Gorzej niż kury w klatkach? Na księżycowej stacji orbitalnej Gateway nie będzie wygodnie
Wciąż jesteśmy przed pierwszym załogowym lotem na Księżyc w XXI wieku, ale NASA i Nortrop Grumman, a także ESA, już projektują i budują komponenty załogowej stacji przesiadkowej Gateway. Lecz to co na planach jawi się jako wspaniała konstrukcja, w rzeczywistości takim nie będzie.
Choć rok 2023 w astronautyce nie zapisze się wydarzeniami istotnymi z perspektywy załogowych lotów na Księżyc w ramach programu Artemis, to na pewno nie będzie czasem straconym. Bo zegar tyka nieustannie. I tak jak zbliża się planowany termin pierwszej misji załogowej, tak zbliża się wyznaczony już dawno temu termin rozpoczęcia budowy na orbicie Księżyca stacji Gateway, która w ciągu najbliższej dekady ma stać się kluczowym elementem programu lotów w okolice południowego bieguna Księżyca.
Ma powstać, co nie oznacza, że powstanie dokładnie w tej formie, która obecnie jest nam znana. I choć brzmi to bardzo defetystycznie, to budowa Gateway stwarza wiele problemów już na etapie projektowania. I kto wie, być może pewne, dziś jeszcze uznawane za pewne, założenia ulegną jeszcze zmianie.
Terminarz budowy stacji Gateway, czy będzie gotowa na misję Artemis III?
Pierwszy moduł stacji, amerykański moduł mieszkalno-naukowy HALO (jego elementy strukturalne powstają we Włoszech, w 2023 ma rozpocząć się jego wykańczanie przez Northrop Grumman), ma trafić na orbitę nie wcześniej niż w listopadzie 2024 roku. Moduł europejski, tylko mieszkalny, i-HAB, będzie gotowy nie wcześniej niż w 2027 roku. W roku 2025, w trakcie misji Artemis III o ile będzie ona gotowa na czas, Gateway będzie składać się prawdopodobnie tylko z dwóch elementów. Oprócz modułu HALO będzie ona wyposażona także z moduł napędowy PPE, który powinien trafić na orbitę Księżycową wraz z modułem HALO.
Pierwsze moduły stacji Gateway, czyli PPE i HALO
Sama stacja po umieszczeniu na orbicie Księżyca będzie poruszać się po niemal prostoliniowej orbicie halo (NRHO), czyli podobnej orbicie to tej, po której pojazd Artemis I wykonał obieg wokół Księżyca w trakcie swojej misji. Taka orbita pozwala zbliżać się do powierzchni Księżyca na odległość około 1500 - 3000 km i oddalać na odległość nawet kilkudziesięciu tysięcy km. Okres orbitalny w tym przypadku to około 1 do 2 tygodni.
Niska orbita wokółksiężycowa, choć idealna z perspektywy dostępu do powierzchni Księżyca, nie jest dobrym rozwiązaniem, gdyż wymagałaby dużych zapasów paliwa dla ciągłej korekty położenia stacji Gateway. Orbita NRHO tymczasem nie wymaga znaczących korekt nawet w dłuższej czasowo perspektywie. Zachowanie się statku na orbicie typu NRHO bada obecnie satelita CAPSTONE, który rozpoczął księżycową część swojej misji w listopadzie 2022 roku.
Co to jest Lunar Gateway?
Gateway (Lunar Gateway), będzie tzw. stacją przesiadkową, co uzasadnia jej nazwę. To tu będą docierać pojazdy z kolejnymi załogami z Ziemi, tu nastąpi przesiadka na księżycowe lądowniki, które zawiozą ich na powierzchnię srebrnego globu.
Projekt stacji wygląda okazale, a informacja o tym, że będzie ona kilka razy mniejsza niż Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, z początku nie musi budzić obaw. Wszak podróże kosmiczne wciąż wiążą się z niewielkim stopniem komfortu mimo kilkudziesięciu lat jakie upłynęły od pierwszego lotu człowieka w kosmos, a Gateway ma być tylko punktem przesiadkowym.
Stacja Lunar Gateway w pełnej konfiguracji, kiedyś w przyszłości
Jednak ten brak komfortu powinien mieć swoje granice. Dobrze to rozumieli konstruktorzy MSK na pokładzie której można całkiem swobodnie się poruszać, wykonywać ćwiczenia, rozprostować i wyciągnąć ręce. To zrozumiałe, bo przesiadywanie 180 i więcej dni na orbicie w ciasnym otoczeniu jest nie do wyobrażenia. Jak się bowiem zmobilizować do pracy, gdy człowiek większość czasu poświęca na odpowiednie ułożenie w niewielkiej przestrzeni?
Co budzi niepokój w projekcie stacji Lunar Gateway?
Stacja Gateway będzie także pełnić rolę ośrodka badawczego, ale tam ludzie nie będą pozostawać tak długo jak na MSK, choć może to być w końcu nawet kilkadziesiąt dni. A po niewygodnej podróży z Ziemi na Księżyc i w trakcie przygotowań do powrotu z Księżyca, mogliby zaczerpnąć odrobiny komfortu. Niestety jak wynika z projektów międzynarodowego modułu mieszkalnego (International Habitation module, czyli I-Hab), o wygodzie nawet z perspektywy kosmicznych wypraw, można będzie zapomnieć.
Podczas konferencji Czech Space Week, jeden z konstruktorów tego europejskiego modułu, René Waclavicek, specjalizujący się w projektowaniu pojazdów kosmicznych różnego przeznaczenia, opowiedział trochę o realnej przestrzeni jaką będą mogli faktycznie spożytkować astronauci.
I tak, gdyby wykonać przekrój modułów mieszkalnych na MSK to dostalibyśmy mniej więcej kwadrat o boku 2,2 metra, w ramach którego mogą poruszać się astronauci w górę-dół i w boki. W przypadku stacji Gateway i modułu i-HAB przestrzeń mieszkalna to w przekroju kwadrat o boku 1,2 metra, czyli mamy bardziej korytarz niż przestrzeń roboczą lub pobytową.
Dlaczego Lunar Gateway nie może być większa?
Tak duże zmniejszenie przestrzeni, w której może się poruszać astronauta podyktowane jest zwykłymi ograniczeniami obecnej technologii. Gateway będzie się bowiem składać z modułów, które trzeba dostarczyć z Ziemi na orbitę Księżycową, a w tym, czyli transporcie masywnych obiektów na orbitę Ziemi i potem w kosmosie, nie jesteśmy jeszcze zbyt dobrzy. I o ile średnica modułu na MSK to około 4,5 metra, a tak początkowo miały wyglądać też moduły stacji Gateway, to ostatecznie będą miały średnicę sporo mniejszą, bo tylko 3 metrów.
W ostatecznym rozrachunku okazać może się, że wygodniej będzie po prostu posiedzieć sobie w Orionie niż ściskać się w jednym z dwóch modułów mieszkalnych Gateway. Całkowita przestrzeń dostępna dla astronautów w i-HAB to około 10 metrów sześciennych (pojemność modułu wyniesie s kolei około 36 metrów sześciennych), czyli niewiele.
W przypadku izolowanej przestrzeni mieszkalnej, czyli takiej odseparowanej od otoczenia drzwiczkami, która ostatecznie ma mieć około 1,5 metra sześciennego pojemności dla każdego astronauty na pokładzie Gateway, to zatem tak samo fatalne warunki jak dla kury w chowie klatkowym, choć astronauta ma tę przewagę, że nie pozostanie tam na całe życie i nie musi znosić jaj. Na MSK „pokoje” astronautów to co prawda także małe komórki, ale sama stacja jest dużo przestronniejsza.
Mała ilość przestrzeni to tylko jeden z problemów na pokładzie Gateway
Dyskomfort astronautów na pokładzie Gateway będą zwiększać także inne czynniki. Pomyślcie, że być może na stacji nie będzie praktycznie żadnych okien, bo ich umieszczenie to tylko rosnące skomplikowanie konstrukcji, a tego niestety muszą uniknąć inżynierowie pracujący zarówno nad i-Hab jak i modułem mieszkalno-naukowym HALO (Habitation and Logistics Outpost, poniżej tweet ze zdjęciem jego testowego modelu). Na MSK są okna, zarówno w samych modułach, jak i specjalna przestrzeń zwrócona w stronę Ziemi, zwana Cupola, do której w wolnym czasie przychodzą astronauci, by popatrzeć się na Ziemię przez jedno z siedmiu okien.
Z Gateway Ziemia nie byłaby tak atrakcyjnym widokiem jak w przypadku MSK, choć pożądanym. Co prawda pozostawałby Księżyc, ale to nie to samo co widok Ziemi, szczególnie przy planowanej mocno eliptycznej orbicie halo. Jedyne okna są planowane w module paliwowym ESPRIT, który jest również tworzony pod nadzorem ESA.
Na dodatek astronauci, jak konstatuje Waclavicek, będą przebywać w czymś co można porównać do wnętrza serwerowni. Jeśli mieliście okazję być w takim pomieszczeniu to wiecie jak głośno tam jest. W firmach, które mają takie przestrzenie umieszczone wewnątrz biur, serwerownie są odizolowane ścianami czy szybami dźwiękoszczelnymi, by nie przeszkadzały pracownikom. Na Gateway takiej wygody nie będzie, choć izolacji na pewno nie zabraknie.
Szczególnie, że odległości ścian, w których mieści się różna aparatura, będą na Gateway mniejsze niż na MSK, a przecież i ta stacja nie należy do cichych miejsc pracy. Do tego dochodzi stres psychiczny związany z przebywaniem w tak małej przestrzeni, ale na to astronauci powinni być przygotowani.
Jak widać, choć wiele osób marzy o podróży na Księżyc, o tym, by zostać pierwszym, w XXI wieku człowiekiem, który postawi stopę na tym ciele niebieskim, to są to marzenia odważne.
Źródło: space.com, ESA, NASA, inf. własna
Komentarze
1