Wat gebeurt er met het ISS, dat het einde van zijn levensduur nadert?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Het leven van een van de meest ambitieuze en dure projecten van de mensheid - het International Space Station - eindigt in 2024, maar wat ermee te doen, beslissen de partners nu.

Al twintig jaar is het ISS de enige plek waar een mens lang in de ruimte kan blijven. Het station bevindt zich op 400 km van de aarde en we zijn lange tijd niet voorbij deze grens gekomen. Maar zijn levensduur loopt af in 2024, het ISS is verouderd en de mensheid moet vooruit - naar de maan en Mars.

"Financieel gewicht" - zoals de afgelopen jaren wordt het ISS steeds vaker genoemd, waar ongeveer 30-40% van de ruimtebudgetten van de landen die aan het project deelnemen, naartoe gaat. Het probleem is dat er nog geen werkend alternatief is voor het orbitale station en de problemen groeien.

Optie 1: Gewoon verdrinken

In 2020 is de situatie met de technische staat van het ISS flink verslechterd. In augustus verscheen er een scheur in de romp, waardoor de druk op het station daalde. Eerst zochten ze het lek in het Amerikaanse segment, maar eind september meldde Roscosmos dat de scheur in de Russische Zvezda-module zat.

Dit is een belangrijke module van het hele station, via zijn dockingstations wordt het ISS bijgetankt, aangevuld met drinkwater en is het ook verantwoordelijk voor het corrigeren van de baan (het ISS is een kolos ter grootte van een voetbalveld en het moet constante hulp om in een baan om de aarde te blijven).

Toen werd de vermeende plaats van het luchtlek afgesloten met "geïmproviseerde middelen" - Amerikaanse plasticine. Dit loste het probleem echter niet volledig op. Medio oktober 2020 vonden de kosmonauten nog een mogelijke opening in het Zvezda-overgangscompartiment - met behulp van een theezakje, waarvan de beweging werd vastgelegd door camera's zonder zwaartekracht.

Of er nog gaten in de romp zijn, is nog niet duidelijk, maar op 19 december werd het ISS gewaarschuwd dat ze bijna geen reservelucht meer hadden om het lek te vervangen. Dit is al een bedreiging voor de veiligheid van de bemanning zelf.

Dit alles komt nog overeen met de recente voorspelling van het Russische RSC Energia (een toonaangevend ontwerpbureau): “Er zijn al een aantal elementen die ernstig beschadigd zijn door schade en buiten dienst gaan. Velen van hen zijn niet vervangbaar. Na 2025 voorspellen we een lawine-achtig falen van tal van elementen, zei plaatsvervangend algemeen directeur Vladimir Solovyov.

In het bijzonder kan de Zvezda-module zelf niet worden vervangen - de productie ervan heeft het sinds de Sovjettijd niet overleefd. Dit betekent dat het opnieuw moet worden beheerst, gebaseerd op andere technologieën, en veel tijd moet worden besteed aan testen om ervoor te zorgen dat het klaar is.

Dit alles suggereert één gedachte: te maken met het ISS zoals het gebruikelijk is om te doen met enorme ruimtevoorwerpen die hun tijd hebben uitgewerkt - om te verdrinken in de Stille Oceaan, ver van de bevaarbare routes. Het object verbrandt gedeeltelijk in de atmosfeer en de fragmenten vallen in het water. Zo werd in 2001 bijvoorbeeld de voorloper van het ISS, het Russische Mir-station, uit de baan om de aarde gebracht.

In de Verenigde Staten is de kwestie van het injecteren van geld om het verouderde station te onderhouden bijzonder acuut, omdat zij ongeveer 70% van alle kosten dragen (Rusland - 12%). De verlenging van de levensduur van de fabriek bevriest elk jaar miljarden dollars die zouden kunnen gaan naar de oprichting van een nieuwe fabriek en de ontwikkeling van voltooide projecten. NASA heeft al aangekondigd dat het vanaf 2025 stopt met de financiering van het ISS om dit bedrag "vrij te maken". Rusland daarentegen is ondubbelzinnig voorstander van verlenging van de operatie tot 2028 of 2030. En hoewel nog niemand over zijn lot heeft beslist, lijkt het erop dat de deelnemende landen er belang bij hebben dat het ISS blijft vliegen (maar waarschijnlijk onder andere voorwaarden).

"De belangrijkste reden voor deze interesse is het ontbreken van een vervanging voor het ISS voor alle deelnemers aan het programma", merkt Vitaly Yegorov op, een onafhankelijke expert en popularisator van kosmonauten.

Optie 2: Geef het ISS aan particuliere handen

In juni 2019 presenteerde NASA het LEO-programma - in feite de overdracht van het ISS naar commerciële rails. Immers, als het bureau stopt met het betalen van miljarden, moet het door iemand anders worden gedaan. Het programma stimuleert particuliere astronautenvluchten naar het ISS ten koste van niet-overheidsbedrijven, evenals de bouw van particuliere ruimtestations.

Roskosmos heeft een vergelijkbare optie nooit serieus overwogen. Ten eerste is er geen particuliere bemande ruimtevaart in Rusland, dit is een puur staatsvoorrecht. Ten tweede, zoals opgemerkt door industrieel expert Leonid Khazanov, is het ISS door de jaren heen vooral gebruikt voor verkenning van buitenaardse ruimte en wetenschap, en dit is de belangrijkste betekenis ervan - experimenten en wetenschappelijke programma's aan boord worden elke dag uitgevoerd. "Experimenten zijn alleen mogelijk met overheidsgeld", zegt hij.

Het blijkt dat de aankoop van alleen Amerikaanse modules wordt overwogen, en niemand zal de Russische kopen. En zelfs als zo'n koper zou worden gevonden, is er één groot probleem: het Russische dockingcompartiment van het ISS Zarya, dat in Rusland werd gemaakt, werd in de jaren 90 door NASA betaald als onderdeel van een onuitgesproken Amerikaans programma ter ondersteuning van de Russische ruimtevaart en is dus ook eigendom van NASA. “Rusland zal een nieuwe docking bay moeten bouwen om toegang te krijgen tot zijn eigen modules. En zonder het dockingcompartiment van het ISS hebben particuliere handelaren het niet nodig, 'zei Egorov.

Optie 3: Hubstation

Een andere optie om het ISS te gebruiken, is om het om te vormen tot een hub voor het afleveren van vracht naar de maan. Het uiterlijk van een in een baan rond de maan draaiend station is slechts een kwestie van tijd. De verschillende opties (inclusief gezamenlijke ontwikkeling) worden door veel landen overwogen en het ISS kan dienen als een "overslagpunt". Het zal goedkoper zijn dan wanneer de raketten rechtstreeks naar de maan zouden vliegen.

Er zijn veel meer spelers die het ISS op deze manier willen bedienen: maanprogramma's (of in ieder geval ambities) zijn eigendom van zowel ruimtevaartorganisaties als particuliere eigenaren zoals SpaceX, Boeing en de Russische S7. Vooral Roskosmos was van plan om tegen 2030 delen van het Russische segment van het ISS naar de maan te sturen om er een maanbaanbasis van te bouwen. Toegegeven, dit plan kent veel sceptici en niet de meest realistische deadlines. Waarschijnlijk is de interesse van Rusland in het ISS in zijn huidige vorm nog groter.

Optie 4: Rusland zal zijn modules "loshaken"

Het scheiden van het Russische segment en het blijven gebruiken van het multimodule-stuk van het ISS alleen is een ander scenario, het werd veel vaker besproken. Het einde van de overeenkomst voor de gezamenlijke exploitatie van het ISS na 2024 zal de deelnemers in staat stellen zich af te scheiden. Maar zo'n uitkomst voor Rusland, hoewel verleidelijk, is veel gecompliceerder dan alle voorgaande. Er zijn zowel technische als financiële problemen.

De Zvezda-sleutelmodule, die oriëntatie en baancorrectie vereist, heeft bijvoorbeeld geen eigen gyrodines (dit zijn speciale motoren speciaal voor dit doel). Russische vracht "Progress" is aangemeerd aan het achterste knooppunt van de module, die soms de motoren aanzet om zijn baan te verhogen. Maar ze verbruiken snel brandstof. Egorov merkt op dat de combinatie van Amerikaanse gyrodines en Russische motoren voor attitudecontrole een van de belangrijkste elementen is van het "huwelijkscontract", waardoor het onmogelijk is om het ISS in twee afzonderlijke stations te "splitsen".

Bovendien heeft niemand, net als voorheen, de slijtage van het station en mogelijke nieuwe scheuren geannuleerd. Tegelijkertijd verliest de ruimtevaart, die al zwaar wordt gesubsidieerd door de begroting van de Russische Federatie, steeds meer geld.

Verkoop van stoelen in "Soyuz" na de succesvolle lancering van Crew Dragon van Elon Musk dreigt tot een minimum te worden beperkt; Commerciële vrachtlanceringen zijn ook geleidelijk verschoven naar concurrenten sinds 2012, toen SpaceX zijn zware Falcon 9-raket op de markt bracht. En het Russische ministerie van Financiën is van mening dat de financiering voor Roscosmos de komende drie jaar moet worden verminderd - met nog eens 60 miljard roebel.

Optie 5: Maak een nieuw nationaal station

Tot nu toe klinkt het idee om ons eigen nationale station te creëren ter vervanging van het ISS - het Russian Orbital Service Station (ROSS) - het hardst. Dmitry Rogozin, de algemeen directeur van Roscosmos, pleit er persoonlijk voor: “Het ISS gaat waarschijnlijk tot 2030 mee. Nu we beginnen met het maken van een nieuw orbitaalstation, hebben we al twee modules in reserve. We zijn van plan er nog een paar modules aan toe te voegen: in feite zal de Russische Federatie na 2030 het land zijn dat een nieuw station zal creëren”.

Volgens hem zal het nieuwe station, in tegenstelling tot het ISS, schepen en satellieten kunnen bijtanken, waardoor hun levensduur wordt verlengd. Het is ook de bedoeling om een werkplaats te huisvesten voor de assemblage van ruimtevaartuigen die naar de maan, Mars en asteroïden zullen vliegen, en het hoofdkwartier voor de leiding van de hele orbitale groep.

Een van de modules wordt commercieel, voor vier toeristen - daar komen twee grote ramen en is er toegang tot wifi. Zoals ze zeggen, kunnen alle modules voor ROSS in een baan om de aarde worden gelanceerd met behulp van de Angara-A5-lanceervoertuigen - Rusland lanceerde in december 2020 de tweede raket in zes jaar, het duurde een kwart eeuw om te ontwikkelen.

Het belangrijkste voordeel van ROSS is misschien wel de onbeperkte levensduur dankzij vervangbare modules. Maar Russische experts zeggen dat, hoewel ROSS een goed idee is, het zo kan blijven. "Russische plannen veranderen heel vaak, dus ik zou niet zeggen dat Rusland na het ISS zijn eigen station zal bouwen", zegt ingenieur Alexander Shaenko, die de Angara-A5 en KSLV-lanceervoertuigen ontwikkelde.

Je hoeft niet ver te gaan voor voorbeelden van constructie op lange termijn: een van de modules genaamd Nauka, die een wetenschappelijke module van het ISS in het Russische segment moest worden, was gepland om 11 jaar geleden in een baan om de aarde te worden gelanceerd, maar dit is nooit gebeurd.