Największe zagrożenie dla ISS kryje się w rosyjskim module

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna jest eksploatowana obecnie bardziej niż kiedykolwiek, a prywatne przedsiębiorstwa chcą nawet, by jej komercjalizacja była realizowana w większym stopniu niż dotychczas. To jednak już niemłody kawałek sprzętu, coraz bardziej podatny na usterki, który od 2000 r. przyjmuje na swój pokład regularne załogi astronautów i kosmonautów. Tyle samo czasu funkcjonuje na orbicie także jeden z najważniejszych modułów stacji, rosyjska Zwiezda.

To jej silniki, między innymi, służą do korekty orbity, którą stacja musi co pewien czas podejmować. I to we wnętrzu elementu łączącego Zwiezdę z resztą stacji kryje się coś, co biuro Głównego Inspektora NASA traktuje jako największego kalibru (ocena 5 w pięciopunktowej skali niebezpieczeństw) zagrożenie dla funkcjonowania stacji w najbliższych latach.

Wnętrze modułu Zwiezda. Kosmonauci Anton Szkaplerow i Piotr Dubrow. (fot: NASA)

Nieszczelność w rosyjskiej części stacji, która ma już pięć lat

Współpraca NASA i ESA z Roskosmosem nie jest już tym samym co przed inwazją w Ukrainie, ale w przypadku MSK jest niezbędna. Rosyjskie moduły stacji stanowią jej znaczną część i wszelkie usterki na ich pokładzie wpływają na funkcjonowanie całości. Biuro Generalnego Inspektora NASA, które przeprowadziło ocenę zagrożeń dla funkcjonowania stacji za najpoważniejsze uznało nieszczelność, która od pięciu lat znajduje się w kanale łączącym rosyjski moduł serwisowy Zwiezda z adapterem wyposażonym w porty dokujące, a przez to z resztą stacji. Do Zwiezdy dokują również pojazdy towarowe, przede wszystkim Progress, dlatego utrzymanie funkcjonowania tego elementu stacji jest bardzo ważne z perspektywy jej zaopatrzenia.

Dokowanie pojazdu Progress 79 w czerwcu 2022 r. do modułu Zwiezda Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. (fot: NASA)

Wyciek został wykryty, choć nie oznacza to że jednoznacznie zlokalizowany, we wrześniu 2019 r. Jest on obecny do dziś, a jego aktywność w czasie rośnie i maleje. Spadki to konsekwencja działań naprawczych, jednakże wciąż nie prowadzących do całkowitego wyeliminowania wycieku. Jeszcze na początku tego roku NASA twierdziło, że nieszczelność choć prowadzi do wielokrotnie silniejszego (dwanaście razy większego niż najmniejszy) wycieku wewnętrznej atmosfery stacji niż początkowo, nie stanowi bezpośredniego zagrożenia. Zdaniem szefa programu ISS Joela Montalbano należało go kontrolować, ale nic ponadto.

Informacje o nieszczelności w module Zwiezda, które zamieszczono w raporcie Inspektora Generalnego NASA. (fot: NASA)

Pogorszenie sytuacji wiosną tego roku (tempo ubytku powietrza zwiększyło się o kilkadziesiąt procent) zmusiło NASA do poważniejszych działań. W połowie tego roku zmniejszono go o 1/3 co nastraja optymistycznie, ale wciąż nie znaleziono recepty nie tylko na jego całkowite wyeliminowanie, ale i dokładne namierzenie wszystkich słabych punktów. Obecnie przypuszcza się, że słabym punktem są łączenia poszczególnych elementów poszycia modułu.

Trzeba tu zauważyć, że moduł Zwiezda ma 20 lat, a Zarja z którą jest połączony jest jeszcze starsza, wewnątrz jest spory bałagan i trudno dokładnie go zbadać. Wnętrze Zwiezdy to przestrzeń hermetyzowana. Można więc ją teoretycznie na stałe odseparować od reszty stacji, gdyby wyciek zagroził życiu załogi w reszcie stacji. Na razie jednak ani NASA, ani Roskosmos nie określiły dokładnie jak duża powinna być nieszczelność, by zamknięcie włazu do Zwiezdy było konieczne. Rekordowy wyciek na poziomie około 1,5 kilograma powietrza w ciągu dnia zanotowano w kwietniu 2024 r., po zmniejszeniu wynosił on około 1 kilograma dziennie. Najmniejsza zanotowana wartość w ciągu pięciu lat to niespełna 100 gramów w ciągu doby.

Co jeszcze może zagrażać załodze stacji?

Na niskiej orbicie Ziemi mamy coraz więcej satelitów. Gdy mowa o megakonstelacjach, poruszamy temat już nie tylko Starlinków SpaceX, ale też sieci, które planują zbudować Chiny. W przyszłości ryzyko zderzeń, które generują dodatkowe śmieci na orbicie, wzrośnie wraz z zagęszczeniem orbitalnych sieci telekomunikacyjnych. Do tego dochodzą także zjawiska naturalne, jak zwiększona aktywność słoneczna, która przyśpiesza opadanie orbit wszystkiego co mamy na niskiej orbicie wokółziemskiej.

Te wszystkie wydarzenia przekładają się na rosnące zagrożenie dla załóg na pokładzie pojazdów orbitalnych. Oznacza to, że MSK musi dysponować systemem bezpiecznej ewakuacji załogi w przypadku nagłego zagrożenia dla stacji, którego nie da się wyeliminować. Ten system jest obecnie obciążony w 100 procentach, co oznacza, że nie ma żadnego zapasowego pojazdu, czy miejsca w zadokowanych kapsułach. To dlatego załoga misji SpaceX Crew-9 została zmniejszona z czterech do dwóch osób - by nadmiarowi pasażerowie stacji, z nieszczęsnej misji Starlinera, mieli jak wrócić na Ziemię.

Gdyby wydarzyło się coś, co doprowadziłoby do uszkodzenia jednego z pojazdów na orbicie, część załogi stacji miałaby poważny problem. Dlatego też NASA z pewnością musi popracować ze SpaceX nad wariantem lotów z załogą większą niż cztery osoby na pokładzie Dragona, ewentualnie nad zapewnieniem opcji natychmiastowej misji ratunkowej. A kapsuła Starliner, choć nękana przez usterki, dobrze gdyby w końcu osiągnęła etap pełnej gotowości do załogowych lotów.

Część amerykańska stacji jest zabezpieczona przed uderzeniami mikrometeoroidów o rozmiarze do 3 cm. Monitorowane są także obiekty na niskiej orbicie Ziemi o rozmiarach ponad 10 cm. Wciąż jednak, zagrożenia ze strony mikrometeoroidów nie można bagatelizować. (fot: NASA)

Zagrożeniem dla stacji jest także jej wiek. Dziś wiemy o usterce w rosyjskiej części stacji, ale nie wiemy jakie problemy mogą pojawić się w przyszłości. Stacja została w ostatnich latach usprawniona - nowe komputery, dodatkowe wydajniejsze panele słoneczne iROSA, ale to tylko część całości, na którą składa się nie tylko 16 hermetyzowanych modułów, ale też szkielet stacji, na którym umieszczona jest aparatura badawcza. Jest tam bardzo wiele elementów, które mają już wiele lat i mogą nagle odmówić współpracy z resztą stacji. To trzeba mieć stale na uwadze.

Główny Inspektor NASA interesuje się też deorbitacją przez SpaceX

W lipcu tego roku dowiedzieliśmy się, że NASA wybrało SpaceX jako wykonawcę pojazdu, który zepchnie ISS z orbity i pozwoli na jej bezpieczne i w miarę kontrolowane wejście w atmosferę, a potem dezintegrację oraz ewentualne wodowanie w bezpiecznym rejonie na Ziemi w Oceanie Spokojnym. Ta decyzja nie oznacza jednak, że SpaceX odkryło już przed NASA wszystkie karty. Dokładny plan działań, ryzyko technologiczne i przede wszystkim koszty jakie ostatecznie poniesie agencja w związku z deorbitacją, to rzeczy, które bardzo interesują biuro Głównego Inspektora NASA.

Obecnie przyjęty przez NASA plan deorbitacji, który zakłada rozpoczęcie operacji w różnych momentach. (fot: NASA)

Dlatego, choć temat deorbitacji stacji będzie z pewnością jeszcze nie raz podnoszony na przestrzeni kolejnych lat, jej ostateczny los wciąż nie musi być przesądzony. Jeszcze kilka lat temu, zanim Chiny uruchomiły na stałe swoją stację, rola ISS wydawała się niezagrożona. Teraz gdy mamy na orbicie drugą, chińską, stację kosmiczną, która może zostać jeszcze rozbudowana, NASA ma czego się obawiać. Oczywiście planowane są komercyjne stacje, między innymi przez Axiom, które mogłyby na orbicie pojawić się nawet tak szybko jak w 2026 r. (mowa tu o pierwszym module), ale trudno mówić hop zanim się nie przeskoczy.

Źródło: NASA, inf. własna