Misje kosmiczne XX wieku: Stacja Mir

Zdjęcie w tle: NASA (Domena publiczna)

Prekursorzy – MOL, Ałmaz i Salut

Misja Apollo 11, uwieńczona „małym krokiem” Armstronga i „wielkim skokiem” ludzkości, była jednocześnie ciężkim ciosem dla radzieckiego programu kosmicznego – nie ulegało najmniejszej wątpliwości, że w wyścigu na Księżyc zatriumfowały Stany Zjednoczone. Porażka na jednym froncie nie musiała jednak oznaczać całkowitej klęski ZSRR. Sowieci znacznie wcześniej, bo już na początku lat 60., niechętnie pogodzili się z utratą pierwszeństwa na tym polu, a jednocześnie postawili sobie za cel znalezienie innej dziedziny, w której mogliby prześcignąć rywali z Zachodu.

Sposobności dostarczyli sami Amerykanie: w grudniu 1963 r. oficjalnie ogłoszono powstanie projektu MOL (Manned Orbiting Laboratory, Załogowe Laboratorium Orbitalne), którego twórcy zamierzali umieścić na orbicie okołoziemskiej szereg wojskowych stacji kosmicznych. Przedsięwzięciem zainteresowało się CIA. Obserwatorzy monitorujący Ziemię (a konkretnie – terytorium Związku Radzieckiego) ze stacji znajdujących się kilkaset kilometrów nad jej powierzchnią byliby niezwykle trudni do wykrycia i jeszcze trudniejsi do zestrzelenia, minimalizując tym samym bardzo realne ryzyko, z którym wiązały się standardowe loty zwiadowcze. Projekt ten miał jeszcze jedną zaletę: amerykański wywiad rozczarował się możliwościami ówczesnych bezzałogowych satelitów rozpoznawczych. Powszechnie uważano, że skutecznej selekcji danych jest w stanie dokonać tylko człowiek.

Argumentem było to, że gdybyśmy mieli tam człowieka, miałby więcej pola do manewru i możliwość lepszej oceny obszarów zainteresowania. – gen. Lawrence Skantze, USAF

Radziecką odpowiedzią na MOL był tajny program Ałmaz (Diament). Pierwsze szkice powstały w 1964 roku. Oprócz przestrzeni roboczo-mieszkalnej dla załogi, w jednomodułowej stacji mieścić się miały potężne teleskopy optyczne i podczerwone, a także kamery, radary oraz sprzęt komunikacyjny. Na nieszczęście dynamicznie rozwijającego się projektu, jego twórca i siła napędowa, Władimir Czełomiej, stracił poparcie w Politbiurze wraz z odsunięciem od władzy Chruszczowa. Program Ałmaz, choć nie zarzucony zupełnie, został zepchnięty na drugi plan. Gotowe komponenty czekały w podmoskiewskich hangarach na lepsze czasy.

Ze zrębów projektu Czełomieja dane było skorzystać komu innemu. Impuls do działania znów popłynął z Zachodu: na 1972 rok zaplanowano start misji Skylab. Czas naglił. Pracując na trzy zmiany, dwadzieścia cztery godziny na dobę, w niespełna szesnaście miesięcy radzieccy inżynierowie z Miszynowskiego CKBEM (Centralnego Biura Konstrukcyjnego Eksperymentalnej Budowy) zaprojektowali, zbudowali i przetestowali pierwszą w historii stację kosmiczną. Nowy projekt figurował w dokumentach jako DOS-7K (Dolgowremennaja Orbitalnaja Stancija, Długoterminowa Stacja Orbitalna; 7K to oznaczenie statku kosmicznego przeznaczonego do transportu załogi). Na jego czele stali pionierzy radzieckiej kosmonautyki, między innymi twórcy Wostoka: Konstantin Fieoktistow i Borys Czertok. Mimo początkowego braku zainteresowania ze strony samego Miszyna, plan CKBEM uzyskał rządową aprobatę w lutym 1970 roku. Od tego czasu w ZSRR de facto równolegle funkcjonowały dwa niezależne programy stacji kosmicznych.

Zewnętrzna architektura DOS oparta była w dużej mierze na już istniejących kadłubach Ałmazu; nie obyło się bez odgórnej interwencji, gdyż Czełomiej nie chciał nawet słyszeć o takim „przywłaszczeniu”; ostatecznie na współpracę się zgodził, ale z licznymi zastrzeżeniami. Dwa konkurencyjne biura konstrukcyjne, podzieliwszy się obowiązkami, zdołały dojść do porozumienia.

Części rozwiązań technicznych (takich jak silnik napędowy i panele słoneczne) dostarczył sprawdzony koń pociągowy radzieckiego programu kosmicznego – Sojuz. Brakowało natomiast wyposażenia wewnętrznego. Konieczność zaprojektowania i wyprodukowania zupełnie nowego sprzętu pociągnęła za sobą kilkutygodniowe opóźnienie – ekipa Miszyna musiała stworzyć komponenty dla 133 różnych systemów, z których prawie 30 powstało „od zera”.

19 kwietnia 1971 Salut 1, bo taką nazwę nadano DOS-7K, został wyniesiony na orbitę okołoziemską na pokładzie rakiety Proton. Związek Radziecki, a wraz z nim świat, wykonał wielki krok w kierunku ustanowienia trwałej ludzkiej obecności w przestrzeni kosmicznej.

Spacefacts.de

Model stacji Salut 1.

Nawiasem mówiąc, o ile brak środków ostatecznie zmusił amerykańskie siły powietrzne do porzucenia MOL w 1969 roku, o tyle Ałmaz 1, po niemal dziesięciu latach pracy, spowolnionej przez polityczne turbulencje, wzniósł się w niebo 3 kwietnia 1973, oficjalnie jako Salut 2. Trzy z siedmiu cywilnych stacji Salut (2, 3 i 5) było w rzeczywistości wojskowymi Ałmazami. Wzajemny stosunek obu programów (co za tym idzie – również ich twórców) był zagmatwany, lecz łączył je cel: stworzenie dla ludzkości przyczółka ponad linią Karmana.

Spadkobierczyni programu Salut – stacja Mir

Program Salut zaowocował czymś więcej. Prace nad większym, wieloelementowym, „rozwojowym” laboratorium, zdolnym zaspokoić podstawowe potrzeby trzyosobowej załogi podczas trwających miesiącami badań trwały od 1976 roku. Wielu cennych doświadczeń dostarczyły kolejne wersje Saluta; służyły one jednak tylko jako punkt wyjścia. Centralny moduł przypominał wprawdzie z zewnątrz swoich poprzedników i wykorzystywał kilka opracowanych na ich potrzeby systemów, ale na tym podobieństwa się kończyły. Aparatura naukowa, która w Salucie 7 zajmowała większość cylindrycznego wnętrza, miała zostać umieszczona w osobnych, specjalnie do tego celu przeznaczonych segmentach. Obecność sześciu jednakowych portów dokujących pozwalała na stopniową rozbudowę stacji, wedle potrzeb lub dostępnych środków; kolejne moduły miały być przyłączane in situ, na orbicie, jak robiono to przedtem ze statkami załogowymi czy zaopatrzeniowymi, z tą tylko różnicą, że pozostawałyby częścią stacji na stałe.

Dlaczego zdecydowano się na takie rozwiązanie? Czy nie byłoby prościej, bezpieczniej, a przede wszystkim taniej złożyć całości jeszcze przed wystrzeleniem jej w kosmos? Odpowiedź na to pytanie jest dość prozaiczna: żadna istniejąca rakieta nie pomieściłaby konstrukcji podobnie rozmiarów. Mimo tego, że manewry dokujące wymagały od przeprowadzającego je pilota niesamowitej precyzji i błyskawicznego refleksu (o towarzyszącym im ryzyku już nie wspominając), idea modułowej stacji zwyciężyła; na tym samym założeniu oparły się także późniejsze projekty, w tym ISS.

Bazowy moduł stacji Mir – tak bowiem nazwano powstającego satelitę – sam w sobie znacząco przewyższał możliwościami swoich poprzedników. Nie chodziło przy tym o rozmiar: miał pojemność 90 metrów sześciennych, czyli dokładnie tyle, ile Salut 7; był też od niego krótszy o prawie trzy metry. Wyposażony był natomiast w siedem komputerów – Salut 7 miał do dyspozycji tylko jeden; higienę osobistą zapewniała umywalka z prawdziwego zdarzenia – dotychczas kosmonauci korzystali przede wszystkim z chusteczek nawilżanych. Korygowanie orbity modułu bazowego umożliwiały dwa silniki S5.79 o ciągu 2,9 kN każdy, a orientację przestrzenną kontrolowano za pomocą zestawu trzydziestu dwóch znacznie mniejszych silników sterujących (o ciągu 137 N każdy). Został wyniesiony na orbitę 19 lutego 1986 przez rakietę UR-500K (Proton) i niecały miesiąc później, 15 marca, powitał swoją pierwszą załogę, w skład której weszli Leonid Denisowicz Kizim i Władimir Aleksejewicz Sołowjow. W trakcie swojej misji odbyli oni pierwszy w historii transfer pomiędzy stacjami kosmicznymi – korzystając z dokującego w tylnym porcie stacji Sojuza T-15, czasowo przenieśli się na niezamieszkałego wówczas Saluta 7, gdzie spędzili 50 dni, by potem wrócić na Mir.

RussianSpaceWeb.com

Kopia 17KS – modułu centralnego stacji Mir.

Na wiosnę 1987 roku zaplanowano przyłączenie kolejnego modułu stacji. Był to Kwant 1, na pokładzie którego mieścił się układ sześciu żyroskopów oraz sprzęt naukowy, między innymi dwa teleskopy (rentgenowski i ultrafioletowy), detektor promieniowania gamma, kamera szerokokątna czy eksperymentalny aparat do elektroforezy; do dyspozycji kosmonautów było łącznie 40 metrów sześciennych przestrzeni. Co ciekawe, moduł ten pierwotnie zaprojektowano z myślą o Salucie 7, którego miał być „rozszerzeniem”. Wizja modułowej stacji towarzyszyła więc radzieckim konstruktorom jeszcze przed zakończeniem wcześniejszego programu.

Kwant 1 został również wyposażony w nowy system automatycznego naprowadzania – Kurs – który zastąpił wcześniej stosowaną Igłę. Z bliżej nieokreślonych przyczyn Kurs zawiódł podczas pierwszej próby dokowania. Za drugim podejściem moduł osiągnął cel, ale stacjonująca wówczas na pokładzie stacji załoga (tj. członkowie misji Mir 2) musiała ręcznie dokończyć procedurę. Okazało się, że do portu cumowniczego przykleiła się torebka z odpadami, którą kosmonauci usunęli podczas spontanicznie przeprowadzonego spaceru kosmicznego. Ostateczne dokowanie odbyło się 12 kwietnia 1987 – prawie dwa tygodnie po tym, jak niosąca moduł rakieta wystartowała z kosmodromu Bajkonur.

Za Kwantem 1 podążyły kolejne moduły: Kwant 2 – w listopadzie 1989, pół roku później – Kristałł (Kryształ), w 1995 – Spiektr (Widmo) i moduł dokujący Shuttle-Mir, w 1996 – ostatni, Priroda (Przyroda). Finalnie stacja osiągnęła kubaturę 350 metrów sześciennych; jej masa wynosiła ponad 130 ton.

spacefacts.de

Ostateczna postać stacji Mir (po roku 1996).

Spuścizna – dalsze dzieje ludzkości na orbicie

W trakcie swojego istnienia stacja Mir gościła na pokładzie 28 załóg, w tym dziesięć misji radzieckich, dziesięć rosyjskich i osiem międzynarodowych. Członek jednej z nich, Walerji Władimirowicz Polakow, ustanowił w 1995 roku obowiązujący do dziś rekord nieprzerwanego pobytu w kosmosie: przebywał bowiem na stacji przez 437 dni, 17 godzin i 58 minut. Sama stacja wykonała łącznie nieco ponad 86300 okrążeń Ziemi, tj. około szesnastu dziennie. W trakcie tych półtoragodzinnych cykli przeprowadzono tysiące eksperymentów, doświadczeń i pomiarów, od obrazowania wybrzeży Morza Kaspijskiego i obserwację odległych galaktyk po produkcję półprzewodników czy badanie właściwości plazmy kosmicznej. Nie obyło się bez wypadków i przykrych niespodzianek – próby dokowania statków transportowych i kolejnych części stacji stosunkowo często kończyły się niepowodzeniem, a w czerwcu 1997 jeden z modułów, Spiektr, został poważnie uszkodzony podczas zderzenia z bezzałogowym frachtowcem Progress M-34.

Gdy w 1998 roku ruszyła budowa Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, Mir stracił już na dawnym znaczeniu. Rosyjski budżet nie mógł zresztą sobie pozwolić na równoległe rozwijanie dwóch tak wymagających i kosztownych projektów. Rok później powstało prywatne przedsiębiorstwo holenderskie, MirCorp, które za cel obrało sobie tchnięcie nowego życia w prawie piętnastoletnią „staruszkę” – stacja miała stać się kosmicznym hotelem. Korporacja sfinansowała nawet ostatnią, 28. misję na Mir; głównym jej celem była naprawa drobnych usterek, jako że planowano dalszą eksploatację stacji.

Było to jednak na próżno: stało się jasne, że całe przedsięwzięcie jest nierentowne, a sam satelita lata świetności ma przecież za sobą. W październiku 2000 roku agencja Roskosmos zaaprobowała propozycję deorbitacji stacji. 23 marca 2001, po 5511 dniach na orbicie, Mir wszedł w górną partię ziemskiej atmosfery i tam też spłonął niemal doszczętnie. Nieliczne resztki zatonęły w wodach Pacyfiku, nie powodując żadnych szkód.

Doświadczenie i wiedza zdobyte dzięki stacji Mir, zarówno przez odwiedzające ją misje, jak i jej konstruktorów, stały się podwaliną dla wielu innych śmiałych projektów – wystarczy wspomnieć o wyżej wymienionej ISS (Międzynarodowej Stacji Kosmicznej). Jedyny w swoim rodzaju satelita przetrwał upadek ZSRR i liczne kryzysy wewnątrzpaństwowe. Był też świadectwem ewolucji radzieckiego programu stacji kosmicznych, który (początkowo niechętnie) porzucił czysto militarne priorytety w imię rozwoju nauki. Choć dawno już przywykliśmy do stałej obecności człowieka w kosmosie, warto pamiętać, że jej początki wymagały ambicji, odwagi i ogromu pracy.

Korekta – Alex Rymarski

The post Misje kosmiczne XX wieku: Stacja Mir first appeared on AstroNET – Polski Portal Astronomiczny.