Czy astronauci obsikują oponę i inne pytania, które zawsze chcieliście zadać zdobywcom kosmosu

Czy to prawda, że astronauci obsikują oponę i jak się korzysta z toalety w kosmosie. Odpowiedzi na te i inne pytania dotyczące misji kosmicznych znajdziecie w najnowszej książce pt. "Zapytaj astronautę".
ZDJECIE NR 2.jpg
Czy to prawda, że astronauci obsikują oponę?

Jednym z wielu wspaniałych (choć czasem dziwacznych) zwyczajów, które Rosjanie celebrują przed startem w kosmos, jest sikanie w drodze na platformę startową. Ma to głęboki sens skoro za chwilę wsadzą cię do rakiety na kilka godzin. Jak głosi tradycja, kiedy Jurij Gagarin zmierzał do platformy startowej w 1961 roku, poczuł potrzebę, aby ostatni raz się wysikać. Wybierając prawą tylną oponę autobusu, pewnie nie przypuszczał, że stanie się to rytuałem zapisanym w kamieniu, który przetrwa ponad pięćdziesiąt lat.

Problem polega na tym, że załoga jest już w zasadzie gotowa do wyruszenia w kosmos, poubierana w skafandry, które sprawdzono pod względem hermetyczności i szczelności. Kiedy autobus zatrzymał się na obowiązkowe siusiu, zacząłem gmerać w sznurkowanym zapięciu i gumowych opaskach, psując robotę, którą technicy w maskach ochronnych i sterylnych rękawicach tak skrupulatnie wykonali niecałą godzinę wcześniej. Byłem jednak wdzięczny za okazję, aby ulżyć sobie ostatni raz. Było to tym bardziej wzruszające, że zmierzaliśmy na platformę startową, z której Gagarin opuścił ziemię 12 kwietnia 1961 roku.

Ile czasu trzeba, aby dotrzeć do przestrzeni kosmicznej?
Odpowiedź zależy od rakiety, którą będziesz się poruszać. Ogólnie mówiąc, wszystko sprowadza się do stosunku „ciągu do masy” (obciążenia jednostkowego ciągu). Oczywiście, w grę wchodzą także inne czynniki (opór, ciśnienie dynamiczne i ograniczenia strukturalne, by wymienić tylko niektóre), ale mówiąc w skrócie z rakietą jest tak, jak z każdym innym pojazdem - mocny silnik na solidnej, lekkiej i aerodynamicznej ramie zabierze cię tam w krótszym czasie.

W przypadku rakiety Sojuz, jeśli przyjąć oficjalną definicję „przestrzeni kosmicznej”, zgodnie z którą rozpoczyna się ona od pułapu 100 kilometrów, dostaniesz się tam w nieco ponad trzy minuty. W tym czasie będziesz już podróżować z prędkością przekraczającą kilkakrotnie prędkość dźwięku.

Pierwszy amerykański astronauta, Alan Shepard, został wystrzelony w rakiecie Marcury-Redstone 5 maja 1961 roku. Rakieta pochodziła od amerykańskiego pocisku balistycznego i chociaż nie była w stanie osiągnąć prędkości orbitalnej, była mała i lekka, co oznaczało bardzo szybką podróż w przestrzeń kosmiczną. Shepard przebył odległość 188 kilometrów w około dwie i pół minuty, doświadczając przyspieszenia 6,3 g podczas wznoszenia. To musiała być niezła jazda!

Ile czasu trzeba, aby dotrzeć na orbitę?

Kiedy przekroczyliśmy magiczną granicę 100 kilometrów i znaleźliśmy się oficjalnie w „przestrzeni kosmicznej”, Sojuz potrzebował jeszcze chwili by osiągnąć trajektorię orbitalną na 230 kilometrach. Cały rejs trwał podniecających 8 minut i 48 sekund - od startu z platformy w Bajkonurze do wejścia na orbitę - co może się wydać bardzo krótką podróżą w przestrzeń kosmiczną, ale zaręczam wam, że czas strasznie się dłuży, kiedy człowiek siedzi na wierzchołku ogromnej góry fajerwerków!

Jakie czynności wykonują astronauci podczas lotu? Czy pilotujecie statek kosmiczny, czy robią to za was komputery?
Podczas startu główne zadanie załogi polega na monitorowaniu systemów rakiety, aby sprawdzić, czy wszystko działa prawidłowo. Proces wystrzelenia rakiety jest zautomatyzowany, więc załoga interweniuje jedynie w sytuacji awaryjnej. Oprócz opisanych przed chwilą faz lotu rakiety, istnieje kilka innych wydarzeń, które bacznie obserwujemy.

Jednym z nich jest odrzucenie osłony aerodynamicznej. Kiedy Sojuz osiągnął pułap około 80 kilometrów, pokonał większość powietrza obecnego w atmosferze. Opór stał się bardzo mały, dlatego zmniejszyło się nagrzewanie wywołane tarciem powierzchniowym (w wyniku kolizji z cząsteczkami powietrza przy dużej prędkości). Osłona aerodynamiczna wykonała już swoje zadanie polegające na ochronie statku kosmicznego podczas przejścia przez dolne warstwy atmosfery i stała się zbędnym ciężarem, więc trzeba było ją odrzucić. Była to pamiętna chwila, bo nagle mogliśmy wyjrzeć przez okna, gdy osłona aerodynamiczna odpadła od statku kosmicznego.

Oczywiście, byliśmy nadal ciasno przypięci do foteli, a okna nie znajdowały się na wysokości oczu, więc widok nie był doskonały. Można było jednak zobaczyć jak niebo szybko zmienia barwę z niebieskiej na czarną, gdy pozostawialiśmy za sobą resztki rozrzedzonej atmosfery i zmierzaliśmy w przestrzeń kosmiczną. Właśnie wtedy sprawdziłem ciśnienie wewnątrz statku kosmicznego. Z prawego fotela trudno odczytać niektóre wskazania na panelu kontrolnym, ale mogłem monitorować czynności wewnętrzne organizmu oraz ciśnienie krwi. Ponieważ szybko zbliżaliśmy się do próżni, była to dobra okazja, by sprawdzić czy statek kosmiczny jest w nienaruszonym stanie.

Pod koniec lotu bacznie obserwowaliśmy zegar, oczekując odczepienia kolejnego stopnia i fazy trzeciej. Po chwili poczuliśmy silne szarpnięcie. Silnik zamilkł i statek kosmiczny Sojuz odczepił się od górnego członu rakiety. Oprócz szarpnięcia w kapsule pojawiło się kilka innych oznak potwierdzających udane wejście na orbitę. W razie niepowodzenia załoga miałaby kilka sekund na reakcję. Na szczęście trzeci człon odpadł idealnie i weszliśmy prawidłowo na trajektorię orbitalną. Bez zwłoki przystąpiliśmy do sprawdzania listy kontrolnej, szykując się do uruchomienia pierwszego silnika orbitalnego.

zapytaj_astronaute_3d.jpg

Jak przebiega spotkanie statku kosmicznego z ISS?
Nasz Sojuz został wprowadzony na bardzo niską (przebiegającą na wysokości 230 kilometrów), nieco eliptyczną orbitę. Przy tak niskiej orbicie występuje niewielki opór atmosferyczny, więc bez dodatkowych manewrów wykonalibyśmy jedynie około dwudziestu okrążeń wokół Ziemi przed ponownym wejściem w atmosferę. Zatem, po pierwsze, musieliśmy „znormalizować” naszą orbitę (uczynić ją nieco bardziej okrągłą) i zwiększyć pułap do około 340 kilometrów. Podczas naszego „krótkiego” spotkania (4 orbity), dokonały tego dwa „uprzednio zaprogramowane” odpalenia silników, wykonując tzw. „manewr transferowy Hohmanna”. Manewr transferowy Hohmanna jest najbardziej paliwooszczędną metodą przejścia z jednej orbity na drugą.

Nie będziemy się wdawać w szczegóły mechaniki orbitalnej, więc ograniczę się do stwierdzenia, że uruchomienie silnika statku kosmicznego znajdującego się na orbicie okołoziemskiej spowodowało jego przyspieszenie. W rezultacie wznieśliśmy się wyżej (w przestrzeń kosmiczną) i zwolniliśmy. Weszliśmy na orbitę eliptyczną i osiągnęliśmy jej punkt szczytowy po przeciwnej stronie miejsca, w którym zaczęliśmy, cały czas przyspieszając. Sztuczka polegała na uruchomieniu silnika po raz drugi, gdy osiągnęliśmy najwyższy punkt orbity. W ten sposób uzyskaliśmy ładną orbitę kolistą na wyższym pułapie. Wyższa orbita jest nazywana orbitą fazową.

Koledzy z Centrum Kontroli Misji mogli rzucić teraz okiem na naszą orbitę i ustalić jakie błędy popełniono do tej pory. Kiedy poprawki przesłano do komputera sterowania, nawigacji i kontroli, dwa kolejne odpalenia silników dokonały niezbędnej korekty nowej orbity, zwiększając pułap do około 370 kilometrów. Dwukrotne użycie silników nie było agresywne (dłuższe trwał niecałą minutę), więc poczuliśmy tylko niewielkie przyspieszenie. Kiedy je odpalono, rozległo się stłumione dudnienie i zostaliśmy delikatnie pchnięci na oparcie fotela. Silniki odezwały się jeszcze trzy razy, gdy opuszczaliśmy nową orbitę i wznosiliśmy się na wysokość odpowiadającą wysokości ISS (około 415 kilometrów).

Trzecie odpalenie silników sprowadzało się do serii krótkich impulsów. Obróciliśmy statek kosmiczny i uruchomiliśmy silnik, aby wyruszyć w przeciwnym kierunku, torem tzw. złamanej paraboli. Kilkukrotne uruchomienie silników Sojuza pozwoliło nam pokonać odległość około 150 metrów dzielącą nas od ISS i rozpocząć „oblot” stacji, by znaleźć się na wysokości odpowiedniego portu dokującego umożliwiającego połączenie na orbicie. Jednym z najbardziej niezwykłych widoków podczas tej fazy spotkania jest obserwowanie jak ISS z małej jasnej plamki zamienia się w ogromną konstrukcję wyłaniającą się z ciemności, wielokrotnie  większą od naszego maleńkiego pojazdu kosmicznego Sojuz. Uśmiecham się wbrew sobie, gdy wspominam scenę z filmu o Jamesie Bondzie zatytułowanego Moonraker, gdy tajna stacja kosmiczna Hugo Draxa ukazuje się w podobny sposób.

Ostatnią fazą spotkania jest podejście końcowe. Jeśli wszystko pójdzie dobrze sonda statku kosmicznego powinna się zrównać z odpowiednim portem dokującym. Sojuz rozpoczyna zbliżanie dopóki nie zostanie pochwycony przez ISS. Kiedy sonda znajdzie się w stożku dokującym, silniki sterujące Sojuza lekko przyspieszają, aby doszło do stabilnego połączenia. Następnie sonda się cofa, pojazdy zbliżają się do siebie i dochodzi do zadokowania, aby Sojuz połączył się ze stacją kosmiczną, która będzie jego nowym domem przez kolejne pół roku. Chociaż podczas trwającego sześć godzin spotkania załoga jest bardzo zajęta, uruchamianie silników sterujących, manewry i dokowanie są w pełni zautomatyzowane, więc nie jest konieczne, aby dowódca „pilotował” statek kosmiczny. Jednak w naszym przypadku nie wszystko poszło zgodnie z planem, co prowadzi do następnego pytania…

Kto powitał cię pierwszy na pokładzie ISS, gdy otworzyłeś właz?
Kiedy pomyślnie zadokowaliśmy do stacji kosmicznej, zwiększenie ciśnienia w porcie dokującym, wykonanie procedury kontroli szczelności i wprowadzenie Sojuza w tryb hibernacji, a następnie przebranie się w kombinezony lotnicze i przygotowanie do otwarcia włazu zajęło nam prawie dwie i pół godziny. W tym czasie Jurij prowadził ożywioną wymianę z rosyjską załogą stacji kosmicznej (Siergiejem Wołkowem i Miszą Kornienko), bo musieliśmy zgrać wiele procedur kontrolnych. W pewnym momencie usłyszałem w radio znajomy akcent z New Jersey. Dowódca ISS Scott Kelly powitał nas w kosmosie, a później jakby nigdy nic spytał, co chcielibyśmy zjeść na obiad. Scott zaczął szperać w pojemnikach z „bonusową żywnością” i wybrał kilka opakowań, które zamierzał włożyć do podgrzewacza, aby jedzenie było gotowe po otwarciu włazu.

Przeżywszy pierwszy start w kosmos, spotkanie ze stacją ISS i pełne adrenaliny dokowanie, nagle poczułem się tak jakbym przebył całą tę drogę tylko po to, by złożyć zamówienie przez okienko w barze dla zmotoryzowanych. Poprosiłem Scotta o kanapkę z bekonem i uśmiechnąłem się na myśl oabsurdalności tej sytuacji. Wkrótce właz się otworzył, a Siergiej, Misza i Scott (w takiej kolejności) powitali nas na pokładzie szerokim uśmiechem, rozpoczynając okres sześciu miesięcy życia i pracy w Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Czym jest dokładnie Międzynarodowa Stacja Kosmiczna?

Krótka odpowiedź:
1. Największym i najbardziej nowoczesnym statkiem kosmicznym w historii
2. Najnowocześniejszym laboratorium naukowym
3. Kosmicznym domem astronautów

Odpowiedź nieco dłuższa:
ISS jest najbardziej zaawansowaną konstrukcją stworzoną przez człowieka. Ważąca ponad 400 ton i zajmująca powietrznię boiska piłkarskiego, ISS okrąża Ziemię na wysokości około 400 kilometrów, poruszając się z prędkością 27 600 km/h. Oznacza to, że co 90 minut okrąża kulę ziemską. Gdybym był agentem nieruchomości, mógłbym powiedzieć, że ISS ma wielkość domu z sześcioma sypialniami. Może się pochwalić dwiema łazienkami (niestety bez prysznica), siłownią i dużym wykuszowym oknem, zwanym Kopułą, z którego rozciąga się widok obejmujący pełne 360 stopni. Ma ponad 820 metrów sześciennych pojemności (jak Boeing 747-400 „Jumbo Jet”), co w zupełności wystarcza dla sześciu osób załogi i przeprowadzania szeregu eksperymentów naukowych. Ile kosztowała? Szacuje się, że zbudowanie ISS pochłonęło ponad 100 miliardów dolarów, co oznacza, że jest stacja kosmiczna jest prawdopodobnym kandydatem na najdroższą konstrukcję jaką kiedykolwiek zbudowano.

Długa odpowiedź:
Budowa ISS była wspólnym przedsięwzięciem pięciu różnych agencji kosmicznych reprezentujących 15 krajów: NASA, Rosyjską Federalną Agencję Kosmiczną (Roskosmos), Europejską Agencję Kosmiczną, Kanadyjską Agencję Kosmiczną oraz Japońską Agencję Kosmiczną. Rozmiary i ciężar ISS uniemożliwiały złożenie jej na Ziemi - choćby dlatego, że nie ma rakiety wystarczająco dużej, aby zdołała przewieźć ją w kosmos. Dlatego Międzynarodowa Stacja Kosmiczna została zmontowana w przestrzeni kosmicznej niczym gigantyczna konstrukcja zbudowana z elementów małego konstruktora Meccano® lub klocków Lego przy czym większość modułów dostarczano etapami w okresie ponad 12 lat.

ISS składa się z dwóch segmentów: Rosyjskiego Segmentu Orbitalnego i Amerykańskiego Segmentu Orbitalnego (współdzielonego z Europą, Kanadą i Japonią). Budowa ISS rozpoczęła się w listopadzie 1998 roku wystrzeleniem rosyjskiego modułu Zarja (Gwiazda). Dwa tygodnie później przybył amerykański moduł Unity. Stacja jest nieprzerwanie zasiedlona od listopada 2000 roku, gdy astronauta NASA, Bill Shepherd i rosyjscy kosmonauci, Juri Gidzenko i Siergiej Krikalow przybyli na pokładzie statku kosmicznego Sojuz w Ekspedycji 1. Montaż przerwano na dwa i pół roku z powodu tragicznego wypadku wahadłowca Columbia w 2003 roku. Trudno powiedzieć, kiedy budowa Międzynarodowej Stacji Kosmicznej została zakończona, bo jest ISS jest stale rozbudowywana. Kiedy powstawała ta książka, ostatnim zainstalowanym modułem był nadmuchiwany moduł mieszkalny BEAM (Bigelow Expandable Activity Module) dostarczony przez CRS-8 Dragon - statek transportowy firmy SpaceX - w kwietniu 2016 roku. Miałem zaszczyt zadokować go przy pomocy robotycznego manipulatora stacji kosmicznej. Do 2017 roku przeprowadzono 32 misje - promów kosmicznych (27), rakiet Proton (2), Sojuz-U (2) i Falcon 9 (1) - aby przenieść elementy i moduły ISS na niską orbitę okołoziemską. Wykonano również ponad 140 startów, żeby dostarczyć załogę oraz przeprowadzić misje logistyczne, serwisowe i zaopatrzeniowe. Trzeba było odbyć 1200 godzin spacerów kosmicznych, żeby zmontować, a później konserwować ISS na orbicie. Trudno przecenić skalę i złożoność konstrukcji i obsługi ISS. Słyszałem kiedyś jak inżynier NASA porównał jej budowę do wyrzucenia elementów kontenerowca na środek Pacyfiku, a następnie podjęcia próby złożenia go na powierzchni oceanu.

Czy ludzkie serce bije tak samo w kosmosie i na Ziemi?

Badania wykazały, że w kosmosie serce astronauty bije nieco wolniej niż na Ziemi. Dzieje się tak dlatego, że mięsień sercowy nie musi pracować tak ciężko jak wówczas, gdy pompuje krew, pokonując siłę grawitacji. W warunkach mikrograwitacji obciążenie serca jest mniejsze, a objętość krwi ulega niewielkiemu zmniejszeniu i przesuwa się w kierunku klatki piersiowej, co powoduje, że serce łatwiej pracuje. Problem w tym, że podobnie jak każdy mięsień, serce traci na masie jeśli nie jest poddawane odpowiednim ćwiczeniom. Badania dowiodły, że serce niektórych astronautów stało się bardziej kuliste, gdy ulegało atrofii w przestrzeni. Na szczęście zmiany te są przejściowe i serce powraca do swojej normalnej masy i wydłużonego kształtu wkrótce po powrocie na Ziemię. Badając te zmiany naukowcy mogą odpowiednio dopasować ćwiczenia, które trzeba wykonywać, aby zachować zdrowie podczas długiej misji, co będzie mieć istotne znacznie podczas podróży na Księżyc i na Marsa. Co ważniejsze, lepsze poznanie serca przynosi liczne korzyści zdrowotne dla ludzi przebywających na Ziemi.

Jak się korzysta z toalety w kosmosie?
Zaraz wyjaśnię. Dodam, że zwykle interesuje to dzieci. Odwiedziny w kosmicznej toalecie przypominają sposób, w jaki załatwiamy te sprawy na Ziemi, choć jest kilka ważnych rzeczy, o których należy pamiętać. Po pierwsze, mamy odrobinę prywatności, bo ubikacja znajduje się w zamkniętym pomieszczeniu wielkości budki telefonicznej. W środku są oparcia na stopy, aby utrzymać się w stabilnej pozycji (im mnie rzeczy unosi się w powietrzu, tym lepiej). Sika się do rurki wyposażonej w stożkowaty pojemnik z bocznym przełącznikiem. Ważne jest by najpierw przekręcić przełącznik, który uruchamia wiatraczek. W przestrzeni kosmicznej, gdzie mocz jest nieważki, przepływ powietrza jest naszym przyjacielem, bo powoduje, że wszystko porusza się w odpowiednim kierunku. Kiedy w rurce pojawi się ssanie, trzeba tylko dobrze wycelować lub, jak mówię moim dwóm małym synom, nie chlapać ukradkiem! Kobiety używają innego pojemnika na mocz (owalnego kształtu), ale zasada jest taka sama.

Jeśli chodzi o drugą potrzebę, siedzenie jest bardzo małe, zamontowane na szczycie pojemnika na nieczystości. Ten pojemnik ma mały okrągły otwór, na który naciągnięta jest gumowa torba z elastycznym otworem. Mikroskopijne otwory w torbie przepuszczają powietrze, ale zatrzymują substancje stałe. Ten sam przełącznik na rurce do moczu aktywuje przepływ powietrza przez pojemnik na odchody. Po udanym wypróżnieniu astronauta wyrzuca (zamykający się samoczynnie) gumowany woreczek wraz z zawartością do pojemnika i nakłada świeży dla następnego członka załogi. Pojemnik na odchody jest wymieniany co dziesięć, piętnaście dni, chociaż dowódca ISS oznajmił mi z dumą, że gdyby założyć sterylną rękawicę i ugnieść zawartość, można by wydłużyć ten czas do dwudziestu dni. Nie jestem pewny, czy szefowie programu kosmicznego doceniliby wysiłki, do których się posuwamy, aby oszczędzać zasoby…! Powietrze, które zostało zassane do ubikacji jest następne suszone, filtrowane i odświeżane przed powrotem do modułu mieszkalnego.

Na stacji kosmicznej są dwie toalety - jedna w module Zwiezda w segmencie rosyjskim i druga w węźle 3 segmentu amerykańskiego. Chociaż nie jest to szczególnie skomplikowana procedura, korzystanie z ubikacji na stacji kosmicznej nie obyło się bez wypadków. Pewien astronauta (którego nazwiska nie wymienię) powiedział mi, że pewnego dnia po załatwieniu potrzeby, odwrócił się, by wyrzucić gumowany woreczek do pojemnika na odchody, ale okazało się, że ten jest całkiem pusty. Przekonany, że powinien on zawierać słuszną ilość odpadków metabolicznych, podjął gorączkowe poszukiwania zaginionego przedmiotu. Jak to się dzieje z większością przedmiotów w przestrzeni, także ten rozpłynął się w powietrzu. Dopiero dwa tygodnie później, podczas rutynowej konserwacji ubikacji, inny członek załogi znalazł małe, twarde i wyschnięte obce ciało, które utkwiło w małej szparze poniżej filtru powrotnego powietrza. W ten sposób płynnie przechodzimy do następnego pytania…


Dodał(a): CKM/ fot. materiały prasowe Piątek 20.04.2018

Komentarze

Wszystkie komentarze

Awatar
Zaloguj się lub zarejestruj jeśli chcesz dodać komentarz.
Komentarze (0)