Zapraszamy do zapoznania się z naszym podsumowaniem istotnych wydarzeń w światowej astronautyce w ciągu ostatnich 12 miesięcy. Jest to trzecia i ostatnia część naszego podsumowania.
2013 rok przyniósł wiele ważnych dokonań w światowym sektorze kosmicznym oraz sprawach związanych z astronautyką. Ten artykuł zawiera nasze podsumowanie, które powstało po głosowaniu dotyczącym istotności poszczególnych wydarzeń w astronautyce na Polskim Forum Astronautycznym. Pierwszą część podsumowania można przeczytać w tym artykule, a drugą w kolejnym.
7. Istotne wydarzenia oraz badania na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej
Przez okres dwunastu miesięcy na stacji ISS pojawiło się (bądź wciąż na niej przebywa) 18 osób – przedstawicieli różnych nacji. Prócz Rosjan i Amerykanów na stacji przebywał Kanadyjczyk, Włoch oraz Japończyk. Po raz pierwszy od 2009 roku zdarzyła się taka sytuacja, że na pokładzie stacji ISS przebywało łącznie 9 osób (niezwiązanych z misjami promów kosmicznych). W tym czasie odbył się także rosyjski spacer kosmiczny, podczas którego doszło do wyjścia ze zniczem olimpijskim, co związane jest ze zbliżającymi się zimowymi igrzyskami w Soczi (Rosja).
W 2013 roku kontynuowano prowadzenie wielu badań naukowych na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. W zadaniu tym pomagały statki towarowe – Progress, HTV, ATV, Dragon i Cygnus. Amerykańskie, prywatne statki Dragon zapewniają cenną możliwość ściągnięcia próbek z prowadzonych na stacji ISS eksperymentów naukowych z powrotem na Ziemię.
Pośród wymienianych korzyści dla ludzkości z działania stacji ISS agencja NASA wymienia:
- Rozwój i wykorzystanie manipulatorów na stacji ISS doprowadziło do dynamicznego rozwoju projektu neuroArm, służącego m.in. w operacjach neurochirurgicznych;
- Zastosowanie technologii oczyszczania wody na Ziemi (na podstawie dopracowania systemu kontroli i podtrzymania życia ECLSS);
- Sukcesy w badaniach nad zatrzymaniem procesu utraty masy kości astronautów poprzez zastosowanie specjalnej diety i planu treningowego;
- Badania zmian poziomu wód w pobliżu brzegów i ujść za pomocą instrumentu HICO (Hyperspectral Imager for Coastal Oceans);
- Odkrycie zjawiska „zimnych płomieni”, które występują przez okres kilkudziesięciu sekund po ugaszeniu ognia. Dalsze badania nad tym zagadnieniem mogą pozwolić poprawić wydajność spalania paliwa oraz zredukować emisję zanieczyszczeń w spalaniu zachodzącym na Ziemi;
- Prowadzenie eksperymentów InSPACE-3 (Investigating the Structure of Paramagnetic Aggregates from Colloidal Emulsions – 3), które polegają na obserwacji zachowań magnetycznych płynów koloidalnych pod wpływem różnych pól magnetycznych. Badania te w dalszej przyszłości mogą doprowadzić do lepszej kontroli nad sporządzanymi miksturami (m.in. w procesach przemysłowych) czy rozwojem nanomateriałów;
- Badania nad nowymi lekami w leczeniu raka za pomocą znajdującej się na stacji aparatury MEPS (Microencapsulation Electrostatic Processing System);
- Kolejne publikowane wyniki badań prowadzonych za pomocą zlokalizowanego na stacji spektrometru AMS-02, który w przeciągu pierwszych sześciu miesięcy zgromadził więcej danych o rozpędzonych cząstkach niż udało się w czasie całej historii badań z zakresu fizyki;
- Kontynuowano badania związane z demonstracją technologii zdalnej naprawy satelitów na orbicie za pomocą eksperymentu RRM (Robotics Refueling Mission).
W 2013 roku stację ISS odwiedziła cała flota rosyjskich załogowych statków Sojuz oraz bezzałogowych statków Progress. W marcu doszło do drugiej w historii prywatnej misji zaopatrzeniowej Dragon firmy SpaceX (CRS-2). Od 9 sierpnia do 4 września do stacji przyłączony był japoński statek HTV-4, natomiast od 15 czerwca do 28 października europejski, przedostatni w historii statek ATV-4 „Albert Einstein”.
W tym roku, po raz drugi w historii wystąpiła poważna awaria zewnętrznego systemu chłodzenia stacji ISS, zmuszająca astronautów do odłączenia niektórych urządzeń z uwagi na brak możliwości odprowadzenia z nich ciepła. Ostatecznie wykonane zostały dwa spacer kosmiczne, w trakcie których dokonano wymiany pompy chłodziwa (Pump Module), wewnątrz której znajduje się element odpowiedzialny za awarię (zawór FCV). Spacery przeprowadzone zostały 21 i 24 grudnia.
Pod koniec tego roku wykonany został jeszcze rosyjski spacer kosmiczny, który okazał się być rekordowym pod względem długości trwania. Kosmonauci Oleg Kotow oraz Siergiej Riazanskij spędzili poza stacją 8 godzin i 7 minut, wykonując szereg zadań. Niestety główny cel spaceru – instalacja kamer prywatnej firmy do obserwacji Ziemi w wysokiej oraz średniej rozdzielczości, nie został osiągnięty na skutek problemów z ustanowieniem poprawnego połączenia systemów stacji z kamerami.
Z pewnością do najgroźniejszej sytuacji na stacji ISS doszło 16 lipca, kiedy to podczas spaceru kosmicznego w wykonaniu Włocha Luca Parmitano, doszło do awarii w jego skafandrze EMU (Extravehicular Mobility Unit), na skutek której niemal nie doszło do utopienia astronauty. Źródło awarii zostało już zlokalizowane, jednak nie jest wciąż znana dokładna przyczyna jej zajścia.
8. Nowe rakiety nośne Południowej Korei, Japonii oraz Rosji
Przełom lat 2012 i 2013 upłynął pod znakiem wyścigu na orbitę dwóch państw podzielonej Korei. Wyścig ten wygrał reżim Korei Północnej umieszczając 12 grudnia 2012 r. na orbicie satelitę za pomocą rakiety Unha 3. Prawdopodobnie satelita nie wypełnił założonych zadań, ale faktem jest, że na orbicie się pojawił. Była to prawdopodobnie piąta próba Korei Północnej przeprowadzona od 1998 r., a pierwsza udana. Korea Południowa spóźniła się o kilka tygodni, ale ostatecznie 30 stycznia 2013 r. jej satelita znalazł się na orbicie wyniesiony rakietą Naro 1. Była to jej trzecia próba startu.
Obydwa loty nie stanowiły istotnych wydarzeń z punktu widzenia technicznego, miały one odegrać głównie rolę polityczną. Należy przy tym zaznaczyć, że obydwie rakiety nie do końca są dziełem inżynierów tych krajów. Południowokoreańska Naro 1 jest wyposażona w pierwszy stopień produkcji rosyjskiej – w niedalekiej przyszłości będzie on pierwszym stopniem całej rodziny nowych rosyjskich rakiet Angara. Mniej wiemy o szczegółach konstrukcji północnokoreańskiej, w każdym razie specjaliści zwracają uwagę na duże podobieństwo rakiety Unha-3 do rakiet irańskich. Dalsze plany kosmiczne obydwóch krajów nie są jasne.
Całkowicie inną rolę odegrał start nowej japońskiej rakiety Epsilon w dniu 14 września 2013 r. Japonia znajduje się w całkiem innym miejscu jeśli idzie o technikę astronautyczną: regularnie umieszcza na orbicie satelity za pomocą własnych rakiet nośnych, a przede wszystkim bierze aktywny udział w programie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej dzięki dołączeniu do niej zaawansowanego modułu orbitalnego Kibō, łącznie z regularnymi pobytami na niej japońskich astronautów.
Rakieta Epsilon jest niewielką rakietą, gdyż jej udźwig wynosi ok. 1,2 t na niską orbitę wokołoziemską, służy więc do wynoszenia lekkich satelitów. Głównym założeniem projektu było skonstruowanie taniej rakiety, co uzyskano m.in. dzięki zastosowaniu zautomatyzowanej sekwencji startowej, którą obsługuje zaledwie ośmiu ludzi. Koszty obniżono też przez zastosowanie stałego materiału pędnego.
Wreszcie pod sam koniec 2013 roku doszło do nieco nietypowego (bo wielokrotnie odkładanego, a następnie przyspieszonego po zapowiedzi opóźnienia do 2014 roku) startu nowej rosyjskiej rakiety Sojuz-2.1w. Konstrukcja ta w odróżnieniu od pozostałej większości z rodziny nie jest wyposażona w charakterystyczne, zamocowane do boku pierwszego stopnia człony dodatkowe. Początkowo ciąg zapewnia też tylko jeden silnik, a górny stopień stanowi nowy moduł Wołga, mający wyprzeć używany od dawna stopień Fregat.
Rosjanie zdecydowanie potrzebują sukcesów w astronautyce, gdyż od paru lat widoczne aż nazbyt wyraźnie są niedociągnięcia oraz wady obecnego systemu. Przykładowo w 2011/2012 roku można było śledzić porażkę programu misji marsjańskiej Fobos-Grunt. Z kolei w tym roku doszło m.in. do śmiertelnego wypadku dwóch pracowników portu kosmicznego w Plesiecku czy spektakularnej katastrofy rakiety Proton, która rozbiła się na skutek błędu ludzkiego. Prowadzone są działania mające na celu poprawę sytuacji, m.in. poprzez budowę nowego kosmodromu Wostocznyj czy zmianę dyrektora Roskosmosu, jednak na ile będą to działania skuteczne być może zobaczymy w kolejnych latach.
9. Lot Shenzhou 10
Chiny konsekwentnie, choć raczej powoli, realizują swój program załogowy, którego celem ma być zbudowanie ok. 2020 roku modułowej stacji orbitalnej na wzór dawnej radzieckiej stacji Mir. Pierwszy etap mający na celu opanowanie techniki wynoszenia ludzi w kosmos oraz bezpiecznego sprowadzania ich na Ziemię, a także zbadanie możliwości pracy na orbicie, w tym w otwartym kosmosie, realizowano we wczesnym etapie programu Shenzhou, w ramach którego w latach 2003-2008 na orbicie znalazły się kolejno statki Shenzhou 5, 6 i 7.
Obecnie Chiny znajdują się na etapie testowania manewrów na orbicie, cumowania oraz możliwości dłuższej pracy w kosmosie. Na tym etapie oprócz załogowych statków Shenzhou przygotowano moduł orbitalny Tiangong 1, który został umieszczony na orbicie w 2011 r. W tym samym roku zacumował do niego bezzałogowy Shenzhou 8, a w 2012 r. Shenzhou 9 z trójosobową załogą (w której znalazła się pierwsza chińska astronautka). Przeprowadzono wówczas pomyślnie m.in. manewry cumowania w trybach automatycznym i ręcznym.
W 2013 r. odbył się lot Shenzhou 10 (w dniach 11-26 czerwca), w dużym stopniu będący powtórzeniem lotu poprzednika. Lot ten potwierdził możliwości Chin w zakresie przeprowadzania bardziej skomplikowanych manewrów na orbicie oraz docelowej budowy stałej stacji orbitalnej, która ma stać się flagowym przedsięwzięciem chińskiego programu kosmicznego. Obecnie trwają prace nad następnym modułem Tiangong 2, który powinien znaleźć się na orbicie za około dwa lata.
10. Zamieszanie w NASA i „Rok CubeSat’ów”
Co roku obserwujemy polityczne zawirowania wokół uchwalania budżetu Stanów Zjednoczonych. Dotyczy to m.in. budżetu NASA, która jest agendą rządową. Procedura uchwalania budżetu przebiega w kilku etapach, najpierw prezydent ogłasza swoją propozycję, potem trafia ona do obydwóch izb parlamentu: niższej – Izby Reprezentantów, oraz wyższej – Senatu, gdzie budżet jest analizowany i zgłaszane są poprawki. Obie izby powinny więc dojść do porozumienia by uchwalić budżet. Kłopot jest jednak w tym, że każda z dwóch głównych partii, demokratyczna i republikańska, ma przewagę w jednej z izb, zatem o ile nie nastąpi między nimi porozumienie, dochodzi do sytuacji patowej.
Zwykle obie partie osiągają kompromis, w tym roku jednak nie doszło do niego przed nastaniem kolejnego roku budżetowego (ten rozpoczyna się w USA w dniu 1 października roku poprzedniego), co spowodowało wstrzymanie prac wszystkich instytucji państwowych, w tym NASA. Sytuacja taka gdyby potrwała dłużej, mogłaby spowodować nieodwracalne skutki w postaci wstrzymania niektórych misji kosmicznych. Takie obawy były odnośnie marsjańskiej misji MAVEN. Na szczęście budżet Stanów Zjednoczonych został uchwalony po siedemnastu dniach funkcjonowania państwa bez budżetu, i NASA mogła wrócić do normalnego trybu pracy.
W mijającym roku dwukrotnie pobito rekord liczby satelitów wyniesionych na orbitę podczas jednego startu. Pierwszy rekord ustanowiła amerykańska rakieta Minotaur 1 (należąca do prywatnego przedsiębiorstwa Orbital Sciences Corporation), na pokładzie której znalazło się aż 29 satelitów. Start Minotaura nastąpił 20 listopada, z komercyjnego portu kosmicznego Mid-Atlantic Regional Spaceport, na wschodnim wybrzeżu USA, sąsiadującego z Wallops Flight Facility NASA. Dwa główne ładunki lotu stanowiły: testowy zestaw awioniki ORS-3 (Operationally Responsive Space) oraz technologicznego satelitę wojskowego STPSat-3 (misja Siły Powietrznych USA). Ponadto, na pokładzie znalazło się 28 zminiaturyzowanych satelitów typu CubeSat. Łącznie zatem rakieta Minotaur wyniosła 29 satelitów i jeden zestaw awioniki, o masie ogólnie 400 kilogramów.
Rekord Minotaura został jednakże poprawiony już następnego dnia przez rosyjską rakietę Dniepr, która wyniosła aż 33 satelity na orbitę. Wśród nich znajdował się pierwszy polski satelita naukowy Brite-PL „Lem”.
Oba starty zakończyły się sukcesem. Był to niewątpliwie ważny krok na drodze do redukcji kosztów misji kosmicznych. Otóż zarówno koszt jak i czas wytworzenia małych satelitów jest znacznie niższy i krótszy niż w przypadku większych obiektów. Za to koszt wyniesienia jest praktycznie niezmienny. Umieszczenie jak największej liczby satelitów na jednej rakiecie pozwala zatem na zmniejszenie liczby startów, a tym samym ograniczenie kosztów. Jest to także duża szansa dla krajów dopiero rozwijających technologie satelitarne. Miejmy nadzieję, że w nadchodzącym roku i w kolejnych latach będzie dochodzić do kolejnych misji tego rodzaju.
