Międzynarodowa Stacja Kosmiczna niedługo spłonie. Czy odrodzi się z popiołów?

Przez wszystkie lata zimnej wojny wyścig o dominację w kosmosie był w istocie wyścigiem o dominację na Ziemi. Gdy 4 października 1957 r. dzięki geniuszowi Ukraińca Serhija Korolowa Związek Radziecki umieścił na orbicie Ziemi pierwszego sztucznego satelitę Sputnik, wywołało to szok w społeczeństwach Zachodu. W jeden dzień upadł wizerunek Ameryki jako dominującego mocarstwa technologicznego oraz wizerunek ZSRR jako państwa technologicznie zacofanego. Jednocześnie biedne kraje globalnego Południa zaczęły z większą uwagą wsłuchiwać się w radziecką propagandę, łatwiej wpadając w strefę wpływów rosyjskiego imperium.

Z perspektywy Stanów Zjednoczonych okazało się to jednak impulsem, który wyszedł im na dobre. Próbując zażegnać kryzys, rząd sypnął groszem instytucjom badawczym i edukacyjnym (Rosjanie kształcili wówczas rocznie dwu-, trzykrotnie więcej naukowców). Jak ujął to John Jefferies z High Altitude Observatory: „W tydzień po wysłaniu Sputnika zaczęliśmy się wygrzebywać z lawiny pieniędzy, która nagle na nas spadła”. Przede wszystkim jednak USA powołały do istnienia National Aeronautics and Space Administration (NASA).

Czytaj też (w Pulsarze): 8:31 przechodzi do historii. Drugi Polak poleciał w kosmos! Ten lot to gigantyczna szansa

Nowa przygoda

Tak zaczął się wyścig kosmiczny, którego kolejnym wielkim celem była załogowa wyprawa na Księżyc. Amerykanie byli tak zdeterminowani, by zdążyć przed Rosją, że zatrudnili nazistowskich ekspertów od silników rakietowych. Mimo protestów wielu naukowców, w tym Alberta Einsteina, nad rakietą, dzięki której Amerykanie dotarli na Księżyc, zaczął pracować twórca V-2 i pupil Hitlera, Sturmbannführer SS Wernher von Braun.

Następnym etapem miała się okazać budowa stacji kosmicznej na orbicie Ziemi. Ta przygoda zaczęła się 25 stycznia 1984 r., kiedy to prezydent Ronald Reagan ogłosił zamiar zbudowania stacji kosmicznej Freedom. I tym razem impuls dali Sowieci, z powodzeniem realizując od lat 70. projekt stacji orbitalnych Salut. Reagan wiedział, że lada moment ZSRR rozpocznie budowę habitatu Mir. Freedom miała być dowodem, że USA zachowują dominację w kosmosie. Kongres, przerażony przewidywanymi kosztami, zatwierdził projekt, ale wezwał do szukania partnerów. NASA szybko dokooptowała Kanadę, Japonię i kraje współpracujące ze sobą w ramach Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA).

Rozpoczęły się prace projektowe i stało się oczywiste, że nawet najbardziej ponure prognozy wydatków nie dorównują realiom. Pierwotny projekt Freedom rozrósł się do kilkudziesięciu segmentów.

W 1982 r. NASA powołała wewnętrzny zespół Space Station Task Force, by opracował koncepcję stacji kosmicznej mającej zastąpić Skylab – pierwszy amerykański kosmiczny moduł badawczy, wyniesiony na orbitę 14 maja 1973 r. przez rakietę Saturn V, koronne dzieło von Brauna. Niestety, wskutek podwyższonej aktywności słonecznej Skylab nieoczekiwanie deorbitował, wchodząc w atmosferę 11 lipca 1979 r. Badania, które zdążono dzięki niemu przeprowadzić, zwłaszcza te dotyczące długotrwałego pobytu ludzi w kosmosie, okazały się nieocenione przy projektowaniu stacji kosmicznej.

W 1987 r. ESA zatwierdziła program Columbus, nad którym europejskie kraje partycypujące w budowie stacji orbitalnej pracowały od 1985 r. Celem był moduł badawczy podłączony do Freedom, który przed końcem stulecia wyewoluowałby w pełnoprawną europejską placówkę orbitalną. Pod koniec lat 80. uczestnicy projektu zaczęli wytwarzać i testować pierwsze elementy stacji. Aż tu 26 grudnia 1991 r. radzieckie imperium uległo samorozwiązaniu. Skończyła się zimna wojna. A wraz z nią – cierpliwość Kongresu.

Nowa filozofia

Przedstawiciele podatników przykręcili kurek z dolarami, ostrzegając, że jeśli NASA nie zachęci do współudziału kolejnych zagranicznych partnerów, nie zawahają się przed pogrzebaniem projektu. Nowy administrator agencji Daniel Goldin zaczął wprowadzać w życie filozofię zarządzania „szybciej, lepiej, taniej”: zwiększono efektywność prac, jednocześnie tnąc koszty. Przewidywano m.in. redukcję liczby modułów, ograniczenie limitu załogi z 12 do 6 osób i uproszczenie systemów podtrzymywania życia. Ale nawet nie to było najbardziej rewolucyjną zmianą.

Rozpad ZSRR pociągnął za sobą wiele problemów, począwszy od zredukowania budżetów, po fakt, że kosmodrom Bajkonur nagle znalazł się poza granicami Rosji. Kazachstan stał się samodzielnym państwem i trzeba było się z nim dogadywać. Wszystko wskazywało na to, że ambitny plan budowy stacji orbitalnej Mir-2 nie doczeka się sfinalizowania, mimo że zaczęto już produkcję modułów. We wrześniu 1993 r. Al Gore, wówczas wiceprezydent USA, i rosyjski premier Wiktor Czernomyrdin ogłosili, że Amerykanie i Rosjanie razem będą budować stację orbitalną.

Problemy zaczęły się natychmiast – od sporu o nazwę. Freedom oczywiście wypadła z grafiku. Zaproponowana przez USA neutralna, wydawałoby się, Alpha nie znalazła uznania u Rosjan, sugerowała bowiem według nich, że jest to pierwsza stacja kosmiczna, a przecież wcześniej był całkiem spory, modułowy radziecki Mir, a jeszcze wcześniej, już w 1971 r., Salut 1. Podsuwany przez niedawnych komunistów Atlant storpedowali z kolei Amerykanie, bo kojarzył im się z zatopioną Atlantydą. Nazwy nie ustalono wspólnie do dziś. Stanęło na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

Czytaj też (w Polityce): Krawędź kosmosu. Jedyne miejsce, w którym świat się dogaduje. Bo nie ma innego wyjścia

Nowa polityka

Pierwsze oznaki odwilży można było zauważyć już w latach 70. 17 lipca 1975 r. na orbicie połączyły się amerykański Apollo (z trzyosobową załogą) i rosyjski Sojuz (z dwoma kosmonautami). Panowie powymieniali się prezentami, m.in. nasionami drzew, a także muzyką. Amerykanie w swej naiwności zagrali Rosjanom piosenkę „Why Can’t We Be Friends?” zespołu o rozkosznej w tym kontekście nazwie War (ang. wojna).

USA, zaprosiwszy do współpracy ZSRR, osiągnęły wymierne korzyści. Mogły skorzystać z radzieckiego doświadczenia w projektowaniu modułowych laboratoriów, zebranego przy budowie stacji orbitalnej Mir – największej dotąd konstrukcji w kosmosie – i przy programie Salut. Taniej i szybciej było sfinansować zbudowanie przez Rosjan pierwszego, lekkiego segmentu stacji, niż samodzielnie opracować analogiczny moduł. Bardziej opłacalne było także wysłanie go na orbitę rosyjską rakietą niż promem NASA.

Co najmniej równie istotne były dla Amerykanów strategiczne korzyści dyplomatyczne. Angażując do współpracy Rosjan, z jednej strony chcieli wzmocnić u nich procesy demokratyczne, a z drugiej zapobiec przepływowi bezrobotnych wybitnych inżynierów i unikalnych technologii do Chin. Dzięki zastrzykom finansowym z NASA radziecki przemysł kosmiczny zyskał możliwość przetrwania.

Pierwszy moduł zbudowany z myślą o ISS, nazwany Zaria (ros. świt), klasyfikowany przez Rosję jako Moduł Funkcjonalno-Ładunkowy (FGB), został wyniesiony z kosmodromu Bajkonur przez rakietę Proton-K na orbitę 20 listopada 1998 r. o godzinie 6.40 UTC. Datę tę można uznać za debiut ISS. Dwa tygodnie później, 4 grudnia 1998 r., prom kosmiczny Endeavour dostarczył segment Unity (Node 1). Dopiero po półtora roku, 26 lipca 2000 r., dołączyła do nich Zwiezda (ros. gwiazda) – projektowana z myślą o stacji Mir-2, konstrukcyjnie nawiązująca jeszcze do stacji Salut. Był to pierwszy moduł ISS wyposażony we wszystkie niezbędne systemy podtrzymywania życia oraz kwatery dla załogi. Stację można było wreszcie traktować jako habitat.

Pierwsi astronauci zamieszkali w niej 2 listopada 2000 r., przybywszy na pokładzie statku Sojuz T-31: Amerykanin Bill Shepherd oraz Rosjanie Jurij Gidzenko i Siergiej Krikalow, znany jako „ostatni obywatel ZSRR”, bo wylatywał na stację Mir, gdy jeszcze ZSRR istniał, a wrócił na Ziemię już po jego rozpadzie.

Nowa era

Był to początek ery kolonizacyjnej – stałej obecności człowieka w kosmosie. W kolejnych latach ISS rozbudowywano o kolejne segmenty, dziś jest ich już 16. Przez ten czas krążący po niskiej orbicie Ziemi międzynarodowy habitat okrążył nasz glob ponad 150 tys. razy. Przebył 6,18 mld km (41-krotność odległości Ziemi od Słońca). To jedna z najbardziej zaawansowanych technicznie konstrukcji stworzonych przez człowieka, a na pewno najbardziej kosztowna. Przewidywane pierwotnie 8 mld dol. nakładu spuchło już do 150 mld, a do tego trzeba jeszcze doliczać 3–4 mld rocznie kosztów utrzymania (połowę uiszczają USA).

Stacja ma obecnie, licząc z panelami słonecznymi, w przybliżeniu 109 m długości, 73 m szerokości i 20 m wysokości. Oferuje circa 932 m sześc. przestrzeni użytkowej, co można porównać do wnętrza dużego samolotu pasażerskiego. Osiem par paneli słonecznych o łącznej powierzchni 2500 m kw., czyli ponad 15 boisk do siatkówki, generuje do 84 kW energii elektrycznej. Masa całej stacji obliczana jest na 420 ton. Aby wynieść taki ciężar na orbitę – a nie liczymy transportu ludzi, żywności itp. – rakiety musiały spalić około 63 tys. ton paliwa. 150 ton na jedną tonę bagażu.

Czy było warto? I czy nadal jest? Za prezydentury George’a W. Busha ustalono, że stacja zostanie zdeorbitowana na początku 2016 r. Administracja Baracka Obamy odwołała ten wyrok, ale już w lutym 2018 r. ekipa Donalda Trumpa zaproponowała w projekcie budżetu NASA, by po 2025 r. zaprzestać finansowania. Wciąż jednak jest to wyjątkowe laboratorium, gdzie w warunkach mikrograwitacji można przeprowadzać badanie niemożliwe na Ziemi. Dotyczą one rozmaitych wyzwań – od obserwacji funkcjonowania człowieka w kosmosie, przez produkcję leków na nieuleczalne dotąd schorzenia, badanie fizyki wszechświata, po opracowywanie nowych technologii. Czy można używać w kosmosie drukarki 3D do wytwarzania ze stali nierdzewnej potrzebnych przedmiotów? Już wiemy, że tak.

Czytaj też (w Polityce): Amerykanie wrócą w kosmos. To początek nowej ery lotów

Nowy trend

Najnowsze ustalenia polityków, jakoby już nieodwołalne, przewidują, że ISS spłonie w atmosferze Ziemi pod koniec 2030 r. Zepchnąć ma ją z orbity zaprojektowany w tym celu statek z kosmicznej kuźni SpaceX. Rzecz jasna tak duży obiekt nie spłonie w całości, na Ziemię mogą wrócić całkiem pokaźne szczątki. NASA wyznaczyła zatem na cmentarz znajdujące się na Oceanie Spokojnym najbardziej oddalone od lądu miejsce, znane jako punkt Nemo. Astronauci żartują, że stacja szykuje się „na emeryturę z widokiem na morze”.

Przygoda jeszcze jednak trwa, a do ISS ma zostać dołączony – prawdopodobnie w 2027 r. – jeszcze przynajmniej jeden moduł – Payload Power Thermal Module (PPTM) firmy Axiom, która ma w planach budowę własnej stacji orbitalnej. Ma on dostarczać habitatowi energię wytwarzaną przez ogniwa słoneczne. Docelowo odłączy się od stacji i połączy z modułem mieszkalnym Axiom Habitat One (Hab-1), który jednak nie trafi na orbitę wcześniej niż w 2028 r. Kolejne moduły mają być dokowane w następnych latach. Jeden z nich posłużyłby za obserwatorium, oferując „niezwykłe widoki na Ziemię” dzięki wielkiemu kopułowemu oknu o średnicy aż 3,8 m.

Ciekawostka: moduł mieszkalny stacji Axiom zaprojektował znany francuski architekt i designer Philippe Starck. Mają się w nim znaleźć ściany z pikowaną wyściółką oraz zatrzęsienie zmieniających kolor diod LED. To zresztą wyraźny trend. Orbitę przejmują firmy prywatne, dbające o to, by ich klienci czuli się komfortowo. Przykładowo, za zaprojektowanie wnętrz stacji Starlab, która ma zacząć działać od 2027 r., odpowiada Hilton. Doświadczenie hotelarskie ma się przełożyć na stworzenie przestrzeni wygodnych, funkcjonalnych, sprzyjających integracji lub prywatności, pomagających zadbać o kondycję psychofizyczną.

Kosmos się zmienia. Klienci mają być zadowoleni, nie narzekając na siermiężność rozwiązań, które musiały wystarczać pionierom astronautyki i kosmonautyki. A bywało naprawdę ciężko. Niektórzy astronauci wspominają jako największy horror awarię toalety, co zmuszało ich – w ramach improwizacji – do bardzo ostrożnego korzystania z toreb na odpadki. Ale i to furda w porównaniu do przygód w rosyjskiej części stacji, gdzie po poważnym wycieku wszędzie w powietrzu dryfowały cuchnące kropelki, które kosmonauci próbowali zagarniać ręcznikiem.

Nowi rywale

Na niskiej orbicie okołoziemskiej ma powstać w najbliższych latach co najmniej pięć prywatnych stacji orbitalnych, co jest na rękę NASA. Dzięki temu może się ona skupić na bardziej ambitnych celach, jak choćby na programie Artemis – realizowanym także z firmami prywatnymi i ESA – którego celem jest powrót na Księżyc i założenie tam bazy. Milowym krokiem będzie zainstalowanie na orbicie Księżyca stacji załogowej Gateway – znacznie mniejszej od ISS, obliczonej na czteroosobową załogę. Przyda się nie tylko podczas kursów na trasie Ziemia – Księżyc – Ziemia, lecz także przy dalszych wyprawach, przede wszystkim na Marsa.

To nowy wyścig kosmiczny, w którym tym razem USA rywalizują głównie z Chinami, również planującymi lądowanie na Księżycu i eksploatację jego bogactw. Stawka jest podobna – status supermocarstwa – ale Chiny motywuje także urażony honor. W 2011 r. na mocy decyzji politycznej zostały wykluczone z grona państw mogących współpracować z USA w ramach ISS. Analogicznie jak w przypadku amerykańskiej reakcji na Sputnika 1 ta potwarz zadziałała na Pekin mobilizująco. Od 2022 r. okrąża Ziemię po orbicie stacja Tiangong (chiń. niebiański pałac), umożliwiająca pobyt czworgu taikonautom. Chińczycy się spieszą, by w drugim wyścigu na Księżyc wyprzedzić Amerykanów, i mają na to szansę. Ich plany może pokrzyżować Rosja, z którą Chiny miały budować księżycową bazę. Rosyjski przemysł kosmiczny jest bowiem w głębokim kryzysie.

Do gry włączyły się też Indie, ogłaszając plan jednoosobowej stacji badawczej na orbicie Ziemi i wysyłając sondy w kierunku Księżyca. No i nie należy zapominać o Japonii, która co prawda współpracuje z USA w ramach Artemis, ale równocześnie podejmuje własne inicjatywy, zarówno państwowe (agencja kosmiczna JAXA), jak i prywatne. To przecież piąty kraj, którego sondzie udało się miękko wylądować na Srebrnym Globie.

Dziś trudno wskazać faworyta. Program Artemis zalicza opóźnienie za opóźnieniem, co nie jest niczym niezwykłym w podboju kosmosu. Nie inaczej jest z komercyjnymi stacjami orbitalnymi. NASA liczy jednak, że przynajmniej jedna z nich będzie gotowa, zanim ISS uderzy w atmosferę, by ciągłość obecności na orbicie została zachowana.