Космічна драма в реальному часі: астронавти опинилися в пастці на МКС

Перша пілотована місія космічного корабля CST-100 стала справжнім викликом для США, коли екіпаж опинився "в пастці" на Міжнародній космічній станції. Фахівці тривалий час шукали спосіб повернути астронавтів на Землю і зрештою зупинилися на варіанті, який можна назвати найменш ризикованим.

Історія першої пілотованої місії CST-100 Starliner легко могла би слугувати сюжетом для науково-фантастичного фільму з елементами жахів, в якому астронавти залишаються сам на сам із безмежним космосом.

Проте насправді все зовсім не так, як у фільмах. У реальному житті існує багато способів повернути астронавтів на Землю, навіть якщо один із кораблів, пристикованих до орбітальної станції, повністю вийшов з ладу.

Як відомо, на Міжнародній космічній станції завжди є значний запас всього необхідного, тому членам екіпажу не загрожує смертельний голод. Однак астронавти, які наважилися полетіти на кораблі CST-100, стикаються з іншими викликами. І ці виклики досить серйозні - настільки, що викликають асоціації з пригодами персонажа Метта Деймона у фільмі "Марсіанин".

Планували запустити першу пілотовану місію Starliner ще у 2017 році, але це не вдалося. За наступні роки запуск багаторазово відкладався, головним чином через питання безпеки.

5 червня 2024 року відзначилося ревом двигунів ракети Atlas V, яка сповістила про початок нової епохи в пілотованих космічних місіях. На борту космічного корабля CST-100 в цей момент перебували командир астронавт Баррі Вілмор і пілот Суніта Вільямс.

Це досвідчені і заслужені спеціалісти. Вілмору на момент запуску виповнився 61 рік, а Суніті Вільямс - 58. Свого часу вона встановила рекорд з тривалості безперервного перебування жінки в космічному польоті (194 доби), який потім перевершила італійка Саманта Крістофоретті.

Але радість американців від вдалого старту швидко зійшла нанівець, адже проблеми почались практично одразу після запуску, а потім почали наростати, як снігова куля.

Вже через кілька годин після початку польоту, управління польотами повідомило астронавтам про необхідність закриття двох колекторів через витоки гелію. Цей газ використовується для подачі палива в систему двигунів, які служать для маневрування в космічному просторі та для гальмування під час повторного входу космічного корабля в атмосферу Землі.

Команди виявили три витоки гелію на космічному кораблі. Один із них обговорювався ще до польоту, - зазначило NASA у своїй заяві. - Два інші витоки виявилися новими і були виявлені після виходу корабля на орбіту.

Іншими словами, про виток гелію стало відомо ще до запуску космічного корабля, однак проблему визнали такою, що не загрожує польоту.

Але це було тільки початком пригод, оскільки під час наближення Starliner до МКС вийшли з ладу п'ять із 28 маневрових двигунів корабля.

Команда провела тести і успішно перезапустила чотири з них, що виявилося достатнім для безпечного стикування. До речі, після цього було виявлено ще два незначні витоки гелію.

Starliner пристикувався до переднього порту модуля МКС Harmony, майже через 27 годин після старту. Астронавти Баррі Вілмор і Суніта Вільямс увійшли на станцію, приєднавшись до Джанетт Еппс, Метью Домініка, Трейсі Дайсон та Майкла Барратта з NASA, а також Олега Кононенко, Миколи Чуба та Олександра Гребенкіна з Роскосмосу.

Вілмор і Вільямс планували повернутися додому через вісім днів після початку своєї місії. Проте, липень промайнув непомітно, і тепер уже добігає кінця останній місяць літа. Американські астронавти, здається, віддалилися від повернення додому ще більше, ніж у перший день своєї подорожі.

Чому ж так сталося? Проблема лежить, у першу чергу, в площині безпеки.

Пілотовані космічні польоти розглядаються як найбільш ризиковані, - зазначає в інтерв'ю УНІАН колишній радник голови Державної космічної агенції Андрій Колесник. - Особливо, враховуючи, що в NASA досі не закрито гештальт, пов'язаний з двома катастрофами (1986 та 2003 років) під час використання космічних човників Space Shuttle, коли загинули загалом 14 астронавтів. Тому, попри те, що на борту космічного корабля знаходяться двоє найдосвідченіших астронавтів-випробувачів, керівництво NASA вагалося щодо дозволу на повернення саме на цьому кораблі, виявивши дефекти у двигунній системі службового модуля випробувального зразка.

Спеціалістів турбує не тільки це. Раніше у NASA заявили, що хочуть докладно вивчити корабель, щоб розібратися у проблемах, перш ніж останній увійде в земну атмосферу.

Справа в тому, що капсула для екіпажу м'яко приземлиться, а ось несправний службовий модуль згорить при вході в атмосферу Землі. А отже, цінні данні про те, що трапилось, буде втрачено.

На сьогоднішній день NASA докладає максимальних зусиль для заспокоєння населення. Проте, всі усвідомлюють, що ситуація ще далека від стабілізації.

Через труднощі з Starliner було необхідно перенести запуск корабля Crew Dragon до МКС в рамках місії Crew-9 з 18 серпня на 24 вересня, оскільки на станції наразі відсутнє вільне місце для його прийому.

Інакше кажучи, питання стосується не лише двох астронавтів, а й безпеки всієї орбітальної станції, якій необхідно забезпечувати постачання всього необхідного.

Відомо, що з новими запасами екіпаж Міжнародної космічної станції здатен прожити від п'яти до шести місяців. Вода та повітря на станції майже повністю відновлюються, а у разі критичної ситуації раціон можна скоротити. Таким чином, теоретично, запаси можна розподілити приблизно на рік.

Експерти особливо стурбовані несправністю двигунів Starliner.

"Якщо при відстиковці від космічної станції більше певної кількості двигунів вийдуть з ладу, є ймовірність, що корабель зависне в дрейфі або навіть вріжеться в космічну станцію", - розповідав астронавт Джонатан Макдауелл. Втім, поки що ймовірність такого зіткнення невисока.

Як би там не було, в NASA обрали альтернативний план повернення астронавтів додому. Він передбачає, що Starliner повернеться у безпілотному режимі, тобто без Вільямс та Вілмора, а його місце на станції займе Crew Dragon, який запустять в рамках Crew-9.

Планується, що на борт корабля відправляться лише два астронавти, замість запланованих чотирьох. У результаті, при поверненні Crew Dragon матиме два додаткових місця для астронавтів, які опинилися в скрутній ситуації.

Якщо нічого не зміниться, то Вільямс і Вілмор потраплять додому в лютому 2025-го. Тобто, замість запланованих 8 днів, їхня місія займе 8 місяців. Саме по собі це не є проблемою: поява двох нових членів екіпажу не створить зайвих труднощів для МКС.

Занепокоєння може викликати солідний вік астронавтів. Однак, важливо підкреслити, що випадкових людей на МКС не допускають: перед польотом Вільямс і Вілмор успішно пройшли всі необхідні випробування.

Для остаточного зняття усіх сумнівів, варто згадати, що у 2021 році на орбіту вирушив знаменитий актор Вільям Шетнер, якому на той час виповнилося 90 років.

Справжні труднощі лежать в іншій площині. Як стало відомо, скафандри для Starliner несумісні з тими, що використовують на борту Crew Dragon. Іншими словами, скафандри від Boeing не можуть бути підключені до бортових систем капсули SpaceX.

Корінь проблеми несумісності закладений у самій програмі Commercial Crew Program. Суть у тому, що держава надала приватним компаніям можливість розробляти та впроваджувати свої інноваційні рішення за умови дотримання загальних вимог і стандартів безпеки космічного агентства США.

Отже, SpaceX і Boeing зупинилися на одночасно схожих і відмінних стратегічних рішеннях. Навіть зовнішній вигляд їхніх продуктів значно контрастує - Boeing віддала перевагу класичному дизайну, тоді як команда Маска розробила скафандри з футуристичним виглядом.

Отже, не виключено, що Вільямс та Вілмор можуть полетіти зовсім без них.

Наскільки це принципово?

Космічні костюми для роботи всередині корабля відрізняються від тих, що використовуються для виходу у відкритий космос. Вихідні скафандри є більш масивними і оснащені складнішими системами життєзабезпечення.

В теорії, при поверненні на Землю можна взагалі обійтися без скафандрів, однак астронавти все одно надягають їх на випадок надзвичайної ситуації: наприклад, пожежі або втрати кисню.

Тобто, без скафандрів з'являється додатковий ризик для життя, однак поки що проблема не виглядає критичною. Окрім того, існує можливість доставити пару скафандрів для CST-100 під час одного з наступних рейсів на Міжнародну космічну станцію.

Щоб зрозуміти, чому астронавти потрапили у халепу, подивимось на історію появи CST-100.

У 2011-му останній запуск виконав корабель Space Shuttle, після чого США на багато років опинились "‎прив'язані"‎ до російського "Союзу", який залишився єдиною можливістю для американців потрапити на борт МКС.

Безумовно, така ситуація не влаштовувала Сполучені Штати. Вже у вересні 2014 року було оголошено переможців фінального етапу програми CCP (Commercial Crew Program) - компанії Boeing та SpaceX отримали фінансування для завершення розробки, сертифікації та демонстрації пілотованих кораблів CST-100 Starliner та Dragon V2, також відомого як Crew Dragon.

Starliner виявився трохи більшим за Crew Dragon. Його внутрішній об'єм становить 11 кубометрів, а стартова маса досягає 13 тонн. Для порівняння, Dragon V2 має внутрішній об'єм 9 кубометрів і стартову масу 12 тонн.

Окрім чотирьох осіб, CST-100 може доставити на МКС 100 кг вантажу. Загальна кількість членів екіпажу Starliner може сягати 7 астронавтів, однак на практиці така кількість не потрібна: просто для розуміння, зараз на МКС знаходиться всього 9 людей.

Очікувалося, що Boeing, маючи більший досвід, завершить завдання першим, тоді як фінансування компанії Маска деякі вважали "‎поступкою громадськості"‎.

З кожним роком відставання Boeing ставало все виразнішим, а перспективи їхнього нового корабля - все більш невизначеними. Нарешті, стало очевидно, що Маск не лише випередив свого конкурента, а фактично "зруйнував" його можливості.

Космічний апарат Crew Dragon від компанії SpaceX вперше здійснив пілотований політ у травні 2020 року. На сьогоднішній день за його участю успішно виконано понад десять пілотованих місій.

Щодо корабля Boeing, то вже під час першого безпілотного старту у 2019-му стався збій, через що CST-100 витратив занадто багато палива і не зміг долетіти до МКС.

Другий політ також провели без екіпажу, і цього разу корабель успішно зістикувався зі станцією. Однак третій політ завершився майже повним провалом. Чи варто взагалі сподіватися на четвертий?

Незалежно від того, що буде з Вільямс та Вілмором, ситуація вже стала ударом по репутації Boeing, яка і так страждає від серйозних проблем з якістю виробництва.

Компанія не перший рік знаходиться в епіцентрі величезного скандалу, пов'язаного з аваріями і катастрофами її літаків - в першу чергу, моделі 737 MAX 8.

29 жовтня 2018 року літак Boeing 737 MAX 8, що належав індонезійській авіакомпанії Lion Air і здійснював рейс із Джакарти до Панкалпінангу, зруйнувався в Яванському морі. Тоді загинуло 189 осіб. А вже 10 березня 2019 року сталася катастрофа з аналогічним літаком авіакомпанії Ethiopian Airlines, внаслідок якої загинули 157 пасажирів та членів екіпажу.

Причиною обох катастроф визнали технічний збій, зокрема, несправності системи стабілізації MCAS (Maneuvering Characteristics Augmentation System).

Попри це, аналітики зберігають оптимізм щодо перспектив CST-100 Starliner у найближчому майбутньому.

Андрій Колесник повідомив УНІАН, що Сполученим Штатам необхідно мати два різні типи пілотованих космічних кораблів для роботи на низьких навколоземних орбітах (другим є Crew Dragon від SpaceX). Це дозволить уникнути ситуації, коли країна, як після передчасного виведення з експлуатації системи Space Shuttle, залишається залежною від російських "Союзів" протягом тривалого часу.

Фахівець зауважує, що для дослідження далекого космосу в США планують застосовувати два види систем: надзвичайно дорогу "державну" ракету Space Launch System та багаторазовий носій Starship від компанії SpaceX.

На думку Колесника, Starliner приречений бути доведеним до стану безпечної експлуатації, щоб, хоча б раз на рік, літати на МКС. Нагадаємо, кінець життєвого циклу останньої очікують приблизно у 2030 році.

Однак традиційні космічні апарати, такі як CST-100 і Crew Dragon, можуть зникнути з арени раніше, ніж очікується. Їх замінять абсолютно багаторазові космічні системи, на кшталт вищезгаданого Starship, які будуть не тільки економічнішими в експлуатації, але й значно більш універсальними.

На відміну від Starliner, Starship не є лише "‎капсулою"‎ для польотів до МКС. Цей космічний корабель планується використовувати для запуску супутників, комерційних перельотів по Землі, транспортування людей на Місяць, а також для подорожей до Марса.

Інакше кажучи, якщо Starliner можна порівняти з "виделкою", то новий космічний апарат від SpaceX - це справжній "швейцарський армійський ніж". До речі, наступний тестовий запуск Starship заплановано на вересень. Очікування майже завершено.