20 lat obecności człowieka na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w 60 sekund i co nam to dało

Ten tekst nie będzie o Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i jej powstawaniu na przestrzeni ponad dwóch dekad. Bo MSK choć uznawana jest za skończony konstrukcyjnie projekt, dopóki będą pieniądze na jej finansowanie, będzie wciąż się rozwijała. Ten tekst będzie o astronautach, którzy od dwudziestu lat przebywają na MSK czyniąc z niej najdłużej zamieszkany obiekt w Kosmosie, który zbudował człowiek. I tym co udało się im osiągnąć. Najpierw wszystko w skrócie, a potem dokładniej.

20 lat obecności człowieka na MSK w 60 sekund

Ekspedycja 1, powrót do życia na orbicie

Gdy w listopadzie 2000 roku pierwsza stała trzyosobowa załoga (Amerykanin i dwóch Rosjan) na pokładzie Sojuza TM-31 zadokowała do MSK, ta składała się dopiero z kilku modułów. W trakcie misji dołączono do nich moduł laboratorium Destiny, a pierwsze dni na pokładzie MSK astronauta i kosmonauci spędzali niczym pionierzy budujący pierwsze osady na Dzikim Zachodzie.

Zadanie pierwszej załogi było bardzo odpowiedzialne. Czekała na nich bowiem surowa bryła naszpikowana elektroniką i urządzeniami potrzebnymi do podtrzymania życia w Kosmosie. Trzeba było w nią tchnąć życie, uruchamiając wszystkie krytyczne podzespoły, w tym urządzenia generujące tlen i usuwające dwutlenek węgla. W trakcie pierwszej Ekspedycji, bo tak nazywane są misje na MSK, zamontowane zostały jeszcze dodatkowe panele słoneczne, by umożliwić dalszą rozbudowę stacji. Po niespełna sześciu miesiącach pierwsza stała załoga MSK powróciła na Ziemię na pokładzie wahadłowca Atlantis.

Lot Ekspedycji 1 na MSK można określić jako powrót do życia na orbicie. W nowym domu, bo wciąż pozostającą na orbicie w 2000 roku stację Mir ostatnia załoga opuściła kilka miesięcy wcześniej.

Obecna i przyszła załoga Międzynarodowej Stacji Kosmicznej

W ciągu 20 lat na MSK pojawiło się 240 astronautów, kosmonautów i gości z 19 krajów. Osoby wliczane są do ekspedycji naukowych na zakładkę, czyli załogi się mieszają. Obecna 64 Ekspedycja składa się po części z członków Ekspedycji 63, a niedługo do niej dołączą inni astronauci i kosmonauci, którzy pozostaną dłużej jako członkowie Ekspedycji 65. Dzięki temu mamy gwarancję, że MSK jest stale zamieszkana, a przebywający na niej ludzie mają trochę urozmaicone życie. Obecnie na stacji przebywają trzy osoby, dwóch Rosjan (Sergiej Ryżikow i Sergiej Kud-Swerczkow) oraz amerykanka Kathleen Rubins.

W tym miesiącu dołączą do nich kolejne cztery osoby, które zawiezie pierwsza pełna misja SpaceX Crew-1. Poprzedni lot dwójki astronautów, był generalną, bardzo udaną, próbą załogowego pojazdu SpaceX Dragon.

Cała siódemka, w tym dwóch amerykanów, dwie amerykanki, jeden Japończyk i dwóch Rosjan pozostanie na orbicie do kwietnia 2021 roku. Wtedy do nich dołączy trójka kolejnych Rosjan i przez chwilę MSK będzie zamieszkana przez aż 10 osób.

Loty człowieka na MSK można podzielić na dwie epoki. Czasy wahadłowców i czasy bez wahadłowców. Dopóki trwał projekt NASA Shuttle, amerykanie byli uniezależnieni od lotów z kosmodromów w Azji, same wahadłowce umożliwiały też transport sporych zasobów na orbitę, a w trakcie gdy były zadokowane stanowiły dodatkową sporą przestrzeń badawczą. Po 2011 roku, NASA na niespełna dekadę stała się zależna od humorów Roskosmosu i ich pojazdów Sojuz.

Tak zmieniał się dom na orbicie pod nazwą Międzynarodowa Stacja Kosmiczna

Wraz z nastaniem ery komercyjnych załogowych lotów na orbitę realizowanych przez SpaceX, przede wszystkim astronauci amerykańscy znowu mają wybór. Lot na pokładzie rosyjskiego pojazdu, czy lot statkiem, który wystrzelony jest terenu USA. Na razie nie zanosi się na to, by pojawiły się kolejne możliwości, ale Roskosmos, NASA jak i inne agencje kosmiczne współpracujące przy projekcie MSK wciąż się uzupełniają. A to oznacza, że Sojuzami nadal będą latać nie tylko Rosjanie, a wrota SpaceX będą otwarte również dla ludzi spoza NASA. W przyszłym roku Thomas Pesquet z ESA będzie pierwszym Europejczykiem na pokładzie statku SpaceX.

20 lat z perspektywy odkryć i badań

Bardzo ważnym kooperantem w projekcie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej jest Europejska Agencja Kosmiczna. Z okazji dwudziestolecia MSK, ESA przygotowała zestawienie dwudziestu najciekawszych eksperymentów, które można było przeprowadzić tylko w warunkach obniżonego ciążenia na pokładzie stacji.

Jeśli zastanawiacie się, czy na orbicie przeprowadzane są poważniejsze eksperymenty niż zabawa z rozlaną w nieważkości wodą, to poniższa lista rozwieje wasze wątpliwości.

• 42 jest odpowiedzią na niejedno pytanie, okazuje się, że wyraża ona nie tylko znaczenie życia w opowiadaniu Autostopem przez Galaktykę, ale jest także liczbą sekund, w trakcie których funkcjonowanie komórek ssaków przestawia się na warunki mikrograwitacji. Tego odkrycia dokonała 42 Ekspedycja.
• badanie elastyczności ludzkiego mózgu, czyli jak radzi on sobie w sytuacjach stresowych. Ponieważ lot na orbitę i pobyt na MSK jest wydarzeniem stresującym, naukowcy mają możliwość porównania sytuacji przed i po, co w przypadku terapii chorych na Ziemi jest trudne do zrealizowania. Mózg okazuje się bardzo sprytnym organem, który radzi sobie nadzwyczaj dobrze z trudnymi warunkami, ale też każdy pobyt w Kosmosie odciska na nim piętno.
• analiza rytmu dobowego człowieka, każdy dobrze wie, że jego zakłócanie nie jest korzystne dla naszego organizmu. Na orbicie, człowiek chcąc nie chcąc, musi pogodzić się z zakłóceniem naturalnego rytmu, a doskonałym wskaźnikiem zmian są pomiary temperatury rdzenia mózgu. Zmiany tej temperatury regulują funkcjonowanie człowieka w ciągu dnia. Okazało się, że pobyt w Kosmosie prowadzi do stałego podniesienia tej temperatury.

Choć grafik bywa napięty, zawsze znajdzie się chwila na selfika

• badania komórek śródbłonka, które stanowią element naczyń krwionośnych i wspomagają transport substancji. Ich lepsze poznanie pozwoli zapobiegać cukrzycy, a także chorobom związanym z zakłóceniem funkcjonowania układu krążenia, zjawiskiem szczególnie częstym u starszych ludzi
• tworzenie nowych komórek krwi i tkanek, grawitacja sprawia, że tworzenie takich trójwymiarowych struktur, jest bardzo trudne do osiągnięcia. W Kosmosie okazało się to procesem nie tylko łatwiejszym do zrealizowania, ale pomogło lepiej zrozumieć jak grawitacja wpływa na funkcjonowanie organizmów na poziomie molekularnym. Przy tym udało się wykorzystać techniki druku 3D
• badania nad przystosowaniem się człowieka do zmienionej długości doby
• Vessel-ID, dzięki temu eksperymentowi na MSK stworzono system kontroli statusu obiektów pływających, który wykorzystuje dziś specjalnego satelitę do monitorowania sygnałów z orbity. To znacznie precyzyjniejsza i skuteczniejsza metoda niż nasłuchiwanie sygnałów wysyłanych przez statki za pomocą stacji naziemnych.
• walka z osteoporozą, dzięki obniżonej grawitacji efekty zmian wiekowych w układzie kostnym człowieka stają się łatwiejsze do zaobserwowania, okazało się, że zakwaszenie organizmu jest główną przyczyną złamań kości w starszych ludzi. Wniosek prosty, nie można przesadzać z dużą ilością soli.
• powiązanym z powyższym osiągnięciem jest stworzenie skanerów 3D wykorzystujących obliczeniową tomografię komputerową. Pozwalają one stworzyć precyzyjny model struktury układu kostnego.
• rozwój technik analizy krwi, które wymagają znacznie mniejszych próbek niż dotychczas, technologia pomocna szczególnie przy badaniach noworodków
• badania wzrostu drożdży, okazało się, że te nasze naziemne drożdże nie najlepiej radzą sobie w obniżonej grawitacji. Badania na MSK pomagają odkryć sposoby modyfikacji ich genomu, by można było je wykorzystać w przyszłych misjach na inne planety.
• poszukiwanie tajemnic funkcjonowania enzymu 5-LOX, który decyduje między innymi o tym czy komórki organizmu są jeszcze w stanie się regenerować czy już nie.
• poprawa odporności organizmu, czyli poszukiwanie genów odpowiedzialnych za konkretne problemy zdrowotne
• śledzenie położenia gałki ocznej, wbrew pozorom nie jest to takie proste zadanie, stworzone na potrzeby astronautów urządzenia znalazły zastosowanie w klinikach wykonujących laserowe zabiegi poprawiające wzrok

• telemedycyna, rzecz jak nigdy nam bardzo dziś potrzebna, na potrzeby załogi MSK opracowano Tempus Pro, podręczny monitor stanu organizmu, którym można zarządzać droga satelitarną
• badania ludzkich mięśni, prowadzone są odkąd człowiek lata w Kosmos, teraz dzięki ciągłej obecności wielu ludzi w Kosmosie lepiej wiemy z jakimi problemami zetkną się przyszli międzyplanetarni podróżnicy, a także jesteśmy na drodze do stworzenia lepszych środków przeciwbólowych

• analiza reakcji układu oddechowego na warunki obniżonej grawitacji, ponownie pomocne w przypadku przyszłych misji załogowych na Marsa i inne planety
• walka ze starzeniem się umysłu, próba stworzenia sposobów radzenia sobie z ograniczoną sprawnością mózgu, która objawia się między innymi w warunkach niskiej grawitacji, ponownie eksperyment ważny przy planowaniu zadań dla astronautów w misjach międzyplanetarnych
• rozwój mikrobów na orbicie, wciąż prowadzony eksperyment dowodzi, że nie musimy się ich obawiać w Kosmosie bardziej niż na Ziemi, a ich obecność jest pochodną obecności człowieka w danym miejscu
• tworzenie mieszanek płynów i ich analiza na poziomie molekularnym, skorzysta na tym ziemska medycyna wykorzystująca terapię przeciwciałami

Jak widać, każdy z 20 eksperymentów wybranych z ponad 400 przeprowadzonych przez ESA doświadczeń, wiąże się z medycyną. To dobrze, bo to właśnie ta dziedzina nauki powinna być jak najdynamiczniej rozwijana. O czym dziś przekonujemy się każdego dnia.

Wyjścia w Kosmos, nieodzowny element życia na MSK

To jednak nie wszystkie zasługujące na uwagę działania. Dzięki współpracy NASA, ESA, Jaxa i Roskosmosu na orbicie, mogliśmy również:

• rozwinąć technologię odzyskiwania wody w zamkniętym środowisku
• odkryć spalanie w niskich temperaturach, które w mniejszym stopniu zanieczyszcza środowisko
• poprawić wiedzę o piątym stanie skupienia materii, czyli kondensacie Bosego-Einsteina
• udostępnić warunki mikrograwitacji środowiskom uczelnianym
• stale obserwować i dokumentować zmiany wyglądu naszej planety z orbity, wspomagać naziemne ekipy ratunkowe w eliminacji skutków kataklizmów
• prowadzić obserwacje astronomiczne

A gdzie teraz jest MSK? Odpowiedź znajdziesz na ISS Tracker

Na polskojęzycznej witrynie isstracker.pl możecie śledzić aktualne położenie MSK, a także sprawdzić kiedy będzie ją widać nad waszymi głowami. Pomocna w namierzeniu MSK jest także aplikacja Heavens Above dla telefonów.

Źródło: NASA, ESA, inf. własna

Więcej o eksploracji Kosmosu:

• Październik to najlepsza okazja by zobaczyć Marsa w 2020, ale kiedy w końcu poleci tam człowiek?
• Mars 2020 bez tajemnic - ciekawe fakty - misja pomyślnie rozpoczęta
• Kosmiczny sukces - SpaceX ma na koncie już 100 udanych lotów