Điều gì sẽ được thực hiện với ISS, gần hết tuổi thọ của nó?

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Tuổi thọ của một trong những dự án tham vọng và tốn kém nhất của nhân loại - Trạm Vũ trụ Quốc tế - sẽ kết thúc vào năm 2024, nhưng làm gì với nó, các đối tác quyết định ngay bây giờ.

Trong hai mươi năm, ISS vẫn là nơi duy nhất cho phép một người ở trong không gian trong một thời gian dài. Trạm nằm cách Trái đất 400 km, và chúng tôi đã không vượt ra khỏi ranh giới này trong một thời gian dài. Nhưng tuổi thọ của nó sẽ hết hạn vào năm 2024, ISS đã lỗi thời và nhân loại cần phải tiến lên - lên Mặt trăng và sao Hỏa.

"Sức nặng tài chính" - như những năm gần đây, ISS ngày càng được gọi tên nhiều hơn, nơi mà khoảng 30 - 40% ngân sách không gian của các quốc gia tham gia dự án sẽ đi về đâu. Vấn đề là vẫn chưa có giải pháp thay thế hoạt động cho trạm quỹ đạo, và các vấn đề đang ngày càng gia tăng.

Lựa chọn 1: Chỉ cần chết đuối

Vào năm 2020, tình trạng kỹ thuật của ISS đã xấu đi đáng kể. Vào tháng 8, một vết nứt xuất hiện trên thân tàu, dẫn đến giảm áp suất tại nhà ga. Lúc đầu, họ tìm kiếm vết rò rỉ trong phân khúc của Mỹ, nhưng vào cuối tháng 9, Roscosmos báo cáo rằng vết nứt nằm trong mô-đun Zvezda của Nga.

Đây là một mô-đun quan trọng của toàn bộ trạm, thông qua các trạm nối của nó, ISS được tiếp nhiên liệu, bổ sung nước uống và nó cũng chịu trách nhiệm điều chỉnh quỹ đạo (ISS có kích thước khổng lồ bằng một sân bóng đá, và nó cần giúp liên tục để luôn ở trong quỹ đạo).

Sau đó, nơi được cho là rò rỉ không khí đã được đóng lại bằng "phương tiện ngẫu hứng" - American plasticine. Tuy nhiên, điều này không hoàn toàn giải quyết được vấn đề. Vào giữa tháng 10 năm 2020, các phi hành gia đã tìm thấy một lỗ hổng khác có thể xảy ra trong khoang chuyển tiếp Zvezda - với sự trợ giúp của một túi trà, chuyển động của túi trà được ghi lại bằng máy ảnh trong điều kiện không trọng lực.

Hiện vẫn chưa rõ có lỗ hổng nào trên thân tàu hay không, nhưng vào ngày 19 tháng 12, ISS đã được cảnh báo rằng họ sắp hết không khí dự trữ để thay thế chỗ rò rỉ. Đây đã là một mối đe dọa đối với sự an toàn của chính phi hành đoàn.

Tất cả những điều này vẫn phù hợp với dự báo gần đây của RSC Energia (một tập đoàn thiết kế hàng đầu của Nga): “Đã có một số phần tử bị hư hỏng nghiêm trọng và sắp hết hoạt động. Nhiều người trong số họ không thể thay thế được. Sau năm 2025, chúng tôi dự đoán một sự thất bại giống như tuyết lở của nhiều yếu tố,”Phó Tổng Giám đốc Vladimir Solovyov cho biết.

Đặc biệt, bản thân mô-đun Zvezda không thể thay thế được - việc sản xuất nó đã không tồn tại từ thời Liên Xô. Điều này có nghĩa là nó sẽ phải được làm chủ một lần nữa, dựa trên các công nghệ khác và dành nhiều thời gian cho việc thử nghiệm để đảm bảo rằng nó đã sẵn sàng.

Tất cả những điều này gợi ý một suy nghĩ: làm với ISS theo cách mà người ta thường làm với các vật thể không gian khổng lồ đã hoạt động theo thời gian của chúng - chết đuối ở Thái Bình Dương, cách xa các tuyến đường có thể điều hướng được. Vật thể bốc cháy một phần trong khí quyển, và các mảnh vỡ rơi xuống nước. Ví dụ, vào năm 2001, tiền thân của ISS, trạm Mir của Nga, đã bị phá bỏ quỹ đạo.

Tại Hoa Kỳ, vấn đề bơm tiền để duy trì các trạm lạc hậu đặc biệt gay gắt, vì họ chịu khoảng 70% mọi chi phí (Nga - 12%). Việc kéo dài tuổi thọ của nhà máy mỗi năm đóng băng hàng tỷ đô la có thể dẫn đến việc tạo ra một nhà máy mới và phát triển các dự án đã hoàn thành. NASA đã thông báo rằng họ sẽ ngừng tài trợ cho ISS từ năm 2025 để "giải phóng" số tiền này. Mặt khác, Nga hoàn toàn ủng hộ việc kéo dài hoạt động đến năm 2028 hoặc 2030. Và mặc dù chưa ai quyết định về số phận của nó, nhưng có vẻ như các quốc gia tham gia đều quan tâm đến việc ISS tiếp tục bay (nhưng, có thể, với các điều kiện khác nhau).

Vitaly Yegorov, một chuyên gia độc lập và là người phổ biến về vũ trụ cho biết: “Lý do chính cho sự quan tâm này là do không có bất kỳ sự thay thế nào cho ISS đối với tất cả những người tham gia chương trình.

Tùy chọn 2: Trao ISS cho tư nhân

Vào tháng 6 năm 2019, NASA đã trình bày chương trình LEO - trên thực tế là việc chuyển ISS sang đường ray thương mại. Rốt cuộc, nếu cơ quan này dừng trả tiền tỷ thì việc đó phải do người khác làm. Chương trình khuyến khích các chuyến bay của phi hành gia tư nhân lên ISS với chi phí của các công ty ngoài quốc doanh, cũng như xây dựng các trạm vũ trụ tư nhân.

Roskosmos chưa bao giờ nghiêm túc xem xét một lựa chọn tương tự. Thứ nhất, không có hoạt động du hành vũ trụ có người lái tư nhân ở Nga, đây hoàn toàn là đặc quyền của nhà nước. Thứ hai, theo lưu ý của chuyên gia công nghiệp Leonid Khazanov, trong những năm qua, ISS hầu hết được sử dụng để khám phá không gian và khoa học ngoài Trái đất, và đây là ý nghĩa chính của nó - các thí nghiệm và chương trình khoa học trên tàu được tiến hành hàng ngày. Ông nói: “Các thí nghiệm chỉ có thể thực hiện được với sự tài trợ của chính phủ.

Nó chỉ ra rằng việc mua các mô-đun của Mỹ chỉ đang được xem xét, và không ai sẽ mua các mô-đun của Nga. Và ngay cả khi người mua như vậy được tìm thấy, có một vấn đề quan trọng: khoang chứa tàu của ISS Zarya, được sản xuất tại Nga, thực sự đã được NASA trả tiền vào những năm 90 như một phần của chương trình không thành văn của Mỹ nhằm hỗ trợ các nhà du hành vũ trụ Nga. và do đó cũng thuộc về NASA. “Nga sẽ phải xây dựng một khoang chứa tàu mới để có quyền truy cập vào các mô-đun của riêng mình. Và nếu không có khoang chứa của ISS, các thương nhân tư nhân không cần nó,”Egorov nói.

Tùy chọn 3: Trạm trung chuyển

Một lựa chọn khác để sử dụng ISS là biến nó thành một trung tâm vận chuyển hàng hóa lên Mặt trăng. Sự xuất hiện của một đài mặt trăng quay quanh quỹ đạo chỉ còn là vấn đề thời gian. Các lựa chọn khác nhau của nó (bao gồm cả phát triển chung) đang được nhiều quốc gia xem xét, và ISS có thể đóng vai trò như một "điểm trung chuyển". Nó sẽ rẻ hơn nếu tên lửa bay thẳng lên Mặt trăng.

Có rất nhiều người chơi muốn vận hành ISS theo cách này: các chương trình mặt trăng (hoặc ít nhất là tham vọng) được sở hữu bởi cả các cơ quan vũ trụ và các chủ sở hữu tư nhân như SpaceX, Boeing và Russian S7. Đặc biệt, Roskosmos đã lên kế hoạch, trong số những thứ khác, sẽ gửi các bộ phận của phân đoạn ISS của Nga lên Mặt trăng vào năm 2030 để xây dựng một căn cứ quỹ đạo Mặt trăng từ chúng. Đúng, kế hoạch này có nhiều người hoài nghi và không phải là thời hạn thực tế nhất. Có thể, sự quan tâm của Nga đối với ISS ở dạng hiện tại vẫn còn cao hơn.

Phương án 4: Nga sẽ "tháo gỡ" các mô-đun của mình

Tách phân đoạn của Nga và tiếp tục sử dụng phần đa mô-đun của riêng ISS là một kịch bản khác, nó đã được thảo luận thường xuyên hơn. Việc chấm dứt thỏa thuận hoạt động chung ISS sau năm 2024 sẽ cho phép các bên tham gia ly khai. Nhưng một kết quả như vậy đối với Nga, mặc dù hấp dẫn, phức tạp hơn nhiều so với tất cả những kết quả trước đó. Có cả vấn đề kỹ thuật và tài chính.

Ví dụ, mô-đun khóa Zvezda, yêu cầu định hướng và hiệu chỉnh quỹ đạo, không có con quay hồi chuyển của riêng nó (đây là những động cơ đặc biệt chỉ dành cho mục đích này). Hàng hóa "Tiến bộ" của Nga được cập bến phía sau của mô-đun, đôi khi sẽ bật động cơ để nâng quỹ đạo của nó. Nhưng chúng sử dụng hết nhiên liệu một cách nhanh chóng. Egorov lưu ý rằng sự kết hợp giữa các con quay hồi chuyển của Mỹ và động cơ kiểm soát thái độ của Nga là một trong những yếu tố quan trọng của "hợp đồng hôn nhân", khiến cho ISS không thể "chia tách" ISS thành hai trạm riêng biệt.

Hơn nữa, như trước đây, không ai hủy bỏ độ mòn của ga và các vết nứt mới có thể xảy ra. Đồng thời, hoạt động du hành vũ trụ, vốn đã được ngân sách Liên bang Nga trợ cấp rất nhiều, ngày càng mất nhiều tiền hơn.

Doanh số bán ghế trong "Soyuz" sau khi ra mắt thành công Crew Dragon từ Elon Musk có nguy cơ bị giảm xuống mức tối thiểu; Các vụ phóng hàng hóa thương mại cũng đang dần chuyển sang các đối thủ cạnh tranh kể từ năm 2012, khi SpaceX đưa tên lửa Falcon 9 hạng nặng của mình ra thị trường. Và Bộ Tài chính Nga tin rằng nguồn tài trợ cho Roscosmos nên được cắt giảm trong ba năm tới - thêm 60 tỷ rúp.

Lựa chọn 5: Tạo một nhà ga quốc gia mới

Cho đến nay, ý tưởng thành lập trạm quốc gia của riêng chúng tôi để thay thế ISS - Trạm dịch vụ quỹ đạo của Nga (ROSS) - nghe có vẻ ồn ào nhất. Dmitry Rogozin, tổng giám đốc của Roscosmos, đích thân ủng hộ nó: “ISS có thể sẽ tồn tại cho đến năm 2030. Bây giờ chúng tôi đang bắt đầu tạo một trạm quỹ đạo mới, chúng tôi đã có hai mô-đun dự phòng. Chúng tôi dự định sẽ bổ sung thêm một vài mô-đun nữa: trên thực tế, sau năm 2030, Liên bang Nga sẽ là quốc gia tạo ra một nhà ga mới”.

Theo ông, trạm mới, không giống như ISS, sẽ có thể tiếp nhiên liệu cho tàu và vệ tinh, giúp tăng tuổi thọ của chúng. Nó cũng được lên kế hoạch xây dựng một xưởng lắp ráp các tàu vũ trụ bay lên Mặt Trăng, Sao Hỏa và các tiểu hành tinh, đồng thời là trụ sở cho sự lãnh đạo của toàn bộ nhóm quỹ đạo.

Một trong những mô-đun sẽ là thương mại, dành cho bốn khách du lịch - hai cửa sổ lớn sẽ được lắp đặt ở đó và sẽ có truy cập WiFi. Như họ nói, tất cả các mô-đun cho ROSS có thể được phóng lên quỹ đạo bằng phương tiện phóng Angara-A5 - Nga đã phóng tên lửa thứ hai trong vòng sáu năm vào tháng 12 năm 2020, mất một phần tư thế kỷ để phát triển.

Có lẽ ưu điểm chính của ROSS là thời gian tồn tại không giới hạn của nó do các mô-đun có thể thay thế. Nhưng các chuyên gia Nga nói rằng mặc dù ROSS là một ý tưởng tốt, nhưng nó có thể vẫn như vậy. Kỹ sư Alexander Shaenko, người đã phát triển phương tiện phóng Angara-A5 và KSLV, cho biết: “Các kế hoạch của Nga rất thường xuyên thay đổi, vì vậy tôi sẽ không nói rằng sau ISS, Nga sẽ xây dựng trạm riêng của mình.

Bạn không cần phải đi đâu xa để xem các ví dụ về quá trình xây dựng lâu dài: một trong những mô-đun có tên Nauka, được cho là trở thành một mô-đun khoa học của ISS trong phân đoạn của Nga, đã được lên kế hoạch phóng lên quỹ đạo 11 năm trước, nhưng điều này không bao giờ xảy ra.