Polaris Dawn, prywatna misja SpaceX krążąca obecnie wokół Ziemi, od czasu jej wystrzelenia 10 września ustanowiła już kilka rekordów. Zaledwie kilka godzin po wystrzeleniu statek kosmiczny Crew Dragon wspiął się na wysokość 1400 kilometrów, co stanowi najwyższą orbitę nad Ziemią, jaką kiedykolwiek osiągnął statek kosmiczny z załogą. To najdalsza odległość, jaką ludzie przebyli od Ziemi od czasu misji NASA Apollo na przełomie lat 60. i 70. XX wieku. Dzisiaj dwóch członków załogi, amerykański przedsiębiorca Jared Isaacman i inżynier SpaceX Sarah Gillis, odbyło pierwszy komercyjny spacer kosmiczny na wysokości ponad 700 kilometrów.

„W domu jest wiele do zrobienia, ale Ziemia naprawdę wygląda stąd jak idealny świat” – powiedział Isaacman, wystawiając głowę i tułów z włazu statku kosmicznego, przygotowując się do manewrów podczas spaceru kosmicznego.

Chociaż te kamienie milowe są imponujące, dla naukowców, którzyNaturaJeszcze bardziej fascynujące jest to, co misja może oznaczać dla przyszłości eksploracji kosmosu. Z prywatni obywatele i coraz częstsze loty w przestrzeń kosmiczną, pojawi się więcej możliwości prowadzenia eksperymentów z mikrograwitacją i odkrywania granic ludzkich podróży kosmicznych.

„To prawdopodobnie najbardziej ekscytujący okres w podróżach kosmicznych od lat 60. XX wieku” – mówi Christopher Mason, genetyk w Weill Cornell Medical College w Nowym Jorku, który kieruje Space Omics and Medical Atlas (SOMA), ważnym archiwum danych biomedycznych astronautów. „Teraz mamy skafandry kosmiczne, statki kosmiczne i misję, a wszystko to pochodzi od prywatnej firmy SpaceX i tak naprawdę po raz pierwszy mamy to wszystko niezależne od jakiejkolwiek organizacji biorącej udział w lotach kosmicznych”.

Mechanika kosmiczna

Zdolność cywilów do odbycia spaceru kosmicznego może nawet oznaczać więcej możliwości naprawy sprzętu naukowego w kosmosie. W 2022 roku Isaacman zasugerował, aby NASA wykorzystała załogową misję SpaceX do wyniesienia należącego do tej agencji Kosmicznego Teleskopu Hubble'a na wyższą orbitę, aby wydłużyć jego żywotność. Teleskop znajduje się w kosmosie od 34 lat i będzie stopniowo opadał, aż do spalenia w ziemskiej atmosferze. NASA tymczasowo odrzuciła tę propozycję, powołując się na potencjalnie katastrofalne ryzyko dla Hubble'a i załogi.

Jednak wraz z sukcesem dzisiejszego spaceru kosmicznego – znanego również jako aktywność poza pojazdem (EVA) – pomysł prywatnej firmy przeprowadzającej tak trudne operacje kosmiczne stał się znacznie bardziej prawdopodobny. „Jeśli Polaris Dawn odniesie całkowity sukces dzięki komercyjnemu EVA, będzie to krok naprzód i może wystarczyć, aby przekonać NASA” – powiedziała Laura Forczyk, dyrektor zarządzająca firmy konsultingowej Astralytical w Atlancie w stanie Georgia.

Die vier Mitglieder der Polaris Dawn Crew am Kennedy Space Center.

Tymczasem Polaris Dawn dostarczy wyniki naukowe po wylądowaniu w Zatoce Meksykańskiej lub Oceanie Atlantyckim w nadchodzących dniach. Statek kosmiczny Crew Dragon, biorący udział w misjiOdpornośćzawiera 36 eksperymentów, do których przyczyniło się 31 różnych instytucji z Kanady, Arabii Saudyjskiej i Stanów Zjednoczonych, z których wiele koncentruje się na zdrowiu astronautów. „Możemy się wiele nauczyć” – powiedział Isaacman na konferencji prasowej 19 sierpnia. „Jeśli pewnego dnia dotrzemy na Marsa, chcielibyśmy móc wrócić i być na tyle zdrowi, aby móc o tym opowiedzieć”.

Więcej załóg, więcej danych

Polaris Dawn to pierwsza z trzech planowanych misji Polaris finansowanych i prowadzonych przez Isaacmana, dyrektora generalnego firmy Shift4 zajmującej się przetwarzaniem płatności z siedzibą w Center Valley w Pensylwanii. Jednym z celów programu Polaris jest realizacja ambicji SpaceX z siedzibą w Hawthorne w Kalifornii w zakresie lotów kosmicznych. Trzecia misja Polaris będzie pierwszym załogowym lotem Statek kosmiczny SpaceX będzie, w pełni nadająca się do ponownego użycia megarakieta, której NASA będzie używać w nadchodzących latach do transportu astronautów na powierzchnię Księżyca w ramach projektu ambitnego programu Artemis zaplanował.

Przed tym wszystkim Polaris Dawn testuje kilka podstawowych aspektów. Po pierwsze, wprowadziła kombinezon EVA firmy SpaceX, pierwszy kombinezon firmy zaprojektowany w celu ochrony ludzi przed próżnią kosmiczną. Gillis i Isaacman mieli na sobie te kombinezony podczas spaceru kosmicznego. „Nie umknęło nam to” – powiedział Isaacman na konferencji prasowej 19 sierpnia, że ​​„w pewnym momencie ktoś może założyć wersję” skafandra podczas spaceru po Marsie.

Ponadto misja bada stan zdrowia członków załogi na pokładzie. „Loty kosmiczne to po prostu ogromny stresor” – mówi Jimmy Wu, zastępca dyrektora Instytutu Badań nad Translacją Zdrowia Kosmicznego (TRISH) w Baylor College of Medicine w Houston w Teksasie, który gromadzi dane medyczne od komercyjnych podróżników kosmicznych, w tym załogi Polaris Dawn.

Naukowcy są przekonani, że prywatne załogowe loty kosmiczne dostarczą odpowiedzi na pytanie, jak podróże kosmiczne wpływają na zdrowie szybciej niż misje rządowe z udziałem wyszkolonych astronautów, ponieważ odbywają się one częściej. „Naprawdę trudno jest badać astronautów, ponieważ przewiezienie nawet 10–12 z nich na sześciomiesięczne misje zajmuje dużo czasu” – mówi Leigh Gabel, kinezjolog na Uniwersytecie Calgary w Kanadzie, który bada wpływ mikrograwitacji na zdrowie kości. „Prywatne podróże kosmiczne mogłyby dać nam prawdziwą przewagę”.

Jak ciało radzi sobie z przestrzenią

Po powrocie na Ziemię zespół Gabe'a wykona wysokiej rozdzielczości zdjęcia rentgenowskie nadgarstków i kostek załogi Polaris Dawn, aby zmierzyć wpływ kilkudniowej mikrograwitacji na strukturę kości. Jej poprzednia praca z astronautami, którzy spędzili czas na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, pokazała, że ​​miesiące w warunkach mikrograwitacji mogą osłabić wewnętrzną strukturę kości podporowych, np. kości nóg, uniemożliwiając im pełną regenerację nawet rok po powrocie na Ziemię. 1

Kilku badaczy wykorzystuje Polaris Dawn, aby lepiej zrozumieć, co dzieje się z zespołem nerwowo-ocznym związanym z przestrzenią kosmiczną (SANS), stanem, w którym astronauci doświadczają trwałych zmian – a nawet uszkodzeń – wzroku. Naukowcy podejrzewają, że SANS powstaje w wyniku nagromadzenia płynu w oku, który normalnie odpłynąłby pod wpływem ziemskiej grawitacji. Współpracując z okulistą Premem Subramanianem i badaczką zdrowia kosmicznego Allie Hayman z Uniwersytetu Kolorado w Boulder, członkowie załogi Polaris Dawn noszą „inteligentne” soczewki kontaktowe, które mogą rejestrować ciśnienie płynu w oku.

Inni badacze będą badać wpływ narażenia na promieniowanie kosmiczne – cząstki naładowane o wysokiej energii – na organizm, analizując DNA, RNA i inne próbki biologiczne pobrane przez załogę Polaris Dawn. Co ważne, Polaris Dawn to pierwszy raz, kiedy wiele z tych analiz zostanie przeprowadzonych na tym samym statku kosmicznym podczas dwóch różnych misji: Isaacman brał także udział w badaniach SOMA i TRISH, kiedy dowodził Inspiration4, całkowicie cywilną misją orbitalną obsługiwaną przez SpaceX w 2021 roku.

Isaacman to „jedna z najlepiej scharakteryzowanych osób, jakie kiedykolwiek istniały” – mówi Mason. „To najlepsza szansa, abyśmy zrozumieli, co dzieje się z ciałem przed lotem w kosmos, a następnie, co dzieje się z ciałem za każdym razem, gdy lecimy w kosmos”.