Kosmos Tima Peake’a
Czy przestrzeń kosmiczna ma zapach?
Tak, przestrzeń kosmiczna naprawdę pachnie… ale trudno stwierdzić, co to za zapach. Przy kilku okazjach miałem szansę ją powąchać. Pierwszy raz po paru dniach od przybycia na stację kosmiczną, gdy pomagałem astronautom Timowi Koprze i Scottowi Kelly’emu wrócić ze spaceru kosmicznego. Później czułem silny, charakterystyczny zapach za każdym razem, gdy zamykaliśmy śluzę powietrzną wystawioną na działanie kosmicznej próżni. Czułem go także wówczas, gdy używałem japońskiej śluzy powietrznej, przenosząc przez nią małe satelity, które miały zostać wysłane w kosmos lub zabrać próbki eksperymentów przeprowadzanych miesiącami na zewnątrz stacji kosmicznej.
Zapach tajemnicy jest tematem wielu żartobliwych rozmów astronautów. Porównywano go do woni przypalonego steku, rozgrzanego metalu, oparów towarzyszących spawaniu lub zapachu grilla, by wymienić tylko niektóre. Pojawiały się też sugestie, że zapach może pochodzić z „odgazowania” skafandra kosmicznego wystawionego na działanie próżni lub skrajnych temperatur. Czasami czułem dokładnie ten sam zapach, gdy byłem w środku pustej japońskiej śluzy powietrznej zaraz po ponownym zwiększeniu ciśnienia.
Według mnie zapach przestrzeni kosmicznej przypomina woń elektryczności statycznej, np. gdy zdejmujesz koszulkę lub pulower i dochodzi do wyładowania elektrostatycznego. To metaliczna woń spalenizny. Tym, co przypomina zapach elektryczności statycznej, jest przypuszczalnie ozon. Ozon może występować w warunkach naturalnych, gdy fale ultrafioletowe o dużym ładunku elektrycznym (np. pochodzące ze Słońca, uderzenia pioruna lub elektryczności statycznej) zderzają się z cząsteczkami tlenu, rozbijając je na dwa pojedyncze atomy tlenu. Uwolniony atom tlenu łączy się następnie z inną cząsteczką tlenu, tworząc O3 – ozon. Chociaż ozon występuje w dolnych warstwach stratosfery, 20–30 km nad Ziemią, nie ma go jednak na 400 km… więc dlaczego mielibyśmy go czuć w przestrzeni kosmicznej? No cóż, tlen atomowy występuje w kosmosie, w pasie od 160 do 560 km, bo choć mało tam atmosfery, składa się ona w 90% z atomowego tlenu. Możliwe, że tlen atomowy trafił do otwartej śluzy powietrznej, a następnie podczas ponownego podnoszenia ciśnienia wszedł w reakcję z cząsteczkami tlenu z atmosfery na stacji kosmicznej, w efekcie wytwarzając ozon. Najbardziej nostalgiczna teoria głosi, że zapach przestrzeni kosmicznej to woń gasnących gwiazd. We wszechświecie dochodzi do mnóstwa procesów spalania. Gwiazdy są zbudowane głównie z wodoru i helu w postaci gazowej, wyzwalanych przez reakcję syntezy jądrowej, która może zachodzić od miliardów lat. Pod koniec swojego istnienia, kiedy paliwo wodorowe zostanie całkowicie zużyte, gwiazda zapada się do swego wnętrza i dochodzi do gwałtownej eksplozji nazywanej supernową, podczas której wytwarzane są cięższe pierwiastki, takie jak tlen, węgiel, złoto i uran. Ten gwałtowny proces spalania wytwarza wonne związki nazywane wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi. Sądzi się, że cząsteczki te przenikają wszechświat i wiecznie unoszą się w kosmosie. Czy wdychamy woń dawnych gwiazd, gdy wścibiamy nos do śluzy powietrznej? Kto wie. Tak czy owak, uważam ten zapach za przyjemny, bo przypomina mi trochę zapach letniego grilla, gdzie na węglu drzewnym pieką się kiełbaski…
Czy kiedy byłeś w kosmosie, istniało ryzyko, że zostaniecie uderzeni przez meteoryt lub śmieci kosmiczne?
Stacja kosmiczna jest często bombardowana przez małe kawałki śmieci kosmicznych. Śmieci kosmiczne to naturalne (mikrometeory) i sztuczne (będące wytworem człowieka) szczątki. Mikrometeory krążą wokół Słońca, a większość kosmicznych śmieci orbituje wokół Ziemi. Zwykle nie powodują one poważniejszych zniszczeń. Stacja kosmiczna jest dobrze chroniona przez specjalne osłony modułów znajdujących się pod ciśnieniem, gdzie mieszkają i pracują astronauci. Z drugiej strony istnieje ryzyko, że w stację kosmiczną uderzy coś większego i spowoduje uszkodzenia. Podczas spacerów kosmicznych obserwujemy ślady takich uderzeń na ścieżkach przejścia, zwykle na poręczach trafionych przez kosmiczne szczątki, które zrobiły w nich małe wgłębienia ostrymi metalicznymi krawędziami. Astronauci muszą uważać, by nie przesunąć rękawicą po tych ostrych występach i nie przedziurawić skafandra. Jedno z okien Kopuły też ucierpiało z powodu uderzenia kosmicznego odłamka, w rezultacie powstało małe zarysowanie na szybie. Chociaż nikt nie chciałby się obudzić i znaleźć rysy na oknie stacji kosmicznej, nie wygląda to tak źle, jak może się wydawać.
Każde z siedmiu okien Kopuły składa się z czterech warstw wykonanych ze stopionej krzemionki i szkła borokrzemowego (wykonanego z krzemionki i tritlenku boru – materiału, który jest bardzo odporny na szok termiczny). Jego grubość całkowita wynosi ponad 7 cm, a odłamek ledwie zarysował pierwszą warstwę. Problem polega na tym, że przedmioty poruszające się ze znaczną prędkością wcale nie muszą być bardzo duże, aby spowodować spore uszkodzenia. Rysa na oknie Kopuły została przypuszczalnie spowodowana przez odprysk farby lub mały metalowy fragment o przekroju kilku tysięcznych milimetra. Skoro coś tak małego mogło spowodować uszkodzenie na stacji kosmicznej, wyobraźcie sobie, jakie spustoszenie zrobiłby obiekt o średnicy, powiedzmy, 10 cm. Spowodowałby katastrofalne zniszczenia, przenikając do środka stacji kosmicznej i rozbijając ją na kawałki. Na szczęście w Centrum Kontroli Misji są specjaliści, którzy ostrzegają nas o niebezpieczeństwie zderzenia – gdy jakiś kosmiczny odpadek wleci w „strefę bezpieczeństwa” wokół ISS, która przypomina pudełko pizzy o wymiarach 1,5 × 50 × 50 km. Radary naziemne – należące m.in. do US Space Surveillance Network oraz European Space Agency Space Debris Office w niemieckim Darmstadt – śledzą około 23 000 kosmicznych śmieci. Kiedy ryzyko kolizji jest duże, stacja kosmiczna musi wykonać manewr unikowy DAM, używając silników rakietowych znajdujących się w rosyjskiej części stacji lub silników zadokowanego pojazdu kosmicznego, żeby zmienić orbitę ISS i uniknąć zderzenia. Niestety manewr unikowy wymaga około 30 godzin planowania i wykonania. Jeśli odłamek zostanie wykryty zbyt późno, aby ISS mogła wykonać manewr DAM, załoga otrzymuje polecenie zamknięcia wszystkich włazów między modułami i ukrycia się na pokładzie statku kosmicznego Sojuz, dopóki niebezpieczeństwo kolizji nie minie. Ostatnia procedura „ewakuacyjna” została przeprowadzona w lipcu 2015 r., kiedy załoga usłyszała ostrzeżenie, że może dojść do zderzenia z zaledwie 90-minutowym wyprzedzeniem. Niestety w przypadku ryzyka kolizji mamy do czynienia z „czarną strefą”. Każdy przedmiot o średnicy większej od 1 cm może spowodować katastrofalne uszkodzenia ISS i doprowadzić do śmierci astronautów. Odłamki te stanowią główne niebezpieczeństwo, na które narażona jest ISS. Kawałki o średnicy od 1 do 10 cm są trudne do wyśledzenia, ale jest bardzo prawdopodobne, że zepsują nam dzień. Za pomocą obserwacji i modeli komputerowych oszacowano, że na orbitach okołoziemskich jest 725 tys. takich „kosmicznych pocisków” o długości 1–10 cm.
A gdybyś to ty podczas spaceru kosmicznego został uderzony przez śmieć kosmiczny?
Skafander składa się z 14 warstw materiału, które zabezpieczają astronautę. Nie wszystkie służą ochronie termicznej. Niektóre mają za zadanie zapewnienie odpowiedniego ciśnienia, ochronę przed ogniem i przed mikrometeorytami. Zewnętrzna warstwa skafandra składa się z odpornej na przebicie „mikrometeorowej warstwy termicznej” wykonanej częściowo z kuloodpornego materiału i wytrzymującej uderzenie małych kawałków skały kosmicznej. Oprócz tego klatkę piersiową i plecy chroni twardy człon HUT i podstawowy system podtrzymywania życia PLSS, oba wykonane z twardego materiału oraz pewnej liczby metalowych elementów. Trudno powiedzieć, czy jakiś kawałek skały przebiłby skafander, czy nie, bo to zależy od jego rodzaju, prędkości zbliżania i miejsca uderzenia. Oprócz tego, chociaż na niskiej orbicie okołoziemskiej jest dużo śmieci kosmicznych (naturalnych i wytworzonych przez człowieka), przestrzeń kosmiczna jest ogromna, a astronauci stosunkowo mali. Ryzyko trafienia astronauty przez kawałek skały kosmicznej podczas spaceru EVA powoduje, że należy ono do zdarzeń potencjalnie katastrofalnych, ale skrajnie nieprawdopodobnych.
Co by się stało, gdyby nasz pechowy astronauta został trafiony mikrometeorem? Po pierwsze, skutek byłby podobny do trafienia niezwykle szybko poruszającym się pociskiem. Ponieważ poruszamy się z prędkością 25 machów, jest wysoce prawdopodobne, że łączna prędkość po zderzeniu astronauty z odłamkiem kosmicznym byłaby wielokrotnością prędkości dźwięku. Podczas zderzenia skafander próbowałby wykonać swoje zadanie, które polega na rozproszeniu energii zderzenia dzięki wielu warstwom materiału oraz zapobieżeniu, by odłamek przebił warstwę ciśnieniową. Gdyby mu się to udało, możliwe, że słabe uderzenie w ogóle nie zostałoby zauważone podczas spaceru kosmicznego i zostało odkryte dopiero później podczas sprawdzania skafandra. Gdyby kawałek skały przebił warstwę ciśnieniową, skafander zacząłby tracić tlen uchodzący przez otwór w przestrzeń kosmiczną. Nie jest to dobra wiadomość, ale nie musi prowadzić do katastrofalnych skutków. Gdyby otwór miał średnicę 6 mm lub mniejszą, tlen z głównych zbiorników utrzymałby odpowiednie ciśnienie wewnątrz skafandra. Astronauta dostałby komunikat „WYSOKI POZIOM 02”, więc wszyscy wiedzieliby, że „Houston, mamy problem”. Gdyby poziom tlenu w podstawowych zbiornikach uległ obniżeniu, do pracy przystąpiłyby dwa zbiorniki pomocnicze. Pojawiłyby się kolejne komunikaty ostrzegawcze i astronauta miałby ok. 30 min na zapasie tlenu, który mu pozostał. Nie jest to wiele, ale gdyby nie pojawiły się inne komplikacje, powinien zdążyć wrócić bezpiecznie do śluzy powietrznej.
Gdyby otwór miał średnicę większą od 6 mm, wówczas sytuacja byłaby nieco gorsza. Przy tak dużym otworze nie wystarczy do utrzymania odpowiedniego ciśnienia w skafandrze niezależnie od tego, ile tlenu pozostało w zbiornikach. W przypadku dużego wycieku tlenu ciśnienie wewnątrz skafandra gwałtownie spadnie. Przy ciśnieniu rzędu 3 psi (odpowiedniku na wysokości 12 200 km) astronauta otrzymałby komunikat „AWARIA P SKAFANDRA” i niebawem zacząłby tracić przytomność. Oczywiście założyłem, że nie zostałby wcześniej zabity przez poruszający się z ogromną prędkością pocisk, który przebił skafander.
Jak się nie wyziębić w przestrzeni kosmicznej, skoro jest tam tak chłodno?
Przedmioty w kosmosie mogą osiągać skrajne temperatury, od bardzo gorących po bardzo zimne – co stanowi poważne wyzwanie nie tylko dla naszych skafandrów kosmicznych, ale dla wszystkiego innego, co musi wytrzymać tak duże wahania temperatur. Skoro mówimy o temperaturze w kosmosie, należy pamiętać, że nie chodzi o temperaturę powietrza jak na Ziemi. W próżni kosmicznej nie ma powietrza. Bez powietrza nie występuje zjawisko konwekcji, więc nasze skafandry kosmiczne muszą sobie poradzić z przekazem ciepła za pomocą przewodnictwa (np. gdy astronauta dotknie jakiejś części stacji kosmicznej) lub promieniowania.
Gorąca plazma Słońca emituje fotony energii. Niektóre z nich są wchłaniane przez obiekty w przestrzeni, które wskutek tego się nagrzewają. Z drugiej strony fotony ustawicznie promieniują ze wszystkich przedmiotów, których temperatura jest wyższa od zera absolutnego. Nieustanna równowaga między przyjmowaniem i wysyłaniem fotonów określa temperaturę danego obiektu. Dla przykładu, temperatura kawałka metalu wystawionego na bezpośrednie działanie promieni słonecznych na zewnątrz stacji kosmicznej może dochodzić do 260°C. Z kolei obiekt znajdujący się w cieniu może mieć temperaturę 100°C poniżej zera. Stacja kosmiczna składa się z wielu elementów o różnych właściwościach termicznych, wystawionych w różnym stopniu na działanie promieni słonecznych. Podczas spaceru kosmicznego astronauci dotykają przedmiotów o różnej ciepłocie, więc ich rękawice muszą wytrzymać skrajne temperatury. Jeśli chcecie wiedzieć, jak się pracuje w rękawicach EVA, spróbujcie zawiązać sznurówki, mając na rękach kuchenne rękawice! Innym wyzwaniem jest to, że podczas pracy astronauci z łatwością przechodzą z cienia w miejsca nasłonecznione, co powoduje, że skafander jest wystawiony na szybkie zmiany warunków termicznych. Żeby skompensować skrajne temperatury, skafander kosmiczny składa się z wielu warstw chroniących przed utratą (z ciała) lub zyskiem ciepła (ze Słońca). Materiał ten jest nazywany wielowarstwową izolacją MLI. Wykorzystuje się go także na zewnątrz stacji kosmicznej, aby zmniejszyć wahania temperatury i chronić delikatne części wyposażenia. Skafander kosmiczny tak dobrze chronił mnie przed przegrzaniem i wyziębieniem podczas spaceru kosmicznego, że musiałem dostosować temperaturę tylko dwa razy w ciągu niemal 5 godz.
Wróćmy do pytania, jak się nie wychłodzić w przestrzeni kosmicznej. Wykorzystujemy w tym celu własną ciepłotę organizmu. Podczas spaceru kosmicznego astronauta ciężko pracuje, wytwarzając dużo ciepła i starając się nie pocić. Ciepłota ciała wystarcza do zapewnienia odpowiedniej temperatury z wyjątkiem palców, które czasem mogą ulec lekkiemu wyziębieniu. Żeby temu zapobiec, rękawice są wyposażone w elektryczne podgrzewacze, które po uruchomieniu ogrzewają koniuszki palców. Za każdym razem, gdy zbliża się zachód Słońca, Centrum Kontroli Misji informuje nas, że możemy włączyć ogrzewacze rękawic.
Co by było, gdybyś się odczepił od stacji kosmicznej?
Odpadnięcie od stacji kosmicznej jest największym koszmarem wszystkich astronautów. W pierwszej scenie filmu „Grawitacja” z 2013 r. bohaterka grana przez Sandrę Bullock odczepia się od promu kosmicznego i znika w przestrzeni kosmicznej, zdana na łaskę praw fizyki. W takich okolicznościach astronautę czeka pewna śmierć, przypuszczalnie udusiłby się po kilku godzinach, gdy skafander utraci zdolność do usuwania dwutlenku węgla z atmosfery lub wyczerpie się energia w baterii. Nic dziwnego, że robimy wszystko, aby astronauta nie odleciał w kosmos, skazany na powolną śmierć.
Odpadnięcie od stacji kosmicznej jest bardzo łatwe. Kosmiczne rękawice, które nosimy, są duże i nieporęczne. Ich wewnętrzna strona jest pokryta specjalnym gumowanym materiałem, który zapewnia odpowiedni chwyt, ale grubość rękawic nie pozwala na precyzję ani „wyczucie”. Trudno stwierdzić, jak mocno trzeba chwycić. Początkowo większość astronautów trzyma przedmioty zbyt kurczowo, ale podczas treningu uczą się rozluźnić chwyt i myśleć jak alpinista. Zewnętrzna powierzchnia Międzynarodowej Stacji Kosmicznej jest pokryta poręczami i innymi elementami, których można się chwycić. Z drugiej strony jest też wiele miejsc, których dotknięcie stwarza zagrożenie, bo są ostre i mogą przedziurawić rękawicę lub może dojść do uszkodzenia stacji kosmicznej. Zatem pierwszą linią obrony przed odpadnięciem jest dobre planowanie, przygotowanie i szkolenie – musisz wiedzieć, dokąd chcesz się udać.
Godzinami studiowałem ścieżki przejść, którymi miałem się poruszać podczas mojego spaceru kosmicznego: analizowałem odległość pomiędzy kolejnymi chwytami rąk i najlepszą pozycję ciała, by pokonać trudne odcinki. Planowałem alternatywne ścieżki na wypadek, gdyby coś nie wypaliło. Oprócz zapamiętania planowanych ścieżek i miejsc pracy należy umieć szybko podejmować decyzje na wypadek, gdyby trzeba było wykonać inne operacje, do których nie jesteś przygotowany. Godziny trenowania spacerów kosmicznych pod wodą rozwijają umiejętności i pewność siebie, które są do tego potrzebne.
Drugą linię obrony stanowi mantra wbijana do głowy wszystkim nowym astronautom: „Gdy się zatrzymujesz, zaczynasz spadać”. Dlatego gdy przestajesz się poruszać, to przyczepiasz się do stacji kosmicznej krótką linką „lokalną” o długości ok. 1 m. Astronauci muszą się często puścić stacji kosmicznej obiema rękami, aby użyć jakiegoś narzędzia lub wykonać zadanie. Wystarczy chwila nieuwagi, by zapomnieć o przyczepieniu lokalnej uwięzi, a już się puszczasz i odlatujesz w przestrzeń. Trzecią linią obrony jest lina bezpieczeństwa. Lina bezpieczeństwa przypomina duży kołowrotek wędkarski z linką, której jeden koniec jest przyczepiony do stacji kosmicznej, a drugi do naszego skafandra. Gdziekolwiek pójdziemy, ciągnie się za nami cienka metalowa linka nawinięta na szpulę ze sprężyną (słabe szarpnięcia tej szpulki umożliwiły Luce odnalezienie drogi powrotnej do śluzy powietrznej, gdy podczas spaceru kosmicznego jego hełm wypełniła woda). Jednak ta cienka metalowa linka przypomina kij o dwóch końcach, bo astronauci muszą zachowywać ciągłą czujność, by się nie zaplątać we własnej linie lub linie bezpieczeństwa kolegi. Planując spacer kosmiczny, astronauci zawracają szczególną uwagę na rozdzielenie swoich ścieżek przejścia lub obmyślenie strategii, która pozwoli im uniknąć zaplątania.
Na koniec, jeśli wszystko inne zawiedzie, w skafandrze znajduje się odrzutowy plecak zwany SAFER (Simplified Aid For EVA Rescue). Chociaż poruszanie się w przestrzeni kosmicznej za pomocą odrzutowego plecaka świetnie brzmi, nie znam astronauty, który ucieszyłby się na myśl o wykorzystaniu tej ostatniej linii obrony.
Co było bardziej zabawne, start czy ponowne wejście w atmosferę?
Start był przypuszczalnie bardziej ekscytujący z powodu ogromnej mocy, przyspieszenia i oczekiwania na pierwsze zetknięcie z kosmosem. Z drugiej strony jeśli ktoś szuka frajdy i dreszczu emocji w stylu kolejki górskiej, nic nie pobije statku kosmicznego powracającego na Ziemię w chwili, gdy otwiera się spadochron! Właściwie spadochronów było kilka i otwierały się jeden po drugim, by zmniejszyć prędkość lądownika z ok. 800 km/h do 324 km/h, gdy można było bezpiecznie otworzyć główną czaszę spadochronu. Chociaż główny ciężar wyhamowania Sojuza przypadł atmosferze, na pułapie 11 km nad Ziemią przypominaliśmy nadal ważącą 3 t cegłę spadającą z prędkością nieznacznie mniejszą od prędkości dźwięku. Zabawa zaczęła się po otwarciu dwóch spadochronów wyhamowujących. Po nich otworzył się spadochron główny, który wprawił lądownik w ruch obrotowy, wywołujący gwałtowne drgania trwające jakieś dwadzieścia sekund. Dzikie i nieprzewidywalne spadanie potęgowało to, że kapsuła nigdy nie znajdowała się poniżej czaszy spadochronu, ale była wychylona pod kątem ok. 30 stopni, aż do momentu gdy wszystko „zaskoczyło”, ustawiając się do bezpiecznego lądowania.
Mówiąc krótko, takiej przejażdżce nie dorówna żadna kolejka górska. Najlepiej opisał to astronauta NASA, Doug Wheelcock, mówiąc, że siedzenie w lądowniku przypomina „znajdowanie się w środku beczki spadającej z wodospadów Niagara, z tą różnicą, iż beczka płonie”. Kolega z załogi, Jeff Williams, ostrzegł mnie, że choć wielu astronautów opowiada o szaleńczych 20 s podczas hamowania spadochronami, powinienem być przygotowany na silne szarpnięcie, gdy główny spadochron wypadnie z kapsuły i rozwinie swoją czaszę. Starałem się obserwować zegar podczas odpalenia spadochronu hamującego, próbując skupić uwagę na małym stoperze przede mną. Kiedy gwałtowne wstrząsy ustały, stwierdziłem, że znacznie przekroczyliśmy 20 s zaplanowanych na spadochron hamujący. Powietrze świszczało wokół kapsuły, jakbyśmy poruszali się nadal z dużą prędkością, ale nie poczułem żadnego silnego szarpnięcia. Niepewny, czy główny spadochron się otworzył, spojrzałem nerwowo na Jurija, spokojnego jak zawsze, a on skinął potakująco głową – byliśmy bezpieczni. Zatem z powodu mocnych wrażeń i uśmiechów wybrałbym zdecydowanie lądowanie zamiast startu.
Jak długo trwało przejście przez atmosferę? Jakiego przeciążenia g doświadczyłeś?
Chociaż od wejścia w atmosferę na wysokości 99,8 km do otwarcia spadochronu na 10,8 km upłynęło 8 min i 17 s, nie doświadczaliśmy dużych przeciążeń przez cały czas. Po rozdzieleniu Sojuza lądownik zaczął spadać na łeb na szyję, pikując w kierunku Ziemi. Nie odczuwałem tego, dopóki nie wyjrzałem przez okno. Kiedy to zrobiłem, byłem przerażony „niekontrolowanym” zachowaniem Sojuza po długim pobycie na stabilnej niczym skała ISS. Po około 4 min szaleńczego lotu Sojuz wszedł w gęstszą warstwę atmosfery na wysokości ok. 80 km i zaczął stopniowo odzyskiwać kontrolę aerodynamiczną. Gdy kapsuła przyjęła odpowiednią pozycję, odwracając się osłoną termiczną do przodu, zaczęliśmy odczuwać narastające przeciążenie.
Na szczęście przeciążenie wzrastało stopniowo, więc mieliśmy chwilę na przyzwyczajenie się do grawitacji. Później przeciążenie zaczęło gwałtownie narastać. Wykorzystaliśmy siłę g, aby usiąść głębiej w fotelu i zaciągnąć paski pięciopunktowej uprzęży tak mocno, jak się da. Nie chodziło o ochronę przed przeciążeniem g towarzyszącym ponownemu wejściu w atmosferę, bo była to całkiem gładka podróż, ale o to, że w chwili otwarcia spadochronu (i lądowania) należy być jak najmocniej przypiętym, by uniknąć obrażeń. W lądowniku astronauci siedzą zwróceni plecami do osłony termicznej, więc wytracanie prędkości wywołuje takie doznanie, jakby ktoś położył ci duży ciężar na klatce piersiowej. Oddychanie staje się trudniejsze. Miałem wrażeniem, jakbym znalazł się na dole „młyna” i miał na sobie kilku owłosionych napastników rugby. Może deszczowe sobotnie ranki, gdy rywalizowały szkolne drużyny rugby, były dobrym treningiem dla astronautów… Przeciążenie osiągnęło nieco ponad 5 g, a później zaczęło powoli spadać. Ponieważ odczuwa się je w rejonie klatki piersiowej, a nie od czubka głowy po palce, istniało mniejsze zagrożenie widzeniem lunetowym lub „utratą przytomności”, których doświadczają czasami piloci samolotów osiągających duże prędkości. Chociaż przeciążenie g wywoływało uczucie ciężkości i było nieprzyjemne, można było łatwo je znieść, a ćwiczenia w wirówce Gwiezdnego Miasteczka dobrze nas do tego przygotowały.
Jak wróciłeś na Ziemię? Jak szybko się poruszałeś podczas ponownego wejścia w atmosferę?
Powrót na Ziemię rozpoczęliśmy z taką samą prędkością, z jaką porusza się ISS. Nie miałem wrażenia, że prędkość jest duża, bo znajdowaliśmy się na wysokości 400 km, a poza tym zdążyłem przywyknąć, iż Ziemia przesuwa się pode mną w takim tempie. Oprócz tego pierwsze uruchomienie silnika, które rozpoczęło schodzenie, nie było agresywne. Siedzieliśmy przypięci pasami do foteli, a statek kosmiczny Sojuz leciał „do tyłu” z głównym silnikiem zwróconym w kierunku ruchu. Żeby powrócić z orbity okołoziemskiej, trzeba zwolnić i pozwolić, aby siła grawitacji sprowadziła nas do domu. Pół godziny przed wejściem w atmosferę ziemską główny silnik włącza się na 4 min i 37 s, wykonując procedurę opuszczenia orbity. Dzięki temu zredukowaliśmy prędkość do ok. 410 km/h. Miałem wrażenie, jakby jakaś siła wbiła mnie lekko w fotel, ale było to niczym w porównaniu z gwałtownym przyspieszeniem podczas startu. Pomruk towarzyszący odpaleniu głównego silnika był bardzo pokrzepiający, bo nie pracował przez sześć ostatnich miesięcy. W razie awarii głównego silnika Sojuz ma mniejsze silniki pomocnicze, których można użyć w sytuacji awaryjnej, aby zredukować prędkość. Po udanym „opuszczeniu orbity” oczekiwaliśmy kilku rzeczy. Po pierwsze, wracaliśmy do domu… czy się nam to podobało, czy nie! Kiedy statek kosmiczny zwolnił, zszedł z orbity kołowej i zaczął się poruszać trajektorią paraboliczną, która miała się zakończyć zderzeniem z naszą planetą. Sojuz nie mógł już „uciec” zakrzywieniu Ziemi. Osobliwością dynamiki orbitalnej jest to, że statek kosmiczny, który spada na Ziemię, zaczyna ponownie nabierać prędkości – choć nie jest ona wystarczająca do pozostania na orbicie na nowej, mniejszej wysokości. Gdy nasz Sojuz wszedł w atmosferę ziemską, poruszał się z prędkością ok. 27 500 km/h. Ponieważ znajdowaliśmy się znacznie bliżej Ziemi (na pułapie około 100 km w porównaniu z 400 km, na których krąży ISS), prędkość wydawała się niesamowicie duża. Na chwilę przed ponownym wejściem w atmosferę wyjrzałem przez okno i pomyślałem: „To czyste szaleństwo. Spadamy jak cegła”, co faktycznie było prawdą! Jednak przed wejściem w atmosferę statek kosmiczny musiał się rozdzielić na trzy części. Najpierw trzeba było rozhermetyzować moduł mieszkalny. W sytuacji awaryjnej nie jest to wymagane, ale gdyby moduł mieszkalny nie uległ dekompresji, rozdzielenie byłoby bardzo gwałtowne! Do oddzielenia członów dochodzi w sposób automatyczny, 23 min po uruchomieniu silników i opuszczeniu orbity. Dopiero wtedy zaczyna się prawdziwa zabawa. Wcześniejsze schodzenie przebiegało bez większych sensacji. Sytuacja zmieniła się w chwili, gdy statek kosmiczny rozdzielił się na człony. Sojuz jest połączony sworzniami z modułem lądownika (w którym siedzieliśmy), umieszczonym pomiędzy modułami mieszkalnym i serwisowym. Rozdzielenie modułów dokonuje się za pomocą zdetonowania małych ładunków wybuchowych i sworzni pirotechnicznych, które je łączą. Ostrzegano mnie, że jest to efektowne wydarzenie, i nie byłem rozczarowany. Po serii małych eksplozji, które rozległy się niebezpiecznie blisko mojej głowy, Sojuzem szarpnęło gwałtownie, co było sygnałem, że nasz kruchy statek kosmiczny rozpadł się na trzy części. Znajdowaliśmy się 139 km nad Półwyspem Arabskim. Pamiętam, że ujrzałem Zatokę Perską do góry nogami, gdy nasz lądownik zaczął bezwładnie opadać, by wpaść w objęcia górnej warstwy atmosfery.
Kiedy weszliśmy w atmosferę i moduł serwisowy oraz mieszkalny uległy spaleniu w gorącej plazmie, lądownik zmienił pozycję tak, by z przodu znalazła się osłona termiczna. Później nie pozostało nic innego jak tylko czekać, by resztę roboty wykonały prawa fizyki – użyć atmosfery jako naturalnego hamulca, który zmniejszy prędkość lądownika do ok. 800 km/h i sprowadzi nas na Ziemię.
Lądowanie wyglądało na twarde. Czy odniosłeś jakieś obrażenia?
Na szczęście nie! Tim Kopra żartował, że po wylądowaniu obmacywał się 10 s, przeprowadzając osobistą inwentaryzację, aby sprawdzić, czy wszystko jest na miejscu. W lądowaniu Sojuza nie ma niczego delikatnego – uderzenie przypomina drobny wypadek samochodowy i wyciska powietrze z płuc. Mimo to wprowadzono kilka urządzeń, które zapobiegają obrażeniom podczas lądowania. Najważniejsze jest maksymalne zmniejszenie prędkości lądownika. Przed otwarciem spadochronu głównego odrzucona zostaje osłona termiczna i szyba zewnętrzna, co powoduje obniżenie wagi lądownika i zmniejsza prędkość spadania do ok. 22 km/h. W tym samym czasie fotele przechodzą automatycznie w pozycję „wyprostowaną”, co pomaga znieść przeciążenie g towarzyszące wstrząsowi podczas lądowania.
Wkładki foteli dopasowane do kształtu ciała astronauty (odlewy gipsowe wykonano kilka miesięcy przed startem) stanowiły ważny element chroniący przed stepem kazachskim lecącym na nasze spotkanie. Oprócz tego zacisnęliśmy opaski na kolanach, aby nogi nie wysunęły się pod wpływem uderzenia, co mogłoby doprowadzić do obrażeń. Podczas lotu na głównym spadochronie (w ciągu ostatnich 15 min przed lądowaniem) sprawdziliśmy, czy w kapsule nie ma żadnych luźnych przedmiotów, które mogłyby latać w środku, gdy uderzymy o ziemię. Dowódca Jurij miał na nadgarstku wysokościomierz, aby monitorować sytuację na ostatnich kilkudziesięciu metrach przed zetknięciem z ziemią. Przed uderzeniem wszyscy trzej przyjęliśmy pozycję „alarmową”, skrzyżowując ręce na klatce piersiowej i trzymając kurczowo listę kontrolą. Pouczono nas, aby przycisnąć kark do oparcia fotela, zamknąć usta i nie wkładać języka między zęby. Najgorsze w tej fazie lotu było wyjrzenie przez okno, bo wówczas kark znajdowałby się w złej pozycji i przyjął uderzenie towarzyszące lądowaniu. W końcu, gdy wysokościomierz na promienie gamma wyświetlił, że znajdujemy się na wysokości 0,75 m nad ziemią, dano sygnał odpalenia „silników miękkiego lądowania”. Są to silniki na paliwo stałe, które uruchamiają się przed uderzeniem, aby wyhamować kapsułę do około 5 km/h. Dlatego podczas lądowania Sojuza widać tumany kurzu zamiast samej kapsuły. Choć moment odpalenia silników miękkiego lądowania dzieli zaledwie ułamek sekundy od uderzenia kapsuły o ziemię, dostarcza nam to wystarczającego ostrzeżenia. Astronauci często żartują, że nazwanie ich silnikami „miękkiego lądowania” jest kompletnie niewłaściwe, ale nie ma wątpliwości, że bez ich pomocy załoga niemal na pewno odniosłaby jakieś obrażenia.
Gdy ważąca 3 t kapsuła uderza o ziemię, nie odbija się od jej powierzchni. Lądownik po prostu wbija się w piach, żłobiąc mały krater i potrząsając siedzącą w środku załogą. Jednym z głównych zadań dowódcy jest wciśnięcie przycisku wypinającego czaszę spadochronu. Dzięki temu spadochron nie napełnia się powietrzem i nie wlecze kapsuły po ziemi, co mogłoby wywołać obrażenia u załogi. Z drugiej strony nie chcemy stracić spadochronu, bo gdyby okazało się, że zeszliśmy z kursu lub trzeba było wykonać procedurę alarmową, moglibyśmy go potrzebować, aby zrobić z niego prowizoryczne schronienie i zaczekać na ekipę ratunkową. Podczas lądowania mojego kolegi ze szkolenia ESA, Alexa Gersta, w listopadzie 2014 r., załoga miała trudności z wypięciem spadochronu, który ciągnął lądownik po ziemi przez dobrą chwilę. Podczas późniejszego wywiadu członek załogi NASA, Reid Wiseman, powiedział, że podskakiwanie na stepie było najbardziej „dynamicznym” wydarzeniem podczas powrotu z kosmosu!
Wylądowaliśmy przy prędkości wiatru dochodzącej do 11 węzłów, co było wystarczającą prędkością poprzeczną, aby nasza kapsuła zaczęła się toczyć pod wpływem uderzenia. Na szczęście spadochron wypiął się prawidłowo, a my byliśmy radzi, że nikt nie odniósł obrażeń. Wylądowaliśmy 148 km na południowy wschód od miasta Żezkazgan w Kazachstanie – niemal 500 km na wschód od Bajkonuru, gdzie rozpoczęła się nasza podroż. Sojuz zaczął się toczyć, więc znalazłem się u góry kapsuły, a Tim i Jurij w dole, pode mną. Podczas 10 min oczekiwania na przybycie ekip poszukiwawczo-ratunkowych i otwarcie włazu próbowałem chwytać dokumenty lotu, listy kontrolne i inne przedmioty spadające na moich kolegów… Grawitacja jest do kitu!
Jak się czułeś podczas chodzenia po tak długim okresie przebywania w stanie nieważkości?
W ciągu pierwszych 48 godz. chodzenie nie należało do moich ulubionych czynności. Nie miało to jednak nic wspólnego z brakiem siły, równowagi ani hipotonią ortostatyczną. Problemem były zawroty głowy i mdłości. Podczas wywiadu udzielonego dzień po wylądowaniu opisałem to uczucie jako „najgorszy kac na świecie”. Do dziś podtrzymuję te słowa. Nic nie zdoła dorównać obezwładniającemu uczuciu towarzyszącemu przystosowywaniu się układu przedsionkowego do grawitacji oraz temu, jak mózg próbuje połączyć na nowo różne bodźce, które zmieniły się tak gwałtownie w ciągu kilku godzin. Kiedy siedziałem na krześle, starając się zminimalizować ruchy głowy, pragnąłem powrócić do wyzwalającego stanu nieważkości, gdzie praktycznie nie można było się nabawić zawrotów głowy. Z drugiej strony – wiedziałem, że najszybszym sposobem przystosowania się do ziemskiej grawitacji jest ponowne nauczenie ciała dawnych nawyków, a nie można było tego dokonać, siedząc na krześle. Musiałem wstać i zacząć chodzić. Początkowo wszystko wydawało się bardzo ciężkie i nieporęczne, więc przyjmowałem „postawę astronauty”. Przypominało to trochę sposób poruszania się Johna Wayne’a po długim dniu spędzonym w siodle – nogi w rozkroku dla dodatkowej równowagi i kaczy chód. Kiedy zawroty głowy osłabły, wykonywanie niektórych ćwiczeń na równowagę stało się nawet zabawne. Wyzwaniem było stanie na jednej nodze, a spoglądanie w sufit często powodowało, że leciałem do tyłu. Gdy obracałem głowę na boki, idąc przed siebie, często schodziłem z chodnika. Zakarbowałem sobie, aby nie robić tego w pobliżu samochodów. Jestem pewny, że raz lub dwa moi koledzy z ESA myśleli, iż wypiłem kilka głębszych po misji, gdy obserwowali, jak delikatnie odbijam się od ściany, idąc korytarzem, ale alkohol był ostatnią rzeczą, którą miałem w głowie, dopóki poczucie równowagi nie wróciło do poprzedniego stanu. Na szczęście trwało to tylko kilka dni.
Czy jakiś astronauta, którego znasz (albo ty sam), po powrocie na Ziemię zrobił coś w sposób nawykowy, na przykład usiadł, spodziewając się, że zawiśnie powietrzu?
Słyszałem wiele opowieści o astronautach, którzy upuszczali przedmioty po powrocie z kosmosu. Mnie się to nigdy nie zdarzyło, ale wyobrażam sobie, że można to zrobić z małym przedmiotem, bo w kosmosie człowiek przyzwyczaja się do pozostawiania ich w powietrzu.
Francuski astronauta, Michel Tognini, powiedział mi, że wielokrotnie upuszczał sztućce w pierwszych dniach po powrocie, bo przyzwyczaił się do tego, że unosiły się nad stołem. Odkryłem, że ze wszystkimi cięższymi przedmiotami jest dokładnie na odwrót. Po powrocie na Ziemię trzymałem je kurczowo, jakbym nie mógł uwierzyć, ile ważą. Jedną z pierwszych rzeczy, które Tim Kopra i ja musieliśmy zrobić po wylądowaniu, był eksperyment z użyciem iPada, mający na celu dokonanie oceny naszej koordynacji ruchowej. Znajdowaliśmy się w samolocie NASA i właśnie opuściliśmy Kazachstan, kiedy ktoś wręczył mi iPada. Chwyciłem tablet wyciągniętą ręką i niemal natychmiast tego pożałowałem, bo omal nie upuściłem go na podłogę. Lekarz medycyny lotniczej musiał pomyśleć, że doszło u mnie do poważnego zaniku mięśni, bo nie mogłem utrzymać iPada! Oczywiście podczas sześciu miesięcy w stanie nieważkości codziennie trzymałem to urządzenie, ale kompletnie mnie zaskoczyło, jakie było ciężkie po powrocie na Ziemię.
***
Fragmenty pochodzą z książki Tima Peake’a „Zapytaj astronautę. Wszystko, co powinieneś wiedzieć o podróżach i życiu w kosmosie”, przeł. Zbigniew Kościuk, Wydawnictwo Kobiece, Białystok 2018.