Bydlení ve vesmíru za 2,7 bilionu korun. Se „spolubydlícími“, supermrazákem, zvířaty a už 20 let

Mezinárodní vesmírná stanice ISS obíhá ve výšce cca 410 kilometrů, jeden oběh trvá 92,7 minuty; každý den tak posádka zažije patnáct či šestnáct východů i západů slunce. I z Česka ji občas lze zahlédnout pouhým okem, sklon její dráhy vůči rovníku činí 51,6 stupně, takže pravidelně létá nad většinou obydlených oblastí světa. 

Květen 2010: Raketoplán Atlantis opouští ISS, kam dodal ruský modul Rassvet. | NASA, Roskosmos

Dnes by zabrala celé fotbalové hřiště; má 73 metrů na délku, rozpětí 109 metrů a váží 420 tun. Vnitřní objem činí 915 metrů krychlových, tedy něco jako čtyři panelákové byty. Sestává z 15 přetlakových modulů a dalších součástí: většinu dodali Američané a Rusové, čtyři ale vznikly v Itálii pod hlavičkou Evropské vesmírné agentury (ESA), zejména evropská laboratoř Columbus. Největším modulem je pak japonská laboratoř Kibó. 

Stanice byla koncipována pro sedmičlenné posádky, až doteď však byly expedice maximálně šestičlenné; trvají zpravidla půl roku, někdy se turnusy trojic i jednotlivých kosmonautů různě překrývají. Vzácně na stanici zavítá krátkodobá návštěva, včetně platících turistů. Těch zatím bylo sedm, za rok ale Elon Musk se svou firmou SpaceX hodlá lodí Crew Dragon přivézt hned tři hosty naráz.

Na stanici se bydlí docela svérázně. Něco jde snáz, některé pozemské samozřejmosti zase jsou obtížné, ne-li nemožné. Například se člověk ve stavu beztíže moc nenadře, kosmonauti můžou přenášet těžká břemena... například americký skafandr pro vesmírné procházky sám váží kolem 150 kilo. Absence dřiny je však při delších letech nebezpečná: ochabují svaly včetně srdce, řídnou kosti. Každý den proto musí kosmonauti dvě hodiny posilovat se speciálními pomůckami. Po návratu také mají kůži na chodidlech hlaďounkou jako miminka, jelikož nechodí; naopak jim ztvrdne kůže na nártech, neboť se nohama zachytávají za stupačky, když chtějí zůstat na místě.

A co vlastně celou tu dobu posádka dělá? "Pracovní den astronauta se moc od Země neliší. Samozřejmě je to unikátní prostředí, ale pracují osm hodin, někdy devět či deset, když je zapotřebí přesčas," popsal serveru DW Volker Schmid z německého kosmického centra DLR. V sobotu se pracuje jen půl dne, druhá půlka je vyhrazena na úklid. Neděle a svátky mají kosmonauti volno.

Velkou část času zabere údržba a provoz stanice, hlavní náplní jsou ale všechny vědecké experimenty. Proto bude výraznou posilou, když teď budou mít expedice o člena navíc, díky větším kosmickým lodím Dragon a výhledově i Starliner.

Kosmonautům na ISS se porouchal ruský záchod i stroj na výrobu kyslíku. Obojí opravili

Na spánek mají obyvatelé ISS osm hodin, na něj se názory kosmonautů liší. "Spaní ve vesmíru je tvrdší než v posteli, protože jste pořád v téže poloze jako ve dne. Žádná úleva po těžkém pracovním dni," popsal americký astronaut Scott Kelly, který dohromady strávil na stanici skoro rok a půl. "A ruší mě konstantní hučení přístrojů, takže si beru špunty do uší." Jeho kolega Mike Massimino nesouhlasí: "Nejlepší nocleh v životě. Jen si nesmíte zapomenout uchytit spacák, jinak můžete odletět kamkoliv."

Samantha Cristoforettiová z Expedice 42 předvádí svůj spacák. | NASA, ESA, Roskosmos

Zbytek času mají volno na jídlo a hygienu. V tom prvním je o ně v rámci možností co nejlépe postaráno, dopředu si mohou naobjednat oblíbené pochoutky. Jen to musí být hlavně konzervy či dehydratované jídlo, do nějž pak napustí vodu a vše si ohřejí. 

Voda se z 93 % recykluje, včetně moči, takže jak říkají kosmonauti: "Dnešní kafe je zítřejší kafe." Ale nikdo si nestěžuje, filtrace probíhá na výbornou. Jak kvůli úsporám, tak kvůli stavu beztíže se kosmonauti nesprchují, musí si vystačit s vlhkou žínkou. A malou i velkou potřebu vykonávají v podstatě do speciálního vysavače.

Pevné odpady postupně nanosí do aktuálně připojené zásobovací lodě, z níž se po vynošení nákladu stává popelnice - a až ji naplní, pošlou ji shořet do atmosféry.

Ve volném čase mohou kosmonauti každý den volat svým blízkým, mají přístup na internet. Mnozí se dobrovolně podílí na nejrůznějších projektech, například pro školy, spousta kosmonautů ráda fotí Zemi pod sebou a své snímky dává na sociální sítě.

Podle Evropské vesmírné agentury vyšla ISS zhruba na sto miliard eur (přes 2,7 bilionu Kč), o což se podělily USA, Rusko, Kanada, Japonsko a deset evropských zemí z ESA.

Dělá to z ní nejdražší věc na světě (tedy nad ním). Za skoro 22 let existence stanici navštívilo (v rámci dlouhých expedic i několikadenních pobytů) 241 kosmonautů z 19 zemí, někteří opakovaně; z toho 151 Američanů, 49 Rusů, devět Japonců, osm Kanaďanů, pět Italů, čtyři Francouzi a tři Němci.

Rekord: 13 lidí na stanici. K šestičlenné expedici 20 se přidalo sedm členů posádky raketoplánu Endeavour. Červenec 2009. | NASA, ESA, Roskosmos

ISS je především jedna velká a mnohoúčelová laboratoř. V první řadě se tu zkoumají nejrůznější dopady nehostinného prostředí vesmíru na člověka i na jeho technologie, od čehož se bude odvíjet zkoumání vzdálenějších končin sluneční soustavy. Ale nejen to, ze stanice se zkoumá i Země (lze z ní třeba fotit a snímat nejrůznější klimatické podmínky na jednotlivých místech). Zároveň jedinečné podmínky na stanici umožňují ohromné množství fyzikálních, chemických a biologických pokusů. 

“Prostředí beztíže na ISS otevřelo novou oblast pro dlouhotrvající studie a experimenty v našem úsilí porozumět biologickým procesům, chránit biologické soustavy a vyvíjet účinnější a efektivnější způsoby kultivace biologických produktů,” vysvětluje NASA.

“Podobně jako každá biologická laboratoř tady na Zemi, i ISS je vybavena veškerými nástroji a zařízeními potřebnými k modernímu biologickému výzkumu: inkubátory, centrifugami, habitaty pro zvířata i rostliny, rukavicovými boxy, mrazáky a chladničkami, spektrometry a mikroskopy.”

Dosud na ISS proběhlo přes 3000 experimentů se zapojením 4000 vědců z víc než 100 zemí světa. Na Zemi se pokusy a vybavení připraví, aby s nimi kosmonauti měli co nejméně práce. Rakety na ISS dopravily přes 80 tun výzkumného materiálu, 24 tun se vrátilo ke zkoumání na Zemi.

Prvním výzkumem, který na stanici začal dokonce už před první regulérní expedicí, je růst krystalů. Pokusy s krystalickými proteiny možná povedou k nové léčbě zánětu ozubice nebo už přispěly k vyvinutí umělé krve pro kočky. “Bez rušení pozemské přitažlivost mohli badatelé studovat shluky proteinů, které způsobují neurodegenerativní onemocnění jako Parkinsonova nebo Alzheimerova choroba,” uvádí NASA. Krystaly totiž v mikrogravitaci rostou daleko rychleji, podobně jako některé buňky. “Výzkumníci rakoviny studovali růst endoteliálních buněk, jež v těle pomáhají s dodávkami krve, kterou potřebují i nádory.”

“Zubní pasta, 3D tiskárny, léčiva a odhalování tekutých písků na Marsu nevypadají, že mají příliš společného, leč se vším pomáhá výzkum koloidních roztoků - nanočástic v kapalině,” popisuje NASA. O tuto vědu se zajímá i velký drogerijní průmysl; například gigant Procter & Gamble díky ISS zlepšuje vlastnosti šamponů nebo aviváží, aby se účinné látky neusazovaly na dně lahví.

Že voda a další kapaliny vytváří ve stavu beztíže koule, jste patrně slyšeli. Na ISS ale také zkoumali, jak se chová oheň: hoří totiž úplně jinak než v gravitaci. Kosmonauti tak zapálili víc než tisíc plamenů.

Studie dvojčat jsou nadějnou metodou na zkoumání genetiky, životního stylu i mnoha dalšího. NASA mohla zkoumat dva bratry: zatímco vysloužilý astronaut Mark Kelly podstupoval nejrůznější testy na zemi, jeho dvojče Scott strávil na ISS skoro rok. 

Studie kosmodvojčat: Mark Kelly (vlevo) už dosloužil, zatímco Scott letěl na rok na ISS. | NASA, ESA, Roskosmos

Vedle kosmonautů samotných se na ISS podívala řada zvířat, spíše bezobratlých jako hlístice, ploštěnci, šneci… “Kvůli potřebám na umístění a praktickou stránku přepravy se do vesmíru nejlépe hodí nejnižší formy života,” uvádí NASA. “Často lze na lidi aplikovat výsledky pokusů na šnecích nebo rybách. Testy vnitřního ucha lze udělat na hlemýždi místo na více vyvinutém zvířeti, na rybách lze dělat genetické studie.”

NASA předvedla vesmírnou „hru na babu“. Kolik prachu sonda z planetky sebrala?

Na stanici také letělo osm stovek mravenců. “Kolonie nemají centrální vůdce, mravenci koordinují své chování podle ostatních. Toto chování se využívá při navrhování počítačových programů ovládajících roje robotů,” vysvětloval výzkumný záměr projektu, který mravence vyvedl z míry stavem beztíže.

“Je úžasné, jak rychle se zvířata adaptují,” popisuje Laura Lewisová z výboru NASA pro laboratorní zvířata. “Myši už za pět minut poletují po svém teráriu, očišťují se a žerou.”

Ale s orientací problém zvířata mají: ryby či pulci plavou ve smyčkách místo rovně, neboť nedokážou vnímat, kde je nahoře a dole. Stačí ale přinést lampu a hned plavou přímo za světlem.

“Regulace na zvířecí výzkum je přísnější než na lidi, protože lidé umějí vyjádřit souhlas,” dodává Lewisová. “Na ubytování zvířat jsou obsáhlejší pravidla než v mateřských školách.”

I fyzikové a astronomové si samozřejmě přijdou na své. Například je na ISS mrazák, který umí zchladit atomy skoro na absolutní nulu (minus 273.15 °C) - tehdy se částice výrazně zpomalí a lze je lépe studovat; a ve stavu beztíže ještě lépe. Zároveň zařízení umožňuje detekovat malé výkyvy v gravitaci a tím například na dálku rozpoznat složení nebeského tělesa, respektive hornin pod povrchem.

Mrazák zvládne skoro absolutní nulu. | NASA, ESA, Roskosmos

Jedním z nejcennějších nástrojů dnešní astronomie pak je alfa magnetický spektrometr, který zkoumá vzácnou antihmotu - a z ní pak vědci dedukují existenci temné hmoty.

Vesmírný vývoj byl jedním z kolbišť studené války: Sputnik, Lajka, Gagarin, Apollo, raketoplán, stanice Saljut a Mir i sondy do dálav sluneční soustavy, to vše byly etapy nekončícího kosmického závodu, v němž si Američané a Rusové dokazovali nadřazenost svých politických režimů. Až když Sovětský svaz zkolaboval, bylo možné zdroje velmocí sdílet.

V červnu 1992 se prezident USA George Bush starší dohodl s Borisem Jelcinem, čerstvým prezidentem nově nezávislého Ruska, na vesmírné spolupráci. Za rok a čtvrt pak obě země oznámily plán na společnou stanici. Rusové měli v této oblasti daleko větší zkušenosti: Zatímco Američané do vesmíru vynesli pouze jedinou stanici Skylab (1973-74), Sověti měli na kontě šest saljutů (1971-86) a na oběžné dráze stanici nové generace: Mir (1986-2001). Ta oproti předchůdcům nebyla z jednoho kusu, nýbrž z několika modulů vynášených na oběžnou dráhu postupně. Připravoval se už Mir 2; program i několik chystaných modulů se tak transformovaly do ISS.

Prvním elementem byl ruský modul Zarja (Úsvit), který 20. listopadu 1998 vynesla raketa Proton-K. Po dvou týdnech k němu přiletěl raketoplán Endeavour a 6. prosince připojili americký modul Unity (Jednota). V červenci 2000 pak byl připojen modul Zvezda (Hvězda) a ISS tak, tehdy jakési padesátitunové 3+kk, mohla ubytovat první stálou expedici. 

Americký velitel William Shepherd a palubní inženýři Jurij Gidzenko a Sergej Krikaljov v Sojuzu TM-31 přiletěli 2. listopadu 2000 a vydrželi 136 dní. Během prvních tří expedic se stanice rozrostla o další tři moduly pro posádku plus nosné konstrukce a větší solární panely; další pak přibývaly pomalejším tempem. Od roku 2009 jsou expedice zpravidla šestičlenné. Později kapacita stanice ještě narostla, jenže Spojené státy roku 2011 ukončily program raketoplánů Space Shuttle. Jedinou možností, jak dostat na ISS lidi, zůstaly tříčlenné ruské sojuzy. 

Americká náhrada je k dispozici až nyní, s několikaletým zpožděním. Letos v květnu poprvé u ISS přistála posádka v soukromé kosmické lodi, astronauti Hurley a Behnken v Dragonu společnosti SpaceX. To byl zkušební let, start první regulérní mise dragonu má aktuálně termín 14. listopadu (brzy ráno 15. listopadu českého času). Dragon je až sedmimístný, pro NASA ale bude dopravovat čtyři kosmonauty. Tím prvním přiletí tři Američané a Japonec Sóiči Noguči. Ještě větší zpoždění má firma Boeing, jejíž Starliner se má s dragony v dopravě kosmonautů na ISS střídat.

Stanice sestává z 15 přetlakových modulů. K sestavení bylo potřeba 42 letů raketoplánů i automatických nákladních lodí, a stále ještě není hotovo. Na jaře má startovat ruská laboratoř Nauka spolu s evropskou robotickou paží, uvažují se i další přídavky, tentokrát ovšem od soukromých provozovatelů.

Další budoucnost je nejasná. Spojené státy chtějí v provozu pokračovat ještě deset let, Rusové slíbili financovat svou část nejméně do roku 2024. Dřív nebo později ISS doslouží a stejně jako všechny předchůdce ji provozovatelé navedou, aby shořela v atmosféře. Některé části se však možná odpojí a přesunou na jiné chystané stanice.

1. Zarja (Заря́, angl. Zarya  - Úsvit)

Start: 20. 11. 1998
Hmotnost: 19,3 t

Zdroj elektřiny, navigace, pohon (aby stanice neklesala), skladovací prostory. Nyní hlavně skladiště. Postaven v Rusku, vlastní ho ale USA

2. Unity (Jednota) neboli Node 1 (Uzel 1)

Připojen: 6. 12. 1998
Hmotnost: 11,6 t

Spojuje ruský a americký segment. Zde také posádka dohromady jí.

3. Zvezda (Звезда́ - Hvězda)

Připojen: 26. 7. 2000
Hmotnost: 20,3 t

Základ ruského segmentu; služební modul zajišťuje podporu života celé stanice. Spí zde dva kosmonauti, celá posádka se zde schází v nouzových situacích.

4. Destiny (Osud)

Připojen: 10. 2. 2001
Hmotnost: 14,5 t Hlavní americká laboratoř.

5. Quest (Výprava)

Připojen: 15. 7. 2001
Hmotnost: 6 t

Hlavní přechodová komora pro výstup dvou kosmonautů (v amerických i ruských skafandrech).

6. Pirs (Пирс - hráz)

Připojen: 16. 9. 2001
Hmotnost: 3,6 t

Dokovací modul k připojování ruských lodí (Sojuz, Progress). Může sloužit i jako přechodová komora pro výstup dvou ruských kosmonautů.

7. Harmony (Harmonie)

Připojen: 26. 10. 2007
Hmotnost: 14,5 t

Neboli Node 2 (Uzel 2) spojuje laboratoře USA, Evropy a Japonska, poskytuje elektřinu. Spí zde čtyři kosmonauti. V Itálii ho nechala postavit ESA, pak ho převzala NASA.

8. Columbus

Připojen: 11. 2. 2008
Hmotnost: 10,3 t

Evropská laboratoř, jediný modul v gesci ESA.

9. Kibó (希望, Naděje)

Připojen: 14. 3. 2008 - 27. 7. 2010
Hmotnost: 24,3 t

Japonská laboratoř, největší modul celé ISS. Zahrnuje šest částí vč. venkovní plošiny (“terasu”) pro experimenty v kosmickém prostoru, robotické paži a přetlakové komory.

10. Poisk (По́иск - Hledání, výzkum)

Připojen: 12. 11. 2009
Hmotnost: 3,7 t

Takřka identický s Pirskem. Další modul k připojování ruských lodí a kosmickým procházkám.

11. Tranquility (Klid)

Připojen: 12. 2. 2010
Hmotnost: 19 t

Alias Node 3. Stejně jako Harmony vyroben v Itálii. Systémy na podporu života, toaleta, posilovna a pozorovací kopule.

12. Cupola (Kopule)

Připojen: 15. 2. 2010
Hmotnost: 1,9 t

Kopule sedmi oken, z níž lze fotografovat Zemi. Ve volném čase si tu kosmonauti rádi jen tak hoví. Vyrobena v americko-brazilsko-italské spolupráci.

13. Rassvet (Рассве́т - Svítání)

Připojen: 18. 5. 2010
Hmotnost: 5 t

Neboli Malý výzkumný modul 1. Další dokovací port pro kosmické lodi, sklad.

14. Leonardo

Připojen: 1. 3. 2011
Hmotnost: 4 t

Permanentní víceúčelový modul (PMM) evropské výroby. Původně přetlakový kontejner, v němž raketoplán přepravoval náklady na ISS a zpět. Nakonec zůstal připojen ke stanici jako dodatečné skladiště.

15. BEAM 

Připojen: 16. 10. 2016
Hmotnost: 1,4 t

Bigelow Expandable Activity Module - experimentální nafukovací modul. Zatím se celá technologie testuje, modul pomáhá jako skladiště. Firma Bigelow Aerospace plánuje vyrobit celý takový kosmický hotel.