Het einde van een tijdperk. Shutterstock
Nasa heeft plannen aangekondigd om het internationale ruimtestation (ISS) in 2031 officieel buiten gebruik te stellen. Na tientallen lanceringen sinds 1998 om het station in een baan om de aarde te krijgen, zal de afdaling ervan een huzarenstukje zijn – de risico’s zijn groot als het misgaat.
Nasa’s plannen voor de ontmantelingsoperatie zullen culmineren in een vurige duik in het midden van de Stille Oceaan – een locatie genaamd Point Nemo, ook bekend als het “ruimtevaartuig kerkhof”, het verste punt van alle beschaving.
Het vinden van Point Nemo zal de laatste halte zijn in een complexe en meerfasige missie om de operaties van het ISS over te dragen aan nieuwe commerciële ruimtestations, en om de overgebleven structuur veilig naar de aarde te brengen.
Oorspronkelijk was de levensduur van het ISS vastgesteld op 15 jaar, maar het ISS overtreft alle verwachtingen. Het is al 21 jaar in bedrijf en Nasa heeft het licht op groen gezet voor nog eens tien jaar, waardoor de totale geplande tijd in een baan om de aarde verdubbeld wordt.
Doel van het ISS
Het ISS heeft één grote sprong voorwaarts mogelijk gemaakt voor de wetenschap en de samenwerking van de mensheid, waarbij vijf verschillende ruimtevaartorganisaties betrokken waren (VS, Rusland, Europa, Canada en Japan). De modules en onderdelen van het ISS zijn geleidelijk door veel verschillende landen gebouwd, waarbij zij elkaar pas voor het eerst in de ruimte ontmoetten.
De monumentale conglomeraatstructuur strekt zich nu uit over de lengte van een voetbalveld en is het grootste door mensen gemaakte object in de ruimte. Het is met het blote oog zichtbaar vanaf de aarde terwijl het zijn 16 dagelijkse omloopbanen aflegt en daarbij 400 km boven het aardoppervlak passeert.
Onderzoek in de zogenaamde microzwaartekrachtomgeving van het ISS heeft de afgelopen tien jaar doorbraken opgeleverd op het gebied van de ontdekking van geneesmiddelen, de ontwikkeling van vaccins en medische behandelingen. Het ISS helpt ook om de ecosystemen van de aarde en natuurrampen in real time te volgen. Het wordt gebruikt om toekomstige ruimtevaartuigtechnologieën te testen en om de gezondheidseffecten van langdurige ruimtevluchten te bestuderen met het oog op een eventuele toekomstige verkenning van het zonnestelsel door de mens.
Ondanks het feit dat het onderzoek aan boord in een stroomversnelling is geraakt, heeft de Nasa vastgesteld dat er tekenen zijn dat de infrastructuur en de onderdelen trager worden. Bij elke omloop rond de Aarde wordt het ISS aan de ene kant verschroeid door zonnestraling, en bevriest het aan de andere kant. Deze thermische extremen veroorzaken cyclische uitzetting en inkrimping waardoor het materiaal slijt. Door de straling van de ruimte wordt het doorzichtige glas van de zonnecellen die het station van energie voorzien, aangetast, en het herhaaldelijk koppelen en loskoppelen veroorzaakt een geleidelijke verslechtering van de structuur, die uiteindelijk tot de ondergang zal leiden.
De opkomst van vliegende ruimtejunk vormt ook een ongepland en catastrofaal risico op vernietiging. In 2016 scheurde een wegvliegende verfvlek een raam, en vorig jaar nog ging de bemanning van het ISS in evacuatiestand-by toen Rusland een dode satelliet wegvaagde met een raket, waardoor duizenden brokstukken met een snelheid van 5 km per seconde langs het station vlogen. Desondanks is de Nasa van mening dat er een “hoge mate van vertrouwen” is dat het station het tot het einde van 2030 zal volhouden.
De ontmantelingsoperatie
Hoewel Nasa heeft toegezegd het station tot 2030 te behouden, moeten de partnerorganisaties nog officieel tekenen, wat betekent dat de uiteindelijke beslissing om het station te ontmantelen evenzeer van de politiek als van de techniek zal afhangen.
Als er vóór de officiële ontmanteling degradatie of ongeplande schade optreedt, brengt een vrij vallend ISS ernstige gevaren met zich mee. Het zou niet het eerste ruimtestation zijn dat uit de lucht valt. In 1979 werd het Skylab-station van de NASA niet op tijd van brandstof voorzien en stortte het zonder controle naar beneden, waarbij brokken van het station over Australië werden verspreid. Hoewel niemand gewond raakte, leidde dit tot hervormingen en “ontwerp voor de ondergang”-richtlijnen.
ISS kijkt naar de Stille Oceaan, waar het zijn dagen eindigt.
Nasa
Ontwerpen voor de ondergang is een belangrijk principe voor de engineering van satellieten en andere ruimte-infrastructuur in een baan om de aarde. Objecten die vrij uit een baan om de aarde vallen moeten in kleine stukjes uiteenvallen om ervoor te zorgen dat zij geen gevaar vormen voor de mensen op de grond.
Het ISS is te groot om te voldoen aan het ontwerp voor vernietiging principe, dat is waarom we speciale operaties nodig hebben voor het uit de omloopbaan halen. Experts schatten dat als het ongecontroleerd zou neerstorten in een grootstedelijk gebied, het ergste scenario de schaal van een “9/11 gebeurtenis” zou hebben. Dit is echter hoogst onwaarschijnlijk.
In de geplande, gecontroleerde ont- en omloopbaan van het ISS zullen nieuw gebouwde modules eerst worden losgemaakt van de hoofdstructuur en in een baan om de aarde blijven om uiteindelijk weer te worden samengevoegd tot onderdelen van toekomstige ruimtestations. Het ISS zal dan voorzichtig worden afgeremd door stuwraketten aan boord, waardoor de hoogte in de omloopbaan in de loop van een paar maanden geleidelijk zal afnemen.
De resterende afdaling zal sneller zijn, maar gecontroleerd door een reeks ruimtetuigen die worden gestuurd om de structuur vast te maken en te sturen terwijl het naar de aarde begint te dalen. Wanneer het weer in de atmosfeer komt zal het grootste deel van de structuur wegbranden, maar de overblijvende massa zou op een gerichte baan moeten blijven naar zijn diepzee rustplaats.
Een Russisch ruimtestation werd eerder op dezelfde manier veilig naar beneden gebracht, maar het ISS is ongeveer vier keer zo groot, zodat een operatie op deze schaal nog niet is getest.
Nieuw tijdperk
Voordat het ISS in 2031 volledig uit de omloopbaan wordt gehaald, zal het eerst een overgangsfase ondergaan om het cruciale wetenschappelijke onderzoek dat momenteel wordt verricht, te ondersteunen en de basis te leggen voor nieuwe industrieën in de ruimte.
Jeff Bazos’ Blue Origin heeft onlangs plannen aangekondigd om het ISS te vervangen door een particulier ruimtestation van het bedrijf. Andere belangrijke spelers zijn Northropp Grumman en Axiom Space (samen met SpaceX), die een contract hebben om al in 2024 modules van het bestaande ISS te gaan bouwen.
Er zijn ook plannen voor een Russisch ruimtestation dat waarschijnlijk zal bestaan uit modules losgekoppeld van het bestaande ISS. Ondertussen lanceerde China vorig jaar de eerste module van hun onafhankelijke Tiangong ruimtestation, en is van plan om de uitbreiding ervan in de komende maanden te voltooien.
Momenteel houden de Nasa en haar partneragentschappen toezicht op het gebruik van hun infrastructuur in gemeenschappelijk bezit en worden zij geraadpleegd over de operaties wegens hun bestuurlijke deskundigheid. De tijden veranderen echter en Nasa koopt nu zitplaatsen aan boord van ruimtevaartuigen die eigendom zijn van SpaceX. Uiteindelijk zal Nasa gewoon een andere klant worden van commerciële exploitanten.
Heather Muir werkt niet voor, geeft geen advies aan, heeft geen aandelen in, en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel, en heeft buiten haar academische aanstelling geen relevante affiliaties bekend gemaakt.
