Ранец будет крепиться к скафандру, ключевая особенность ранца — панели солнечных батарей, которые при необходимости разворачиваются. Батареи будут подзаряжать аккумулятор, от которого зависит работа электрореактивного двигателя.
Научный сотрудник МФТИ Иван Завьялов пояснил, что обычный реактивный двигатель сжигает топливо, и скорость естественного выхода газа через реактивное сопло сильно ограничена, а электрореактивный двигатель ионизует газ и заряженные ионы разгоняют электрическим полем — в итоге скорость выхода газа в 10 и более раз выше, чем у химического двигателя. Следовательно, такие двигатели потребляют гораздо меньше топлива. В России есть две производственные площадки, занимающиеся созданием электрореативных двигателей — ОКБ «Факел» из Калининграда и ОАО «КБ Химавтоматики» из Воронежа.
Кроме того, новизна изобретения Бурдаева и его коллег из ЦНИИмаша заключается в дополнительных двигателях, которые будут крепиться спереди скафандра и служить тормозом — космонавту нужна безопасная встреча с кораблем, когда он летит обратно, как правило, на высокой скорости. Предполагается, что вес космического ранца будет не более 10 кг.
— Идеи космических ранцев для передвижения в свободном пространстве были давно, еще у писателей-фантастов. Одной из первых проб у американцев был ракетный пистолет, который был у них с собой. Это небольшой реактивный двигатель, напоминающий дамский фен. На самом деле на фене тоже можно летать, правда, не в открытом космосе, а внутри станции. Например, космонавт Юрий Артюхин внутри станции летал на бытовом пылесосе, — рассказывает Бурдаев.
Человек впервые вышел в открытый космос 50 лет назад. 18 марта 1965 года это сделал летчик-космонавт Алексей Леонов на корабле «Восход-2». В настоящее время российские и американские космонавты для сцепления со станцией используют фалы (тросы) с карабинами, которые крепятся к корпусу станции. Фалы поочередно цепляются за элементы конструкции и фиксируются, что не позволяет космонавтам улететь в космос.
— Вопросы монтажа оборудования на внешней поверхности станции, хотя заранее и рассматриваются и проектируются, но всё равно требуют участия человека. Пока у нас нет совершенных автоматов и роботов, которые могут заменить труд человека в открытом космосе, также возникает необходимость в ремонте оборудования. Например, в 1979 году космонавты Владимир Ляхов и Валерий Рюмин выходили в открытый космос в неплановом режиме и отцепляли антенну КРТ-10, которая при отделении от станции пошла не так, как надо, зацепилась за соседнее устройство и мешала полету корабля. В подобной ситуации робот не поможет, — говорит космонавт Бурдаев. — Многое зависит от величины безопасного удаления космонавта от станции. В данном случае имеется в виду такое удаление от станции, при котором ранец обеспечивает возвращение. Ведь у каждого устройства есть предел возможностей. Запас солнечной энергии может переместить космонавта — в зависимости от размеров солнечных батарей — на 50–100 м. А дальше он, как бензин, кончится. Американцам удавалось уходить в свободный полет на несколько десятков метров. Они умудряются снимать с отработавших свой ресурс спутников самые ценные детали и монтировать их на запускаемые новые спутники. То есть спутник уходит с Земли не в комплекте, а лишь частично.
В настоящее время на предприятии «Звезда» (разрабатывает скафандры) создана установка спасения космонавта (УСК), которая обеспечивает возможность возврата на Международную космическую станцию, но она в настоящее время не используется. Ее вес составляет 55 кг, в ней нет тормозного устройства и отсутствует подзарядка от солнца.
— В 1980-х годах у этих установок были другие задачи. Советские и американские специалисты были заняты разработкой средств передвижения космонавтов (СПК) в открытом космосе. Советское 400-килограммовое изобретение в обиходе получило название «мотоцикл», он напоминает кресло с ручками управления, также имеется ранец, который крепится к скафандру, а сзади расположены баллоны с газом и двигатели. Это средство позволяло отлететь от станции или от шаттла, захватить или проинспектировать какой-нибудь спутник и вернуться обратно. Либо пустым, либо со спутником. Советское устройство использовалось лишь однажды, для проверки, в 1990 году. Теперь стоит задача обеспечения безопасности. Если человек оторвался, его нужно вернуть, — рассказывает заместитель главного конструктора ОАО «НПП «Звезда» Александр Лазуткин. — Следующим поколением устройств стал американский SAFER — Simplified Aid for EVA Rescue, буквально «облегченный аппарат для спасения космонавта в открытом космосе», выпущенный в 1994 году. Эта установка меньших размеров, американцы надевали ее на свой выходной скафандр перед выходом. Устройство представляет собой небольшую раму с запасом газа. В случае отрыва космонавта от станции ее всегда можно запустить и вернуться обратно.
Но поскольку еще никто не отрывался от станции, SAFER ни разу по назначению не использовали, говорит Бурдаев, хотя его надевают для выхода в открытый космос. Он подчеркнул, что новая разработка вобрала в себя лучшее из американского и российского опыта.
— Вероятность отрыва от станции высока, однако случаев, когда космонавт отцеплялся и улетал в открытый космос, в истории космонавтики нет. Были случаи, когда человек по рассеянности терял сумку с инструментами или иные вещи и они улетали, — говорит Бурдаев. — Топлива в ранце, как правило, находится немного. Но если нужно гарантировать возвращение с большей дистанции чем 100 м, то придется увеличивать объем топлива в проекте. Если человек залетел в солнечную тень, он замерзнет. Температура в космосе достигает минус 70 градусов и ниже, а в тени — минус 150 градусов. В тень забираться можно, но ненадолго. Первые советские станции регулярно поворачивались по отношению к солнцу то одним боком, то другим, так как они изгибались, потому что когда солнце нагревает одну сторону, другая охлаждается — станция, как гусеница, извивалась.
Главный специалист ракетно-космической корпорации «Энергия», космонавт Юрий Усачев поддерживает разработку новых средств по перемещению в космосе.
— Такие устройства нужны космонавтам. Сегодня безопасность российских космонавтов обеспечивают только фалы и карабины, — сказал Усачев.