Введение
Деятельность, выполняемая астронавтом или космонавтом за пределами космического корабля.
Внекорабельная деятельность (ВКД) – это любая деятельность, выполняемая астронавтом в открытом космосе за пределами космического корабля. В отсутствие пригодной для дыхания атмосферы, подобной земной, астронавт полностью зависит от скафандра для обеспечения жизнедеятельности. ВКД включает в себя выходы в открытый космос и исследование поверхности Луны или других планет (обычно известные в период с 1969 по 1972 год как лунные прогулки). В случае выхода в открытый космос с сохранением доступа к кораблю (ВКД с доступом к кораблю), астронавт находится у открытого люка, но не покидает полностью космический аппарат. ВКД проводились Советским Союзом/Россией, Соединенными Штатами, Канадой, Европейским космическим агентством и Китаем. 18 марта 1965 года Алексей Леонов стал первым человеком, совершившим выход в открытый космос, покинув капсулу «Восход-2» на 12 минут и 9 секунд. 20 июля 1969 года Нил Армстронг стал первым человеком, совершившим лунную прогулку, выйдя за пределы лунного модуля «Аполлон-11» на 2 часа и 31 минуту. В 1984 году Светлана Савицкая стала первой женщиной, совершившей выход в открытый космос, выполнив ВКД за пределами космической станции «Салют-7» в течение 3 часов и 35 минут. В ходе последних трех лунных миссий астронавты также выполняли ВКД в дальнем космосе по пути на Землю, чтобы извлечь контейнеры с фотопленкой с внешней стороны космического корабля. Американские астронавты Пит Конрад, Джозеф Кервин и Пол Вайц также использовали ВКД в 1973 году для устранения повреждений, полученных «Skylab» при запуске, первой космической станцией Соединенных Штатов. ВКД может быть либо с тросом (астронавт связан с космическим кораблем; кислород и электроэнергия могут подаваться по кабелю; для возвращения на корабль не требуется двигательная установка), либо без троса. Выходы в открытый космос без троса выполнялись только в трех миссиях в 1984 году с использованием системы индивидуального маневрирования (MMU) и в ходе летных испытаний в 1994 году системы упрощенной помощи при спасении во время ВКД (SAFER) – устройства безопасности, надеваемого при выполнении ВКД в США с использованием троса.
История развития
Планировщики НАСА в начале 1960-х годов придумали термин «внекорабельная деятельность» (сокращенно EVA) для программы «Аполлон», целью которой было высадить людей на Луну, поскольку астронавты должны были покидать космический корабль для сбора образцов лунного грунта и установки научных экспериментов. Для поддержки этой и других задач «Аполлона» была разработана программа «Джемини» для приобретения возможности работы астронавтов за пределами двухместного космического корабля на околоземной орбите. Однако Советский Союз стремился удержать лидирующие позиции, достигнутые в пилотируемых космических полетах, поэтому Советская Коммунистическая партия во главе с Никитой Хрущевым приказала переоборудовать одноместную капсулу «Восток» в двух- или трехместный корабль под названием «Восход», чтобы конкурировать с «Джемини» и «Аполлоном». Советскому Союзу удалось запустить две капсулы «Восход» до того, как США запустили свой первый пилотируемый корабль «Джемини». Авионика «Восхода» требовала охлаждения воздухом в кабине для предотвращения перегрева, поэтому космонавту, выходящему в открытый космос, требовался шлюз для выхода и возвращения в кабину, остававшуюся под давлением. В отличие от этого, авионика «Джемини» не требовала воздушного охлаждения, что позволяло астронавту выходить и возвращаться в негерметизированную кабину через открытый люк. В связи с этим американская и советская космические программы разработали различные определения продолжительности EVA. Советское (ныне российское) определение начинается с момента открытия наружного люка шлюза и пребывания космонавта в вакууме. Американская EVA начиналась, когда у астронавта хотя бы голова оказывалась за пределами космического корабля. США впоследствии изменили свое определение EVA.
Первая инстанция
Первый выход в открытый космос был совершён 18 марта 1965 года советским космонавтом Алексеем Леоновым, который провёл 12 минут и 9 секунд вне космического корабля "Восход-2". Имея с собой белый металлический рюкзак с 45-минутным запасом кислорода для дыхания и поддержания давления, Леонов не имел возможности контролировать своё движение иным способом, кроме как тянуть за страховочный трос. После полёта он заявил, что это было легко, однако его скафандр раздулся из-за разницы между внутренним давлением и вакуумом космоса, став настолько жёстким, что он не мог включить затвор на камере, закреплённой на груди.
Проект "Джемини"
Первый американский выход в открытый космос был совершён 3 июня 1965 года Эдом Уайтом во время второго пилотируемого полёта Gemini, Gemini IV, и продолжался 21 минуту. Уайт был прикреплён тросом к космическому кораблю, а кислород подавался через восьмиметровую пуповину, которая также обеспечивала связь и передачу данных биомедицинских приборов. Он был первым, кто использовал ручной маневрирующий блок для управления своим движением в космосе; он работал хорошо, но запаса топлива хватало лишь на 20 секунд. Уайт находил трос полезным для ограничения удаления от корабля, но неудобным для перемещения, вопреки утверждению Леонова. На следующих трёх полётах Gemini выходы в открытый космос не планировались. Следующий выход в открытый космос должен был совершить Дэвид Скотт на Gemini VIII, но миссия была прервана из-за серьёзной неисправности корабля до начала выхода. Астронавты в ходе следующих трёх полётов Gemini (Юджин Сернан, Майкл Коллинз и Ричард Гордон) выполнили несколько выходов в открытый космос, но никому не удалось успешно работать длительное время за пределами корабля, не испытывая усталости и перегрева. Сернан попытался, но не смог испытать маневрирующий блок астронавтов ВВС, включавший автономную систему подачи кислорода. 13 ноября 1966 года Эдвин "Базз" Олдрин стал первым, кто успешно работал в космосе, не испытывая усталости, во время Gemini XII – последнего полёта программы Gemini. Олдрин проработал за пределами корабля 2 часа 6 минут, а также совершил два выхода в открытый космос в шлюзовой камере корабля общей продолжительностью 3 часа 24 минуты. Увлечение Олдрина подводным плаванием вдохновило на использование подводных тренировок для имитации невесомости, которые с тех пор применяются для отработки астронавтами техник экономии мышечной энергии.
Первая передача экипажа
16 января 1969 года советские космонавты Алексей Елисеев и Евгений Хрунов перешли из корабля "Союз-5" в корабль "Союз-4", которые были состыкованы. Это был второй советский выход в открытый космос, и ещё почти девять лет Советский Союз не совершал третий. После станции "Скайлэб" Соединённые Штаты не проводили выходов в открытый космос до начала программы "Спейс Шаттл" в начале 1980-х годов. В этот период Советский Союз возобновил проведение выходов в открытый космос, совершив четыре выхода с орбитальных станций "Салют-6" и "Салют-7" в период с 20 декабря 1977 года по 30 июля 1982 года. Многочисленные выходы в открытый космос были проведены во время сборки МКС, часто с использованием совместного шлюзового модуля "Квест", предназначенного для поддержки как американских скафандров EMU, так и российских скафандров "Орлан".
Китай
Китай стал третьей страной, самостоятельно осуществившей выход в открытый космос 27 сентября 2008 года в ходе миссии "Шэньчжоу-7". Китайский тайконавт Чжай Чжиган совершил 22-минутную космическую прогулку в китайском космическом скафандре "Фэйтянь", а тайконавт Лю Бомин в российском скафандре "Орлан" оказывал ему помощь. Чжай полностью вышел из корабля, в то время как Лю находился у шлюзовой камеры, удерживаясь у люка. С 2021 года Китай провел несколько дополнительных выходов в открытый космос продолжительностью в несколько часов для строительства космической станции "Тяньгун".
Определенные этапы развития
Первый беспривязный выход в открытый космос совершил американец Брюс МакКэндлесс II 7 февраля 1984 года во время миссии космического шаттла "Челленджер" STS-41B, используя пилотируемый маневренный блок. Впоследствии к нему присоединился Роберт Л. Стюарт во время 5-часового 55-минутного выхода в открытый космос. Первая попытка самостоятельного выхода в открытый космос была предпринята Юджином Сернаном в 1966 году на Gemini 9A, но Сернан не смог добраться до маневренного блока, не испытав усталости. Первые работы по металлу в открытом космосе, включавшие сварку, пайку и металлонапыление, были проведены советскими космонавтами Светланой Савицкой и Владимиром Джанибековым 25 июля 1984 года. Для выполнения этих работ во время 3-часового 30-минутного выхода в открытый космос возле космической станции "Салют-7" использовался специально разработанный многоцелевой инструмент. Первый трехместный выход в открытый космос был выполнен 13 мая 1992 года в рамках третьего выхода в открытый космос миссии STS-49, первого полета "Эндевора". Пьер Тхуот, Ричард Хиб и Томас Акерс провели выход в открытый космос для ручного захвата и ремонта неисправного спутника Intelsat VI F3. По состоянию на 2021 год это был единственный трехместный выход в открытый космос. Первый выход в открытый космос для ремонта космического шаттла в полете совершил американец Стив Робинсон 3 августа 2005 года во время миссии STS-114 "Возвращение в полет". Робинсон был отправлен для удаления двух выступающих теплоизоляционных прокладок с теплового щита "Дискавери", после того как инженеры установили, что существует небольшая вероятность их влияния на шаттл при повторном входе в атмосферу. Робинсон успешно удалил отделившиеся материалы, пока "Дискавери" был состыкован с Международной космической станцией. Самый продолжительный выход в открытый космос, выполненный по состоянию на январь 2022 года, длился 8 часов 56 минут и был выполнен Сьюзан Хелмс и Джеймсом С. Воссом 11 марта 2001 года.
Личные накопленные записи о продолжительности
Российский космонавт Анатолий Соловьев установил рекорд по количеству выходов в открытый космос и наибольшей суммарной продолжительности пребывания в открытом космосе (16 выходов в открытый космос; 82 часа и 22 минуты за 4 миссии на станции «Мир» в период с июля 1990 года по январь 1998 года). Майкл Лопес-Алегриа является рекордсменом среди американцев (10 выходов в открытый космос; 67 часов и 40 минут за 2 миссии на шаттлах и 1 миссию на МКС в период с октября 2000 года по февраль 2007 года). Томас Песке является рекордсменом среди европейцев (и не американцев/россиян) (6 выходов в открытый космос; 39 часов и 54 минуты за 2 миссии на МКС в период с января 2017 года по август 2021 года). Пегги Уитсон является рекордсменкой по количеству выходов в открытый космос и наибольшей суммарной продолжительности пребывания в открытом космосе среди женщин (10 выходов в открытый космос, 60 часов и 21 минута за 3 миссии на МКС в период с августа 2002 года по май 2017 года).
Национальные, этнические и гендерные первоочередные
Первой женщиной, совершившей выход в открытый космос (EVA), была советская космонавт Светлана Савицкая 25 июля 1984 года на борту космической станции «Салют-7». Её EVA длилась 3 часа 35 минут. Первой американской женщиной, совершившей EVA, стала Кэтрин Д. Салливан 11 октября 1984 года во время миссии STS-41G.
The first two women to perform an EVA together and the first all female EVA team were Christina Koch and Jessica Meir on October 18, 2019, during Expedition 61 on the International Space Station. The first female Asian and Chinese woman to perform an EVA was Wang Yaping on 8 November 2021, outside the Chinese Tiangong space station. The first Native American woman to perform a space walk was Nicole Aunapu Mann on January 20, 2023, during Expedition 68 on the International Space Station. The first EVA by a non Soviet, non American was made on December 9, 1988, by Jean Loup Chrétien of France during a three week stay on the Mir space station. The first EVA by a black African American was on February 9, 1995, by Bernard A. Harris Jr during STS 63. The first EVA by a Japanese astronaut was made on November 25, 1997, by Takao Doi during STS 87. The first EVA by a Swiss astronaut was made on December 23, 1999, by Claude Nicollier during STS 103. The first EVA by an Australian born person was on March 13, 2001, by Andy Thomas (although he is a naturalized US citizen). The first EVA by a Canadian astronaut was made on April 22, 2001, by Chris Hadfield along with NASA astronaut Scott Parazynski during mission STS 100 to install Canadarm2 on the International Space Station. The first EVA by a Swedish astronaut was made on December 12, 2006, by Christer Fuglesang. The first EVA by a Chinese astronaut was made on September 27, 2008, by Zhai Zhigang during Shenzhou 7 mission. The spacewalk, using a Feitian space suit, made China the third country to independently carry out an EVA. The first EVA by an Italian astronaut was made on July 9, 2013, by Luca Parmitano along with NASA Astronaut Chris Cassidy during Expedition 36 on the International Space Station. The first EVA by a British astronaut was on January 15, 2016, by Tim Peake. Although British American Michael Foale carried out an EVA on February 9, 1995, he flew as an American astronaut in NASA's program.
Первыми двумя женщинами, совершившими EVA совместно, и первой полностью женской командой EVA были Кристина Кох и Джессика Мейр 18 октября 2019 года во время 61-й экспедиции на Международной космической станции. Первой женщиной из Азии и Китая, совершившей EVA, стала Ван Япин 8 ноября 2021 года за пределами китайской космической станции «Тяньгун». Первой коренной американкой, совершившей выход в открытый космос, стала Николь Ануапу Манн 20 января 2023 года во время 68-й экспедиции на Международной космической станции. Первый выход в открытый космос, совершённый не советским и не американским космонавтом, был выполнен 9 декабря 1988 года французским астронавтом Жаном-Лупом Кретьеном во время трёхнедельного пребывания на космической станции «Мир». Первый EVA, выполненный афроамериканцем, был 9 февраля 1995 года Бернардом А. Харрисом-младшим во время миссии STS-63. Первый выход в открытый космос японского астронавта был совершён 25 ноября 1997 года Такао Дои во время миссии STS-87. Первый EVA швейцарским астронавтом был выполнен 23 декабря 1999 года Клодом Николье во время миссии STS-103. Первый EVA человеком, родившимся в Австралии, был совершён 13 марта 2001 года Энди Томасом (хотя он является натурализованным гражданином США). Первый EVA канадским астронавтом был выполнен 22 апреля 2001 года Крисом Хэдфилдом вместе с астронавтом NASA Скоттом Паразински во время миссии STS-100 для установки Canadarm2 на Международной космической станции. Первый EVA шведским астронавтом был выполнен 12 декабря 2006 года Кристером Фуглесангом. Первый EVA китайским астронавтом был выполнен 27 сентября 2008 года Чжай Чжиганом во время миссии «Шэньчжоу-7». Выход в открытый космос в скафандре «Фэйтянь» сделал Китай третьей страной, самостоятельно осуществившей EVA. Первый EVA итальянским астронавтом был выполнен 9 июля 2013 года Лукой Пармитано вместе с астронавтом NASA Крисом Кэссиди во время 36-й экспедиции на Международной космической станции. Первый EVA британским астронавтом был выполнен 15 января 2016 года Тимом Пиком. Хотя британо-американец Майкл Фоул совершил EVA 9 февраля 1995 года, он летал как американский астронавт в программе NASA.
The first two women to perform an EVA together and the first all female EVA team were Christina Koch and Jessica Meir on October 18, 2019, during Expedition 61 on the International Space Station. The first female Asian and Chinese woman to perform an EVA was Wang Yaping on 8 November 2021, outside the Chinese Tiangong space station. The first Native American woman to perform a space walk was Nicole Aunapu Mann on January 20, 2023, during Expedition 68 on the International Space Station. The first EVA by a non Soviet, non American was made on December 9, 1988, by Jean Loup Chrétien of France during a three week stay on the Mir space station. The first EVA by a black African American was on February 9, 1995, by Bernard A. Harris Jr during STS 63. The first EVA by a Japanese astronaut was made on November 25, 1997, by Takao Doi during STS 87. The first EVA by a Swiss astronaut was made on December 23, 1999, by Claude Nicollier during STS 103. The first EVA by an Australian born person was on March 13, 2001, by Andy Thomas (although he is a naturalized US citizen). The first EVA by a Canadian astronaut was made on April 22, 2001, by Chris Hadfield along with NASA astronaut Scott Parazynski during mission STS 100 to install Canadarm2 on the International Space Station. The first EVA by a Swedish astronaut was made on December 12, 2006, by Christer Fuglesang. The first EVA by a Chinese astronaut was made on September 27, 2008, by Zhai Zhigang during Shenzhou 7 mission. The spacewalk, using a Feitian space suit, made China the third country to independently carry out an EVA. The first EVA by an Italian astronaut was made on July 9, 2013, by Luca Parmitano along with NASA Astronaut Chris Cassidy during Expedition 36 on the International Space Station. The first EVA by a British astronaut was on January 15, 2016, by Tim Peake. Although British American Michael Foale carried out an EVA on February 9, 1995, he flew as an American astronaut in NASA's program.
Празднование
Первый выход в открытый космос, совершенный советским космонавтом Алексеем Леоновым, был отмечен в 1965 году рядом почтовых марок стран Восточного блока (см. Alexei Leonov#Stamps). Поскольку Советский Союз не публиковал подробностей об аппарате "Восход" в то время, изображение корабля на марках было полностью вымышленным. Почтовая служба США выпустила почтовую марку в 1967 году в память о первом американском выходе в космос, совершенном Эдом Уайтом. Гравюра на марке содержит точное изображение космического корабля Gemini IV и скафандра Уайта.
Названия
"Космонавты", выполнявшие выходы в открытый космос в рамках программы "Спейс Шаттл", обозначались как EV 1, EV 2, EV 3 и EV 4 (присваивались специалистам миссии для каждой конкретной миссии, если это было предусмотрено).
Процедура "Камп-аут"
Для выходов в открытый космос с Международной космической станции NASA использовала процедуру предварительной адаптации, чтобы снизить риск декомпрессионной болезни. Впервые она была испытана экипажем экспедиции 12. В ходе этой процедуры астронавты проводят ночь в шлюзовой камере перед выходом в открытый космос, понижая давление воздуха до 0,7 атм по сравнению с нормальным давлением на станции. В последнее время астронавты стали использовать протокол лёгких упражнений в скафандре (In Suit Light Exercise) вместо предварительной адаптации для профилактики декомпрессионной болезни.