon будет находиться на высоте около 750 км.

Планируется, что выход в открытый космос будет транслироваться.

Выход в открытый космос во время полёта Polaris Dawn, иллюстрация. Credit: SpaceX.

После завершения выхода капсула будет загерметизирована, после начнётся постепенное увлечение давления.

На пятый день полёта капсула отделится от приборно-агрегатного отсека, войдёт в атмосферу Земли и приводнится в Атлантическом океане.

Это не только первый в истории выход космических туристов в открытый космосе, но и первый случай, когда сразу 4 человека будут находиться в космическом вакууме одновременно. Предыдущий рекорд — 3 человека, поставлен в 1971 году во время миссии NASA «Аполлон-15».

Чем ещё займётся экипаж?

Экипаж проведёт 36 медицинских исследований, для чего все туристы перед полётом прошли многочисленные и тщательные медицинские исследования, а также будут их проводить после возвращения на Землю.

Такие контактные линзы с датчиками внутриглазного давления носят члены экипажа Polaris Dawn. Credit: John Kraus.

Особо можно выделить исследования, связанные с радиацией. Дело в том, что орбита Crew Dragon рассчитана таким образом, чтоб корабль в перигее пролетал через Южно-Атлантическую (Бразилькую) аномалию, где наблюдается ослабление магнитного поля и значительное увеличение космической радиации. Также благодаря снижению давления и разгерметизации экипаж планирует провести исследования декомпрессионной болезни и SANS — нейроокулярного синдрома, связанного с космическим полетом. Естественно, важную роль в этих экспериментах играют тщательные пред- и постполётные медицинские исследования. Кстати, благодаря Inspiration4 удалось выявить необычное «омолаживающее» влияние космических полётов на ДНК человека.

Как и Inspiration4, полёт Polaris Dawn также носит благотворительный характер и направлен на сбор средств для больницы St. Jude Children's Research Hospital, специализирующейся на детских онкологических заболеваниях. Inspiration4 смог собрать $243 млн.

Также на борт корабля взят слиток серебра, из которого сделают медали для Летних Олимпийский игр 2028 года в Лос-Анджелесе.

Риски Polaris Dawn

Polaris Dawn выглядит... страшно. Есть немалый риск, что полёт столкнётся с серьёзной проблемой и будет прерван значительно раньше, а выход в открытый космос, естественно, не состоится. Во-первых, схема полёта довольно сложная, ещё и выход в открытый космос. Во-вторых, хоть и Crew Dragon уже доказал свою надёжность, в этом полёте он серьёзно модифицирован. Да, работа инженеров SpaceX заслуживает доверия (чего теперь не скажешь о кое-какой другой организации), однако такая версия корабля хоть и проходила многочисленные наземные испытания, но впервые в космосе. В-третьих, экипаж хоть и прошёл отличную подготовку, но это всё ещё космические туристы, а не астронавты, которые прошли очень серьёзный отбор и имеют лучшую подготовку. Джеральд Айзекман, инициатор Polaris Dawn, заявил, что прекрасно понимает риски и во время полёта он, как и другие члены экипажа, будет буквально окружён смертью, но это не останавливает его.

Inspiration4 вызвал немало нареканий из-за аналогичных проблем и держал в напряжении многих специалистов. Во время этого полёта возникло несколько небольших поломок, которые, к счастью, не помешали плану. Будем надеяться, что и Polaris Dawn пройдёт гладко.

Что дальше?

Джеральд Айзекман хочет совершить ещё один туристический полёт, но уже с помощью Starship. Это крайне амбициозный и сложный проект SpaceX, который сейчас находится на стадии лётных испытаний. Навряд ли этот полёт состоится в ближайшие годы.

SpaceX готовит ещё один необычный туристический полёт Crew Dragon — Fram2. Его оплачивает китайский предприниматель Чунь Ван, кроме него в составе экипажа будет кинорежиссёр Яннике Миккельсен из Норвегии, полярный исследователь Эрик Филипс из Австралии и специалист по робототехнике Рабеа Рогге из Германии. Корабль будет двигаться по полярной орбите с целью изучения полюсов Земли. Планируемый полёт получил своё название в честь норвежского исследовательского судна «Фрам-2», которое на рубеже XIX–XX веков совершило три экспедиции к Северному и Южному полюсам. Запуск Fram2 может состояться уже в конце этого года.

Ну а пока SpaceX готовит миссию Crew-9 к МКС, которая, кстати, должна будет вернуть двух астронавтов проблемного корабля CST-100 Starliner от Boeing. Одним из членов экипажа Crew-9 будет наш космонавт Александр Владимирович Горбунов — уже пятый россиянин, летящий на Crew Dragon к МКС в рамках соглашения о перекрёстных полётах. 

Удачного полёта!