Do 2030 roku nie będzie już Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Spłonie w atmosferze Ziemi, co potwierdziła NASA otwierając przetarg na „statek deorbitacyjny”, który ma sprowadzić bezpiecznie ISS na poszczególne orbity, by jej spłonięcie było pełne i nie zagroziło nikomu na Ziemi, a szczątki wpadły do Pacyfiku. Następcami stacji będą niewielkie stacje komercyjne, prowadzące na niskiej orbicie ziemskiej badania na zlecenie firm.
Jak się okazuje, wystrzelenie poszczególnych modułów Międzynarodowej Stacji Kosmicznej było drogie, ale cały proces jej deorbitacji i spłonięcia w atmosferze Ziemi też będzie drogi. Stąd otwarcie przez NASA pierwszego przetargu komercyjnego na statek i całą usługę, która będzie realizowana przy współpracy Agencji. Cel? Zmniejszyć koszty całego procesu do mniej niż 1 mld dolarów, bo na tyle je ostatecznie wyliczono.
Wszystko to wiąże się ze zmianą profilu NASA, którą zaordynowano Agencji jeszcze za prezydentury Donalda Trumpa i jest kontynuowana za obecnej administracji. NASA ma być teraz agencją zajmującą się wyłącznie Kosmicznym Wyścigiem 2.0 – programami Powrót na Księżyc i Lot na Marsa. Budżet Agencji wynosi obecnie 25,4 mld dolarów, większość z niego pochłoną gwałtownie rosnące koszty Space Launch System – głównej platformy nośnej dla programu Artemis, czyli Powrotu na Księżyc. Wzrost budżetu NASA wynosi 4,7% licząc rok do roku i na taki wzrost może rokrocznie liczyć. I tak jest to uprzywilejowana pozycja bowiem Republikanie w Izbie Reprezentantów w ogóle chcą zamienić NASA w biuro zajmujące się przetargami i kontraktacją usług kosmicznych od prywatnych firm i nie trafiają do nich ostrzeżenia analityków, że jest to idealny sposób, by zapewnić Chińczykom przewagę w Kosmosie, a Rosjanom pozwolić na odzyskanie pozycji, bo przecież Roskosmos ze swoimi tanimi usługami wynoszenia sprzętu i ludzi na orbitę, mógłby część z takich przetargów wygrać.
Na razie jednak wszystkie środki Agencji mają trafić na program Powrotu na Księżyc (przy czym bazę załogową na Księżycu rozpatruje się już jako partnerstwo z sektorem prywatnym) i późniejszy lot załogowy na Marsa. W tej sytuacji wszystkie wydatki dotyczące utrzymywania innej infrastruktury lub badań podstawowych muszą ustąpić „potrzebom chwili”. A warto wspomnieć, że łączne koszty budowy Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wyniosły 150 mld dolarów, a jej utrzymanie roczne to mniej niż 1/25 budżetu NASA. Co zresztą przez wiele eksperymentów czysto komercyjnych już się zwróciło.
Jak zlikwidować ISS, a może jednak uratować
Pierwsza opcja likwidacji obejmowała program, w ramach którego NASA i jej czterej partnerzy – Kanadyjska Agencja Kosmiczna, Europejska Agencja Kosmiczna, Japońska Agencja Badań Kosmicznych i Roskosmos, chcieli wykorzystać kilka rosyjskich statków Progress do przeprowadzenia deorbitacji. Było to ze względu na cenę, najlepsze wyjście, ale jak się okazało, zastosowanie Progressów nie gwarantuje odpowiedniej dokładności samego procesu, a problemy jakie nastąpiłyby ze sterowaniem całym procesem jednocześnie z Kazachstanu i USA ostatecznie pogrzebały ten wariant.
Obecnie postawiono na specjalny statek deorbitacyjny, który zostałby podłączony do ISS (poprzez dokowanie lub cumowanie) co najmniej rok przed planowaną datą ponownego wejścia w atmosferę, aby zapewnić dostatecznie dużo czasu na testy, kontrole, demontaż tego co da się zdemontować i być może odłączenie niektórych modułów oraz sprowadzenie ich w atmosferę, by spłonęły samodzielnie.
W obecnym ogłoszeniu o przetargu napisano że obniżenie wysokości ISS może nastąpić „w sposób naturalny w wyniku oporu atmosferycznego lub rosyjskiego sterowania napędem od wysokości miejsca spotkania pojazdu na orbicie do końcowej wysokości oczekiwania w kształcie koła na poziomie około 270 km gdzie, jeśli będzie to konieczne, zostaną wykonane manewry w celu ustalenia właściwych torów wejścia przed spowodowaniem końcowych sekwencji spalania deorbitacyjnego”.
Oznacza to, że na orbicie poniżej 270 km połączenie rozpadu stacji i manewrów napędowych sprowadzi ISS do perygeum ok. 150 km. Wtedy pojazd schodzący z orbity dokona ostatniego odpalenia silników co spowoduje wejście w atmosferę ISS w obrębie określonego korytarza nad niezamieszkałymi przestrzeniami Ziemi. Pojazd deorbitacyjny będzie odpowiedzialny za zapewnienie kontroli szybkości i położenia ISS.
Czy ISS można byłoby uratować? Tak, ale wiele wskazuje, że stacja może zostać kolejną ofiarą rosyjskiej inwazji na Ukrainę. Współpraca z Roskosmosem, według zachodnich partnerów programu ISS, pogorszyła się dramatycznie od czasu rosyjskiego ataku i kolejnych sankcji amerykańskich i unijnych. „Z Rosjanami nie da się współpracować” – mówią nieoficjalnie reprezentanci NASA i ESA, zaś wcześniej zakontraktowane wynoszenie wspólnych załóg na Międzynarodową Stację Kosmiczną odbywa się „w atmosferze co najmniej kwaśnej”. Do tego dochodzi fakt, że bezpieczeństwo modułów rosyjskich stoi co najmniej pod znakiem zapytania. Wycieki powietrza, amoniaku i paliwa, najpierw z modułu Zaria, potem Zwiezda, w końcu z Sojuza MS-22 zadokowanego przy ISS, przez ostatnich 5 lat spowodowało, że kilka modułów zostało zamkniętych i opuszczonych zaś brak środków w Roskosmosie nie pozwala na ich naprawę.
Dodatkowo załogi amerykańska i europejska kilkukrotnie wspominały o tym, że ich stacje są właściwie dwie – ISS podzieliły się na stację „zachodnią” i „rosyjską” przy czym załogi rosyjskie, poza sporadycznymi wizytami w modułach zachodnich, przybywają w swoich modułach i nie bardzo wiadomo jakie działania tam prowadzą – specjaliści z NASA od dawna podejrzewają, że są to eksperymenty z dziedziny technik militarnych, które miały nie być prowadzone na ISS.
Roskosmos nie jest także zainteresowany ratowaniem Stacji – Jurij Borisow, szef organizacji od lipca 2022 roku, wicepremier wcześniej odpowiedzialny za rosyjski przemysł zbrojeniowy, już stwierdził, że Roskomos ma się zająć produkcją „wojskowych i cywilnych statków kosmicznych” a nie badaniami naukowymi czy pokojowym podbojem Kosmosu. Nie jest też zainteresowany dalszym losem ISS i już dwukrotnie Borisow groził „niekontrolowaną deorbitacją” Stacji, w ramach odpowiedzi na europejskie i amerykańskie sankcje wobec Rosji.
Roskosmos oświadczył co prawda w lipcu ubiegłego roku, że opuści ISS po 2024 r. W kwietniu tego roku potwierdził, że będzie wspierać operacje na ISS co najmniej do 2028 r. Warto jednak dodać, że Borisow stwierdził też, że organizacja jest bardzo zainteresowana sytuacją, w której NASA jest kontraktorem usług kosmicznych od firm prywatnych bowiem „Roskomos mógłby wejść na amerykański rynek rządowy ze swoimi usługami”. A do tego trzeba, by ISS spłonęła w atmosferze.
Dodatkową trudność stanowi fakt, że podstawowe systemy kontroli i nawigacji stacji umieszczono w rosyjskim module Zwiezda – tym, który już dwukrotnie był uszkodzony i wiele operacji odbywa się poprzez zdalne sterowanie z Ziemi. W amerykańskich magazynach znajduje się zapasowy moduł sterowania ICM, ale po pierwsze reprezentuje on technologie z okresu kiedy go zbudowano, czyli z lat 2005-2010 – zarówno informatyczne, jak i budowy modułów kosmicznych. Po drugie zaś, by zmniejszyć koszty dostosowano go do wynoszenia i dokowania do Stacji poprzez wahadłowce. Manewrowanie ISS odbywa się obecnie, ze względu na jej sterowanie, tylko poprzez statki Progress i Sojuz. Amerykańskie statki bezzałogowe Cyngus zaprojektowane i zbudowane przez Orbital ATK w ramach programu Commercial Orbital Transportation Services ogłoszonego przez NASA, mogłyby takich manewrów dokonywać, tym bardziej że już są zadokowane na ISS. Ale dopiero dwa razy przy ich użyciu testowano manewrowanie, przy czym raz – nieudanie. Nie ma więc ani certyfikacji na takie ich użycie ani pewności, że ten system zadziała. Konieczne byłyby dalsze testy, ale NASA zajęta jest innymi pilniejszymi potrzebami. Cała operacja musiałaby więc polegać na odłączeniu rosyjskiej części ISS, zapewnieniu jej bezpiecznej deorbitacji – o czym Rosjanie już mówili – przeglądzie systemów stacji i zapewnieniu działania tych, które przedtem były połączone z rosyjskimi oraz wymianie w nich części oraz podniesieniu Stacji na wyższą orbitę. A Stacja jest 109 m długości, ma objętość mieszkalną 388 m3 i masę 409 ton.
Jednym słowem operacja taka byłaby ogromna, droga i zajęłaby 2-3 lata. Mało prawdopodobne, by przy obecnych priorytetach o niej myślano, choć uczeni z USA już ostrzegli, że brak ISS oznacza „ogromną lukę w badaniach podstawowych w Kosmosie, z której na pewno skorzystają Chińczycy budujący własną stację kosmiczną”.
Co się traci i jakie stacje zamiast ISS
Tymczasem prace naukowe, czyli badania podstawowe prowadzone na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, objęły jak do tej pory nie tylko problemy ważne dla nauki ale i dla gospodarki, zwłaszcza amerykańskiej.
Tu przeprowadzono pionierskie badania dotyczące promieniowania pulsarów i czarnych dziur oraz niezwykle ciekawe badania mikrograwitacji dotyczące rozkładu sił w płynach, a także eksperymenty termodynamiczne, które mogą zmienić sposób w jaki patrzymy na wymianę ciepła w układach chłodzenia.
Na ISS prowadzono także badania nad cienkowarstwowymi polimerami i ogniwami słonecznymi, które astronauci przesyłają przez śluzę JEM stacji na „platformę ekspozycyjną” za pomocą ramion robotycznych. Także ESA testuje swoje próbki w obiekcie EXPOSE-R-2 i wykorzystuje platformę do ustalenia, czy mikroorganizmy są w stanie naprawić uszkodzenia DNA powstałe w wyniku ekspozycji w przestrzeni kosmicznej. Wyniki opublikowane w zeszłym roku w „Nature” sugerują, że jest to możliwe, co oznacza, że możliwe będzie także osiedlanie się ludzi na innych planetach poza Ziemią. Z kolei serie przeprowadzonych przez japońską agencję JAXA, w ramach których wystawiono na działanie przestrzeni kosmicznej drobnoustroje i związki organiczne, aby przetestować hipotezę „panspermii” dotyczącą transportu życia między ciałami niebieskimi, wykazała np. że radioodporna bakteria Deinococcus aetherius nie jest odporna na promieniowanie UV.
W kwestii następców ISS jednak panuje urzędowy optymizm i jako wyznacznik ewentualnego sukcesu podaje się wiele programów w większości już prowadzonych, dotyczących niewielkich stacji komercyjnych na niskiej orbicie LEO, prowadzących głównie badania na rzecz firm.
„NASA prowadzi program finansowania komercyjnych stacji kosmicznych, Commercial Destinations in Low Earth Orbit. Tych stacji ma być kilka. Jedna, będąca już w budowie to Axiom Space, tej samej firmy, która wyniesie Sławosza Uznańskiego na ISS w przyszłym roku. Najpierw ma funkcjonować jako dobudówka do ISS, potem się usamodzielnić. W drugim postępowaniu wybrano kolejne projekty, liderami zwycięskich konsorcjów są:
– Blue Origin z projektem Orbital Reef i Nanoracks ze Starlab – oba o wartości po 160 mln dolarów,
– Northrop Grumman z marketingowo nienazwaną stacją – 125,6 mln dolarów. Ten program wyrósł z zastosowania komercyjnych technologii do programów wojskowych COTS (Commercial Off The Shelf) wprowadzający ten sam model, NASA współfinansuje budowę stacji, a potem kupuje na stacjach czas pracy dla swoich celów. Podobnie wojsko i agencje rządowe. Cel jest tu oczywisty, drastyczne obniżenie kosztów dla NASA i strony rządowej przy jednoczesnym stymulowaniu działalności amerykańskiego biznesu na niskiej orbicie LEO. Do tego dochodzą mniejsze projekty, jak np. Vast Space, która otrzymała wraz z kilkoma innymi firmami wsparcie w ramach programu CCSC-2. USA mocno inwestuje w te programy, jednak największym zagrożeniem jest czas, a konkretnie to, że coś stanie się z ISS, albo budowa stacji się przedłuży i np. nie zdąży powstać uzależniona od ISS baza Axiom” – wylicza dla ISBiznes.pl Krzysztof Kurdyła, specjalista badań Kosmosu w Fundacji Nauka To Lubię, prowadzący m.in. profil o technologiach kosmicznych na serwisie X (d. Twitter).
Współpraca NASA i ESA też nie wygląda modelowo, bowiem cele obu agencji zaczynają się rozmijać. Nieco zapóźniona technologicznie w stosunku do Amerykanów i z mniejszym budżetem ESA jest nadal skoncentrowana głównie na prowadzeniu podstawowych badań naukowych, zaś komponenta komercyjna ma stanowić dodatek dla zmniejszenia kosztów. Nieoficjalnie mówi się o wspólnym programie ESA, Japończyków z JAXA i Kanadyjczyków, w ramach którego miałaby powstać nowa ISS – niewielka i na wysokiej orbicie powyżej 500 km. Jednak jej rozmiary i pojemność przestrzeni mieszkalnej miałyby wynieść nieco powyżej 33% ISS, czyli ok. 120 m3. Koszty są tu barierą nie do pokonania, ale taka Stacja miałaby pracować „wiele dekad” i mogłaby być powoli rozbudowywana. Ale to na pewno po 2030 roku.
