Mire jó a Nemzetközi Űrállomás?

A Nemzetközi Űrállomás megépítése körülbelül 100 milliárd euróba került. Mennyire kifizetődő az emberiség eddigi legnagyobb beruházása?

Mint arról korábban beszámoltunk, a NASA számára Barack Obama amerikai elnök által megjelölt új irányvonal értelmében a megépített Nemzetközi Űrállomás üzemeltetését legalább 2020-ig folytatni kell. A közelmúltban kétnapos konferenciát rendeztek Berlinben "ISS Symposium 2012" címmel, amelyen az űrállomással kapcsolatos jövőbeli lehetőségekről és feladatokról egyeztettek a szakemberek. Az amerikai NASA, az európai ESA, a japán JAXA, az orosz Roszkozmosz és a kanadai CSA űrügynökségek képviselői egyértelműen állást foglaltak amellett, hogy az űrállomást tovább kell üzemeltetni, és az általa biztosított lehetőségeket kihasználni.

Az űrállomás mostantól a kutatóké

Az ISS munkamenete átállt a korábbi fejlesztést célzó feladatoktól a folyamatos üzemelésre - ugyanakkor nagy kérdés, miben mérhető az ISS létezésének és működésének sikere. Charles Bolden, NASA vezető szerint ezt nehéz hétköznapi mércével jellemezni, azonban sok száz példát lehet felsorolni, amelyek további fejlesztések irányába vezethetnek - de konkrét gyakorlati hasznuk még nincsen. Az alábbiakban olyan eseteket emelünk ki, amelyeknél már konkrét hasznot hozott az űrállomással kapcsolatos fejlesztés, vagy egyértelmű, hogy néhány éven belül hasznosulni fog az a gyakorlatban.

A NeuroArm

Itt említhető Paige Nickason, 21 éves nő esete, aki számára egyértelmű a válasz az ISS hasznosságára. A hölgynek nehezen operálható agytumora volt, amelyet egy speciális NeuroArm nevű robotkar segítségével műtöttek meg és emeltek ki. Az űrállomás számára fejlesztett CanadArm robotkar technológiájának felhasználásával született az a kisméretű operáló kar, amellyel első alkalommal sikerült mágneses rezonanciát használó MRI műszerben lévő páciensen műtétet végrehajtani. Azóta több esetben mentett már életet a robotkar, amelynek segítségével és az MRI képalkotásával együttesen térben lehet "látni" és a tumort és a műtő eszközt a beavatkozás alatt. Jelenleg a KidArm nevű eszközt fejlesztik, amellyel kifejezetten kisgyerekekben lehet veszélyes műtéteket végrehajtani, akár messziről, "távirányítás" segítségével.

A csontritkulás ellen is új szer készült az űrállomás révén, Biofoszfonát néven. A súlytalanságban az űrhajósok csontozata gyorsan gyengül, ennek lassításán régóta fáradoznak a kutatók. A kérdéses szert sikeresen tesztelték már a Földön is, amely gyengíti a csontritkulás hatását és segít az ebben szenvedő betegeknek.

Fehérjekristályosítást a japán Kibo valamint az orosz Zvezda modulokban végeztek, ahol a súlytalanságot kihasználva alakítottak szilárd állapotba különböző fehérjéket és vizsgálták meg ezen óriásmolekulák térszerkezetét. Az így nyert ismeretek alapján olyan célirányos gyógyszerek készíthetőek, amelyek adott betegségek leküzdésében a korábbiaknál nagyságrendekkel hatékonyabbak lesznek. Az előzetes vizsgálatok alapján hamarosan megkezdődhet néhány ilyen szer tesztelése.

Az ultrahangos képalkotás is sokat fejlődött az ISS fedélzetén folytatott kísérletek és a hozzájuk kapcsolódó műszeres innovációk révén. Sikerült olyan detektort alkotni (ADUM - NASA Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravity néven), amelynek segítségével vérrög, csonttörés és sokféle belső sérülés gyorsan azonosítható. Mindez az orvosi ellátás által nehezen elérhető helyszíneken (pl. tartályhajók, olajfúró tornyok, tudományos expedíciók, halászhajók, transzatlanti repülőutak stb.) biztosít gyors és hatékony diagnosztizálási módot.

Víztisztító az űrállomáson (balra) és Irakban (jobbra)

A víztisztítás kritikus pont az űrállomáson, ahol a tiszta H₂O nagy kincs. A Concern for Kids nevű karitatív szervezet az ISS fedélzetén kifejlesztett víztisztító módszert már évek óta alkalmazza Malajzia, Irak és Indonézia gyengén ellátott és katasztrófa sújtott vidékein. Ezek alkalmazásával, a tiszta ivóvíz előállításával több száz emberéletet mentettek már meg.

Az anyagtechnológia számára is aranybánya a világűr. A fémolvadékok sajátosan viselkednek súlytalanságban, és akár eltérő sűrűségű komponenseiknek az együttes szilárdulásakor is homogén keverék, ötvözet alakítható ki. Ennek keretében a titánium és alumínium ötvözetek viselkedését már régóta kutatják. Itt olyan eljárást sikerül kidolgozni, amivel a korábbian használtaknál nagyobb szilárdságú turbinalapátok állíthatóak elő. Az ilyen módszerrel kifejlesztett turbinalapátokból 2011-ben 1420 megrendelés érkezett összesen 18 repülőgépgyártó vállalattól. Hasonló témakörben a magyar Admatis Kft. is folytatott már sikeres kísérletet az ISS fedélzetén, ahol folyadék habosítását és a buborékok viselkedését elemezték. Az itt nyert tudással egyszer talán extra könnyű, belsejében homogén eloszlású buborékokat tartalmazó fémeket sikerül majd előállítani. Utóbbi a ma használt anyagokkal azonos szilárdságú, de fele, negyed akkora súlyú lenne - a felhasználási lehetőségeinek száma szinte végtelen.

A súlytalanságban megszilárdult anyagok Földön vizsgált szerkezete sok új ismeretet ad (NASA)

Természetesen kiemelt témakör az ISS hasznosításában a földfigyelés, amelynek során az űrállomás esetenként előnyben van még a kifejezetten erre a célra felbocsátott műholdakhoz képest is. Utóbbi űreszközök ugyanis többnyire poláris pályán haladnak (minden keringés során elvonulnak mindkét pólus felett), ezért ugyanazt a területet csak közel kéthetente tudják megörökíteni. Az űrállomás azonban pályája miatt (szerencsés esetben) sűrűbben is megörökíthet egy adott földfelszíni pontot - igaz nem mindig ideális rálátási helyzet mellett. A fotózást nem csak űrhajósok végzik kézben tartott kamerákkal, hanem külön erre a célra szolgáló külső platform is létezik már, amelyen több képrögzítővel lehet a Föld felszínét fényképezni. Sok áradás felmérésében, a korallzátonyok monitorozásában, katasztrófa elhárításban és terménybecslésben nyújtottak segítséget az ISS-ről készített fényképek.

Hajópozíciók 2009. június 24-én az űrállomásról észlelve (NASA)

A tengeri közlekedés követését két antenna is segíti az űrállomáson, amelyek hajók pozícióit vizsgálják a világtengeren. A NORAIS nevű rendszer segítségével egyetlen nap átlagosan 400 ezer pozíciót rögzít a rendszer közel 22 ezer hajóról. Két éves üzemelés alatt mintegy 110 millió rádióüzenetet fogott, több mint 82 ezer különféle hajótól.

A jövő az űrállomáson

A csökkenő pénzforrások miatt tovább folyik az űrállomás üzemeltetésének optimalizálása, hogy minél kevesebb pénzből sikerüljön a szükséges feladatokat ellátni. Mint azt a berlini konferencián Thomas Reiter űrhajós elmondta, az üzemeltetési költségeket tavaly mintegy 30%-kal csökkentették.

Mindennapi élet az űrállomáson (NASA)

A szakemberek a következő években lényeges növekedést várnak az űrállomáson szerzett ismeretek mennyiségét és jelentőségét illetően. Jelenleg a kutatómunka állami pénzen zajlik, az egyik cél a jövőre vonatkozóan, hogy cégek is folytassanak kutatást a fedélzeten. Ez jelentős váltás lesz a korábbi irányvonalhoz képest, eszerint ugyanis kifejezetten profitorientált műszaki fejlesztéseknek is helyet ad az ISS.