Mezinárodní vesmírná stanice

Rozbalit box

Obsah boxu

Mezinárodní vesmírná stanice (anglicky International Space Station, zkratka ISS; rusky Международная космическая станция, МКС) je největší a nejdéle trvale obydlený umělý objekt na oběžné dráze Země. Jedná se o modulární vesmírnou stanici na nízké oběžné dráze, která slouží jako multifunkční vědecká laboratoř a testovací platforma. Je to dosud nejdražší a jeden z nejkomplexnějších mezinárodních projektů v historii, na kterém se podílí pět hlavních kosmických agentur: NASA (USA), Roskosmos (Rusko), ESA (Evropa), JAXA (Japonsko) a CSA (Kanada). ISS je považována za symbol globální spolupráce a vrchol lidského inženýrství.

🎯 Cíle a význam

ISS byla navržena jako multifunkční platforma s několika klíčovými cíli:

• Vědecký výzkum v mikrogravitaci: Stanice slouží jako unikátní laboratoř pro experimenty v oborech, jako je biologie, lidská fyziologie, fyzika, astronomie a meteorologie, které nelze provádět na Zemi.
• Testování technologií pro budoucí pilotované lety: Na ISS se testují nové systémy podpory života, skafandry, robotika a další technologie nezbytné pro budoucí dlouhodobé mise k Měsíci (program Artemis) a na Mars.
• Udržení trvalé lidské přítomnosti ve vesmíru: Od příchodu první posádky v roce 2000 je stanice nepřetržitě obydlena, což představuje nejdelší souvislou lidskou přítomnost mimo Zemi v historii.
• Symbol mezinárodní spolupráce: Jeden z nejdůležitějších aspektů. Spojení dvou bývalých rivalů studené války (USA a Rusko), a jejich spojenců na takto komplexním projektu je považováno za mimořádný diplomatický úspěch.

⏳ Historie a vývoj

Kořeny projektu sahají až do 80. let 20. století.

• Projekty z éry studené války: V USA začal prezident Ronald Reagan prosazovat projekt vesmírné stanice Space Station Freedom. Souběžně Sovětský svaz plánoval nástupce své úspěšné stanice Mir, projekt Mir-2.
• Spojení sil po studené válce: Po rozpadu Sovětského svazu a konci studené války bylo zřejmé, že žádná země nedokáže takto finančně náročný projekt realizovat sama. V roce 1993 se USA a Rusko dohodly na spojení svých projektů. Ruské zkušenosti s dlouhodobým pobytem ve vesmíru (program Sojuz a stanice Mir) byly pro projekt klíčové.
• Zahájení stavby (1998): Stavba ISS na oběžné dráze začala 20. listopadu 1998, kdy ruská raketa Proton vynesla první, Ruskem financovaný a v USA vyrobený modul Zarja (Úsvit). O dva týdny později k němu raketoplán Endeavour připojil první americký modul Unity.
• První posádka (2000): První stálá posádka, Expedice 1, dorazila na stanici 2. listopadu 2000 a od tohoto dne je ISS nepřetržitě obydlena.

Stavba stanice pokračovala po více než desetiletí a vyžadovala přes 40 montážních letů, z nichž většinu obstaraly americké raketoplány.

🏗️ Konstrukce a hlavní moduly

ISS není monolitický objekt, ale komplexní sestava mnoha modulů a komponentů, které byly vyneseny a smontovány postupně na oběžné dráze. Architektonicky se dělí na dva hlavní segmenty.

Ruský orbitální segment (ROS)

Tento segment je zodpovědný za klíčové funkce, jako je navádění, navigace a řízení celé stanice, a slouží jako hlavní dokovací uzel pro ruské lodě. Je řízen z letového střediska v Koroljovu. Hlavní moduly jsou:

• Zarja (FGB): První modul, poskytoval počáteční energii a pohon.
• Zvezda: Služební modul, který je "srdcem" a "mozkem" ruského segmentu. Obsahuje obytné prostory pro dva kosmonauty a systémy podpory života.
• Nauka: Nejnovější velký modul, který slouží jako hlavní ruská laboratoř a má i další obytné prostory.
• Pirs (nahrazen Naukou) a Poisk: Menší moduly sloužící jako přechodové komory pro výstupy do vesmíru a dokovací porty.

Americký orbitální segment (USOS)

Tento segment zahrnuje moduly a komponenty od všech ostatních partnerů (NASA, ESA, JAXA, CSA) a slouží primárně pro vědecký výzkum a jako hlavní obytný prostor pro většinu posádky. Je řízen z letového střediska v Houstonu.

• Unity, Harmony, Tranquility: Spojovací moduly, které propojují ostatní části segmentu.
• Destiny: Hlavní americká vědecká laboratoř.
• Columbus: Evropská vědecká laboratoř.
• Kibó: Japonská laboratoř, která je největším samostatným modulem stanice a má i vlastní malou "verandu" vystavenou volnému vesmíru pro experimenty.
• Integrovaná příhradová konstrukce (Truss): Dlouhá páteř stanice, na které jsou umístěny obrovské, otočné solární panely, které generují veškerou elektrickou energii pro stanici (dost na napájení 40 domů), a radiátory odvádějící přebytečné teplo.

Pro laiky

Představte si Mezinárodní vesmírnou stanici jako největší a nejdražší LEGO stavebnici v historii, která se neskládala na zemi, ale přímo ve vesmíru, zatímco letěla neuvěřitelnou rychlostí.

• **Stavba:** Jednotlivé kostičky (moduly) se vyráběly v různých zemích po celém světě (USA, Rusko, Evropa, Japonsko). Pak je rakety a raketoplány vynášely jednu po druhé na oběžnou dráhu, kde je astronauti během stovek hodin práce ve skafandrech smontovali dohromady.
• **Dva domy v jednom:** Stanice je v podstatě jako dvojdomek. Jednu polovinu vlastní a řídí Rusové a ta druhá patří Američanům a ostatním partnerům. Obě poloviny jsou propojené a posádka může volně přecházet, ale každá má své vlastní řídící centrum na Zemi.
• **Energie a život:** Aby "dům" fungoval, má obrovská "křídla" ze solárních panelů, která chytají sluneční energii. Uvnitř je vše potřebné pro život sedmi lidí – ložnice, kuchyně, koupelna, posilovna a několik špičkově vybavených laboratoří.
• **Smysl:** ISS je tedy takové malé město nebo výzkumná stanice na oběžné dráze, kde lidé z mnoha různých národů žijí a pracují společně, aby se připravili na budoucí cesty dál do vesmíru.

🛰️ Život a práce na palubě

Život na palubě ISS je přísně organizovaný a podřízený vědeckému programu a údržbě stanice.

Každodenní režim

Astronauti na palubě žijí a pracují podle přesně daného harmonogramu, který je koordinován s letovými středisky na Zemi. Typický den zahrnuje:

• Vědecké experimenty: Většina pracovního dne je věnována provádění a monitorování stovek experimentů v různých modulech.
• Údržba a opravy: ISS je v podstatě obrovský a komplexní stroj, který vyžaduje neustálou údržbu, inspekce a opravy.
• Cvičení: V prostředí mikrogravitace dochází k rychlému úbytku svalové hmoty a kostní tkáně. Každý člen posádky proto musí cvičit minimálně dvě hodiny denně na speciálních zařízeních (běžecký pás, rotoped, posilovací stroj), aby se minimalizovaly negativní dopady na zdraví.
• Výstupy do volného vesmíru (EVA): Několikrát do roka musí astronauti vystoupit ze stanice do volného kosmu, aby provedli montáž nových dílů, opravy nebo instalaci vědeckých přístrojů. Tyto výstupy (Extra-Vehicular Activity, EVA) jsou fyzicky i psychicky extrémně náročné a trvají obvykle 6 až 8 hodin.

Stálá posádka

Od listopadu 2000 je stanice trvale obydlena. Posádky se střídají v rámci číslovaných Expedic. Až do roku 2009 byla standardní velikost posádky 3 členové. Od té doby byla rozšířena na 6 a po příchodu nových komerčních lodí je běžný počet 7 členů posádky.

🔬 Vědecký výzkum

ISS je především vědecká laboratoř. Unikátní prostředí mikrogravitace umožňuje provádět výzkum, který na Zemi není možný.

• Lidská fyziologie: Studium dopadů dlouhodobého pobytu ve vesmíru na lidské tělo (srdce, svaly, kosti, zrak, imunitní systém) je klíčové pro přípravu budoucích misí na Mars.
• Biologie a biotechnologie: Zkoumání růstu rostlin, bakterií a proteinových krystalů v mikrogravitaci, což může vést k vývoji nových léků a odolnějších plodin.
• Fyzika a materiálová věda: Výzkum chování kapalin, procesů hoření a vlastností nových slitin bez vlivu gravitace. Na palubě je například Alfa magnetický spektrometr (AMS-02), který pátrá po antihmotě a temné hmotě.
• Pozorování Země: Posádka a přístroje na stanici monitorují klima, počasí, přírodní katastrofy a změny v životním prostředí naší planety.

🚀 Doprava a logistika

Pro svůj provoz a zásobování je ISS závislá na flotile kosmických lodí, které k ní pravidelně létají.

• Doprava posádky:
  • Sojuz (Rusko): Po ukončení programu raketoplánů v roce 2011 byla ruská loď Sojuz po téměř deset let jediným dopravním prostředkem pro posádky.
  • Crew Dragon (USA): Od roku 2020 dopravuje astronauty na ISS komerční loď Crew Dragon od společnosti SpaceX v rámci programu Commercial Crew Program agentury NASA.
  • CST-100 Starliner (USA): Druhá americká komerční loď od společnosti Boeing, která je ve finální fázi testování.
• Zásobování nákladem:
  • Progress (Rusko): Automatická nákladní loď, která vozí zásoby, vodu, palivo a kyslík. Po vyložení je naplněna odpadem a shoří v atmosféře.
  • Cygnus a Cargo Dragon (USA): Americké komerční nákladní lodě, které zásobují americký segment. Cargo Dragon má unikátní schopnost vrátit výsledky vědeckých experimentů neporušené zpět na Zemi.

⏳ Budoucnost a plánovaný zánik

Životnost Mezinárodní vesmírné stanice je omezená.

• Prodloužení provozu: Současní partneři (s výjimkou Ruska, které svůj postoj stále upřesňuje) se dohodli na prodloužení financování a provozu stanice do roku 2030.
• Plánovaný zánik: Po roce 2030 se očekává, že provoz stanice bude neudržitelně drahý a její struktura bude na konci své životnosti. NASA zveřejnila plán na řízený zánik stanice. Stanice bude pomocí motorů nákladních lodí postupně brzděna, až kontrolovaně vstoupí do zemské atmosféry a její zbytky dopadnou do odlehlé oblasti Tichého oceánu, známé jako hřbitov kosmických lodí.
• Nástupci: Éra ISS má plynule přejít do éry komerčních vesmírných stanic. NASA již nyní finančně podporuje několik soukromých společností (Axiom Space, Blue Origin) ve vývoji nových, menších stanic na nízké oběžné dráze, kam si bude v budoucnu pronajímat kapacity pro své astronauty a výzkum.

Pro laiky

Život na ISS je jako žít a pracovat na nejvzdálenější a nejizolovanější výzkumné stanici na Antarktidě, jen s tím rozdílem, že jste 400 km nad Zemí a letíte rychlostí 8 km za sekundu.

• **Každodenní rutina:** Den je rozdělen na práci (opravy, experimenty) a povinné cvičení. Kdyby astronauti denně 2 hodiny necvičili, jejich svaly a kosti by ve stavu beztíže zeslábly natolik, že by po návratu na Zemi nemohli ani chodit.
• **Procházky venku:** Občas musí astronauti jít na "procházku" ven, aby něco opravili. Tyto výstupy ve skafandru jsou ale extrémně nebezpečné a náročné, jako byste opravovali auto uprostřed dálnice za plného provozu.
• **Donášková služba:** Protože si nemohou jen tak skočit do obchodu, létají k nim pravidelně automatické "kamiony" (nákladní lodě Progress, Dragon), které přivezou jídlo, vodu, náhradní díly a nové experimenty. Lodě s posádkou pak fungují jako "vesmírné taxíky" (Sojuz, Crew Dragon).
• **Co bude dál?** Stanice stárne a její provoz je drahý. Kolem roku 2030 bude poslána na "důchod" – bude řízeně navedena do atmosféry, kde většina shoří, a zbytek dopadne do oceánu. Místo ní pak budou na oběžné dráze menší, modernější "vesmírné hotely a laboratoře", které budou vlastnit soukromé firmy, a NASA si v nich bude jen pronajímat pokoje.