Hoe past Polaris Dawn in de geschiedenis van ruimtewandelingen?

Ruimtewandelingen zijn absoluut een van de grootste prestaties van de mensheid: de ruimte verkennen met niets anders dan een ruimtepak om je tegen de kosmos te beschermen. Hoe ontzagwekkend ze ook zijn, ruimtewandelingen zijn ook ongelooflijk gevaarlijk. En de bemanning van SpaceX Polaris Dageraad zijn van plan deze week een poging te wagen en geschiedenis te schrijven met de eerste ruimtewandeling van een commerciële ruimtevlucht na de lancering op dinsdag 10 september.

De eerste ruimtewandelingen – bij NASA formeel beter bekend als extravehiculaire activiteiten of EVA’s – vonden plaats in de jaren zestig. In maart 1965 versloeg de USSR de VS toen Alexei Leonov uit zijn ruimtecapsule tevoorschijn kwam. De VS (om de ruimtewedloop bij te houden) voerden slechts een paar maanden later hun eerste ruimtewandeling uit met Edward White aan boord van de Gemini 4-missie.

S84-27018 (7 februari 1984) — Astronaut Bruce McCandless II nadert zijn maximale afstand tot de in een baan om de aarde draaiende space shuttle Challenger in dit 70 mm-beeld, gefotografeerd door zijn bemanningsleden in het herbruikbare voertuig. McCandless bevindt zich midden in de eerste veldtesten van een handbediende, door stikstof aangedreven rugzak, een zogenaamde manoeuvreereenheid (MMU). Astronaut Robert L. Stewart kreeg even later de kans om dezelfde eenheid te testen tijdens een lange EVA-sessie, terwijl de twee ruimtewandelaars werden gefotografeerd en gevolgd door hun medebemanningsleden in de cabine van Challenger. Binnen zaten astronauten Vance D. Brand, Robert L. Gibson en anderen. Ronald E. McNair. Krediet: NASA

In deze begindagen van de ruimteverkenning waren de zaken een beetje riskanter. Niemand wist precies hoe het zou gaan tijdens een ruimtewandeling, aangezien mensen deze manoeuvres voor het eerst probeerden. En de astronauten kwamen absoluut in de problemen: Leonovs ruimtepak werd stijf en moeilijk te bewegen als hij onder druk stond, en hij kon niet meer in het luik van het ruimtevaartuig komen zonder een deel van de lucht uit zijn pak te laten ontsnappen. White ontdekte op dezelfde manier dat dit het geval was veel het is moeilijker om tijdens een EVA in het pak te bewegen dan iemand had verwacht.

Deze vroege ruimtewandelingen misten op unieke wijze één veiligheidskenmerk: een luchtsluis. Zoals in elke sciencefictionfilm of boek helpt de luchtsluis het onder druk staande, bewoonbare onderdeel van het ruimtevaartuig te scheiden van het vacuüm van de ruimte. Zodra een astronaut een luchtsluis binnengaat, kan lucht uit dat compartiment worden afgevoerd zonder de bewoonbaarheid van het hele ruimtevaartuig in gevaar te brengen. Het Internationale Ruimtestation heeft bijvoorbeeld een luchtsluis waarmee astronauten in en uit kunnen gaan nadat ze hun pak hebben aangetrokken. De eerste ruimtewandelingen zoals Gemini verlichtten alleen de druk geheel ruimtevaartuig – wat betekent dat als er iets met de pakken zou gebeuren, de astronauten geen veilige haven hadden waar ze zich snel naar terug konden trekken.

In de decennia sinds NASA’s eerste uitstapjes naar de ruimte zijn EVA’s voor een astronaut een routineonderdeel van het leven in de ruimte geworden. Astronauten zoals Buzz Aldrin voltooiden ruimtewandelingen op het oppervlak van de maan, en later liepen astronauten de ruimte in om het internationale ruimtestation in elkaar te zetten. Vijf missies in de jaren negentig en begin jaren 2000 omvatten ook ruimtewandelingen voor astronauten om te repareren en te upgraden Hubble-ruimtetelescoopeen van de belangrijkste werkpaarden van de astronomie, verantwoordelijk voor talloze kosmische ontdekkingen.

STS064-45-012 (16 september 1994) — Tegen de achtergrond van een enorme muur van witte wolken, 130 zeemijl lager, zweeft astronaut Mark C. Lee vrij terwijl hij het nieuwe Simplified Assistance for EVA Rescue (SAFER)-systeem test. Het beeld werd belicht met een 35 mm-camera vanuit de hoesomgeving van de space shuttle Discovery. Astronauten Lee en Carl J. Meade gebruikten om beurten SAFER-hardware tijdens hun Joint Extravehicular Activity (EVA) op 16 september 1994. De SAFER-test is de eerste fase van een groter SAFER-programma gericht op het vaststellen van een gemeenschappelijke reeks vereisten voor de Space Shuttle en ruimtestationprogramma’s, ontwikkel een vluchtdemonstratie van SAFER, valideer de systeemprestaties en ontwikkel ten slotte een productieversie van SAFER voor de shuttle- en stationprogramma’s. Foto: NASA

De EVA’s hebben ons dit jaar veel lessen geleerd over hoe je veilig een ruimtevaartuig kunt verlaten en hoe je moet manoeuvreren als je in de leegte bent. In 1984 probeerde astronaut Bruce McCandless een volledig ongebonden ruimtewandeling te maken, waarbij hij voor de voortstuwing gebruik maakte van een jetpack-achtig apparaat genaamd de “Manned Maneuvering Unit”. NASA heeft gespecialiseerde hulpmiddelen ontwikkeld die astronauten kunnen gebruiken in hun omvangrijke ruimtepakken, en heeft het leuningsysteem verbeterd om astronauten te helpen buiten ruimtevaartuigen te navigeren, waaronder de Space Shuttle en het Internationale Ruimtestation. Ze creëerden zelfs een trainingsroutine om astronauten te helpen ervaring op te doen voordat ze hen naar de veeleisende omgeving van de ruimte stuurden, waarbij ze een gigantisch zwembad gebruikten dat bekend staat als het “Neutral Buoyancy Laboratory” om ruimtewandelingsomstandigheden te simuleren.

Maar nu Polaris Dageraad gaat helemaal terug tot 1965, waarbij het hele ruimtevaartuig drukloos werd gemaakt, zodat de bemanning alleen op hun pakken hoeft te vertrouwen om veilig te blijven. ‘Je gooit alle veiligheid van je voertuig weg, nietwaar? En nu draait het allemaal om je pak – het wordt je ruimtevaartuig”, zei missiecommandant Jared Isaacman op een persconferentie. Hoewel dergelijke EVA’s zonder luchtkamers al eerder zijn uitgevoerd, is het beslist riskanter dan de moderne standaard van luchtkamers zoals in het ISS.

[ Related: SpaceX reveals new sleek spacesuits ahead of upcoming historic mission ]

Astronauts Story Musgrave, links, en Don Peterson zweven in de vrachtruimte van de in een baan om de aarde draaiende space shuttle Challenger tijdens hun ruimtewandeling op 7 april 1983 tijdens missie STS-6. Hun “zweven” wordt beperkt door middel van ligplaatsen aan veiligheidsglijdraden. Krediet: NASA

Dit is de eerste reis en dit pak zal voor het eerst worden getest in de echte arena van de ruimte. Hoewel apparatuur vóór elke missie uitvoerig in een vacuüm wordt getest, is het altijd riskanter wanneer een stuk gereedschap voor de eerste keer in een baan om de aarde wordt gebracht. Problemen waarvan je niet verwacht dat ze zich altijd kunnen voordoen, en dat is in de geschiedenis van de ruimtevaart zeker het geval. Polaris Dageraad het zal zich ook wagen in een deel van de ruimte dat sinds de jaren zeventig niemand meer heeft bereikt, wat gepaard gaat met de mogelijke gevaren van extra straling en micrometeorieten die mogelijk het ruimtepak zouden kunnen doorbreken.

Maar toch, zoals elke goede ruimtemissie Polaris Dageraad het team heeft nauwgezet noodplannen opgesteld voor het geval er iets misgaat. “Hoewel elke EVA riskant is, zou ik niet zeggen dat dit extreem riskant is”, zei Laura Forczyk, adviseur voor de ruimtevaartindustrie. Nieuwe wetenschapper. “Ze hebben elk scenario doorgenomen, ze hebben back-ups en redundanties voor elk scenario, ze zijn zo goed voorbereid.”

En als ze succesvol zijn, is het zeker een belangrijke stap in de geschiedenis van de menselijke ruimtevaart: de eerste ruimtewandeling die wordt voltooid door een niet-gouvernementele missie, en misschien zelfs een stap in de richting van het uiteindelijke doel van SpaceX: mensen naar Mars brengen.

“Het is ons niet ontgaan dat er vanaf nu misschien tien iteraties zijn en een heleboel evoluties van het pak, maar dat op een dag iemand een versie zou kunnen dragen die hij of zij op Mars zou kunnen lopen”, zei Isaacman in een persbericht. “Het is een grote eer om het op deze vlucht uit te proberen.”