Co po Międzynarodowej Stacji Kosmicznej? Inspektor generalny NASA wskazuje na poważne problemy

Na chwilę obecną Międzynarodowa Stacja Kosmiczna ma pracować do końca 2024 roku. Powszechnie jednak przyjmuje się, że stacja pozostanie na orbicie do 2028 roku. Dalsze przedłużanie jej pracy jest jak na razie kwestią otwartą. Starzejące się elementy konstrukcyjne, pojawiające się coraz częściej uszkodzenia, wycieki powietrza z pokładu stacji kosmicznej wskazują, że nawet jeżeli zostanie podjęta decyzja o kolejnym opóźnieniu końca pracy na pokładzie stacji, to termin ten można przesuwać maksymalnie do 2030 roku. Pozostało zatem dziesięć lat na stworzenie alternatywy dla stacji kosmicznej.

NASA zakłada, że z uwagi na powyższą sytuację, do 2028 roku na orbicie okołoziemskiej powinna znaleźć się pierwsza amerykańska komercyjna stacja kosmiczna. Dzięki temu w latach 2028-2030 na orbicie znajdowałyby się dwie stacje, z czego ta druga mogłaby stopniowo przejmować rolę tej pierwszej. W efekcie udałoby się utrzymać harmonogram przeprowadzanych na orbicie eksperymentów naukowych.

Naukowcy przekonują, że posiadanie stacji kosmicznej na niskiej orbicie okołoziemskiej jest kluczowym elementem każdego programu załogowych lotów kosmicznych, czy to na Księżyc, czy na Marsa. Eksperymenty przeprowadzane na pokładzie stacji kosmicznej pozwalają naukowcom badać wpływ mikrograwitacji i promieniowania kosmicznego na człowieka odbywającego lot kosmiczny.

Co więcej, już teraz zaplanowane eksperymenty wymagają posiadania przez NASA stacji kosmicznej do co najmniej 2036 roku, czego Międzynarodowa Stacja Kosmiczna nie będzie w stanie zapewnić. Wystarczy tutaj wspomnieć o planowanych przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) misjach 30-dniowych, 6-miesięcznych i całorocznych, które miałyby badać zmiany zachodzące w organizmie człowieka podczas wieloletniej misji na Marsa. ESA planuje przeprowadzenie dziesięciu misji kosmicznych w każdej z tych kategorii czasowych.

Co więcej, stacja kosmiczna służy także do badania i testowania urządzeń i systemów, które później będą służyły astronautom odbywającym np. loty na Księżyc. Chodzi tutaj np. o systemy oczyszczania wody i powietrza, źródła zasilania, elastyczne habitaty kosmiczne, systemy produkcji żywności, osłony przed promieniowaniem kosmicznym, czy w końcu skafandry księżycowe, które najpierw wymagają testów podczas spacerów kosmicznych na zewnątrz stacji kosmicznej. Pierwsze testy skafandrów są aktualnie zaplanowane na 2027 rok.

Z powyższego wynika wyraźnie, że jeżeli Amerykanie chcą rozpocząć załogowe misje poza orbitę ziemską, muszą posiadać na orbicie własne laboratorium, nawet jeżeli jest ono niezwykle kosztowne. Na przestrzeni ostatnich 20 lat NASA wydawała średnio 3 mld dol. rocznie na utrzymanie stacji kosmicznej, co stanowi 1/3 budżetu wszystkich załogowych misji kosmicznych.

Samo zakończenie pracy Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i sprowadzenie stacji w ziemską atmosferę, gdzie mogłaby spłonąć, kończąc swoje życie, to także proces kosztowny i długotrwały. Orbitująca aktualnie na wysokości ok. 400 km nad Ziemią stacja będzie musiała rozpocząć proces schodzenia z orbity na trzy lata przed końcem swojej pracy, czyli najpóźniej na początku 2028 roku. Gdy wysokość stacji spadnie do 333 km, wszystkie załogi powinny zakończyć pracę i wrócić na Ziemię. Wciąż jednak będzie to kontrolowane opadanie, nawet z opcją powrotu na pierwotną orbitę. Dopiero gdy stacja osiągnie wysokość 279 km nad Ziemią, przejdzie przez punkt bez powrotu. Od tego momentu stacja będzie zmierzała w kierunku ziemskiej atmosfery i nie będzie już szans na wstrzymanie tego procesu. Koszt całego procesu deorbitacji wyniesie około miliarda dolarów.

Warto tutaj zaznaczyć jedną istotną kwestię. Proces deorbitacji będzie trwał trzy lata w normalnych, kontrolowanych warunkach. Gdyby jednak doszło do poważnego uszkodzenia stacji (np. przez śmieci kosmiczne) jeszcze na orbicie i podjęto by decyzję o jej szybkim sprowadzeniu w atmosferę, proces ten będzie trwał około sześciu miesięcy.

Jak na razie, mimo dekady prób wszelakiego rodzaju, operatorom Międzynarodowej Stacji Kosmicznej nie udało się opracować jakiegoś konkretnego i solidnego modelu biznesowego, który nawet przy uwzględnieniu zysków z turystyki kosmicznej, czy też ze współpracy z podmiotami komercyjnymi pozwoliłby utrzymać stację kosmiczną. Możliwe zatem, że pierwsza/pierwsze komercyjne stacje kosmiczne musiałyby wciąż polegać na pieniądzach publicznych.

Problem jednak w tym, że NASA do dnia dzisiejszego nie jest w stanie jasno określić, ile środków planuje przeznaczyć na wynajęcie przestrzeni na pokładzie takiej stacji i dalsze prowadzenie swoich eksperymentów wspomnianych powyżej. Różne szacunki wskazują na rozstrzał między 5 a 38 mld dol. na przestrzeni około 15 lat. Brak konkretnych planów utrudnia zatem potencjalnie zainteresowanym stworzenie wiarygodnego biznesplanu i ocenę opłacalności całego przedsięwzięcia. Jakby tego było mało, agencja kosmiczna wciąż zmienia swoje wymagania co do nowej stacji kosmicznej, przez co nie można rozpocząć prac nad tworzeniem projektu.

Istnieje jeszcze jeden istotny problem. O ile NASA deklaruje chęć wsparcia budowy prywatnych stacji kosmicznych, to za tymi słowami nie idą żadne środki finansowe. Pierwotny plan, którego realizacja miała rozpocząć się od 2019 r., zakładał, że na przetargi związane z powstawaniem stacji, agencja będzie przeznaczała ok. 150 mln dol. rocznie. Tymczasem Kongres przeznaczył jak na razie na ten cel: w 2019 r. - 40 mln dol, w 2020 r. - 15 mln dol, a w 2021 r. - 17 mln dol. Tymczasem według pierwotnego planu, aby zbudowanie stacji było możliwe do 2028 r. w latach 2022-2026 NASA musiałaby przeznaczyć dodatkowe 845 mln dol. Szanse na to - patrząc na trzy poprzednie lata - są zerowe.

Raport Inspektora Generalnego NASA wskazuje wyraźnie, że cały plan nie jest zbyt realistyczny.

Plany przewidują, że dopracowany model nowej stacji kosmicznej będzie gotowy najpóźniej w 2025 roku. Zważając na to, że mamy koniec 2021 r. już to założenie jest mało realistyczne i przesadnie optymistyczne. Nawet gdyby jednak okazało się, że uda się taki projekt stworzyć, to zakładanie, że budowa komponentów stacji, testowanie i wyniesienie ich na orbitę można zamknąć w trzech kolejnych latach, jest już fantazjowaniem. Nie ma absolutnie szans, aby taka stacja powstała do 2028, ani nawet do 2030 roku. Inspektor Generalny zakłada, że w tym przypadku stacja powstanie co najmniej kilka lat po tym, jak Międzynarodowa Stacja Kosmiczna spłonie już w atmosferze.

Dobrym przykładem może tutaj być przykład statku Crew Dragon, który miał zastąpić wahadłowce kosmiczne wycofane z użytku w 2011 r. Projekt statku był gotowy w 2012 r., ale pierwszy Crew Dragon poleciał do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej dopiero w 2020 r. Jeżeli tutaj, w przypadku stacji kosmicznej opóźnienie będzie podobne, to w bardzo optymistycznym modelu mówimy o wyniesieniu nowej stacji kosmicznej na orbitę w 2033 r., przy czym najprawdopodobniej nieco później.

Nie wiadomo, bowiem wszystkie opcje wydają się złe. NASA teoretycznie mogłaby spróbować wydłużyć misję Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Problem w tym, że pojawiające się w stacji pęknięcia, uszkodzenia i nieszczelności, których wcześniej nie przewidywano, wskazują, że stacja może po prostu nie być w stanie działać dłużej niż do 2030 roku. Nie wspominając już o tym, że Rosja wielokrotnie deklarowała już chęć rezygnacji ze swojego udziału w projekcie ISS.

Jeżeli jednak stacja zostanie sprowadzona w ziemską atmosferę w 2030 roku, Stany Zjednoczone będą miały powtórkę z rozrywki. Pojawi się bowiem kilkuletnia luka, w której na orbicie będzie znajdowała się jedynie chińska stacja kosmiczna. To poważne zagrożenie dla całego przemysłu kosmicznego. Jakby nie patrzeć powoli powstający przemysł może w ciągu tych kilku lat upaść. Firmy takie jak SpaceX czy Boeing nie będą miały gdzie latać swoimi statkami stworzonymi specjalnie do latania do stacji kosmicznych. Turystyka kosmiczna ponownie zaniknie na kilka lat. Pytanie, jak to wpłynie na biznesplan firmy budującej nową stację kosmiczną.

Brak odpowiednio wczesnego przygotowania przez NASA do tej sytuacji może wkrótce bardzo poważnie odbić się na całym amerykańskim przemyśle kosmicznym. Pozostaje mieć nadzieję, że raport Inspektora Generalnego sprawi, iż ktoś w NASA zacznie intensywnie myśleć nad najbliższą przyszłością. NASA za bardzo przyzwyczaiła się bowiem do pozycji lidera w przestrzeni kosmicznej i przez to nie zauważyła, że konkurencja zaczęła się do niej zbliżać i wkrótce ją wyprzedzi. Oby na uświadomienie sobie sytuacji nie było za późno.