Staţii spaţiale – apariţia şi evoluţia primelor nave orbitale

Actuala Staţie Spaţială Internaţională reprezintă rezultatul experienţei acumulate de ruşi şi americani în perioada Războiului Rece, când cele două naţiuni s-au întrecut în lansarea unor staţii spaţiale în spaţiul cosmic.

Drumul spre lansarea unor staţii spaţiale nu a fost însă deloc uşor, iar oamenii au trebuit mai întâi să lanseze primul satelit artificial al Pământului (Sputnik 1, 4 octombrie 1957), să trimită primul om în spaţiu (Yuri Gagarin, 12 aprilie 1961) şi să realizeze o andocare automată a două navete spaţiale (Kosmos 186 şi Kosmos 188, 30 octombrie 1967).

Toate aceste performanţe au fost realizate de ruşi, dar americanii le-au călcat rapid pe urme prin obiective similare.
După realizarea acestor primi paşi şi „cucerirea” Lunii în 1969, americanii şi ruşii s-au gândit să construiască mici staţii spaţiale care să orbiteze în jurul Pământului, cu scopul de a permite oamenilor să locuiască în spaţiu pe perioade mai lungi şi de a efectua diverse experimente.

Totuşi, înainte de a vedea care au fost primele staţii spaţiale, este important să cunoaştem câteva elemente de bază.

Ce înseamnă spaţiu cosmic?

Atmosfera Pământului (şi, prin extensie, a oricărui corp ceresc) nu se termină brusc la o anumită înălţime, dar devine din ce în ce mai rarefiată pe măsură ce altitudinea creşte. Prin urmare, nu există o limită clară de la care începe spaţiul cosmic.

Totuşi, oamenii aveau de o limită convenţională pentru spaţiul cosmic, atât în cadrul misiunilor spaţiale, cât şi a tratatelor internaţionale. Astfel, prin convenţie, spaţiul cosmic începe la altitudinea de 100 de kilometri deasupra nivelului mării, iar limita se numeşte Karman.

Numele provine de la inginerul maghiaro-american Theodore von Karman, care a calculat că, în jurul acestei altitudini, atmosfera devine prea puţin densă pentru a suporta zborurile aeronautice.

Spatiul cosmic

Ce este o staţie spaţială?

O staţie spaţială este o navă compusă din unul sau mai multe module capabilă să susţină viaţa unui echipaj uman. Staţia spaţială nu beneficiază de sisteme de propulsie sau de aterizare, întrucât transferul astronauţilor se realizează cu alte nave, însă are nevoie de un sistem de andocare care să facă legătură cu acestea.

Staţiile spaţiale orbitează în jurul Pământului la altitudini variabile, de ordinul sutelor de kilometri faţă de nivelul mării.

Care este rolul unei staţii spaţiale?

Primele staţii spaţiale au fost utilizate în principal pentru analizarea efectului spaţiului cosmic asupra organismului uman.

În prezent, staţiile spaţiale sunt folosite mai degrabă ca platforme de cercetare în cadrul cărora se realizează numeroase studii în imponderabilitate care nu ar putea fi realizate pe Pământ. Au existat însă şi situaţii în care staţiile spaţiale au avut preponderent un scop militar, în special în perioada Războiului Rece.

Staţiile spaţiale care au fost abandonate au fost plasate pe o traiectorie spre Pământ şi s-au dezintegrat la intrarea în atmosferă.

Primele staţii spaţiale

Istoria staţiilor spaţiale datează din 1971, iar prima a fost realizată de Uniunea Sovietică. Lucru deloc surprinzător în contextul premierelor marcate anterior şi despre care am povestit pe scurt la începutul articolului.

Salyut – 1971 – 1986

Salyut a fost un program spaţial sub numele căruia au fost plasate pe orbită şi locuite şase staţii spaţiale. Două dintre acestea au reprezentat însă doar o acoperire pentru un program militar secret cunoscut sub numele de cod Almaz, care în limba rusă înseamnă diamant.

Salyut 1 a fost prima staţie spaţială, lansată în 19 aprilie 1971. Lipsa de experienţă s-a văzut imediat: primul echipaj nu a reuşit să intre în staţie, iar al doilea a petrecut 23 de zile la bord înainte ca, la revenirea spre Pământ, cosmonauţii să se sufoce în capsulă din cauza deschiderii premature a valvei care regla nivelul presiunii.

Salyut 2, prima staţie spaţială din programul militar Almaz, a fost lansată în 1973, însă a rămas pe orbită doar 13 zile înainte de a pierde altitudine şi de a se dezintegra în atmosferă.

Ruşii au avut însă mai mult succes cu Salyut 3 (1974) şi Salyut 5 (1976), alte două staţii spaţiale din programul militar Almaz. Informaţiile despre aceste sunt limitate prin prisma naturii activităţi, însă există date potrivit cărora ruşii au adus pe aceste nave spaţiale inclusiv pistoale.

În paralel a continuat şi programul civil cu staţiile spaţiale Salyut 4 (1974), Salyut 6 (1977) şi Salyut 7 (1982).  Dacă Salyat 4 a fost în mare parte similară cu precedentele, ultimele două au adus şi câteva inovaţii importante, fiind practic considerate a doua generaţie de staţii spaţiale.

Principala noutate a fost implementarea unui spaţiu de andocare secundar, ceea ce permitea practic două andocări simultane. De asemenea, Salyut 6 şi Salyut 7 au beneficiaciat de serviciile unui nou telescop multispectral cunoscut sub numele de cod BST-1M.

Salyut 7 a fost locuită pentru ultima oară în 1986, însă a rămas pe orbită la 475 de kilometri altitudine până în 1994, când a început să coboare necontrolat până deasupra localităţii argentiniene Căpitan Bermudez.

Salyut 1, prima statie spatiala

Skylab – 1973 – 1979

În paralel cu Salyut s-a desfăşurat şi programul american Skylab, demarat, cum altfel, la doi ani după ce ruşii au plasat pe orbita prima staţie spaţială.

În plus, lansarea a a fost aproape ratată: una dintre cele două suprafeţe de panouri solare a fost deteriorată, iar cealaltă nu a putut fi folosită în mod corespunzător, astfel că Skylab nu a putut beneficia de o bună parte din energia electrică stabilită iniţial.

Totuşi, Skylab a vea să fie un proiect de succes şi, fiind vorba despre NASA şi americani, informaţiile despre acesta sunt mai bogate: Skylab a inclus un atelier de lucru pentru astronauţi, un observator solar şi alte sisteme şi instrumente de măsură.

Cele mai multe experienţe au avut la baza fizica (topirea metalelor, combustia în condiţii de gravitate zero, analiza aerosolilor sau controlul termic al componentelor), însă nu puteau lipsi experimentele medicale (mineralizarea oaselor, imunitatea corpului uman în condiţii de imponderabilitate, volumul sângelui, monitorizarea somnului sau activitatea metabolismului – apropo, aici avem un articol dedicat despre alegerea saltelelor pentru pat, extreme de importante pentru un somn de bună calitate), dar nici cele legate strict de ştiinţă (colectarea de particule, compoziţia particulelor magnetosferice sau fotografierea comotei Kohoutek.

De asemenea, Skylab avea un observator solar multispectral (Apollo Telescope Mount), două porturi de andocare, două trape pentru EVA (extra-vehicular-activities) şi un domeniu de locuit unde se şi lucra.

Toate acestea ocupau o suprafaţă relativ mică: Skylab avea o lungime de 26.3 metri, o lăţime de 17 metri şi o înălţime de 7.4 metri.  Abandonată în 1979, staţia spaţială s-a dezintegrat în spaţiu în acelaşi an, unele rămăşiţe ajungând în partea de vest a Australiei.

Skylab, raspunsul americanilor la programul Salyut

Mir – 1986 – 2001

Pentru Uniunea Sovietică, următorul pas natural a fost Mir, staţie spaţială care în limba rusă înseamnă „pace” sau „lume”.

Mir nu a fost însă o staţie spaţială realizată dintr-o singură bucată, ci una realizată din nu mai puţin de şapte module presurizate conectate prin metoda andocării în spaţiu. Cu alte cuvinte, ruşii au ieşit din nou în evidenţă înaintea americanilor, iar construcţia integrală s-a desfăşurat pe parcursul a 10 ani.

La finalul construcţiei sale, Mir avea o lungime de 19 metri, o lăţime de 31 de metri şi o înălţime de 27.5 metri.
În plus, Mir a avut şi scopuri ştiinţifice mult mai precise, mai ales după prăbuşirea Uniunii Sovietice în 1991: a existat până şi un laborator de cercetare a microgravitaţii, acolo unde au fost efectuate experimente în biologie, fizică, astronomie şi meteorologie.

Un obiectiv central al misiunii a fost însă studierea sistemelor pentru navele spaţiale cu scopul de a dezvolta noi tehnologii pentru ocuparea permanentă a spaţiului. Unul dintre cosmonatutii ruşi a rezistat la bordul staţiei Mir 437 de zile şi 18 ore, acesta fiind un record absolut chiar şi în zilele noastre.

Mir, cea mai avansata statie spatiala pana la aparitia ISS

În martie 2001, Mir a fost deorbitată şi s-a dezintegrat în atmosfera Pământului. Era momentul în care începea o nouă eră: americanii şi ruşii, printre alţii, îşi dădeau mâna în cadrul a ceea ce avea să devină cel mai ambiţios proiect uman comun din istorie: Staţia Spaţială Internaţională.

Dar despre povestea acesteia vei putea citi pe larg într-un articol dedicat.