Generacijske značajke i razlike

Poput čovjeka i tehnika vremenom evoluira. Stvaranje nove vrste tehničkih tvorevina u startu je usmjereno na osmišljavanje ideja i želja s jedne strane i mogućnosti odnosno financija s druge. Takva se situacija dogodila i sa svemirskim postajama.

S jedne strane ondašnja znanstveno-fantastična literatura i filmska umjetnost već su nas dobrano obasipali svemirskim letjelicama kakve ćemo u stvarnosti imati tek za koje desetljeće ili i kasnije, konstruktori su morali krenuti usvajati gradivo iz početka, poput prvašića u osnovnoj školi. Sredinom šesdesetih godina XX stoljeća krenulo se ozbiljno u planiranje operativnih svemirskih postaja u Zemljinoj orbiti. Tehnički gledano dosadašnje svemirske postaje možemo podijeliti u četiri generacije (podjela autora teksta, op.a.).

Nulta generacija svemirskih postaja nije zaživjela u stvarnosti ali je iznjedrila dovoljno dobar materijal za evoluciju promišljanja što i kako dalje. Tu generaciju karakterizira gradnja svemirske postaje i njezino lansiranje u svemir zajedno sa astronautima u svemirskom brodu koji je prikvačen na nju u startu. Po dolasku u svemir astronauti bi prešli iz broda u postaju i započeli radne zadatke. Kada se resursi postaje potroše, astronauti se vraćaju kući sa svemirskim brodom a sudbina takve postaje je zapečaćena. Bez pristanišnih modula nulta generacija svemirskih postaja podrazumijeva jednokratnu „potrošnu robu“. Preglomazno, preskupo i krajnje neekonomično iz svih aspekata te nije ni čudo da koncept nije zaživio.

Prva generacija svemirskih postaja podrazumijeva lansiranje nastanjivog ljudskog habitata manjih ili većih gabarita kao neovisne tehničke cjeline sa jednim pristanišnim modulom na koji će se kasnije spajati pilotirani ili nepilotirani svemirski brodovi. Samo jedno pristanišno mjesto znači da istovremeno sa postajom može biti spojen samo jedan svemirski brod. Opremljene su aktivnim ili pasivnim sustavom spajanja sa pojedinačnim svemirskim brodovima. Resursi postaje ograničeni su onime što je u nju ukrcano prije lansiranja. Na njima se nalaze instrumentalna, energetska i raketna sekcija te prostor za život i rad posade uključivo i toalet. Nalazimo tu i sustave za reciklažu zraka, tjelesnih izlučevina i spremište otpadnih materija (ne u svim postajama prve generacije). Ne postoji mogućnost prepumpavanja goriva, vode, kisika (izuzev postaja prve „plus“ generacije). Ovisno o dužini boravka i potrošnji resursa takve postaje omogućavaju boravak najviše do tri, četiti ili pet posada sa ograničenim vremenskim trajanjem. Istina, astronauti u svemirskim brodovima dijelomično nadopunjavaju resurse takve vrste postaja no radi se samo o usporavanju negativnog trenda potrošnje ne i o mogućnosti potpune nadopune istih. Po završetku misija u postajama te vrste astronauti su u svemirskim brodovima sobom u brodovima na Zemlju vraćali masimalno moguće količine otpada kako bi rasteretili prostor i opremu istih ali i to je bio samo trend usporavanja volumena otpada koji vremenom zauzimao sve više i više mjesta u njima. Takve su bile sve sovjetske (Saljut 1,2,3,4 i 5) i američka (Skylab) postaje prve generacije. Izuzetak čine kineske svemirske postaje „prve plus“ generacije (Tiangong 1 i 2) kod kojih je omogućeno prepumpavanje goriva, vode i kisika sa bespilotnih transportnih brodova ali i nadalje ostaje ključan problem. Nemogućnost istovremenog spajanja dva ili više svemirskih brodova istovremeno kao ni novih velikih modula a bez toga nema njihove dugotrajnosti ni komoditeta posade (izuzev komoditeta u zaista velikom Skylabu) u svemiru.

Drugu generaciju svemirskih postaja predstavljaju Saljut 6 i 7. Iako se po dimenzijama nisu krucijalno razlikovale od ranijih iz serije Saljut tu je došlo do generacijskog pomaka u tehničkom smislu. Osim prednjeg pristanišnog modula, drugačijom raspodjelom instrumentalnog i raketnog bloka omogućen je „tunel“ do zadnjeg dijela postaje gdje je ugrađen drugi pristanišni modul. Time je omogućeno istovremeno pristajanje dva svemirska broda, bilo da je riječ o jednom pilotiranom a drugom nepilotiranom, transportnom, brodu ili o dva pilotirana broda. Sada je omogućeno prepumpavanje goriva, kisika i vode sa brodova u postaju. Manevriranje postajom (nužnost povremenog podizanja visine leta zbog neumitnog gubitka iste usljed gravitacijskog, atmosferskog i Sunčevog djelovanja) uz pomoć raketnih motora na transportnim a po potrebi i pilotiranim brodovima. Astronauti u postaji sada su mogli prenjeti koristan teret koji dopremaju transportni nepilotirani brodovi u postaju a iz nje sav otpad prebaciti u tako ispražnjeni prostor transportnog broda. Time je osigurana dugotrajna operativnost postaje. U takvim je okolnostima moguć istovremeni boravak posada dvaju svemirskih brodova (istovremeno do šest astronauta za razliku od maksimalno dva, odnosno tri na prvoj generaciji) na postaji u raznim kombinacijama; dugotrajna primarna posada i kraći posjet sekundarne posade, rotacija astronauta između posada, izlasci astronauta izvan postaje u svemirske šetnje zbog instaliranja nove ili zamjene postojeće opreme, poprava i slično. Dvije sovjetske postaje druge generacije udomile su na desetke i desetke svemirskih brodova. Izvršeno je i spajanje velikih habitabilnih modula. Na postaji i dalje postoje samo dva pristanišna modula za svemirske brodove, obzirom je jedno pristanišno mjesto na postaji i velikom modulu zauzeto njihovim međusobnim spajanjem a slobodno ostaje drugo pristanišno mjesto na velikom modulu.

Bila je ovo uspješna uvertira za svemirske postaje treće generacije koju predstavljaju nekadašnji sovjetsko-ruski MIR i aktualna Međunarodna svemirska postaja, ISS (International Space Station). Veliki broj pristanišnih mjesta, pristanišni čvorovi, omogućavaju spajanje velikog broja većih i manjih modula kao i istovremeno spajanje nekoliko različitih svemirskih brodova sa i bez ljudske posade. Broj članova posade na ovoj generaciji postaja varira od najmanje troje, redovno šestero, povremeno devetero (uz pristajanje tri Sojuza) pa i do trinaestero astronauta (za vrijeme pristajanja raketoplana sa sedmeročlanom posadom, dok su isti bili u uporabi). U bliskoj budućnosti, kad postanu operativni svemirski brodovi tipa Federacija, Orion, CTS 100.. na ISSu će ponovo boraviti desetak ili više astronauta odjednom. Trećoj generaciji postaja pripadati će i buduća kineska svemirska postaja Tiangong 3. Sve dosadašnje postaje nalazile su se ili se sada (ISS, Tiangong 1 i 2) nalaze u niskoj orbiti oko Zemlje (cca na 400km visine) i moguće ih je na par minuta vidjeti golim okom, noću, kao sporoputujuće zvijezde kada nadlijeću nad nama zahvaljujući refleksiji Sunčevih zraka svjetla od njihovih modula, radijatora topline i fotonaponskih solarnih panela. Sa mnoštvom modula, energetskom samodostatnošću (izuzev goriva za raketne motore), najmanje udvojenim kritičnim sustavima treća generacija trenutno predstavlja vrhunac svemirskih tehnologija kojima čovječanstvo raspolaže.

U budućnosti (negdje oko 2030.) možemo očekivati nastanak četvrte generacije svemirskih postaja. One se konstrukcijski gledano neće odveć udaljiti od MIRa ili ISSa ali uz jednu bitnu razliku. Nalaziti će se znatno dalje, u orbiti oko Mjeseca ili na međuplanetarnom putovanju, što će njihovo održavanje i osiguranje sigurnosti posada dovesti na daleko zahtjevniji nivo. Realno je u narednom desetljeću, ili nešto kasnije, očekivati i privatne svemirske postaje. Neke od njih (Bigelov Aerospace i drugi) vrlo vjerojatno će se temeljiti na varijabilnoj konstrukciji „na napuhavanje“. Ta se tehnologija upravo iskušava na jednom od ISSovih modula sa vrlo obećavajućim rezultatima. Konstrukcije na napuhavanje zauzimaju znatno manje mjesta u startu a jednom u svemiru provode se u volumenski znatno veće habitate. Po svemu ostalom pripadati će posebnoj vrsti postaja druge, odnosno treće generacije.

Jednom u daljnjoj budućnosti, svakako ne prije 2050., stići ćemo i do pete generacije svemirskih postaja. Tehnički gledano sadržavati će sve navedeno iz prijašnjih generacija uz dva potpuno nova elementa. Umjetna gravitacija u makar jednom modulu, odnosno dijelu postaje te potpuna samodostatnost u svakom pogledu. To podrazumijeva reciklažu (skoro) svih otpadnih tvari te stvaranje zraka, vode i hrane u vlastitom ambijentu – svojevrsni ekosustav zatvorenog tipa. Ovo potonje je vrlo lako napisati za razliku od provedbe istog što će biti enormno velik izazov u svakom pogledu. Prisjetimo li se parcijalnog uspjeha takvih ekosustava (sovjetski BIOS-3 i američki Biosphere 2) na zemlji, njih će u svemiru biti daleko teže napraviti, gotovo da je to na ivici zanstvene fantastike. Istina astronauti u svemiru već provode više ili manje uspješne eksperimente u tom smjeru. Male plantaže raznolikog bilja, od onih ukrasnih do povrća za konzumaciju, danas su stvarnost. Proteći će još puno sezona sunčanja i kupanja na Istarskim plažama prije nego budemo mogli računati da ćemo u svemirskim postajama sa sobom imati ama baš sve što nam treba, neovisni o opskrbi sa Zemlje.