O Międzynarodowej Stacji Kosmicznej słyszał prawdopodobnie każdy człowiek, który nie odciął się całkowicie od świata i tego, co się w nim dzieje. Nawet media tradycyjne często wspominają o różnych ciekawostkach i publikują przepiękne ujęcia kosmosu. Być może też obiło się Wam o uszy, jakoby ISS miała zostać opuszczona już za kilka lat z powodu zakończenia finansowania przez rząd Stanów Zjednoczonych. Czy rzeczywiście do tego dojdzie – trudno powiedzieć. Istnieje jednak bardzo wiele powodów przemawiających za tym, by jednak podtrzymać funkcjonowanie stacji.
W 2014 roku rząd Baracka Obamy przedłużył finansowanie ISS o kolejne dziesięć lat, zatem o najbliższe sześć lat możemy być spokojni. Konieczne jest jednak podjęcie decyzji istotnej i niełatwej, bowiem ISS, choć przedstawia olbrzymią wartość naukową, to generuje również niemałe koszty. Amerykanie na utrzymanie stacji wydają średnio 3-4 miliardy dolarów rocznie, a przecież w całym projekcie uczestniczy pięć ogromnych agencji kosmicznych (NASA, ESA, CSA, Roskosmos i JAXA) tworzonych przez 15 państw, a także jeden brazylijski instytut badawczy INPE. Zobaczmy zatem, dlaczego Międzynarodowa Stacja Kosmiczna jest taka ważna.
Czym jest Międzynarodowa Stacja Kosmiczna?
ISS jest pierwszym projektem, zakładającym stworzenie orbitującej nad Ziemią stacji kosmicznej przy współpracy wielu państw. Ma konstrukcję modułową, dzięki czemu możliwa jest jej dalsza rozbudowa, co ma miejsce w zasadzie cały czas. Pierwsze dwa moduły zostały wyniesione i złączone na orbicie już w 1998 roku, zaś dwa lata później dołączył do nich moduł serwisowy, mieszkalny oraz kontrolny, odpowiadający za podtrzymywanie życia oraz śledzenie orbity stacji. To właśnie od tego momentu na ISS zaczęli przebywać astronauci – do dziś przewinęło się przez stację ponad dwieście osób. Początkowo załoga liczyła sobie 3 osoby, obecnie to aż sześciu pracujących jednocześnie naukowców. Ciekawostką jest, że najnowszy moduł stacji został wyniesiony ciut ponad dwa lata temu przez Falcona 9, należącego do SpaceX; historię firmy Elona Muska mogliście przeczytać dwa tygodnie temu. Stacja jest więc nie tylko jednym z największych projektów badawczych w historii człowieka, ale również pięknym przykładem, udowadniającym, że współpraca najróżniejszych państw, agencji i firm prywatnych jest możliwa i opłacalna.
Co ciekawe, chociaż nośnym tematem jest zakończenie prac na ISS, rozbudowa stacji jeszcze się nie zakończyła – stacja ma 15 z 16 planowanych modułów. Ostatnim składnikiem jest rosyjski moduł badawczy, którego wystrzelenie planowane jest na grudzień tego roku. Przy okazji ciekawostka – ponieważ Międzynarodowa Stacja Kosmiczna nie znajduje się na terytorium żadnego z państw, a niezbyt rozsądnym jest pozbawiać ją całkowicie praw i przepisów, wymyślono, że w danym module stacji panuje prawo takie, jak w kraju pochodzenia modułu, ze wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencjami. Jeśli więc pracujący w części amerykańskiej Rosjanin nagle zacząłby być poszukiwany przez USA, wystarczy, że ucieknie do rosyjskiej sekcji naukowej i z miejsca zacznie podlegać tylko rosyjskiej jurysdykcji. No cóż, gdy prawo nie nadąża za rozwojem nauki i technologii, potrzebne są niecodzienne rozwiązania.
Stacja jest na tyle duża, że na nocnym niebie widoczna jest gołym okiem. Pełny obrót wokół planety zajmuje jej zaledwie 93 minuty; porusza się ze średnią prędkością 27724 kilometrów na godzinę na wysokości od 330 do 410 kilometrów nad powierzchnią. ISS ma własne silniki do korygowania orbity (ich używanie pochłania rocznie ponad 200 milionów dolarów), a co ciekawe, w historii zdarzały się przypadki obniżania jej w celu łatwiejszego dotarcia do stacji przez rakiety wynoszące cięższe niż zazwyczaj zaopatrzenie. Stacja sama w sobie jest prawdziwym pomnikiem ludzkiej myśli technologicznej, jednakże jej istnienie nie miałoby dużego sensu, gdyby nie naukowe eksperymenty przeprowadzane na pokładzie.
Rok w kosmosie
Pełna lista eksperymentów przeprowadzanych na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej jest na bieżąco aktualizowana przez NASA i zawiera obecnie setki pozycji. Szczegóły każdego z nich są publicznie dostępne i bogato opisane; jeśli jesteście zainteresowani, to zerknijcie na to zestawienie. Opisywanie wszystkich tutaj zakrawa na skrajny masochozim, postanowiłem więc wybrać kilka z nich. Jednym z najciekawszych i najważniejszych pod kątem badania ludzkiej biologii testów był tak zwany rok w kosmosie Scotta Kelly’ego. Założenia eksperymentu były proste – Scott miał pozostać na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej przez około rok, a po tym czasie jego stan miał zostać porównany ze stanem jego brata bliźniaka, przebywającego w tym czasie na powierzchni. Razem z nim na taki sam okres poleciał rosyjski kosmonauta Michaił Kornijenko. Misja rozpoczęła się 27 marca 2015 i trwała równe 340 dni, podczas których przez ISS przewinęły się cztery ekspedycje. 2 marca 2016 roku obaj astronauci wylądowali na Ziemi i wtedy zaczął się prawdziwy koszmar.
Oczywiście Kelly miał świadomość, w co się pakuje – nie jest ani pierwszą, ani ostatnią osobą, która poświęciła się dla dobra nauki. A poświęcenie to jest naprawdę spore. W swojej książce Scott opisywał, jak wyglądała jego codzienna walka z własnym organizmem. Puchnące ciało, alergia, gorączka i nudności, to tylko niektóre z odczuwanych na co dzień efektów roku spędzonego w stanie nieważkości. Przez ten czas Kelly został napromieniowany ponad 30 razy bardziej, niż człowiek, który w analogicznym okresie codziennie przechodziłby 10 prześwietleń rentgenowskich. To brzmi brutalnie, ale astronauta ma nikłe szanse na dożycie spokojnej starości, o normalnym trybie życia już nie wspominając. Mimo to wartość eksperymentu jest niemal bezcenna – pomyślcie sobie, że potencjalni kolonizatorzy Marsa musieliby spędzić co najmniej kilka miesięcy w podobnych warunkach podczas samej tylko podróży. Gdybyśmy pierw wysłali taką ekspedycję, a dopiero potem dowiedzieli się o tak drastycznych efektach, byłoby to równoznaczne z wysłaniem tych ludzi na pewną śmierć.
Fizyka, biologia, chemia
Innym ciekawym eksperymentem jest wciąż działający AMS, czyli Alpha Magnetic Spectometr. Pierwsza wersja detektora testowana była na pokładzie wahadłowca Discovery, natomiast druga została już zadokowana na stacji. Detektor rozpoczął pracę w 2011 roku i docelowo ma funkcjonować przynajmniej 10 lat, zaś zebrane przez niego dane mają posłużyć do powiększenia naszej wiedzy na temat ciemnej materii. Dotychczasowe wyniki potwierdzają obecne założenia (to znaczy potwierdzają istnienie ciemnej materii oraz jej grawitacyjny wpływ na Wszechświat), natomiast, jak zauważył profesor Ting podczas seminarium w CERN-ie, dane są wciąż niewystarczające, by bezsprzecznie potwierdzić obecne założenia naukowców i tym samym wykluczyć inne hipotezy.
ISS wspiera również naukę dla najmłodszych. JAXA (japońska agencja kosmiczna) przeprowadziła projekt, w którym udział brali uczniowie z różnych grup wiekowych, od przedszkoli aż po licea. Ich zadanie polegało na wyhodowaniu słonecznika z nasion pochodzących z trzech różnych grup. Pierwsza zawierała nasiona, które przez 9 miesięcy znajdowały się na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Druga grupa kontrolna obejmowała nasiona wystawione na bombardowanie promieniowaniem z akceleratora, zaś trzecią stanowiły nasiona nietknięte tak ekstremalnymi warunkami.
Kolejna grupa eksperymentów zawiera te badające wpływ środowiska stacji na najróżniejsze aspekty życia, na przykład na przebieg procesów wewnętrznych roślin i zwierząt. Musicie bowiem wiedzieć, że takie serce przystosowane jest do pracy w ziemskich warunkach. Za część przepływu krwi przez organizm odpowiada sama grawitacja, serce ma nieco ułatwioną pracę, natomiast w stanie nieważkości musi pracować znacznie ciężej. Przykładowy eksperyment ma sprawdzić jak dużo ciężej oraz jak to wpłynie na jego stan w przyszłości. Badane są również zachowania ekstremofili, czyli organizmów zdolnych przetrwać w ekstremalnych warunkach środowiskowych; przykładem ekstremofila jest niesporczak, którego grafika niewątpliwie przewinęła się Wam kiedyś przez ekrany urządzeń. Ale to nie wszystko – oprócz zmian krótkofalowych badany jest również wpływ nieważkości na ewolucję organizmów. Pomyślicie – przecież to szaleństwo. Wiedzcie jednak, że koszta eksperymentów na ISS są zbyt duże, by zajmować się głupotami. Jeśli więc naukowcy uznali, że należy zbadać ten aspekt ewolucji, to prawdopodobnie mają podstawy, by tak sądzić.
Co zamiast ISS?
Międzynarodowa Stacja Kosmiczna jest dla nas niezwykle cennym laboratorium badawczym. Nieustannie powraca więc temat finansowania, szczególnie po zmianie rządu w USA. Prezydent Donald Trump chyba niezbyt przepada za naukowcami (ot, choćby uznaje globalne ocieplenie za mit, bo tak), a jako prezydent posiada pewną władzę. I choć nie zawsze cele polityczne zbieżne są z celami naukowymi, w tym przypadku te naukowe powinny zostać postawione wyżej.
Z jednej strony przeciwnicy ISS mają rację – stacja jest stara. Te pierwsze moduły mają już dwadzieścia lat, co w świecie technologii jest naprawdę długim okresem. Idealnym rozwiązaniem byłoby więc opuszczenie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej tuż po zbudowaniu jej nowszego odpowiednika. I takich planów jest naprawdę sporo. Mało tego, umieszczenie stacji tego typu planowane jest również na orbicie Księżyca. Tylko to wszystko kosztuje niemało, na pewno znacznie więcej, niż tylko utrzymywanie ISS. A skoro na ISS podobno nie ma pieniędzy… cóż.
Ratunkiem mogą być firmy prywatne. SpaceX obniżyło koszt wynoszenia ładunków na orbitę okołoziemską nawet kilkunastokrotnie. Pomyślcie, że za tę samą cenę, zamiast jednej rakiety, wysyłacie ich kilkanaście. To kolosalna oszczędność, która daje nadzieję na innowacyjność także w innych aspektach. Może nowe źródło zasilania albo przechowywania energii? Może nowy silnik, który korygowałby orbitę stacji znacznie taniej? Może zautomatyzowany system transportu zaopatrzenia? Ulepszyć można dosłownie wszystko. Pozostaje nam kibicować rozsądkowi i mieć nadzieję, że niekoniecznie trafne poglądy polityków nie wpłyną zbyt drastycznie na funkcjonowanie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
P. S. NASA, jak to NASA, udostępnia dla wszystkich kilka fajnych narzędzi. Możecie na przykład oglądać relację na żywo z kamer umieszczonych na zewnątrz stacji (patrzcie, Ziemia nie jest płaska!), obserwować na żywo kanały mediów społecznościowych ISS (na przykład na Twitterze) czy przeglądać zdjęcia cykane na stacji na bieżąco. Z kolei zewnętrzne narzędzia pozwalają śledzić aktualną pozycję ISS. Nauka jest naprawdę blisko nas, wystarczy tylko wyciągnąć do niej rękę :))
źródła: jaxa, wikipedia, nasa, one year mission
_
#MiniNauka to cykl, w ramach którego staram się przekuwać swoje naukowe (czy raczej popularnonaukowe) zainteresowania w treści popularyzujące wiedzę o świecie i zjawiskach w nim zachodzących. Poruszam się po obszarach fizyki, kosmosu i technologii przyszłości, nierzadko sięgając po inne, powiązane dziedziny, przy zachowaniu przystępnej formy i względnie prostego języka.