Миссия Polaris Dawn почти с самого начала часто воспринималась как современный аналог программы Project Gemini в 1964-1966 годах (12 запусков космических кораблей, из них 10 с экипажем на борту). Тем более, что в перечне заданий Polaris Dawn были предусмотрены не только выход в открытый космос, но и попытка превзойти рекорд высоты для пилотируемого космического корабля на околоземной орбите, установленный во время миссии Gemini XI еще в 1966 году.
Сразу можно отметить, что в миссии Polaris Dawn был использован тот же принцип, что во время пилотируемых полетов на Gemini и Apollo – для выхода в открытый космос необходимо произвести полную разгерметизацию космического корабля. То есть в условиях открытого космоса оказывается сразу весь экипаж – просто часть астронавтов не покидает корабль. Логично, что в подобных случаях всем без исключения астронавтам записывают статус Spacewalk, только с примечанием «не покидал корабль». Однако полноценной внекорабельной деятельностью (Extravehicular activity, или EVA) считается вариант, когда астронавт действительно находится вне корабля. То есть в случае Polaris Dawn действия Джареда Айзекмана и Сары Гиллис все же считаются примером частичного Extravehicular activity (stand up only), когда астронавт не покидает корабль.
Фото: SpaceX
В последний раз подобный способ выхода в открытый космос (без шлюзовой камеры) был осуществлен 26 мая 1973 года во время миссии Skylab 2, первого пилотируемого полета к орбитальной станции Skylab. Тогда экипаж перед стыковкой пытался освободить и расправить застрявшую солнечную батарею станции – Apollo с разгерметизированной кабиной маневрировал возле станции, пилот Пол Джозеф Вайц наполовину высунулся в открытый люк (как раз тот самый пример EVA stand up only) и пытался с помощью шеста снять ремень крепления, который мешал развертыванию солнечной батареи. После этого все дальнейшие выходы астронавтов в открытый космос осуществлялись только через шлюзовые камеры – на станции Skylab, кораблях Space Shuttle и Международной космической станции.
Спустя более чем полвека во время миссии Polaris Dawn вернулись к старой концепции – поскольку SpaceX Crew Dragon не оборудован шлюзовой камерой, приходится полностью разгерметизировать корабль. В итоге, Polaris Dawn принесла новый рекорд – сразу четыре астронавта одновременно находились в условиях открытого космоса. Прежним рекордом было одновременное пребывание трех астронавтов в открытом космосе – во время миссий Apollo 9 (6 марта 1969 года), Apollo 15 (5 августа 1971 года), Apollo 16 (25 апреля 1972 года), Apollo 17 (17 декабря 1972 года), Skylab 2 (26 мая 1973 года) и Space Shuttle STS-49 (13 мая 1992 года). Причем эпизод STS-49 стоит особняком в этом перечне – это был единственный в истории случай, когда полноценную внекорабельную деятельность одновременно осуществляли три человека.
Если же говорить о рекорде высоты пилотируемого полета на околоземной орбите, то Polaris Dawn достиг его по следующей схеме – 10 сентября 2024 года Falcon 9 сразу вывел космический корабль SpaceX Crew Dragon Resilience на орбиту с большим апогеем (начальные параметры орбиты составляли 190х1216 км). После этого Dragon с помощью собственных двигателей Draco перешел на высоту 1400,7 км – то есть поднял свою орбиту еще примерно на 185 км. Это позволило побить рекорд Gemini XI, когда 14 сентября 1966 года экипаж Чарльза Конрада и Ричарда Гордона достиг высоты 1374,1 км (по данным NASA). Таким образом, прежний рекорд продержался почти ровно 58 лет (без четырех дней).
«Сверхвысотные» полеты Gemini (на самом деле их было два, миссии Gemini X и Gemini XI) были организованы по совершенно иному принципу. Космический корабль на начальной низкой орбите должен был стыковаться со специально подготовленным разгонным блоком Agena Target Vehicle – и уже с его помощью повысить свою орбиту. Это была действительно непростая задача даже в современных условиях, так как в каждой такой миссии необходимо осуществить по два запуска за короткий промежуток времени – сначала стартует Atlas SLV-3 с блоком Agena Target Vehicle, а менее чем через два часа стартует Titan II GLV с космическим кораблем Gemini.
Проблем было немало. Миссию Gemini VI перенесли почти на два месяца – Atlas SLV-3 Agena-D взорвался через 375 секунд после запуска (то есть исчезла сама цель миссии). Во время миссии Gemini VIII стыковка с Agena Target Vehicle была прервана из-за проблем с двигателем корабля, из-за чего Gemini начал кувыркаться на орбите – экипажу пришлось срочно завершить миссию и вернуться на Землю, полет продолжался менее 11 часов. Миссия Gemini IX-A, для которой был подготовлен отдельный тренировочный блок Augmented Target Docking Adapter (в отличие от Agena Target Vehicle, был гораздо меньшим по размерам и массе, оборудован только двигателями ориентации) – стыковка оказалась невозможной, так как ATDA не смог сбросить обтекатель. В итоге, наиболее успешными стали две следующие миссии – Gemini X и Gemini XI.
Ход миссии Gemini X (18-21 июля 1966 года)
Сначала был запущен Agena Target Vehicle на почти круговую орбиту высотой примерно 300 км. Через 1 час 40 минут стартовал Gemini X (экипаж Джона Янга и Майкла Коллинза), но из-за неточностей при выведении на орбиту космический корабль вышел на орбиту с параметрами только 159,9х168,9 км. Чтобы добраться до Agena Target Vehicle и осуществить стыковку, экипаж потратил почти 60% топлива. Пришлось существенно сократить программу миссии и отказаться от ряда запланированных операций. Но с помощью двигателя Agena Target Vehicle (Bell XLR81 тягой 7-7,2 тс) все же удалось поднять Gemini X до апогея 764 км. После этого корабль был переведен на почти круговую орбиту высотой 380 км, где состоялась операция сближения с другим Agena Target Vehicle, запущенным ранее в рамках миссии Gemini VIII.
Ход миссии Gemini XI (12-15 сентября 1966 года)
Процедура была уже стандартной – сначала запуск Agena Target Vehicle (снова на почти круговую орбиту высотой 300 км). После этого через 1 час 37 минут был запущен Gemini XI с экипажем Чарлза Конрада и Ричарда Гордона. Уроки предыдущей миссии были учтены – корабль без проблем вывели на орбиту с параметрами 160,5х279,1 км. После успешной стыковки «связку» из Gemini и Agena Target Vehicle удалось вывести на орбиту с рекордным апогеем 1374,1 км, на которой были сделаны два витка. После этого маневра тандем из космического корабля и разгонного блока был переведен на орбиту с параметрами 287х304 км. Как можно заметить, в обеих миссиях благодаря блоку Agena Target Vehicle с его мощным двигателем Bell XLR81 удавалось увеличить высоту орбиты примерно на 465-1075 км – то есть была возможность осуществлять орбитальные маневры в большом диапазоне.
Была еще миссия Gemini XII (финальная в программе Gemini), но в итоге пришлось ограничиться лишь стыковкой с Agena Target Vehicle. Возникли проблемы с двигателем Bell XLR81 на разгонном блоке, поэтому из соображений безопасности отказались от попытки поднять высоту орбиты корабля (не было гарантии, что двигатель сработает должным образом при возвращении на более низкую орбиту). Это решение оказалось верным – после возвращения Gemini XII на Землю была осуществлена попытка повторно включить двигатель Agena Target Vehicle, которая оказалась безуспешной.
Все комбинированные миссии с Gemini и Agena Target Vehicle были реализованы по двухпусковой схеме – когда можно на орбите собрать новую систему, которая позволит осуществлять операции, недоступные при однопусковой схеме (ограниченная грузоподъемность тогдашних ракет-носителей). В некотором роде это была репетиция запасного варианта для лунной пилотируемой программы – тогда были еще сомнения в возможностях ракеты-носителя Saturn V и корабля Apollo. В то время даже рассматривался вариант облета Луны на модернизированном корабле Gemini, как раз по двухпусковой схеме – выход на околоземную орбиту, стыковка с разгонным блоком, который позволит отправить Gemini с двумя астронавтами к Луне. Тем более, в рамках Project Gemini уже были две длительные миссии – Gemini V (7 дней 23 часа) и Gemini VII (13 дней 18,5 часов). То есть тогдашняя автономность кораблей Gemini вполне позволяла осуществить попытку облета Луны…
При всем внешнем сходстве многих элементов, Polaris Dawn и Gemini все же являются совершенно разными программами, которые ориентированы на разные цели (как в краткосрочной, так и в среднесрочной перспективе).
Телеграм-канал автора статьи, посвященный разным космическим темам и событиям – Space&World (https://t.me/UAspaceandworld)