Американският научен наблюдател Меган Бартелс в статия за списание Scientific American разглежда възможностите за извеждане от експлоатация на Международната космическа станция.
Международната космическа станция, по-голяма от футболно игрище и тежаща почти 450 тона, скоро трябва да бъде върната на Земята. Процесът е труден и опасен.
Почти четвърт век МКС постоянно се посещава от астронавти, провеждат се научни експерименти и тя е основният и любим бастион на човечеството в Космоса. Но въпреки успеха на проекта дните на МКС са преброени.
ОЩЕ: Без зависимост от руснаците. НАСА измисли нов начин за унищожаване на МКС
През следващите месеци НАСА ще разгледа търговски предложения за апарати, способни да изведат станцията от експлоатация, тоест безопасно да я спуснат в земната атмосфера, за да изгори там. Агенцията заяви, че е готова да плати почти милиард долара за тази услуга, за да не разчита на руската техника. Драматичният финал е планиран за началото на следващото десетилетие, но вече се е превърнал в трънлив въпрос за аерокосмическото инженерство и международните отношения.
„МКС е най-важният символ на международното мирно сътрудничество. В областта на мирното сътрудничество мисля, че мнозина биха го описали като най-големия проект, предприеман някога в човешката история“, казва Майя Крос, политолог от Североизточния университет.
В програмата на МКС участват също Канада, Япония и европейски страни, но до голяма степен е плод на въображението на Съединените щати и Русия – една от малкото области на устойчиво партньорство между двете страни през десетилетия на нестабилни отношения. Първите модули – единият от САЩ, другият от Русия, са изведени в орбита в края на 1998 г. А първият екипаж – един астронавт и двама космонавти – се установява там през ноември 2000 г. Оттогава МКС е непрекъснато обитавана и далеч е надхвърлила първоначално планирания си 15-годишен експлоатационен живот.
Но нищо не трае вечно под Слънцето. „Не ми се иска тя да прекрати своето съществуване и е жалко, че ще бъде пенсионирана, но не е практично да я държим в орбита за неопределено време“, казва Джордж Нийлд, президент на Commercial Space Technologies и бивш член на Консултативната група за аерокосмическа безопасност на НАСА – комитет, който призова Американската космическа агенция бързо да разработи стратегия в случай на прекратяване на експлоатацията на МКС.
По-нататъшната съдба на лабораторията е свързана с нейното разположение в ниска околоземна орбита, в разредените горни слоеве на земната атмосфера. Там всичко, което набира височина, с времето се снижава, тъй като се забавя от постоянния поток от атмосферни частици и се привлича обратно към нашата планета.
Без периодично ускоряване космически кораб, намиращ се на ниска орбита, ще загуби скорост и следователно височина, като в крайна сметка ще се потопи достатъчно дълбоко в атмосферата, за да се разпадне и изгори. Орбитата на МКС се поддържа предимно от руски товарни космически кораби "Прогрес", които след като се скачат със станцията, периодично включват двигателите си, за да противодействат на постоянното снижаване на МКС.
ОЩЕ: Роскосмос похвали САЩ: справили се заедно в рискована ситуация на МКС
Теоретично НАСА и нейните партньори могат да пренасочат станцията в орбита извън земната атмосфера. Но повдигането на цялата тази маса до такава голяма височина е изключително скъпо. И дори ако МКС бъде изоставена и погребана на такава висока орбита, тя така или иначе ще представлява опасност: тъй като е много стара и обемиста, станцията неизбежно ще се разпадне на огромно количество отломки, които може да повредят други спътници.
„Не е желателно да я оставяме на орбита. Михме могли да се отнасяме към нея като към музей, но тя ще стане негодна и ще се разпадне“, добавя Джонатан Макдауъл, астрофизик в Центъра за астрофизика „Харвард-Смитсъниън“, който също се занимава с проследяване на спътници.
По думите на Нийлд, демонтажът на МКС е невъзможен, тъй като не е предвиждано нейното разглобяване, а всеки опит да се направи това е изпълнен със сериозни рискове поради остарелите компоненти, които са били изложени на екстремни условия в Космоса повече от две десетилетия.
Ако космическата станция спре своето движение по орбита, тя ще изгори в сияние и слава. Това може да се случи по два начина: умишлено спускане в атмосферата, по време на което тя ще се разруши, или това, което инженерите наричат „неконтролирано спускане от орбита“, тоест МКС ще падне на повърхността на Земята по произволна траектория. Последният вариант е ефективен, но несъмнено опасен. Международната космическа станция е по-голяма от футболно игрище и над 90 процента от населението на Земята живее на нейния орбитален път. Досега падащите отломки от космически кораби не са причинили много щети на хора или структури, но МКС ще бъде най-големият обект, напускал някога орбита, и това лесно може да се промени.
„Неконтролирано спускане може да доведе до значителни разрушения на Земята, включително наранявания и смъртни случаи и материални щети. Това няма да е най-добрият ден“, предупреждава Нийлд.
Най-безопасният начин да се спусне МКС на Земята е да се насочи към слабо населените райони на южната част на Тихия океан, за да се намали рискът от щети, казват служители на НАСА.
ОЩЕ: Бъбрек или сърце от Космоса. Какви експерименти се провеждат на МКС?
Това е трудна задача, тъй като станцията прави една обиколка за около час и половина, покривайки около 400 километра от земната повърхност всяка минута. Наземната траектория непрекъснато се променя, докато планетата се върти. Колкото повече време МКС се намира в атмосферата, толкова повече нейните отломки ще се разпространяват по тази траектория, увеличавайки вероятността някой откъснал се фрагмент да причини разрушение на повърхността. Но падането на станцията не трябва да се случва твърде бързо: ако МКС бъде изпратена в атмосферата с твърде голямо ускорение, повишеното въздушно съпротивление може да откъсне големи сегменти от нея, като например слънчеви панели или отделни модули, които след това ще навлязат самостоятелно в плътните слоеве по непредсказуем и неконтролируем начин.
Проблемът се усложнява от неправилната геометрия на станцията, което прави критично поддържането на стабилна ориентация, докато се спуска в атмосферата. Ако МКС започне да прави „салто“ по време на спускането, ракетата, която ще я свали от орбита, също ще промени своето положение, което ще доведе до опасно отклонение на МКС от курса.
Добавете към това факта, че земната атмосфера е много нестабилна: тя става ту по-дебела, ту по-тънка по време на 11-годишния цикъл на слънчевата активност и се променя при преминаването от ден към нощ и обратно.
„Свалянето от орбита на такъв голям обект като Международната космическа станция много, много зависи от това как стоят нещата с плътността на атмосферата. По принцип този параметър не може да бъде предвиден предварително“, казва Дейвид Арнас, аерокосмически инженер в университета Пърдю.
Като се вземат предвид всички тези фактори, процесът на сваляне на МКС от орбита в идеалния случай ще изглежда така. След няколко седмици или месеци на естествено орбитално спускане на надморска височина от приблизително 400 километра над Земята, специален кораб, скачен към космическата станция, ще задейства своите двигатели. След като МКС измине приблизително половината път до повърхността на планетата, тя ще започне да изпитва дестабилизиращо въздействие. На надморска височина от около 200 километра диспечерите ще коригират траекторията на МКС, като манипулират двигателите на ракетата така, че да превърнат близката до кръг орбита на станцията в елипса, като най-близката й точка до Земята, или перигей, е на 150 километра над планетата. Това ще помогне да се сведе до минимум времето, което станцията ще прекара в по-ниските, по-плътни слоеве на атмосферата по време на последния етап от спускането.
ОЩЕ: Руската академия на науките реши да прекрати експлоатацията на МКС
От този 150-километров перигей, по команда на Центъра за управление на полети, ракетата ще даде последен импулс на станцията, като я изтласка още по-ниско, така че да се разбие в южната част на Тихия океан.
„Целият свят ще наблюдава това“, напомня Крос. Затова залогът ще е голям.
Какво е необходимо за осъществяването на този дързък план? Доскоро представители на НАСА говореха, че няколко руски космически кораба "Прогрес" – вероятно три – ще работят заедно, за да свалят от орбита МКС. Но този план беше в най-добрия случай предварителен поради трудности при координирането на работата на отделните кораби.
„Дори при благоприятни условия няма да е лесно. Необходимо е за много кратък период от време да се изградят, изстрелят и скачат няколко кораба „Прогрес“, за да изпълнят задачата си“, обяснява Нийлд.
Що се отнася до американско-руското партньорство на МКС, нещата не вървят много добре. Заради конфликта в Украйна отношенията между двете страни достигнаха най-ниското си ниво от времето на Студената война, усложнявайки сътрудничеството и по отношение на космическата станция.
Освен това Русия призна, че ще се оттегли от партньорството, без да чака НАСА да бъде готова за това, и не даде никакви гаранции, че при такъв сценарий ще предостави космически кораб „Прогрес“ за контролирано спускане на МКС от орбита. Затова американски кораб, способен да върне МКС на Земята, се превръща в желана цел за НАСА и САЩ.
Но ако НАСА иска да получи апарат, конструиран на базата на тези кораби, които сега са част от световния космически флот, добавя Макдауъл, то изборът не е толкова голям. „Първото нещо, което идва на ум, когато започнете да мислите за това, е, че тези кораби просто нямат достатъчно мощност за финалния краткосрочен импулс“, казва Макдауъл.
ОЩЕ: МКС може да ви падне на главата, заяви шефът на Роскосмос по повод санкциите срещу Русия
Най-подходящата от съществуващите технологии според него е европейският сервизен модул от програмата „Артемида“, който задвижи безпилотната капсула „Орион“ по време на нейното пътешествие около Луната по-миналата есен и трябва да помогне на хората да кацнат на лунната повърхност по-късно това десетилетие. Всичко останало, по думите на Макдауъл, е или твърде слабо, твърде мощно, или просто не може да носи достатъчно гориво за изпълнение на задачата, затова НАСА привлича оферти за ново, специално построен за целта апарат.
Независимо какъв апарат ще избере НАСА – нов или съществуващ, адаптиран за тази задача, решението ще засегне не само отношенията между САЩ и Русия, но и много други, които са в основата на сътрудничеството по МКС.
Завършването на експлоатацията на космическата станция носи същата цялостна отговорност като нейното изграждане и техническо обслужване, но в публикуваните документи на НАСА не става ясно подписали ли са канадската, японската, европейската или руската космическа агенция осъществявания от САЩ план.
Приближаващият край на мегапроекта дава храна за друга тема на международни дискусии за бъдещи партньорства в Космоса. НАСА вече изгражда двустранни партньорства със страни, които се интересуват от изследване на Луната в рамките на Споразуменията „Артемида“, макар че Русия не влиза сред тях. Китай, на който федералният закон на САЩ отдавна забранява да участва в МКС, сега се измести в челните редици на космическата индустрия със собствена орбитална лаборатория и роботизирани мисии до Луната и Марс. Дали гибелта на МКС ще доведе до разреждане на напрежението между Съединените щати и Китай, може само да се гадае.
Едно нещо е ясно, подчертава политологът Крос: никакви бъдещи международни форми на партньорство няма да могат да повторят МКС, която най-вероятно ще остане уникално, изключително постижение.
„Кръгът страни, участващи в усвояването на Космоса, ще изглежда много по-различно от времето, когато Русия и САЩ започнаха да си сътрудничат на МКС“, казва тя, добавяйки, че се надява партньорството да продължи до драматичния край на космическата станция.
Когато и да се върне МКС на Земята, нейното потапяне ще стане един от най-печално знаменателните етапи в дългата и славна история на космическите полети. „Не се случва често да имате възможност да направите такава маневра. Те ще бъдат много, много нервни, когато им се наложи да го направят“, завършва Арнас.
