Kosmos: Jak ISS nadal funkcjonuje pomimo upływu lat?

Stalowy gigant, który od prawie ćwierć wieku mknie nad naszymi głowami z prędkością 28 000 km/h. Rosja i Stany Zjednoczone ogłosiły w czwartek, 31 lipca, że zamierzają wspólnie przedłużyć działanie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) do 2028 roku. Do tego czasu przyszłość ISS jest bezpieczna. Ponad dwadzieścia pięć lat po wyniesieniu na orbitę, stacja nigdy nie przestała się obracać. Nadal zamieszkana. Nadal działa, pomimo oznak zmęczenia i kolejnych przesunięć w jej zamknięciu: symbol niezwykłej współpracy kosmicznej.

ISS została wystrzelona w 1998 roku, w czasie, gdy Rosja i Stany Zjednoczone ściśle współpracowały w kosmosie, pomimo napięć geopolitycznych na Ziemi. Powstała z połączenia dwóch konkurujących ze sobą projektów: rosyjskiej stacji kosmicznej Mir-2 i amerykańskiej Freedom. Pierwszy moduł, nazwany Zaria (po rosyjsku „świt”), został wystrzelony na orbitę kilka tygodni później, a następnie amerykański moduł Unity, który je połączył.

Następnie, rok po roku, dodawano nowe moduły, niczym klocki Lego: amerykańskie laboratorium Destiny (2001), europejski moduł Columbus (2008), japońskie laboratorium Kibo i rosyjski segment Zvezda. W sumie w kosmosie zmontowano około piętnastu głównych modułów, czasami podczas misji wymagających nawet pięciu aktywności pozaziemskich.

Starzenie się w kosmosie nie pozostaje jednak bez konsekwencji. Materiały są poddawane silnym naprężeniom: ekstremalnym wahaniom temperatury (od -150 do +120°C między cieniem a światłem), uderzeniom mikrometeorytów, promieniowaniu kosmicznemu oraz ciągłemu rozszerzaniu i kurczeniu się metalowych ścianek. Do tego dochodzi zużycie uszczelnień, systemów uszczelniających i spoin. Aby stacja nadawała się do zamieszkania, wymaga ciągłej konserwacji.

Statki zaopatrzeniowe (Progress, Crew Dragon , Cygnus itp.) regularnie przypływają z żywnością, wodą, częściami zamiennymi lub paliwem do silników. Jednak to głównie sami astronauci dbają o utrzymanie stacji. Gdy jakaś część się zepsuje, panel słoneczny wymaga wymiany lub kabel się zużyje, zakładają skafandry ciśnieniowe i wychodzą w próżnię kosmiczną, przywiązani do stacji liną bezpieczeństwa. Te wyprawy, zwane aktywnością pozapojazdową , trwają często od sześciu do ośmiu godzin.

W styczniu 2024 roku dwóch astronautów NASA wymieniło pompę amoniaku w systemie kontroli temperatury, ostrożnie posługując się narzędziami specjalnie zaprojektowanymi do obsługi w grubych rękawicach w warunkach zerowej grawitacji. Każda misja jest skrupulatnie planowana, ćwiczona na ziemi w gigantycznych basenach, aby symulować stan nieważkości, i koordynowana w czasie rzeczywistym z Houston lub Moskwy.

Niektóre naprawy są bardziej skomplikowane niż inne. Od kilku lat w rosyjskim module Zwiezda utrzymuje się nieszczelność. Znajdowała się ona wewnątrz śluzy powietrznej, na poziomie pękniętej powłoki metalowej. Podejmowano kilka prób jej uszczelnienia: najpierw za pomocą taśmy klejącej odpornej na wysokie ciśnienie, a następnie za pomocą powłoki epoksydowej (rodzaju żywicy) wstrzykiwanej bezpośrednio na pęknięcie. Ciśnienie wewnętrzne pozostaje stabilne, ale inżynierowie przyznają, że naprawa jest tylko częściowa.

Pomimo incydentów, stacja dzielnie się trzyma. Jest wyposażona w potężne ramiona robotyczne, takie jak Canadarm2, 17-metrowe ramię przegubowe, zdolne do przemieszczania całych modułów lub chwytania ładunków przybywających na orbitę. Ramię to jest sterowane zdalnie, ze stacji lub z Ziemi, i może również służyć jako mobilna platforma dla astronautów podczas napraw. Europejskie ramię ERA, zainstalowane na rosyjskim module Nauka, umożliwia podobne operacje w segmencie rosyjskim.

Na ziemi setki techników i inżynierów monitoruje stację 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu z centrów kontroli w Houston i Moskwie. Każdy system pokładowy – wentylacja, ciśnienie, poziom tlenu, wytwarzanie energii i orientacja – jest analizowany w czasie rzeczywistym. Nawet najmniejsze anomalie są wykrywane z wyprzedzeniem, co pozwala na szybką interwencję. Czujniki mierzą również wpływ mikroodłamków kosmicznych lub deformacji konstrukcyjnych. Dzięki tym informacjom agencje mogą zdecydować, czy dostosować wysokość stacji, aby uniknąć kolizji, czy zaplanować naprawę, zanim awaria stanie się krytyczna.

Ale odliczanie już się rozpoczęło. Do 2030 roku stacja ma przejść kontrolowaną deorbitację . Oznacza to, że moduł silników rakietowych celowo wepchnie ją w gęste warstwy atmosfery, gdzie ulegnie znacznemu rozpadowi. Pozostałe szczątki spadną na niezamieszkany obszar Pacyfiku, nazywany „cmentarzyskiem satelitów” lub Punktem Nemo . Ten manewr jest niezbędny: bez niego stacja prędzej czy później opadnie w sposób niekontrolowany, stwarzając zagrożenie dla zamieszkanych obszarów.

W międzyczasie NASA liczy na nowych prywatnych graczy, takich jak Axiom Space i Blue Origin , którzy zbudują komercyjne stacje kosmiczne zdolne do przejęcia kontroli nad planetą. Niska orbita okołoziemska wkrótce mogłaby pomieścić mniejsze, nowocześniejsze i bardziej ekonomiczne laboratoria modułowe.