Międzynarodowa Stacja Kosmiczna — orbitalne laboratorium
GDY za parę lat spojrzysz nocą na bezchmurne niebo, zobaczysz być może nie tylko gwiazdy i księżyc, lecz także pewną sztuczną „gwiazdę”, świecącą tak jasno, jak planety. Ten budowany obecnie przez człowieka kolos wielkości dwóch boisk futbolowych został nazwany ‛największym przedsięwzięciem konstrukcyjnym od czasu piramid’. Cóż to za obiekt?
Po zmontowaniu będzie to Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS), stałe laboratorium stworzone przez przeszło 100 000 ludzi. Większość z nich pracuje w Kanadzie, Rosji i USA, ale współdziała z nimi sporo innych w Belgii, Brazylii, Danii, Francji, Hiszpanii, Holandii, Japonii, Niemczech, Norwegii, Szwajcarii, Szwecji, Wielkiej Brytanii i we Włoszech. ISS będzie mieć 88 metrów długości i 109 metrów szerokości, a przestrzeń do pracy i do mieszkania będzie równa pasażerskiej części dwóch Boeingów 747. Stacja ma ostatecznie ważyć 520 ton; jej budowa pochłonie co najmniej 50 miliardów dolarów!
Część krytyków, zaniepokojonych ponoszeniem tak ogromnych kosztów w imię badań, nazywa ISS „międzygwiezdnym piątym kołem u wozu”. Natomiast jej zwolennicy oczekują, że w tej placówce eksperymentalnej będą prowadzone badania medyczne oraz zostaną wynalezione nowe materiały przemysłowe i technologie na użytek łączności. Zanim jednak astronauci przymocują do ścian ISS sprzęt laboratoryjny, najpierw muszą złożyć samą stację, a wszystko to ma się odbyć w przestrzeni kosmicznej!
Budowanie w kosmosie
Z powodu ogromnych rozmiarów ISS nie może być zmontowana na Ziemi, gdyż zawaliłaby się pod własnym ciężarem. Chcąc pokonać tę przeszkodę, uczeni budują na Ziemi moduły, które zostaną połączone w przestrzeni kosmicznej. Aby wynieść te segmenty na orbitę, rosyjskie rakiety nośne i amerykańskie wahadłowce będą startowały 45 razy.
Montaż stacji to bezprecedensowe zadanie, które przeobraża kosmos w ciągle zmieniający się plac budowy. W sumie trzeba połączyć przeszło 100 modułów, a wszystko to w czasie, gdy robotnicy i materiały znajdują się na orbicie. Międzynarodowa załoga astronautów musi wykonać dużą część prac ręcznie, spędzając setki godzin w przestrzeni kosmicznej.
Pierwszy moduł — zbudowaną przez Rosjan 20-tonową Zarię (co znaczy „zorza”) — wyniesiono z kosmodromu Bajkonur w Kazachstanie 20 listopada 1998 roku. Moduł ten zaopatrzono w zapas paliwa potrzebny do utrzymania zarówno tego, jak i dołączanych do niego elementów na orbicie. Po 20 dniach wystartował wahadłowiec Endeavour z amerykańskim modułem łączącym o nazwie Unity (czyli „jedność”).
Te pierwsze prace konstrukcyjne w kosmosie w grudniu 1998 roku stanowiły dla załogi wahadłowca przedsmak kolejnych zadań. W odległości 400 kilometrów od Ziemi astronautka Nancy Currie chwyciła za pomocą automatycznego ramienia 20-tonowy moduł Zaria i przymocowała go do Unity. Następnie astronauci Jerry Ross i James Newman zainstalowali na zewnątrz obu modułów sieć elektryczną, komputerową i wodną. Instalacje te umożliwiają przepływ energii między modułami, a także krążenie wody przeznaczonej do picia oraz chłodzenia powietrza. W celu wykonania tych prac trzeba było trzykrotnie wyjść w przestrzeń kosmiczną i spędzić tam w sumie przeszło 21 godzin.
Co kilka tygodni rakiety i wahadłowce dostarczają nowe moduły, toteż ostatecznie ISS rozrośnie się z pojedynczego rosyjskiego modułu Zaria w 520-tonową stację kosmiczną. Ponieważ musi się ona oprzeć sile przyciągania ziemskiego, utrzymanie jej na orbicie przedstawia ogromną trudność. Stale zachodzi obawa, że stacja spadnie na Ziemię. Aby pozostała na właściwej wysokości, będą wysyłane wahadłowce, mające nadawać jej rozpęd.
W badaniach prowadzonych na ISS ważną rolę odegra występująca tam mikrograwitacja, równa zaledwie milionowej części grawitacji na powierzchni Ziemi. Na naszej planecie ołówek upuszczony z wysokości dwóch metrów spadnie na ziemię w pół sekundy. Na stacji kosmicznej zajmie mu to dziesięć minut! Czym zatem będzie się zajmować tamtejsze laboratorium i jak może to wpłynąć na twoje codzienne życie?
Orbitalne laboratorium
Zakończenie montażu ISS jest planowane na rok 2004. Później na tym olbrzymim obiekcie będzie mogło przebywać naraz maksymalnie siedmiu astronautów. Niektórzy mają tam mieszkać przez kilka miesięcy. Załoga tego „okna na wszechświat” będzie przeprowadzać najróżniejsze doświadczenia opracowane przez międzynarodowe grono naukowców.
Ponieważ w warunkach mikrograwitacji rośliny nie korzenią się zbyt głęboko, a ich liście nie strzelają wysoko w górę, uczeni zamierzają zbadać zachowanie roślin w stanie nieważkości. Ponadto w kosmosie kryształy białek rozrastają się do większych rozmiarów i przybierają bardziej symetryczne kształty. Niewykluczone zatem, że otrzyma się czystsze kryształy, co być może pozwoli naukowcom uzyskać lekarstwa zwalczające określone białka chorobotwórcze. W warunkach mikrograwitacji mogłoby się też udać wytworzenie materiałów, których produkcja na Ziemi jest raczej niemożliwa.
Przy niemal całkowitym braku siły ciężkości następuje u człowieka odwapnienie kości i zanik mięśni. Były astronauta Michael Clifford zauważył: „Badania naukowe zmierzają między innymi do ustalenia, jak długotrwałe przebywanie w kosmosie wpływa na funkcjonowanie organizmu”. Co najmniej jedno doświadczenie ma na celu znalezienie sposobów przeciwdziałania ubytkowi masy kostnej.
Znajomość dalekosiężnych skutków pobytu w kosmosie może pewnego dnia umożliwić długi lot na Marsa. „To naprawdę długa podróż” — przyznał Clifford. „Chcemy, by [odkrywcy kosmosu] mieli szansę powrotu w dobrej formie”.
Zwolennicy ISS spodziewają się ponadto, że badania przeprowadzone na niej poszerzą naszą wiedzę o podstawowych pierwiastkach warunkujących istnienie życia. Dzięki takiej wiedzy zostaną być może wynalezione nowe metody walki z rakiem, cukrzycą, rozedmą i chorobami układu odpornościowego. Laboratorium na pokładzie ISS będzie wyposażone w bioreaktor z hodowlą komórek przypominających naturalną tkankę. Uczeni zamierzają dowiedzieć się czegoś więcej na temat chorób ludzkich i skutecznych sposobów ich zwalczania. Stacja będzie też miała wizjer umożliwiający badanie gazów atmosferycznych, procesu rozbielania raf koralowych, a także cyklonów oraz innych zjawisk naturalnych zachodzących na Ziemi.
„Laboratorium na rzecz pokoju”?
Niemniej dla części swych gorących zwolenników ISS to coś więcej niż tylko podniebne laboratorium. Ich zdaniem stacja otwiera możliwość spełnienia obietnicy złożonej przez załogę statku Apollo, która pozostawiła na Księżycu tablicę z napisem: „Przybyliśmy w pokoju jako rzecznicy całej ludzkości”. Astronauta John Glenn, mający przeszło 70 lat, nazwał ISS „laboratorium na rzecz pokoju” i dodał: „Dzięki [stacji] 16 krajów będzie pracować razem w kosmosie, zamiast obmyślać sposoby szkodzenia sobie nawzajem na Ziemi”. Glenn oraz inni uważają, że na ISS narody mogą się nauczyć współdziałania przy realizacji programów naukowych i technicznych, na które żadne państwo nie stać indywidualnie, a z których wszystkie odniosą korzyści.
Jednakże wiele osób zastanawia się, czy narody rzeczywiście będą pokojowo współpracować w kosmosie, skoro nie potrafią tego robić na Ziemi. Tak czy inaczej, budowa ISS dowodzi, że człowiek bardzo pragnie wyruszyć w nieznane i pojąć, co się dzieje w tamtejszych warunkach. To gigantyczne przedsięwzięcie niewątpliwie jest wynikiem zamiłowania ludzi do przygód i odkryć.
[Ramka i ilustracje na stronach 15-17]
DATY ZWIĄZANE ZE STACJAMI KOSMICZNYMI
1869: Amerykanin Edward Everett Hale wydaje opowiadanie The Brick Moon (Ceglany Księżyc), w którym pisze o załogowym podniebnym satelicie zbudowanym z cegieł.
1923: Urodzony w Rumunii Hermann Oberth po raz pierwszy używa terminu „stacja kosmiczna”. Jego zdaniem mógłby to być punkt startowy lotów na Księżyc i na Marsa.
1929: Hermann Potocnik przedstawia w książce The Problem of Space Travel (Problematyka lotów kosmicznych) projekt stacji kosmicznej.
Lata pięćdziesiąte: Konstruktor rakiet Wernher von Braun opisuje kolistą stację krążącą przeszło 1700 kilometrów nad Ziemią.
1971: ZSRR wysyła pierwszą w historii stację kosmiczną, Salut 1. Trzej kosmonauci przebywają na niej 23 dni.
1973: Amerykanie wprowadzają na orbitę swą pierwszą stację kosmiczną, Skylab, która przyjmuje trzy załogi astronautów. Stacji tej nie ma już w kosmosie.
1986: Na orbicie pojawia się rosyjska stacja Mir — pierwsza, na której w założeniu mogą stale przebywać ludzie.
1993: USA zapraszają Rosję, Japonię i inne kraje do wspólnej budowy Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).
1998/99: Z rocznym opóźnieniem na orbitę zostają wyniesione pierwsze moduły ISS.
[Ilustracje]
U góry: Artystyczna wizja stacji po zakończeniu prac w roku 2004
Łączenie dwóch pierwszych modułów, Zarii i Unity
Ross i Newman podczas swego trzeciego spaceru w kosmosie
Jeden z wielu planowanych startów wahadłowca
Skylab
Mir
[Prawa własności]
Zdjęcia na stronach 15-17: NASA