В современной космонавтике выход в открытый космос (EVA – Extravehicular Activity) стал неотъемлемой частью эксплуатации орбитальных комплексов. Помимо традиционных работ по обслуживанию и установке оборудования, часто требуется выполнить манёвр с выходом за границу станции – переместить космонавта или модульный аппарат вне территории орбитального аппарата и выполнить управляемый полёт в микрогравитации. В статье рассмотрены причины проведения таких манёвров, используемое оборудование, порядок подготовки, расчёт траекторий и примеры реального применения.

Зачем нужны манёвры с выходом за границу?

• Техническое обслуживание и ремонт внешних элементов станции (солнечные батареи, радиаторы, датчики).
• Перемещение крупногабаритных грузов (модули, телескопы, научные установки) с помощью роботизированных манипуляторов.
• Проверка и отладка систем выхода в открытый космос (тестирование новых скафандров, систем жизнеобеспечения).
• Экстренные операции – спасение экипажа, удаление опасных объектов.
• Научные эксперименты в открытом космосе, например, наблюдения микрометеоритов или измерения полей.

Оборудование, используемое при манёврах

2.1 Скафандры и системы жизнеобеспечения

Для выхода в открытый космос применяются специальные скафандры, способные обеспечить автономную работу в течение 6‑8 часов. На МКС это Russian Orlan и NASA EMU. В Китае используется Китайский орлан (Космонавтический скафандр Шэньчжоу).

2.2 Транспортные средства

Для перемещения космонавтов в открытом космосе используют:

• MMU (Manned Maneuvering Unit) – свободное маневрирование в вакууме без привязки к станции (использовалась в 1990‑х годах).
• SAFER (Simplified Aid For EVA Rescue) – небольшая система спасения, позволяющая вернуться к станции.
• Роботизированные манипуляторы – например, канадский Canadarm2 и российский Канатный робот «Декстр», которые могут перемещать грузы и даже космонавтов.

2.3 Специальные устройства для перемещения

В случае чрезвычайных ситуаций планируется использовать упрощённую версию MMU – устройство для перемещения и маневрирования космонавта (21КС), разработанное в СССР в начале 1990‑х.

Подготовка к манёвру

1. Планирование задачи – определение целей, длительности EVA, требуемого оборудования и точных координат выхода.
2. Расчёт траектории – учитываются орбитальная скорость станции (~7,66 км/с), гравитационное поле Земли и возможные гравитационные манёвры (гравитационный слинг‑шот).
3. Проверка систем – диагностика скафандра, системы связи, навигации и резервных систем.
4. Тренировки в нейтральном бассейне – имитация работы в условиях микрогравитации.
5. Координация с наземным центром управления – согласование временных окон и ограничений по орбите.

Ход выполнения манёвра

4.1 Выход из станции

Космонавт проходит через стеклянный шлюзовой модуль (например, Quest на МКС). Перед открытием шлюза проводится десатурация – выведение азота из крови для предотвращения декомпрессии.

4.2 Перемещение в открытом космосе

В зависимости от задачи используется одно из средств:

• Свободное полётное устройство (MMU/SAFER) – космонавт управляет реактивными двигателями, поддерживая нужную скорость.
• Роботизированный манипулятор – космонавт прикреплен к «кронштейну» и перемещается под управлением наземных операторов.
• Гравитационный манёвр – небольшое изменение орбитальной скорости для «перепрыгивания» на соседнюю орбиту (пример: миссия Voyager использовала гравитационный слинг‑шот).

4.3 Выполнение задачи

Наиболее типичные операции:

• Замена батарейных панелей.
• Установка новых научных модулей.
• Проверка и ремонт внешних датчиков.
• Тестирование новых скафандров и систем спасения.

4.4 Возврат к станции

После завершения работы космонавт использует SAFER или фиксируется к манипулятору, чтобы вернуться в шлюзовой модуль. Затем проводится повторная десатурация и закрытие шлюза.

Примеры реального применения

5.1 Российская и китайская станции

В 2026 году китайский космонавт Чжан Лу совершил седьмой выход в открытый космос в рамках миссии Шэньчжоу‑21. В течение более пяти часов он выполнял технические задачи за пределами станции, используя китайскую версию EVA‑снаряжения.

5.2 Международная космическая станция (МКС)

На МКС регулярно проводятся EVA с использованием Canadarm2 для перемещения грузов и космонавтов. Например, в 2024 году была выполнена операция по замене солнечных панелей, где один из космонавтов использовал SAFER как резервный способ возвращения.

5.3 Исторический пример СССР

В феврале 1990 года космонавты А. А. Серебров и А. С. Викторенко провели испытания установки 21КС для перемещения и маневрирования в открытом космосе из модуля «Квант‑2» орбитальной станции «Мир». Это был один из первых опытов свободного полёта без привязки к станции.

Расчёт траекторий и гравитационные манёвры

Для точного выполнения манёвров необходимо учитывать:

• Вектор орбитальной скорости станции.
• Гравитационное притяжение Земли (≈9.81 м/с², но в микрогравитации сила делится на ~100 000).
• Влияние атмосферы (на низкой околоземной орбите).
• Силы реактивных двигателей (импульс, удельный импульс).

Классический пример – гравитационный слинг‑шот, использованный космическими зондами Voyager. При правильном выравнивании планетарных гравитационных полей космический аппарат получает дополнительную скорость без расхода топлива.

Безопасность и риски

• Декомпрессия – риск быстрого падения давления в скафандре.
• Утечка топлива у реактивных манёвровых систем.
• Отрыв от станции – необходимость наличия резервных систем возврата (SAFER).
• Воздействие микрометеоритов – защита скафандра и ограничение времени EVA.

Все риски минимизируются через строгие протоколы, многократные проверки систем и постоянный мониторинг со стороны наземных центров управления полётами.

Перспективы развития

В ближайшие годы ожидается рост числа манёвров с выходом за границу станции в рамках:

• Развития коммерческих орбитальных платформ (например, Axiom Space).
• Построения лунных баз, где выход в открытый космос будет регулярной операцией.
• Тестирования новых автономных манёвровых систем, базирующихся на искусственном интеллекте.

Манёвр с выходом за границу станции – сложный, но крайне важный элемент современной космической деятельности. Он сочетает в себе инженерные расчёты, высокотехнологичное оборудование и строгие протоколы безопасности. Опыт, накопленный на МКС, в китайской станции Тяньгун и в исторических проектах СССР, помогает формировать стандарты, которые будут использоваться в будущих миссиях к Луне, Марсу и дальше.

Источник: Сводная информация из открытых источников (BBC, Xinhua, Википедия, PikaBu, официальные сайты космических агентств) по состоянию на .