9 marca 2008, z europejskiego kosmodromu Kourou w Gujanie Francuskiej, potężna rakieta Ariane-5 wyniosła na orbitę statek towarowy ATV-1, przeznaczony dla Międzynarodowej Stacji Kos-micznej ISS. Pierwszy ATV (Automated Transfer Vehicle) otrzymał imię słynnego francuskiego pisarza, pioniera literatury fantastyczno-naukowej Juliusza (Julesa) Verne'a. Przeznaczenie statków ATV jest analogiczne do rosyjskich Progressów: dostarczanie do stacji zapasów i wyposażenia dla załóg, podnoszenie orbity ISS, która ulega naturalnemu obniżaniu i zabieranie z pokładu odpadów w drodze powrotnej na Ziemię. Ta droga powrotna prowadzi do zagłady nad oceanem. Statek europejski, podobnie jak rosyjski, służy do jednorazowego użytku.
Na pierwszy rzut oka różnica między Progressem a Vernem polega na wielkości i ładowności. Rosyjski statek ma masę 7,3 t; długość 7,2 m; średnicę 2,7 m i może dostarczyć 2,75 t ładunku. Odpowiednie parametry ATV to 20,7 t; 9,8 m; 4,5 m; ładowność 7,667 t. Jak widać, europejski statek (oczywiście teoretycznie) mógłby wynieść w Kosmos całego Progressa. Verne jednak to nie tylko statek, po dołączeniu do ISS stał się na okres 5 miesięcy jednym z jej modułów. Objętość hermetyzowanej przestrzeni wewnątrz ATV wynosi 48 m3 - załoga ISS może w niej przebywać, choć nie mieszkać - ze względu na brak systemu regeneracji powietrza.
UTWORZONY OD PODSTAW
Nieco inna jest i geneza obu transportowców: Progress jest towarową wersją statku załogowego Sojuz, zaś ATV - statkiem utworzonym od podstaw, aczkolwiek także mającym swe korzenie w programie załogowym Europy. Progress zadebiutował dokładnie 30 lat temu - pierwszy egzemplarz zacumował do stacji Salut-6 w styczniu 1978, potem jego kolejne wersje obsługiwały stacje Salut-7, Mir i wreszcie ISS. Do tej pory od 2000 do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej przybyło 28 rosyjskich transportowców i będą nadal obsługiwać ją w najbliższych latach. Po co zatem ATV? Na tę kwestię spróbujemy odpowiedzieć w dalszej części, teraz zastanówmy się, skąd się wziął?
ATV nie poprzedzał żaden realny statek załogowy, choć w Europie w latach 80. i 90. ub. wieku takich projektów nie brakowało. Popierała je głównie Francja, która najsilniej dążyła do uniezależnienia się w Kos-mosie od mocarstwa zza Atlantyku. Kolejno jednak upadły projekty wahadłowca Hermes i załogowej kapsuły ratowniczej ACRV, pozostała po nich tylko rakieta Ariane-5. Hermes miał wozić astronautów z Europy do ich własnej stacji orbitalnej Columbus. Tymczasem Columbus, w nieco zmniejszonej postaci, został w lutym 2008 dołączony do ISS jako jej europejski moduł. Verne odziedziczył po Columbusie korpus komory ładunkowej wraz z układem wymiennych szaf. Ale przedział napędowy ATV trzeba było zbudować od podstaw, podobnie jak system baterii słonecznych, bowiem Columbus nie ma ani jednego, ani drugiego. Na orbitę został wyniesiony za pomocą amerykańskiego wahadłowca, a energię pobiera z baterii słonecznych stacji.
TRANSPORTOWIEC I HOLOWNIK
ATV wyposażony został w rosyjski system cumowniczy, gdyż przewidziano jego łączenie z rosyjską częścią ISS, a mianowicie z modułem mieszkalnym Zwiezda. Statek wyposażono w europejski system zbliżeniowy (laserowy), w tym celu, jeszcze w 2004, na module Zwiezda załoga ISS umieściła odpowiednie czujniki. W rezerwie pozostawał rosyjski system naprowadzania Kurs, stosowany w statkach Sojuz i Progress. Przed cumowaniem, które ostatecznie nastąpiło 3 kwietnia 2008, dwukrotnie testowano procedurę zbliżenia - 31 marca Verne zatrzymał się w odległości zaledwie 11 m od węzła cumowniczego Zwiezdy. Trzeba bowiem podkreślić, że automatyczne cumowanie obiektów o tak znacznych masach jest na ISS wielką rzadkoś-cią - poprzednio miało miejsce w lipcu 2000, kiedy Zwiezda dołączała do Zarii.
Co ciekawe, oba europejskie elementy: Columbus i ATV umieszczone są na przeciwległych końcach ISS (Columbus zacumowany jest w prawoburtowym - na stacji obowiązuje okrętowe nazewnictwo kierunków - węźle modułu łącznikowego Harmony), co powoduje, że ładunki z Verne'a i innych statków ATV trzeba będzie transportować przez Zwiezdę, Zarię, moduł łącznikowy Unity, laboratorium Destiny aż do Harmony... Daleka droga, ale po pierwsze - tylko nieznaczna część wyposażenia przeznaczona jest dla Columbusa, większość ładunków będzie wykorzystywana w innych pomieszczeniach stacji. Po drugie i najważniejsze - moduł Zwiezda leży na głównej osi stacji ISS, co jest niezwykle istotne przy podnoszeniu jej orbity. Przypomnijmy, że europejski statek transportowy będzie także pełnił funkcje holownika. Orbity wszystkich satelitów krążących wokół Ziemi obniżają się wskutek hamowania w górnych, bardzo rozrzedzonych warstwach atmosfery. Im niższa orbita i większa powierzchnia obiektu, tym szybszy jest ten proces. W okresie maksimum aktywności Słońca (najbliższe przypada na lata 2010-2012), atmosfera ziemska rozszerza się i powoduje silniejsze hamowanie wszystkich satelitów.
ZAMIAST WAHADŁOWCóW
Stacja ISS obiega Ziemię na sporej wysokości 340 km, ale ma ogromną powierzchnię, na którą składają się przede wszystkim wielkie panele baterii słonecznych, zresztą jej rozbudowa trwa nieustannie i po każdej wizycie wahadłowca pojawia się nowy element. Na dobę stacja traci ok. 100 m wysokości, w ciągu miesiąca - 3 km. Dlatego co pewien czas niezbędne jest podnoszenie orbity ISS za pomocą silników statków towarowych lub wahadłowców w czasie ich wizyt. Teraz już jest jasne, po co ten europejski transportowiec. Za dwa lata, w połowie 2010, amerykańskie wahadłowce mają zakończyć swe loty, a same Progressy mogą nie wystarczyć dla utrzymania stacji na bezpiecznej orbicie. ATV ma 4 silniki o ciągu 490 kN każdy i może zabrać aż 4,7 t materiałów pędnych, które stanowi monometylohydrazyna i czterotlenek azotu.
Już dwukrotnie użyto silników Verne'a do podniesienia orbity ISS: 21 kwietnia o 1,5 km i 25 kwietnia o 4,5 km. Kolejne takie manewry przeprowadzono 19 czerwca i 27 lipca (podniesienie orbity o 7 km), następny planowany jest na 13 sierpnia.
ATV mają przybywać do stacji w latach 2009, 2011, 2012 i 2015, ostatni, szósty z kolei, jeszcze bez ustalonej daty startu, być może posłuży do zlikwidowania ISS. Gdy stacja zostanie już wyeksploatowana, trzeba będzie dla bezpieczeństwa ludzi, nad którymi teraz krąży, usunąć ją z orbity. Wówczas ATV-6 wykona zadanie egzekutora - wyhamuje lot stacji tak, by spłonęła nad oceanem, podobnie jak stacja Mir w 2001. Ale to na razie odległa perspektywa, stacja ciągle przecież się rozbudowuje. Z drugiej zaś strony dwa najstarsze jej elementy - rosyjska Zarja i amerykański łącznik Unity będą w roku bieżącym obchodzić 10-lecie umieszczenia na orbicie! Za kilka lat sytuacja może być podobna, jak w przypadku Mira, gdzie zużyty moduł bazowy wymusił zakończenie eksploatacji całego kompleksu, łącznie ze stosunkowo młodymi modułami...
Dodajmy jeszcze, że w roku przyszłym spodziewane jest pojawienie się na stacji ISS japońskiego transportowca HTV, który będzie zaopatrywał japoński moduł Kibo. Jest on niewiele mniejszy od ATV (masa 16,5 t), jednak jego silniki pozwolą tylko na dolot do stacji i późniejsze zejście z orbity. HTV (H-II Transfer Vehicle) będzie miał ładowność zbliżoną do ATV i zgodnie z planami japońskiej agencji JAXA będzie przybywał do stacji raz do roku (zaplanowano 7 lotów na lata 2009-2015). Rosjanie także myślą o nowej generacji transportowców, która zastąpi wysłużone Progressy. Opracowali projekt statku towarowego Parom do wielokrotnego użytku, jednak jego realizacja ze względów finansowych jest kwestią dość odległą.
