Місія Polaris Dawn майже з самого початку часто сприймалася як сучасний аналог програми Project Gemini у 1964-1966 роках (12 запусків космічних кораблів, з них 10 з екіпажем на борту). Тим більш, у переліку завдань Polaris Dawn були передбачені не тільки вихід у відкритий космос, а ще й спроба перевершити рекорд висоти для пілотованого космічного корабля на навколоземній орбіті, який був здобутий під час місії Gemini XI ще в 1966 році.
Можна в першу чергу відзначити, що в місії Polaris Dawn був використаний такий само принцип, що і під час пілотованих польотів на Gemini й Apollo – для виходу у відкритий космос потрібно здійснити повну розгерметизацію космічного корабля. Таким чином, в умовах відкритого космосу негайно опиняється весь екіпаж – просто частина астронавтів не залишає корабель. Логічно, що в таких випадках усім без винятку астронавтам зазвичай записують статус Spacewalk, тільки з приміткою «не залишав корабель». Однак повноцінною позакорабельною діяльністю (Extravehicular activity, чи EVA) вважається той варіант, коли астронавт дійсно перебуває поза кораблем. Тобто у випадку Polaris Dawn дії Джареда Айзекмана та Сари Гілліс вважаються прикладом часткового Extravehicular activity (EVA stand up only), коли астронавт не залишає корабель.
Фото: SpaceX
Востаннє подібний спосіб виходу у відкритий космос (без шлюзової камери) був здійснений 26 травня 1973 року під час місії Skylab 2, першого пілотованого польоту до орбітальної станції Skylab. Тоді екіпаж перед стикуванням намагався вивільнити та розгорнути сонячну батарею станції, яку заклинило – корабель Apollo з розгерметизованою кабіною маневрував навколо станції, пілот Пол Джозеф Вайц наполовину висунувся у відкритий люк (якраз той самий приклад EVA stand up only) і намагався за допомогою жердини зняти ремінь кріплення, який заважав розгортанню сонячної батареї. Після цього всі подальші виходи астронавтів у відкритий космос здійснювалися тільки через шлюзові камери – на станції Skylab, кораблях Space Shuttle та Міжнародній космічній станції.
Минули трохи більше ніж півсторіччя, і під час місії Polaris Dawn повернулися до цієї старої концепції – адже SpaceX Crew Dragon не обладнаний шлюзовою камерою, тому доводиться повністю розгерметизувати корабель. Таким чином, Polaris Dawn принесла новий рекорд – відразу чотири астронавти одночасно перебували в умовах відкритого космосу. Попереднім рекордом було одночасне перебування трьох астронавтів у відкритому космосі – під час місій Apollo 9 (6 березня 1969 року), Apollo 15 (5 серпня 1971 року), Apollo 16 (25 квітня 1972 року), Apollo 17 (17 грудня 1972 року), Skylab 2 (26 травня 1973 року) і Space Shuttle STS-49 (13 травня 1992 року). У цьому переліку епізод STS-49 посідає окрему позицію – це був єдиний в історії випадок, коли повноцінну позакорабельну діяльність одночасно здійснювали три особи.
Стосовно рекорду висоти пілотованого польоту на навколоземній орбіті, то в Polaris Dawn досягли його за наступною схемою – 10 вересня 2024 року Falcon 9 відразу вивів космічний корабель SpaceX Crew Dragon Resilience на орбіту з великим апогеєм (початкові параметри орбіти становили 190х1216 км). Після цього Crew Dragon за допомогою власних двигунів Draco перейшов на висоту 1400,7 км – тобто підняв свою орбіту ще приблизно на 185 км. Це дозволило нарешті перевершити рекорд Gemini XI, коли 14 вересня 1966 року екіпаж Чарльза Конрада та Річарда Гордона досяг висоти 1374,1 км (за даними NASA). Таким чином, попередній рекорд протримався майже рівно 58 років (без чотирьох днів).
«Надвисотні» польоти Gemini (насправді їх було два, місії Gemini X і Gemini XI) були організовані за зовсім іншим принципом. Космічний корабель на початковій низькій орбіті повинен був зістикуватися зі спеціально підготованим розгінним блоком Agena Target Vehicle – і вже за його допомогою підвищити свою орбіту. Це насправді непросте завдання навіть у сучасних умовах, бо кожна така місія потребувала по два орбітальних запуски за короткий проміжок часу – спочатку стартує Atlas SLV-3 з блоком Agena Target Vehicle, а менш ніж за дві години стартує Titan II GLV з космічним кораблем Gemini.
Проблем було насправді чимало. Місію Gemini VI перенесли майже на два місяці – Atlas SLV-3 Agena-D вибухнув через 375 секунд після запуску, що позбавило запуск корабля Gemini будь-якого сенсу. Під час місії Gemini VIII стикування з Agena Target Vehicle було перерване через проблеми з двигуном корабля, внаслідок яких Gemini почав неконтрольовано крутитися на орбіті – екіпаж був змушений терміново зупинити місію та повернутися на Землю, політ тривав неповні 11 годин. Місія Gemini IX-A, для якої був підготований окремий тренувальний блок Augmented Target Docking Adapter (на відміну від Agena Target Vehicle, був набагато меншим за розмірами та масою, обладнаний тільки двигунами орієнтації) – стикування виявилося неможливим, бо ATDA після запуску не зміг скинути обтічник. У підсумку, найбільш успішними стали дві наступні місії – Gemini X і Gemini XI.
Перебіг місії Gemini X (18-21 липня 1966 року)
Спочатку був запущений Agena Target Vehicle на майже колову орбіту висотою приблизно 300 км. За 1 годину 40 хвилин стартував Gemini X (екіпаж Джона Янга і Майкла Коллінза), але через похибки під час виведення на орбіту космічний корабель вийшов на орбіту з параметрами лише 159,9х168,9 км. Щоб дістатися до Agena Target Vehicle та здійснити стикування, екіпаж витратив майже 60% палива. Через це довелося суттєво скоротити програму місії та відмовитися від низки запланованих операцій. Але вза допомогою двигуна Agena Target Vehicle (Bell XLR81 тягою 7-7,2 тс) все ж вдалося підняти орбіту Gemini X до висоти 764 км. Після цього корабель перевели на майже колову орбіту висотою 380 км, де була здійснена операція зближення з іншим Agena Target Vehicle, який був запущений раніше в рамках місії Gemini VIII.
Перебіг місії Gemini XI (12-15 вересня 1966 року)
Процедура була вже стандартною – спочатку запуск Agena Target Vehicle (знову на майже колову орбіту висотою 300 км). Після цього вже за 1 годину 37 хвилин стартував Gemini XI з екіпажем Чарльза Конрада та Річарда Гордона. Був врахований досвід попередньої місії – корабель без проблем вивели на орбіту з параметрами 160,5х279,1 км. Після успішного стикування цю «зв’язку» Gemini й Agena Target Vehicle вдалося вивести на орбіту з рекордним апогеєм 1374,1 км, на якій були здійснені два витки. Після цього маневру тандем з космічного корабля та розгінного блоку перевели на орбіту з параметрами 287х304 км. Як можна відзначити, в обох місіях завдяки блоку Agena Target Vehicle з його потужним двигуном Bell XLR81 вдавалося збільшити висоту орбіти приблизно на 465-1075 км – тобто була можливість здійснювати орбітальні маневри в чималому діапазоні.
Була ще місія Gemini XII (фінальна в програмі Gemini), але в підсумку довелося обмежитися стикуванням з Agena Target Vehicle. Виникли проблеми з двигуном Bell XLR81 на розгінному блоці, тому з міркувань безпеки відмовилися від спроби підняти висоту орбіти корабля (не було гарантії, що двигун працюватиме належним чином під час повернення на нижчу орбіту). Це рішення виявилося насправді вірним – після повернення Gemini XII на Землю була здійснена спроба повторного вмикання двигуна Agena Target Vehicle, яка виявилася безрезультатною.
Всі комбіновані місії з Gemini й Agena Target Vehicle були реалізовані за двохпусковою схемою – коли можна на орбіті зібрати нову систему, яка дозволить здійснювати операції, недосяжні за традиційною однопусковою схемою (обмежена вантажність тодішніх ракет-носіїв). Можна вважати. що це була репетиція резервного варіанту для місячної пілотованої програми – тоді ще були чималі сумніви в можливостях ракети-носія Saturn V і корабля Apollo. В той час навіть розглядали варіант обльоту Місяця на модернізованому кораблі Gemini, саме за двохпусковою схемою – вихід на навколоземну орбіту, стикування з розгінним блоком, який дозволить відправити Gemini з двома астронавтами до Місяця. Тим більш, у рамках Project Gemini вже були дві тривалі місії – Gemini V (7 днів 23 години) і Gemini VII (13 днів 18,5 годин). Тобто тодішня автономність кораблів Gemini цілком дозволяла здійснити спробу обльоту Місяця…
Попри всю зовнішню подібність багатьох елементів, Polaris Dawn і Gemini все ж є зовсім різними програмами, які спрямовані на досягнення різних цілей (як у короткостроковій, так і в середньостроковій перспективі).
Телеграм-канал автора статті, присвячений різним космічним темам і подіям – Space&World (https://t.me/UAspaceandworld)