ISS - alternatywy na przyszłość?

[axion]

Jak wiadomo działalność Międzynarodowej Stacji Kosmicznej będzie musiała być zakończona w niedalekiej przyszłości. Stacja zostanie zdeorbitowana i spłonie w ziemskiej atmosferze. Powodami takiego zdarzenia jest koniec finansowania, zmęczenie materiału i tym podobne. Taką sytuację uważam za marnotrawstwo. Oczywiście taki koniec ISS jest nieodwracalny. Zastanawiając się nad tym problemem wpadłem na kilka pomysłów, które przedstawiam poniżej. Są one nieco z pogranicza science-fiction. Ale czasem od absurdalnych pomysłów dochodzi się do wielkich idei. Chodzi mi głównie o krytykę tych pomysłów oraz wytknięcie problemów.

1. Całkowita robotyzacja / automatyzacja ISS.
Kiedy zmęczenie materiału będzie stwarzało zbyt duże niebezpieczeństwo dla ludzi - ISS może zostać przystosowana w 100% do obsługi przez roboty. Nie chodzi mi tylko o roboty humanoidalne ale o całkowitą automatyzację. Paliwo w dalszym ciągu możnaby dostarczać za pomocą statków ATV. Automatyka ma tę zaletę iż może obejść się bez powietrza, jedzenia i tym podobnych. Jedyną potrzebą jest zasilanie - które można pozyskiwać w klasyczny sposób. Tak więc w modułach ISS znajdowała by się próżnia, w której pracowała by automatyka. W dalszym ciągu pozwalało by to na prowadzenie wielu eksperymentów. Problemem pozostaje oczywiście finansowanie - ale uważam że byłoby to opłacalne posunięcie. Zastanawia mnie również czy w przypadku ISS można zastosować silnik jonowy? Na ile byłby w stanie podnieść orbitę stacji?

2. Automatyzacja ISS i zmiana orbity na księżycową.
Główny problem to nadanie odpowiednio dużej prędkości dla takiego manewru. I tu moje pytanie - czy coś takiego jest wykonywalne? Czy wcześniej wspomniany silnik jonowy byłby w stanie coś zdziałać? Wszystko zależy od wyrzucenia odpowiednio dużej masy w odpowiednio krótkim czasie. Dałoby się to jakoś rozwiązać? W takim momencie nic nie stoi na przeszkodzie aby zamontować generatory radioizotopowe lub inne urządzenia związane z promieniotwórczością na ISS.
- Rozbicie ISS o powierzchnię Księżyca - jeśli ISS musi zostać zniszczona to czemu nie zrobić tego na powierzchni Księżyca? Pozwalało by to na ciekawy eksperyment - w którym można zaobserwować uderzenie tak masywnego obiektu w Księżyc. Ciekawe co zostało by z ISS po takiej katastrofie? A może dałoby się wykorzystać materiały z ISS do budowy jakiegoś obiektu na Księżycu? A może kiedyś jacyś kosmiczni rozbitkowie skorzystają z tego złomu?

A może wypuszczenie ISS w przestrzeń międzyplanetarną, lub skierowanie na Marsa? Dużym problemem jest możliwość skażenia biologicznego innej planety.

Powyższe pomysły są wytworem mojej fantazji ale ogólnie możliwości są dziesiątki. Dość bolesne jest zniszczenie lekką reką takiego obiektu. A może ktoś ma własne koncepcje?

[Maquis]

Co najmniej 10 lat... nie wiem czy to niedaleka przyszłość

1. Automatyka ma to do siebie, że bardzo lubi się psuć - zwłaszcza tak zaawansowana. Co do silnika to przecież na stacji ma znaleźć się testowy VASIMR, który jest silnikiem plazmowym.

2. Bardzo mało prawdopodobne i trudne do realizacji ze względu na masę kompleksu i potrzebną ilość paliwa.

[kanarkusmaximus]

Podniesienie orbity raczej nie jest zbyt dobrym posunięciem, bo wtedy w przyszłości mogą się zrobić jaja ze sprowadzeniem ISS z orbity.

ISS poza tym nie da się wysłać na orbitę księżycową - jest przede wszystkim za ciężka (wysłanie 400 ton na TLI wymagałoby chyba  przynajmniej drugiego tyle paliwa) i poza tym jest na orbicie o zbyt wielkiej inklinacji.
ISS też jest zoptymalizowana (termika, radiacja, systemy itp itp) na LEO. Stacja na orbicie księżycowej wymagałaby zupełnie innych parametrów.

Najlepszą zatem alternatywą będzie zatopienie ISS pod koniec żywota - czyt. wtedy gdy wciąż będzie nad nią pełna kontrola. ISS będzie się bardzo długo rozwalać podczas wejścia w atmosferę - pas ma kilka tysięcy km, zatem nie można jej samej sobie pozostawić po skończonej służbie.

A następcy ISS? Sądzę, że małe, modularne i wymienialne stacje będą najlepsze. Np na takiej zasadzie:
Pierwszy moduł - nazwa A
do niego dołączamy moduł B - jest coś takiego A-B
do tych dołączamy kolejny C - mamy A-B-C
Moduł A kończy swoją pracę - jest odstrzeliwany. Mamy na orbicie B-C.
Do stacji dołącza się kolejny moduł - D. Mamy B-C-D.
itd itd.

[perian]

A następcy ISS? Sądzę, że małe, modularne i wymienialne stacje będą najlepsze. Np na takiej zasadzie:
Pierwszy moduł - nazwa A
do niego dołączamy moduł B - jest coś takiego A-B
do tych dołączamy kolejny C - mamy A-B-C
Moduł A kończy swoją pracę - jest odstrzeliwany. Mamy na orbicie B-C.
Do stacji dołącza się kolejny moduł - D. Mamy B-C-D.
itd itd.

W zasadzie moglibyśmy porozmawiać o współczesnych koncepcjach stacji orbitalnych w oddzielnym wątku.

[kanarkusmaximus]

Perianie - załóż wątek! Z chęcią przekopiuje swoje zdania do tego wątku i będę namawiać do założenia firmy szpejsz iksz!

[axion]

Dziękuje za wypowiedzi.
Ciekawi mnie fakt - jak poważnie inżynierowie projektujący stacje kosmiczne traktują zagadnienie "recyklingu" tych obiektów?

ISS poza tym nie da się wysłać na orbitę księżycową - jest przede wszystkim za ciężka (wysłanie 400 ton na TLI wymagałoby chyba  przynajmniej drugiego tyle paliwa) i poza tym jest na orbicie o zbyt wielkiej inklinacji.
ISS też jest zoptymalizowana (termika, radiacja, systemy itp itp) na LEO. Stacja na orbicie księżycowej wymagałaby zupełnie innych parametrów.

Doskonale rozumiem że takie zadanie należy do kategorii science-fiction. Ale pomyślmy co by było gdyby. Jeśli zastosować by np. impulsowe silniki jądrowe (wspomniane dziś na kosmonauta.net)? A może wielki żagiel słoneczny? Zastanawia mnie również czy zmiana orbity aż tak dramatycznie zmieniła by parametry radiacji lub termiki? Nawet jeśli, to czy wpływ byłby aż tak istotny dla ISS bez ludzi? A co do systemów, to może dadzą się przeprogramować? Co do inklinacji - wydaje się że łatwiej byłoby wysłać stację na Marsa niż na Księżyc? Lecz myślę że to nie ja pierwszy się nad tym zastanawiam.

[Leszek Szamocki]

Doskonale rozumiem że takie zadanie należy do kategorii science-fiction. Ale pomyślmy co by było gdyby.

Tyle, że we współczesnym świecie nie ma "co by było gdyby" - niepodzielnie rządzi pieniądz. Zatem ISS spłonie w atmosferze, bo to najprostsza, najtańsza, najszybsza i najpewniejsza metoda pozbycia się "problemu" po zakończeniu jej eksploatacji.

Dziwi mnie tylko, że jednocześnie ten świat zdominowany przez pieniądz, wydaje miliardy na budowę i eksploatację obiektów o tak marnym okresie użytkowania (nie tylko ISS, ale też wahadłowce, teleskop Hubble'a itp.)... Bo co to jest 20-30 lat? Taki lotniskowiec, czy atomowa łódź podwodna nie są wcale prostszymi konstrukcjami, a mają dużo dłuższe okresy eksploatacji...

Pozdrawiam.

[byko]

inne pomysły
deorbitacja (ale gdzieś tak po 2020) moim zdaniem alternatywą są załogowe loty na Księżyc, to jest miom zdanim optymalne zadanie dla lotów załogowych - stosunkowo tanio i jednocześnie efektywnie pod względem naukowym oraz nieżle pod względem propagandowym (wróciliśmy !) , Mars i  NEO może byłyby propagandowo lepsze ale koszty i ryzyko są tak wielkie że zabijają wartość naukową przedsięwzięcia (dlatego nie lubię obecnej administracji NASA  Księżyc omija) wątpię żeby z misją na Marsa zmieścili się w 100 mld. USD (a ile to by było sond automatycznych?) natomiast co do ISS ryzyko małe, koszty (sosunkowo) też ale naukowo i propagandowo raczej cienkusz tym bardziej że zrezygnowali wielu naprawdę ciekawych modułów jak CAM czy TransHab a eksperymenty materiałowe ? - rosyjski Foton kosztyje dużo mniej. Tak więc w uznaniu skali (finansowej niestety głównie) przedsięwzięcia potrzymałbym toto (nie powiem imponujący kosmiczny pałac) do np. 2022 a potem podczepiamy ATVa i deorbit chyba żeby przekazać ją konsorcjom prywatnym i zainteresowanym krajom (np. ESA lub Japonia) które mogłyby same podołać obsłudze kompleksu.

[kanarkusmaximus]

Warto tu dopisac, ze ISS moze zostac na orbicie nawet do 2028 roku:
http://www.kosmonauta.net/index.php/Przyszlosc/NASA/iss-2028.html

Co do sensu wypraw na NEO czy Marsa oraz stopniu komplikacji - to chyba temat na inny watek.

[axion]

Tyle, że we współczesnym świecie nie ma "co by było gdyby" - niepodzielnie rządzi pieniądz. Zatem ISS spłonie w atmosferze, bo to najprostsza, najtańsza, najszybsza i najpewniejsza metoda pozbycia się "problemu" po zakończeniu jej eksploatacji.

Dziwi mnie tylko, że jednocześnie ten świat zdominowany przez pieniądz, wydaje miliardy na budowę i eksploatację obiektów o tak marnym okresie użytkowania (nie tylko ISS, ale też wahadłowce, teleskop Hubble'a itp.)... Bo co to jest 20-30 lat? Taki lotniskowiec, czy atomowa łódź podwodna nie są wcale prostszymi konstrukcjami, a mają dużo dłuższe okresy eksploatacji...

Co do kwestii zdominowania przez pieniądz - nikt nie będzie chciał robić niczego za darmo. W końcu z czegoś trzeba się utrzymać i tak dalej. Problem pojawia się kiedy to kwestia pieniędzy staje się priorytetem, a zarobek jest nieadekwatny to wykonanej pracy. W ekonomii normalną rzeczą jest to że gdy nalejemy pół szklanki wody to wylejemy dwie... Żyjemy w takim świecie, w którym nauka służy ekonomii. Moim zdaniem powinno być zupełnie inaczej - to ekonomia powinna służyć nauce!

[Matias]

Dlatego też do deorbitacji ISS dojdzie w następstwie jakiegoś wydarzenia (przebicie przez MMOD, mikrometeoroidu lub kosmicznego śmiecia), a okres działalności będzie tak czy siak przedłużany ile się da.

Dziwi mnie tylko, że jednocześnie ten świat zdominowany przez pieniądz, wydaje miliardy na budowę i eksploatację obiektów o tak marnym okresie użytkowania (nie tylko ISS, ale też wahadłowce, teleskop Hubble'a itp.)... Bo co to jest 20-30 lat? Taki lotniskowiec, czy atomowa łódź podwodna nie są wcale prostszymi konstrukcjami, a mają dużo dłuższe okresy eksploatacji...

W czasie tych 20-30 lat lotniskowce i łodzie podwodne przechodzą poważne prace konserwacyjne, które nie są możliwe do wykonania (w podobnym stopniu) na orbicie.
Poza tym ani łodzie podwodne, ani tym bardziej lotniskowce nie muszą raz na 2 miesiące (w porównaniu do promów) być poddawane srogim przeciążeniom i zmianom temperatury, które wiążą się z pobytem na orbicie, gdzie mamy wahania temperatury liczone w setkach stopni. Z drugiej strony nie wyobrażam sobie także wchodzących w atmosferę lotniskowców To zupełnie inna bajka, nie posiadamy jeszcze odpowiednich materiałów i technologii, aby budować takie maszyny/obserwatoria/jednostki, które będą operowały w kosmosie przez 50 lat.

Zresztą moim zdaniem wahadłowce i tak długą są w użyciu (30 lat). Teleskop Hubble'a - 20 lat i zapowiada się na przynajmniej 5 kolejnych (a instrumenty w nim zainstalowane do najprostszych nie należą). Międzynarodowa Stacja Kosmiczna najprawdopodobniej dociągnie do 2028, a to właśnie w czasie kiedy najstarsze moduły - Unity i Zarja, będą mały 30 lat. Gdzie tu porównanie do Mira, który w połowie tego czasu (15 lat od rozpoczęcia działalności) zaczął się najzwyczajniej rozpadać.

Degradacja wynikająca z pobytu w przestrzeni kosmicznej robi jednak swoje. Trzeba też pamiętać, że sprzęt w którym podróżują/mieszkają ludzie, musi być w stanie bardzo dobrym, jeśli nie idealnym. Wartość życia ludzkiego jest bezcenna w dzisiejszych czasach.

[Leszek Szamocki]

Bardzo dobre objaśnienie. Mój punkt widzenia był zbyt "jednostronny" zapomniałem o remontach, oraz odmienności warunków eksploatacji i oddziaływania środowiska.