Sfera Bernala, czyli techniczny transhumanizm (1929r.)

Wizualizacja sfery Bernala

autor: Orland Krzyżanowski

Żyjemy w okresie wielkich zmian społecznych oraz psychologi jednostki. Nie jest to przejście spektakularne czy widowiskowe. Nie może takie być z dwóch powodów- jesteśmy w trakcie jego trwania- brak nam punktu odniesienia i co najważniejsze, sami jesteśmy przedmiotem zmiany. Pojęcie tego procesu doczekało się swojego terminu i definicji użytego po raz pierwszy w 1957 roku przez biologa Juliana Huxleya (jest to brat autora „Nowego wspaniałego świata”)- nosi on nazwę Transhumanizmu.  

Przyziemne przesłanki kosmicznych osiągnięć

John Desmond Bernal kojarzony jest tylko przez zaawansowanych amatorów fantastyki naukowej i tylko w temacie związanym z hipotetyczną megastrukturą nazwaną od jego nazwiska Sferą Bernala. Statkiem lub bardziej habitatem, który rozwinięta cywilizacja może stworzyć w przestrzeni kosmicznej zapewniając sobie dodatkową przestrzeń życiową, oraz ułatwić eksplorację kosmosu.

W opracowaniach technicznych możemy poznać właśnie takie aspekty budowy konstrukcji i zazwyczaj tylko do tego ambitni amatorzy docierają. Warto jednak zdać sobie sprawę, że każde przedsięwzięcie jest umotywowane konkretną przesłanką. Ekonomiczną, religijną, polityczną…rzadko kiedy coś zbudowano tylko dlatego, że było można…zasadniczo nigdy. Cuda świata, podbój kosmosu czy budowle architektoniczne na przestrzeni wieków mają w tle bardziej przyziemną proweniencję (oraz wiele ofiar, o których nie pamiętamy podziwiając gigantyczne mosty zamki czy świątynie)

The_Crucible

John Desmont Bernal był postacią kontrowersyjną, gdyż będąc Brytyjczykiem był jednocześnie członkiem partii komunistycznej co w latach 60tych i 70tych nie było najbardziej popularnym wyborem ideologicznym gdy żyło się na zachodzie. Z drugiej strony był też fizykiem, historykiem nauki i futurologiem co może poniekąd tłumaczyć fascynację ustrojem komunistycznym, który bądź co bądź był eksperymentem inżynierii społecznej- tworem w znacznej mierze sztucznym i próbą świadomego (niestety też siłowego) utworzenia „nowoczesnego” systemu społecznego. Związek Radziecki, który Bernal darzył nieukrywaną sympatią poza oczywistymi dla nas minusami miał dla twórcy idei kosmicznej megastruktury drugą- lepszą stronę. Od strony naukowej zwrócony był na postęp techniczny i wiarę w to, że ta technika umożliwi stworzenie nowego człowieka. W zakresie astronautyki eksploracja przestrzeni kosmicznej w dłuższej perspektywie była dla Rosji czymś oczywistym i nieprzeliczalnym na wartości kapitalistyczne. Rzecz nie musiała się opłacać. Dla świata zachodniego takie podejście do sprawy było abstrakcyjne.

Powyższy akapit powstał nie z chęci „tłumaczenia” opisywanej postaci z niepopularnych poglądów ale celem stworzenia tła na którym zrodził się pomysł Sfery. Miała ona być nie tyle studium nowego statku kosmicznego co autonomiczną kolonią kosmiczną i zamkniętym społeczeństwem, które korzystając z możliwości jakie Sfera dawała mogło zorganizować się w wolny w stosunku do mieszkańców Ziemi sposób. Pomysł wykorzystania konstrukcji jako kosmicznego statku pokoleniowego doszedł dużo później.  Oryginalny zamysł został zaproponowany w 1929 roku w napisanej przez Bernala książce pod tytułem „The World, the Flesh and the Devil„. Ciekawostką jest, że sam Arthur C. Clarke określił ją „najbardziej błyskotliwą próbą przewidzenia rozwoju nauki  do tej pory stworzoną”.

43867_1252883845_large

„Nowy wspaniały świat”

Bernal przedstawił w niej konstrukcję opartą o olbrzymią sferę będącą kosmicznym habitatem dla zamieszkujących ją kolonistów. Zaproponował średnicę konstrukcji wynoszącą 16 km oraz docelową populację na 20-30 tysięcy mieszkańców. Całość dla zapewnienia grawitacji miała się obracać.

Ruch rotacyjny sfery jest najbardziej interesującą rzeczą w całej koncepcji gdyż wiąże się z szeregiem interesujących warunków, które by powstały. Grawitacja równa ziemskiej występowałaby na „równiku” czyli obwodzie sfery. Tam miała zostać umieszczona część mieszkalna. Im bliżej osi sfery (im wyżej) grawitacja przeszłaby w mikrograwitację. Na samej powierzchni im bliżej osi sfery warunki grawitacyjne również by się zmieniały. Przy zmniejszonym ciążeniu w pobliżach początku i końca sfery znajdować się miały pola uprawne oraz części przemysłowe i inżynieryjne, które z takich warunków mogłyby zyskać. Na samym końcu (i początku) dokładnie w osi konstrukcji miała znajdować się śluza przez którą wlatywałyby statki kosmiczne. Przy takim rozwiązaniu mogłyby poruszać się w „środku” sfery wzdłuż jej osi lub zawisnąć w dowolnym punkcie 8 km nad powierzchnią Sfery i tam zostać obsłużone. Uniknięto by w ten sposób skomplikowanych i energochłonnych startów z obszarów o normalnej grawitacji. Same statki zaopatrzeniowe nie musiałyby też być „dwuzadaniowe”- wystarczyłoby, że byłyby zaprojektowane do poruszania się w przestrzeni kosmicznej w warunkach mikrograwitacji- oś sfery zapewniałaby im niemal niezmienione warunki.

space003

senseimidgard

bswidefinaxl

Na rozwój koncepcji w postaci naukowych i technicznych podstaw trzeba było poczekać do lat 70tych. Na uniwersytecie Stanforda w 1975 roku w ramach studiów związanych koloniami kosmicznymi zebrano różne koncepcje i próbowano nadać im realny stopień wykonalności. Dr Gerard O`Neill zaproponował „Island One”- zmodyfikowaną wersję Sfery Bernala o dostosowanej do współczesnych możliwości technicznych średnicy 500m i rotacji 2 pełnych cykli na minutę. Przy tak zmniejszonej konstrukcji nadającym się rejonem do odtworzenia środowiska ziemskiego byłby pas wzdłuż równika. Światło słoneczne miało być zapewniane przez duże okna umieszczone przy „biegunach”. Sferę Bernala wybrano jako kształt umożliwiające wyrównane ciśnienie atmosferyczne i łatwość stworzenia sztucznej grawitacji.

Ewolucja

Nieco później Sfera wyewoluowała za sprawą O`Neilla w „Island Three” (po „Island One” zaproponował powiększoną Sferę „Island Two” , która nie wnosiła nic nowego do pomysłu). „Island Three” znana jest dzisiaj lepiej pod nazwą cylinder O`Neilla. W tym samym czasie (1975 rok) w toku rywalizacji akademicko naukowych pracownicy z Uniwersytetu Stanforda zaproponowali podobną konstrukcję zwaną Torusem Stanforda jako kontrpropozycje. Rozpoczęła się moda na kosmiczne megastruktury która zaowocowała kilkoma nowymi konstrukcjami, na które będzie pewnie trzeba trochę poczekać…

Wizualizacja Toursa Stanforda z filmu „Elizjum”

abalakin-800

Podsumowanie

Co możemy powiedzieć po kilkudziesięciu latach z perspektywy w sprawie „nowego człowieka”, który miał dzięki technice powstać? Zmiana się dokonuje.  Kilka lat temu transhumanizm wydawał się ideą nie mniej fantastyczną niż kosmiczne megastruktury. Tego lata podczas urlopu słuchając radia TOK FM podczas jednaj z nocy obserwacyjnych rozpoczęła się audycja traktująca o pojęciu oraz kierunku w którym poszło zjawisko. Dyskutujący (pracownicy naukowi polskich uczelni) zwrócili uwagę, że od dłuższego czasu już przenosimy się w przestrzeń przerzucając tam swoje życie i generując tam wydarzenia. Nie jest to przestrzeń kosmiczna ale cyfrowa…informacyjna. Technika nie umożliwiła nam fizycznej ascendencji w przestrzeń ale umożliwiła sięgnięcie umysłem ponad jej obecne ograniczenia tworząc nową rzeczywistość wolną od ograniczeń fizycznych. Skupiliśmy się na nośniku który jesteśmy w stanie umieścić gdziekolwiek chcemy i zlikwidowaliśmy niewspółpracującą przestrzeń, której pokonywanie sprawia nam tyle trudności. Tym nośnikiem nas samych stała się informacja. Sprowadzenie/wyprowadzenie nas w postać poruszających się z prędkością światła strumieni danych.

Reklamy

Przyszłość stacji kosmicznych – rozwój wykładniczy czy regres do średniej?

spacestation

     W 2011 roku podano oficjalnie, że dobiegła końca budowa Międzynarodowej Stacji Kosmicznej -największego przedsięwzięcia naukowo-inżynieryjnego w historii. Pomimo, że Rosjanie jeszcze nie powiedzieli w temacie ISS ostatniego słowa i czekamy na umieszczenie przez nich modułu MLM Nauka (regularnie zresztą opóźniane) to już teraz można zastanowić się co będzie dalej. Interesujący okres to okolice 2025 roku, kiedy to można spodziewać się zakończenia eksploatacji stacji.

Wyobraźnia każe zwizualizować coś równie ambitnego i oczywiście odpowiednio większego. W końcu będziemy mieli dumnie brzmiące lata dwudzieste XXI wieku i każda kolejna konstrukcja powinna być odpowiednio większa, lepsza i nowocześniej wyglądająca względem swojego historycznego pierwowzoru. Doświadczenie zdaje się wspierać ten tok myślenia. Od Saluta 1 do ISS mamy nieprzerwaną ewolucję i wzrost gabarytów kolejnych budowanych kosmicznych placówek.  Z każdą kolejną generacją stacji wzrastał też zasięg międzynarodowej współpracy początkowo w ramach Interkosmosu, Spacelab, Mir-Space Shuttle, aż do wielonarodowego zaangażowania 16 krajów przy budowie obecnego kompleksu orbitalnego.

Od nich się wszystko zaczęło- seria stacji Salut.

Od nich się wszystko zaczęło na serio- seria stacji Salut. Mniej piękne od koncepcji z rozmachem prezentowanych na deskach kreślarskich…jednak to one faktycznie znalazły się na orbicie.

Czy czegoś podobnego można spodziewać się przy przyszłej inicjatywie? Biorąc pod uwagę zmieniające się czynniki ekonomiczne i polityczne istnieją przesłanki do przypuszczenia, że dotychczasowa linia rozwoju stacji orbitalnych będzie wyglądała zupełnie inaczej, niż zdążyliśmy się do tego przyzwyczaić. Na przełomie lat dwudziestych i trzydziestych jest możliwość, że nad nami znajdzie się nie jedna konstrukcja a kilka mniejszych obiektów w tym inicjatywy nieprzypisane pod konkretną flagę narodową bo komercyjne. Obecny moment jest dobrą chwilą na ogólną refleksję nad tą kwestią. Dzisiaj możemy sobie pozwolić na spojrzenie z perspektywy przeszło stu lat planowania jak idealna stacja kosmiczna powinna wyglądać i porównać z realnymi osiągnięciami na tym polu.

Pierwsze szkice i koncepcje opracowane zostały przez wizjonerów, którzy być może urodzili się za wcześnie wyprzedzając swoją epokę. Główne założenia ich konstrukcji skupiały się na krytycznym problemie stworzenia sztucznej grawitacji i to już pół wieku przed pierwszymi lotami w kosmos. Typ pojazdu kosmicznego wykorzystujący ruch obrotowy do wytworzenia ciążenia został zaproponowany na początku XX wieku przez Konstantego Ciołkowskiego w książce „Poza Ziemią” (Вне Земли). Bardziej znaną pracą, która po raz pierwszy w historii zajmuje się stricte budową stacji kosmicznej i wyznacza pewną cezurę czasową dla tego tematu jest „Problemy kosmicznych podróży” (Das Problem der Befahrung des Weltraums) z 1928 roku.

nasitki5

Prezentuje ona konstrukcję znaną z widzenia niemal wszystkim, jednak tylko niektórzy zdają sobie sprawę, że to na co patrzą to coś więcej niż wymysł scenarzystów filmowych. Jest to stacja w kształcie obracającego się koła znana chyba najbardziej z filmu Odyseja Kosmiczna 2001. Autorem koncepcji jest Herman Potočnik Noordung. Jej rozwinięcia podjął się Werner von Braun i zaprezentował swój pomysł publiczności naukowej w 1951 roku. Dwa lata później stacja von Brauna została spopularyzowana za sprawą publikacji w magazynie Collier i w ten sposób Herman Nordung został praktycznie zapomniany jako twórca pierwowzoru stacji kosmicznej dla szerszej publiczności. Innym przykładem był projekt oparty na sferze Bernala z 1929 roku, który wykorzystany został w serii Babilon 5. Przy kilku innych projektach przed erą kosmiczną bardziej lub mniej wyraźnie priorytetowo traktowano sprawę sztucznego ciążenia.

800px-Von_Braun_1952_Space_Station_Concept_9132079_original 1952ColliersMarch22p22

Dlaczego zatem kolejne kosmiczne placówki nie łączą naszej rzeczywistości z propozycjami prekursorów astronautyki załogowej na których pomysłach tak chętnie dla odmiany oparto rozwiązania znane z wielu filmów fantastyczno-naukowych?

Ostrożnie można zaproponować dwa powody tego stanu rzeczy. Od strony technicznej ważnym względem był (i w dużej części obowiązuje do dzisiaj) fakt, że projekty stacji opartych o ruch obrotowy były ekstremalnie dużymi konstrukcjami. Niemal sto lat po zaproponowaniu tych pomysłów wciąż nie dysponujemy efektywnym środkiem wynoszenia dużych elementów na orbitę, które umożliwiłyby zachowanie proporcji 1:1 względem oryginalnych projektów. To co ma zostać umieszczone w przestrzeni do dzisiaj stanowi poważny kompromis pomiędzy planami a realnymi możliwościami. Drugą kwestią i chyba ważniejszą były motywy, którymi kierowały się państwa zdecydowane rozpocząć swój program kosmiczny. Połowa ubiegłego wieku to spolaryzowany świat o dwóch biegunach rozpędzony w zimnowojennej zawierusze. Załogowa eksploracja była wynikiem wyścigu którego cele były ściśle polityczno-wojskowe. Za znany nam dzisiaj kształt stacji kosmicznych odpowiada Związek Radziecki, gdyż to pierwsze propozycje przyszłych stacji Siergieja Korolowa przypominają to co znamy. Ze względu na realia polityczne w których przyszło działać radzieckiemu konstruktorowi projekt nie miał stanowić największego osiągnięcia inżynieryjnego całej ludzkości a w bardzo praktyczny sposób służyć Ministerstwu Obrony Związku Radzieckiego w postaci militarnej stacji służącej rekonesansowi z orbity. W ten sposób zostały zaproponowane w kolejnych latach 1960, 1961, 1962 projekty OS, TOSZ- ciężkiej stacji kosmicznej i OS-1. Gabaryty stacji były ściśle powiązane z możliwościami wynoszenia ładunków i z tego względu od początku były osiągalne. Nie uwzględniając laboratorium kosmicznego USA w postaci Skylaba kolejne stacje wynoszone na orbitę to konstrukcje rosyjskie reprezentujące znaną nam architekturę modułów wynoszonych w całości rakietami nośnymi i łączonych później na orbicie. Pierwsza wielomodułowa stacja kosmiczna Mir zapewniła bogate doświadczenia w eksploatacji i bezpośrednio umożliwiła budowę szczytowego osiągnięcia stacji konstruowanych w ten sposób-Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

ISS_Size_Comparison_1200x700_RK2011

ISS może być uznana za kulminację wielkości tego typu konstrukcji, która szybko się nie powtórzy. Powodem tego stanu rzeczy jest geneza jej powstania. Jest ona efektem wielkiego kompromisu wszystkich stron zainteresowanych obecnością na orbicie i jej historia sięga daleko przed rok 1998 w którym rozpoczęto jej budowę. Dla USA projektowanie i planowanie budowy to lata siedemdziesiąte. Rozmach amerykanów jednak daleko przekraczał ich możliwości. Dla Rosjan technika nie przedstawiała problemu. Mieli osiągnięcia, doświadczenie i sprzęt… ale też lata 80/90te to olbrzymie problemy gospodarcze i ekonomiczne, które spowodowały upadek Związku Radzieckiego i w rezultacie dekadę zapaści finansowej. Sektor kosmiczny nie znajdował się na liście priorytetów chwiejącego się w posadach państwa a plany budowy stacji Mir 2 z drugiej strony były już gotowe. Dla mniejszych agencji kosmicznych innych państw jasne było, że samodzielne umieszczenie placówki na orbicie leży poza dającą się przewidzieć przyszłością, pomimo posiadania technologi umożliwiającej produkcję własnych habitatów/laboratoriów. Dotyczyło to państw europejskich, oraz Japonii. W takiej sytuacji jak widać wszyscy mieli interes, żeby podjąć współpracę. Datą graniczną tej decyzji jest rok 1984, gdy prezydent Regan ogłosił plan wybudowania placówki na orbicie przed upływem dekady… kilka zdań dalej zapraszając do współpracy inne kraje.

W roku 2025 ISS będzie zbliżała się do trzeciej dekady działalności. Większość zaplanowanych eksperymentów państwa zaangażowane prawdopodobnie już przeprowadzą. Ponadto 30 lat utrzymywania kompleksu wymagało zapewnienia ciągłego wysiłku finansowego. Europa swoje cele do tego czasu z pewnością osiągnęła, podobnie Japonia. Nowa realia najprawdopodobniej spowodują zamknięcie rozwoju opracowania załogowych wersji pojazdów transportowych używanych dzisiaj jeszcze w trakcie eksploatacji stacji. Czym będą owe realia, że istniejące od kilkudziesięciu lat agencje kosmiczne zrezygnują z logicznego, jak mogłoby się wydawać kroku, jakim byłoby zbudowanie własnych statków załogowych? Z dużym prawdopodobieństwem zaryzykuje stwierdzenie, że jutro zaczyna się dzisiaj-przynajmniej w dziedzinie rozwoju załogowej astronautyki. Kluczem do tego zagadnienia jest komercjalizacja dostępu człowieka do przestrzeni kosmicznej której początku jesteśmy właśnie świadkami. W takim przypadku agencje narodowe mogą wykorzystać okazję żeby zmniejszyć koszty związane ze swoimi projektami. Jest to kwestia porównywalna do wyborów każdego z nas w życiu codziennym choćby przy wyborze środka transportu. Kupić samochód i go utrzymywać czy mając doprowadzoną pod dom linię tramwajową skorzystać z usług przewoźnika prywatnego a zaoszczędzone pieniądze przeznaczyć na inne szczytne cele (oczywiście w przypadku agencji kosmicznych chodziłoby o wykorzystanie środków na cele naukowe).

Jak zatem będzie wyglądało niebo w 2025 roku dla dzisiejszych amatorów obserwacji przelotów ISS? Nie wróżąc a tylko wyciągając wnioski z danych dostępnych dzisiaj można się pokusić o następujący scenariusz. Z agencji narodowych można się spodziewać aktywności we własnym zakresie dwóch krajów. Przede wszystkim najmniej niepewności szykuje nam CNSA-Chińska Agencja Kosmiczna. Patrząc na konsekwencję z jaką kraj ten posuwa się naprzód za 15 lat możemy liczyć na wielomodułową stację kosmiczną na orbicie. Często określa się ją jako przypominającą rosyjskiego Mira jednak jeżeli różnica będzie na tyle duża co pomiędzy statkami Sojuz a Shenzhou to będzie to z niej czyniło placówkę, która przynajmniej po części będzie stanowiła nową jakość.

Tiangong

Tak ma wyglądać chińska stacja kosmiczna.

Drugim jednak już nico mniej pewnym kandydatem mających aspirację do utrzymania swojej załogowej placówki na orbicie jest Rosja. Kraj posiadający największe doświadczenie w budowie kosmicznych przyczółków ludzkości w kosmosie. Ich plan na chwilę obecną to pogorbowiec ISS w postaci OPSEK. Rosjanie mają w planie odłączenie części swojego segmentu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, gdy przyjdzie na to czas i który byłby zalążkiem nowej samodzielnej konstrukcji. Pomimo, że na pierwszy rzut oka może się to wydawać fantastyczne to są ku temu jak najbardziej realne przesłanki. Najnowszy planowany moduł MLM Nauka, który ma dołączyć do ISS na przełomie 2013/2014 roku nie dość, że będzie miał dopiero 10 lat gdy spodziewana służba stacji dobiegnie końca to oparty jest na architekturze modułów FGB. Oznacza to, że taki pojazd (skonstruowany na bazie statków TKS mających zaopatrywać stacje wojskowe Ałmaz w latach 70tych) będzie posiadał własny system podtrzymywania życia, kontroli lotu, oraz napęd. Wraz z dołączonym modułem NODE będącym zaawansowanym portem cumowniczym całość mogłaby stanowić bazę pod nową, czysto rosyjską stację.

W teorii Rosjanie są w stanie zbudować nową stację jako część struktury ISS. Po zakończeniu życia tej ostatniej "nowa" stacja odłączy się od niej i rozpocznie samodzielną działalność.

W teorii Rosjanie są w stanie zbudować nową stację jako część struktury ISS. Po zakończeniu życia tej ostatniej „nowa” stacja odłączy się od niej i rozpocznie samodzielną działalność.

opsek_ppts_dock_1

Dalej mamy nową jakość-spodziewane projekty będą najprawdopodobniej inwestycjami prywatnymi. Tutaj kończą się rozwiązania jakie znamy i zaczyna coś nowego. Po pierwsze stacja firmy Bigelow składająca się z nadmuchiwanych modułów, których konstrukcja została już przetestowana. Jeden taki moduł miałby wielkość przewyższającą metraż hermetyzowanych pomieszczeń na ISS. W chwili startu mieściłby się na stosowanych obecnie rakietach nośnych a na orbicie przybierał swoje pełne rozmiary. Pokryty specjalnym materiałem z kevlaru byłby stosunkowo dobrze zabezpieczony przed mikrometeorytami. Jest to największa ciśnieniowa konstrukcja jakiej można się spodziewać na przestrzeni najbliższych dekad. Obsługiwana mogłaby być statkami Dragon, oraz CST-100 i stanowiłaby nową jakość w całej historii załogowych stacji orbitalnych. Następne rozwiązanie, którego powodzenia możemy się spodziewać, gdyż wszystkie elementy systemu już istnieją i są przystosowywane do swojej roli ma dla odmiany charakter retro. Dwa kadłuby „militarnych Salutów” z anulowanego programu Ałmaz z lat 70-tych, oraz gotowe kapsuły wielokrotnego użytku WA zostały zakupione przez firmę Excalibour-Almaz. Elementy te mają już cztery dekady, i przez ten czas leżały w rosyjskich magazynach, jakkolwiek kierując się deklaracjami firmy mają przed sobą obiecującą przyszłość. Pozostając przy sprzęcie rosyjskim realną w założeniach wydaje się być Komercyjna Stacja Kosmiczna (CSS) rosyjskiej firmy Orbital Technologies. Proponuje ona niedużą jedno modułową placówkę na orbicie o średnicy trzech metrów i dwudziestu metrów sześciennych przestrzeni ciśnieniowej obsługiwaną przez Sojuzy i perspektywicznie przez ich następce. Za dobrą monetę można uznać fakt, że projekt ma wsparcie finansowe swojego macierzystego kraju. Deklarowana gotowość do wystrzelenia to 2016 rok. Rosjanie są bardzo nastawieni na komercyjny sukces swojego przedsięwzięcia stawiając na turystykę obok opcjonalnego laboratorium na orbicie (stacja firmy Bigelow miałaby mieć charakter ściśle naukowy). Może to przynieść dodatkowe środki finansowe od zainteresowanych milionerów (lub miliarderów) chcących spędzić urlop w nowym miejscu.

um_2

Tak wyglądają deklarowane plany różnych firm i agencji. Na ile projekty te są nastawione na osiągnięcie swojego celu a na ile wykorzystują „kosmiczny” temat, żeby wyróżnić się na rynku pokaże czas. W obecnej rzeczywistości warunek powodzenia jest jeden: przedsięwzięcie musi się opłacać. Poniżej reklamowe wykorzystanie tematu przez magazyn Playboy…tak nie do końca na serio.

playboy-club-space-station-exterior

Nowy numer AstroNautilusa! 25 (2/2013)

DREAMCHASER

Od dłuższego czasu w mediach jesteśmy bombardowani informacjami o kryzysie gospodarczym, o którym informacje wpływają w sposób bezpośredni lub pośredni na nasze życie już od kilku lat. Ten stan rzeczy nie dotyczy jednak tylko naszego życia codziennego. Ma też wpływ na tak dalekie dziedziny jak astronautyka.

Od 2011 roku amatorzy tematu mają coraz mniej powodów do zadowolenia z osiągnięć w tej dziedzinie. Z kilkunastu, które przychodzą na myśl ograniczę się do wymienienia tylko dwóch. Nie polecimy na Księżyc, oraz nie wiadomo gdzie i kiedy polecimy dalej. Nie można jednak ulec temu fatalizmowi patrząc na okrajany budżet NASA…bądź też naszych kieszeni.

Najnowszy numer AstroNautilusa zabierze Was dalej, dalej i…dalej. Dalej w przestrzeń, w przyszłość i wizję eksploracji przestrzeni kosmicznej przez człowieka przekraczającą ograniczenia teraźniejszości. Dowiecie się z mojego teksu o genezie mini- wahadłowca Dream Chaser, dla którego wprowadziłbym idąc tropem klasyfikacji Plutona określenie- wahadłowiec karłowaty (oczywiście uwaga z przymrużeniem oka). Prace idą dobrze i projekt wygląda obiecująco. Najprawdopodobniej można spodziewać się startu przy niedużej odchyłce czasowej od zaplanowanej daty (przynajmniej lubię tak myśleć). Jeżeli rok 2016 jest dla was za blisko pojedziemy dalej.

KLIKNIJ ŻEBY WEJŚĆ NA STRONĘ MAGAZYNU

KLIKNIJ ŻEBY WEJŚĆ NA STRONĘ MAGAZYNU

Planetoidy jako kopalnie? Jest to realna perspektywa na przyszłość pomimo, że może brzmieć dzisiaj fantastycznie. Jeżeli są za daleko to nie problem. NASA ma koncept ściągnąć jakąś w pobliże Ziemi… trzymajmy kciuki za prawidłowe wyliczenia.

Jeżeli czasowo polecieliśmy za daleko wróćmy na Ziemię…do Korei Północnej. Kraj znany z tego, że jest znany jako jedyne na świecie państwo o ustroju, który należałoby określić jako nekrokracja ma również słabo znany epizod astronautyczny.

Ciekawych tematów jest dużo więcej. Zapraszam do lektury.

http://sklep.astronautilus.pl/

Ekspresowo na ISS! Nowa sześciogodzinna trajektoria podejścia.

Wszystkie dane na podstawie: „Progress M-16M succesfully tests new fast rendezvous with ISS” na NasaSpaceflight.com

start

Kilka dni temu na żywo mogliśmy obejrzeć za pośrednictwem NASA TV start oraz dokowanie na ISS statku zaopatrzeniowego Progress M-18M. Nie byłoby w tym nic wyjątkowego, gdyby nie fakt, że obydwa wydarzenia nastąpiły w czasie 6 godzin od siebie! Był to trzeci lot o szybkiej trajektorii podejścia (wcześniej M-16M i M-17M) i ostatni testowy, po którym w marcu spodziewany jest pierwszy lot z ludźmi statku Sojuz TMA-08M. Wszystkie trzy misje przebiegły podręcznikowo.

Ale o co chodzi?

Osobom, które są entuzjastami eksploracji przestrzeni kosmicznej bez zagłębiania się mocno w techniczne szczegóły należy się wyjaśnienie, po którym zadadzą sobie pytanie dlaczego tak późno dowiadują się o tak ważnej rzeczy.

Model lotu do ISS obowiązujący od samego jej początku istnienia zakłada start rakiety a następnie dwudniowe „gonienie” za stacją kosmiczną żeby po około 50 godzinach zadokować do niej. Nie da się ukryć, że ta faza lotu jest dla kosmonautów najbardziej uciążliwą i stresującą. Statki Sojuz pomimo wielkiej liczby zalet dla których powinny o nich powstawać programy na Discovery mają też jedną poważną cechę (wada to za silne słowo). Żeby nie użyć słowa „mały” posłużę się terminem kompaktowy dla określenia ich rozmiaru. W tym kompaktowym statku mamy trzech kosmonautów ubranych w początkowej fazie lotu w skafandry kosmiczne (smutny spadek po wypadku Sojuza 11) w kapsule wielkości Fiata 126P nazywanego również „Maluchem”.

"Przestronny" środek Sojuza. Nic dziwnego, że panowie się nie uśmiechają- czeka ich dwa dni lotu.

„Przestronny” środek Sojuza. Nic dziwnego, że pan po środku się nie uśmiecha – czeka go dwa dni lotu w takiej właśnie przestrzeni.

Po osiągnięciu orbity uzyskują dostęp do modułu orbitalnego jednak czasy w których ten sferyczny element statku był w całości do dyspozycji lokatorów minęły wraz z samodzielnymi lotami Sojuzów gdyż teraz oprócz ludzi zawsze trzeba jeszcze upakować tyle ładunku ile się da, więc jest dosyć ciasno (o kwestii korzystania z toalety nie wspominając). W prawdzie w mediach funkcjonuje już od jakiegoś czasu określenie Sojuzów jako kosmicznych taksówek jednak przy 2 dniach lotu było to raczej umowną nazwą. Przy planowanym 6 godzinnym podejściu do stacji po raz pierwszy wspomniane określenie będzie w 100% odpowiadało rzeczywistości!

Dlaczego dopiero teraz?

Rzeczywistość ma to do siebie, że im bliżej jej się przyglądamy tym bardziej wydaje się być złożona. W tym temacie również nie będzie od tego odstępstwa. Trajektoria szybkiego podejścia jest bardzo precyzyjną rzeczą. Żeby przyjąć taki ekspresowy statek stacja musi zacząć dopasowywać elementy swojej orbity już 6 miesięcy wcześniej! Jakakolwiek zmiana w rozkładzie lotu (opóźnienie wystrzelenia Sojuza, manewr ominięcia kosmicznych śmieci przez stację)  spowodują, że szybkie podejście będzie niemożliwe i trzeba będzie wrócić do profilu lotu dwudniowego. W wypadku opóźnienia wystrzelenia statku możliwość startu na odpowiednio przygotowaną do tego stację będzie pojawiała się co trzy dni w trybie szybkiego podejścia lub codziennie gdyby zastosować lot 50 godzinny.  Ważną rzeczą jest fakt, że po wystrzeleniu statku w każdej chwili można przerwać szybie podejście gdyby zaistniała taka potrzeba bez przerywania całej misji. W takim wypadku statek może przejść płynnie w klasyczny model dwudniowego lotu.

Do wykonania szybkiego podejścia będą wymagane manewry samej ISS.

Do wykonania szybkiego podejścia będą wymagane manewry samej ISS.

Inną kwestią dlaczego dopiero teraz postanowiono umilić kosmonautom życie jest sam typ statku. To, że Sojuzy latają w kosmos od 40 lat wiedzą wszyscy. Ale to, że Sojuz z przed 40 lat nie ma za dużo wspólnego z tym dzisiejszym oprócz kształtu jest już mniej znanym faktem. Dzisiejszą wersję rosyjskiego statku określa się mianem „cyfrowego Sojuza” i od poprzednich różni się w oznaczeniu umieszczoną na końcu literą „M”. Zatem mający się odbyć w marcu lot TMA-08M oznacza, że będzie to ósmy lot statku w nowej, cyfrowej wersji. To właśnie kwestia cyfryzacji umożliwiła osiągnięcie takiej precyzji lotu.

Nowy standard?

Tutaj należy podejść do tematu z rezerwą. Przyszłe załogi budowanych i projektowanych pojazdów  w ramach amerykańskiego COTS (Commercial Orbital Transportation Services) nie mogą być pewne swojego załapania się na nową ścieżkę podejścia. Należy pamiętać, że za manewry orbitalne stacji odpowiada na chwilę obecną rosyjski segment konstrukcji. Nie jest powiedziane, że Rosjanie będą chętni do manewrowania kompleksem, żeby ułatwić życie firmom prywatnym a same firmy być może będą wolały bardziej elastyczny system podejścia do ISS, żeby mieć możliwość doskonalenia operacji orbitalnych swoich nowych statków.

Rosjanie rozbudują Międzynarodową Stację Kosmiczną!

Nauka umieszczona w osłonie aerodunamicznej rakiety Proton. (credit: RKK Energia)

Nauka umieszczona w osłonie aerodunamicznej rakiety Proton. (credit: RKK Energia)

Rosyjska Agencja Kosmiczna poinformowała właśnie, że rozstrzygnęła przetarg na budowę modułu NEM Научно-энергетический модуль dla ISS. W tym samym czasie  zakończono przeciąganą już od kilku lat budowę modułu MLM Nauka.

Te skróty nic nie mówią

Dla okazyjnego obserwatora wydarzeń tego, co nad nami mamy dwa niewiele mówiące skróty MLM i NEM. Za tymi nazwami kryją się jednak ważne informacje na temat przyszłości rosyjskiej załogowej aktywności kosmicznej. Jest to bardzo ważna informacja gdyż w obecnych czasach programy kosmiczne stają się ofiarą szukania przez różne kraje oszczędności i przyszłość jest bardzo niepewna. Dobrym przykładem jest bardzo rozmazany obraz przyszłości załogowych lotów prowadzonych przez NASA, która tnie budżet, anuluje i zmienia kierunki rozwoju dosyć radykalnie.

To jeszcze nie koniec

W 2011 roku media zachodnie oświadczyły, że stacja ISS została po 13 latach budowy ukończona. W planach było wtedy dołączenie do rosyjskiego segmentu jeszcze wspomnianego modułu Nauka jednak Rosjanie kilka razy jak dotąd przekładali daty jego wystrzelenia. Można było pozwolić sobie na założenie, że nic radykalnego w tej kwestii się nie wydarzy.

MLM Nauka

MLM Nauka

Jak się okazało Rosjanie liczą się trochę mniej z opinią publiczną niż kraje zachodnie i nie muszą zabiegać o jej poparcie. W związku z tym informowanie pasjonatów tematu na bieżąco nie jest traktowane priorytetowo a zapowiedzi różnych przedsięwzięć częściej mają charakter rywalizacji politycznej na arenie międzynarodowej.

Konkretnie, co mamy… 

W tym wypadku jednak mamy dwie konkretne rzeczy. Moduł MLM Nauka zostanie wystrzelony w 2014 roku. Jest on oparty na architekturze pierwszego modułu ISS Zarja- nieprzypadkowo. Został zbudowany, jako rezerwa na wypadek gdyby FGB Zarja nie doleciała szczęśliwie na orbitę, jako FGB-2 (co też nieomal się nie wydarzyło). Pomimo problemów Zarja szczęśliwie została kamieniem węgielnym nowego przedsięwzięcia. Dla częściowo wybudowanego FGB-2 można było poszukać nowej roli. Zadania jemu przypisane to eksperymenty, dodatkowe metry przestrzeni życiowej dla załogi oraz magazyn… jest jednak coś jeszcze.

Zapowiedziane moduły ISS- samodzielna stacja. (credit: RKK Energia)

Zapowiedziane moduły ISS- samodzielna stacja. (credit: RKK Energia)

Jesteśmy samodzielni!

Moduły FGB są oparte konstrukcyjnie o radzieckie statki TKS. Duże załogowe statki transportowe projektowane w ramach programu Ałmaz. To oznacza, że taki moduł jest samodzielnym, uniwersalnym statkiem kosmicznym posiadającym własny system kontroli lotu, zbiorniki paliwa i silniki. Jego autonomiczność powinna dać do myślenia szczególnie, gdy zdamy sobie sprawę z tego, czym mają być dwa moduły NEM, z których prace nad pierwszym rozpoczną zakłady RRK Energia.

Moduł NEM oprócz części hermetycznej służącej celom naukowym będzie posiadał również duże panele słoneczne, które zapewnią dużą dawkę energii rosyjskiemu segmentowi. Takie zestawienie informacji daje możliwość wyciągnięcia ciekawych wniosków.

zaktualizowany wygląd ISS po dołączeniu zapowiedzianych modułów.

Zaktualizowany wygląd ISS po dołączeniu zapowiedzianych modułów.

Ciekawe wnioski

W chwili obecnej ISS jest mniej więcej na półmetku swojego życia. Logiczne jest założyć, że każdy z zainteresowanych krajów już myśli o tym, co dalej, żeby nie zostawiać próżni.Dla przykładu projekt Mira 2 był opracowywany już w momencie składania pierwszej stacji tego typu.

MLM Nauka i NEM będą w stanie stanowić samodzielny segment. Jest to o tyle ważne, że już kilka lat temu Rosjanie zapowiedzieli oddzielenie swoich segmentów ISS, które stanowiłyby rdzeń nowej stacji o nazwie OPSEK (opisałem tą koncepcje tutaj). Mało tego. Opóźnienia, które tak irytowały amatorów tematu i mogły być kwitowane złośliwymi komentarzami pod adresem rosyjskiej agencji mogą mieć drugie dno. Im później te moduły zostaną umieszczone tym będą nowsze, gdy nastąpi koniec eksploatacji ISS. W ten sposób Rosjanie zapewniliby sobie płynne przejście pomiędzy kolejnymi stacjami.

Moduł Nauka zadokuje w porcie nadir modułu, Zwiezda co oznacza, że mały moduł/ śluza Pirs zostanie odrzucony ze stacji.

więcej na: http://www.khrunichev.ru oraz http://www.energia.ru/en/news/news-2012/news_12-14.html

Wizualizacja z przed kilku lat nowej rosyjskiej stacji kosmicznej. Z lewej strony dokuje następca Sojuza. (www.russianspaceweb.com)

Wizualizacja z przed kilku lat nowej rosyjskiej stacji kosmicznej. Z lewej strony dokuje następca Sojuza. (www.russianspaceweb.com)