Neizogibno slovo Mednarodne vesoljske postaje

Zgodba iz vesolja

Nazaj

Mednarodna vesoljska postaja (ISS) že več kot četrt stoletja astronavtom nudi zavetje pred ekstremnimi pogoji v vesolju, od izjemnih temperatur do nevarnega sevanja ter smrtonosnega vakuuma. Toda 15-letna življenjska doba ISS, je že zdaj močno presežena, zaradi česar postaja bivanje na njej čedalje bolj tvegano.

Konzorcij vesoljskih agencij je zato sklenil, da bo leta 2029 proti ISS poletelo posebno plovilo, s katerim bodo približno leto pozneje postajo usmerili proti površju našega planeta. Serija manevrov bo trajala štiri dni, temu pa bo sledil hiter padec. Na višini 120 kilometrov bo hitrost ISS znašala skoraj 8 kilometrov na sekundo, tamkajšnji zračni upor pa bo z nje najprej odtrgal najbolj izpostavljene dele, kot so antene, sončne celice in izolacijski materiali. Kakšnih 30 kilometrov nižje bo začela razpadati tudi glavna konstrukcija postaje. Posamezni moduli in povezovalne strukture se bodo ločili ter se med spuščanjem skozi vse gostejše plasti ozračja čedalje bolj segrevali.

Takrat se bo na nebu prižgal pravi ognjemet. Približno 420 ton kovine in drugih materialov bodo v le nekaj trenutkih zajeli plameni. Sij razpadajoče postaje bo po nekaterih ocenah presegel svetlost polne Lune. Večina ISS bo izparela v ozračju, nekateri večji in bolj odporni kosi pa bodo morda preživeli vse do površja.

Strah, da bi nam padli na glavo, je sicer odveč. Morebitni preživeli ostanki bodo popadali v Tihi ocean v okolici točke Nemo, ki je od najbližjega kopnega oddaljena 2700 kilometrov.

S tem se bo končala zgodba ene najbolj zapletenih in najdražjih struktur, kar smo jih kadar koli zgradili, pa tudi saga o tem, kako so nekdanji nasprotniki stopili skupaj ter človeštvu odprli vrata v vesolje.

Kratka zgodovina vesoljskih postaj

Pred ISS je okoli Zemlje krožilo že več vesoljskih postaj. Prva med njimi je bila sovjetska Saljut 1, ki so jo izstrelili leta 1971. Delovala je približno pol leta, na njej pa je bivala samo ena posadka plovila Soyuz 11, in sicer 24 dni. Zgodba Saljuta 1 je sicer žalostna. Posadka Soyuza 11 je med vračanjem na Zemljo namreč doživela tragičen konec. Zaradi nenadnega odprtja ventila za izenačevanje tlaka je prišlo do hitre dekompresije kabine, zaradi česar so umrli vsi trije kozmonavti na krovu.

Sovjetska znamka iz leta 1972, ki prikazuje risbo Saljuta 1.

Leta 1973 je sledila prva ameriška vesoljska postaja Skylab. Ta je delovala približno šest let, v tem času pa je gostila tri odprave, katerih posadke so na njej skupaj bivale 171 dni. Misija bi skoraj propadla. Med izstrelitvijo se je od glavnega laboratorijskega modula odtrgal poseben ščit, ki naj bi Skylab varoval pred mikrometeoroidi in prekomernim segrevanjem. Ta je za sabo povlekel enega od glavnih sončnih panelov, medtem ko se drugi panel v tirnici ni razprl. Naloga prve posadke je bila zato namestiti nadomestni toplotni ščit in sprostiti zagozdeni sončni panel. To je bilo tedaj eno najobsežnejših popravil v vesolju.

V naslednjih devetih letih so Sovjeti izstrelili kar sedem vesoljskih postaj, pri čemer dve izmed njih nista bili uspešni. Prelomno je bilo leto 1986, ko je v vesolje poletela postaja Mir, ki je bila prva modularna vesoljska postaja. Sestavljalo jo je sedem glavnih modulov, zaradi česar je bila veliko večja od svojih predhodnic. Postajo so postopoma dograjevali približno deset let.

Astronavti in kozmonavti so na krovu Mira skupaj preživeli kar 3644 dni. Ruski kozmonavt Valeri Poljakov je v letih 1994–1995 na njej preživel kar 437 dni, kar še danes velja za najdaljši neprekinjeni vesoljski polet posameznika.

Vesoljska postaja Mir.

Kitajska je doslejj izstrelila tri vesoljske postaje. Če sta bili Tiangong 1 (»Nebeška palača 1«) in Tiangong 2 prototipni postaji, namenjeni preizkušanju novih tehnologij, pa je Vesoljska postaja Tiangong prva kitajska neprekinjeno naseljena vesoljska postaja. Hkrati je šele tretja velika modularna vesoljska postaja, ki je bila zgrajena po konceptu postopnega dodajanja modulov. Tiangong je poleg ISS trenutno edina stalno naseljena vesoljska postaja.

Velika vesoljska sestavljanka

Do izgradnje ISS je prišlo po tem, ko sta NASA in Ruska vesoljska agencija podpisali sporazum o sodelovanju pri skupni vesoljski postaji. Pozneje so se jima pridružile še Kanadska vesoljska agencija, japonska JAXA ter Evropska vesoljska agencija.

Prvi modul, imenovan Zarja, je Rusija izstrelila leta 1998. Temu sta sledila ameriški modul Unity in ruski Zvezda. To je bilo dovolj, da je novembra 2000 postajo obiskala prva stalna tričlanska posadka, ki je prispela na krovu plovila Soyuz TM-31. Od takrat astronavti ISS niso več pustili same.

Primerjava velikosti ISS ter nogometnega igrišča.

Postajo so skupaj dograjevali približno trinajst let, celoten projekt pa je stal več kot 150 milijard ameriških dolarjev. Danes jo sestavlja 29 glavnih modulov. V dolžino meri približno 109 metrov, kar je primerljivo z dolžino nogometnega igrišča, v širino pa ga celo nekoliko presega. Za njeno izgradnjo je bilo potrebnih več kot 40 izstrelitev, pri čemer so jih 37 opravile ZDA.

Doslej je na ISS bivalo približno 290 astronavtov iz 26 držav. Gre za doslej največji umetni satelit in tudi za enega najsvetlejših umetnih objektov na nočnem nebu. V optimalnih pogojih lahko doseže navidezno magnitudo oziroma sijem približno −4,5, kar je primerljivo z Venero.

Neusmiljen zob časa

Težave, s katerimi se trenutno spopada ISS, so predvsem posledica ekstremnih pogojev, ki jim je izpostavljena. Postaja kroži okoli Zemlje na višini približno 400 kilometrov, v 24 urah pa doživi kar 16 sončnih vzhodov in zahodov. Ko se pogrezne v Zemljino senco, se deli površja ISS ohladijo na −120 stopinj Celzija, nato pa jih Sonce ogreje na +120 stopinj.

Te ciklične spremembe temperature, doslej se jih je nabralo že skoraj 150.000, povzročajo nenehno krčenje in raztezanje materialov, kar prispeva k njihovemu utrujanju ter nastanku in rasti mikroskopskih razpok in drugih poškodb površinskih materialov in zaščitnih prevlek.

Naslednji dejavnik je atomski kisik. Tirnica ISS se nahaja v termosferi, kjer ultravijolično sevanje s Sonca razbija molekule kisika na posamezne atome. Čeprav je tamkajšnja gostota zraka zanemarljiva v primerjavi s tisto na površju Zemlje, pa atomski kisik kljub temu predstavlja veliko težavo, saj je izjemno reaktiven in povzroča erozijo organskih snovi na površini ISS. Te organske materiale uničuje tudi močno ultravijolično sevanje, ogrodje postaje pa nenehno bombardirajo mikrometeoroidi in drobni delci orbitalnih odpadkov.

Ravno ultravijolično sevanje, atomski kisik, mikrometeoroidi ter termično raztezanje in krčenje so že močno načeli postajine sončne celice na osmih velikih panelih, katerih skupna površina znaša približno 2500 kvadratnih metrov. Na začetku so celice proizvajale približno 240 kW električne energije, medtem ko je danes ta številka bliže 160 kW. NASA se je zato odločila, da na šestih od osmih izvornih panelov namesti nove izvlečne sončne panele iROSA z mnogo učinkovitejšimi sončnimi celicami. Za njihovo dobavo in namestitev je agencija namenila več kot 100 milijonov USD.

Poleg tega je bilo v zadnjih nekaj letih potrebnih več popravil na ISS. Gre za izjemno kompleksne naloge, o čemer priča tudi incident, povezan z uhajanjem zraka iz ruskega modula Zvezda, ki je povezano z razpokami v njegovem prehodnem tunelu. Uhajanje so zaznali že leta 2019, junija letos pa je ruska vesoljska agencija Roscosmos izmerila, da je njegova hitrost narasla na približno 0,9 kilograma zraka na dan, zaradi česar so se odločili za dodatne preglede in popravila. Toda Rusija in ZDA si nista bili enotni glede tega, kako naj bi popravilo potekalo.

Junija je Roscosmos nameraval izvesti zahtevnejša popravljalna dela, kar je pri NASI povzročilo resne pomisleke, saj bi po njihovem mnenju lahko poseg predstavljal nevarnost za konstrukcijo. NASA je zato iz varnostnih razlogov v času načrtovanih del pet ameriških astronavtov napotila v plovilo SpaceX Dragon, nakar je Roscosmos popravljalna dela preložil za nedoločen čas.

Robotska roka Canadarm2 z astronavtom.

27. maja letos je sledil nov udarec, saj se je pokvarila robotska roka Canadarm2. Gre za približno 18 metrov dolg robotski žerjav, ki omogoča zajemanje in premikanje vesoljskih plovil ter drugega tovora. Odpovedal je eden od njenih gibljivih sklepov, ki so ga astronavti nadomestili konec junija.

Povejmo še, da ISS nenehno zavira zračni upor v termosferi, zaradi česar se njena višina vsak dan zmanjša za približno 100 metrov. Zato je treba ISS vsakih nekaj tednov oziroma mesecev nekoliko povečati polmer njene tirnice. To storijo z ruskimi tovornimi plovili Progres, ki so za ta namen pritrjena na ISS.

Zadnje slovo

Glede na trenutne načrte konzorcija vesoljskih agencij, se bo zadnji reboost zgodil v začetku leta 2028. Od tega trenutka bo ISS počasi drsela proti našemu planetu. Sredi leta 2029 bo proti njej poletelo posebno plovilo, imenovano US Deorbit Vehicle (USDV). Novembra 2029 bo na postajo prispela še zadnja posadka, ki jo bo zapustila februarja 2030. Takrat se bo ISS nahajala na višini 330 kilometrov.

Ko bo konec leta 2030 oziroma v začetku leta 2031 plovilo USDV prižgalo svoje motorje, se bo  ISS nahajala na višini 220 km. V obdobju štirih dni bo izvedenih več manevrov, s katerimi bodo močno zmanjšali višino postajine tirnice. Nato pa se bo vse odvilo v le nekaj minutah. Med padanjem skozi gostejše plasti ozračja se bo postaja segrela na 1600 stopinj Celzija in več kot 400 ton materiala bo izparelo v ozračju. V okolico točke Nemo bodo padli kvečjemu le manjši drobci.

Unvehículo de la ESa durante la entrada a la atmósfera.

Prihodnost vesoljskih postaj 

Mednarodno okolje v zadnjih nekaj letih močno spremenilo. Odnosi med državami, ki so skupaj zgradile ISS, so se v zadnjih letih nekoliko skrhali. To velja tudi za tradicionalne zaveznike, kot so ZDA, Kanada in Evropa. Na vidiku tako ni načrtov za ponovitev dosežka izpred 25 let.

Edine, ki so doslej jasno izrazile željo po vesoljskih postajah, so ZDA. Njihova uradna politika že od leta 2017 narekuje ohranitev vodilne vloge v vesolju. To nameravajo doseči z neprekinjenimi človeškimi poleti in izvajanjem najrazličnejših dejavnosti v nizkozemeljskih tirnicah. Toda bodočih vesoljskih postaj ne bo gradila NASA. ISS bodo zamenjale komercialne postaje, katerih lastniki bodo zasebne korporacije. Državne institucije bodo tako le stranke, ki bodo te postaje občasno najemale za svoje potrebe. V ta namen NASA že od leta 2019 izvaja poseben program, s katerim spodbuja javno-zasebna partnerstva na področju razvoja komercialnih vesoljskih postaj.

Koncept bodoče vesoljske postaje Axiom Space Station.

Komercialne postaje bi ZDA omogočile, da del svojih sredstev in zmogljivosti preusmerijo v zahtevnejše raziskovalne odprave, na primer v misije, katerih končni cilj sta vrnitev človeka na Luno in pozneje tudi odprave proti Marsu. Konec ISS zatorej pomeni le konec nekega poglavja v zgodbi o osvajanju vesolja, ki pa bo v prihodnje postala le še bolj vznemirljiva.

Dodatna čtiva za najbolj radovedne

  1. How SpaceX Will Turn a Workhorse Vehicle into a Hulking Destroyer of Space Stations, Scientific American.
  2. SpaceX is building a superpowered spaceship to scrap the International Space Station for NASA, Business Insider.
  3. SpaceX has dreamed up a Dragon ship on steroids to drag the ISS out of space, space.com
  4. SpaceX Dragon 2, Wikipedia.
  5. Comparison of the Size of the International Space Station, NASA.
  6. Space station, Wikipedia.
  7. Station Facts, NASA.
  8. The International Space Station Transition Plan, NASA.
  9. NASA’s Management of Risks to Sustaining ISS Operations through 2030, NASA.
  10. United States Deorbit Vehicle, NASA.
  11. International Space Station, NASA.
  12. NASA Provides Update on Space Station Leak, NASA.
  13. NASA, Axiom Space Delay Axiom Mission 4 Launch to Space Station, NASA.
  14. International Space Station — Everything you need to know about the orbital laboratory, space.com.
  15. Space junk, not meteorites, remains biggest threat to spacecraft, phys.org.
  16. Meteoroid hit suspected after major leak from Soyuz capsule, The Guardian.
  17. Astronaut and cosmonauts return to Earth after getting stuck in space for more than a year, The Guardian.
  18. International Space Station Deorbit Analysis Summary, NASA.
  19. Low-Earth Orbit: NASA Faces Impending Decisions for Replacing International Space Station with Commercial Stations, U.S. Government Accountability Office
  20. Current Space Agreements, NASA.
  21. ISS Assembly & Operations, Orbital Radar
  22. Innovation in Focus: 25 Years of Continuous Human Presence in Space, ISS National Laboratory.
  23. The Mechanics of Orbital Degradation Risk Assessment in the International Space Station Pressure Architecture, Manualdobruxo
  24. Sen, S., O’Dell, J. S., Yan, Y., Heilbronn, L., Ning, H., Finckenor, M., et al. (2024). Space environmental effects on multifunctional radiation shielding materials. Earth and Space Science, 11, e2024EA003681. https://doi.org/10.1029/2024EA003681 
  25. Imai, F., Imagawa, K. (2003), NASDA’s space environment exposure experiment on ISS – first retrieval of SM/MPAC&SEED, Proceedings of the 9th International Symposium on Materials in a Space Environment, 16-20 June 2003, Noordwijk, The Netherlands. Compiled by K. Fletcher. ESA SP-540, Noordwijk, Netherlands: ESA Publications Division, ISBN 92-9092-850-6, 2003, p. 589 – 594
  26. ISS repair spacewalk highlights concerns about station health, Space News.
  27. Revisiting Solar Array String Failures on the International Space Station, AIREX.
  28. Impact Story: Roll-Out Solar Arrays, NASA.
  29. New Solar Arrays to Power NASA’s International Space Station Research, NASA.
  30. Skylab, Wikipedia.
  31. Mir, Wikipedia.
  32. Tiangong 1, Wikipedia.
  33. Tiangong 2, Wikipedia.
  34. Tiangogng Space Station, Wikipedia.
  35. International Space Station, Wikipedia.
  36. Space Station reboost – from the inside, European Space Agency.

Blog at WordPress.com.

Navzgor ↑