OSVAJANJE SVEMIRA

Dragan Lazarević

Kanadski put u kosmos

Između uspešnih projekata i budućnosti

Kanada je država koja ima sopstveni kosmički program, šalje svoje satelite i astronaute na međunarodnu orbitalnu stanicu a instrumenti i uređaji njenih kompanija rade na raznimkosmičkim letelicama drugih zemalja i kosmičkih agencija. Takav program nema znatan broj zemalja sa daleko brojnijim stanovništvom; ali, pojavile su se kritike od strane naučne javnosti Kanade da je je sve to nedovoljno i da su kosmičke mogućnosti te zemlje daleko veće i politički vrh zemlje treba da odredi strateške ciljeve razvoja kosmičkih istraživanja.

Projekti kosmičkih istraživanja koji su u toku ostvaruju se preko kanadske kosmičke agencije „CSA-ACS“, osnovane 1989. Njen glavni štab je „John H.Chapman Space centre“ u gradu Lonqueuil, u državi Kvebek. Godišnji budžet agencije za 2018.  iznosi oko 350 miliona dolara. Broj zaposlenih: oko 670.
Deklarisani ciljevi kanadskih kosmičkih istraživanja su, pre svega, korist za ekonomiju zemlje i bolji standard njenih građana ali i naučno-tehnološki razvoj čitavog čovečanstva. Da bi se sagledale mogućnosti Kanade za buduće poduhvate u kosmosu, trebalo bi se osvrnuti na do sada obavljene projekte.

Svojim znanjem do satelita

Kanada je, početkom kosmičke ere, ušla u grupu zemalja koje su sopstvenim znanjem napravile veštačke satelite. Prvi satelit koji je proizveden u Kanadi „alouette 1“ lansiran je i postavljen u Zemljinu orbitu američkom raketom, 1962. Kanada je tako, posle SSSR i SAD, bila treća zemlja u svetu koja je napravila satelit. „Alouette 1“ je proučavao Zemljinu  jonosferu i bio funkcionalan do 1972. Potom su usledili drugi sateliti za proučavanje jonosfere, „alouette 2“, lansiran 1965. i „ISIS 1 i 2“ koji su bili funkcionalni od 1969. do 1990.
Kanada je od 1972. počela da koristi telekomunikacione satelite američke proizvodnje „anik“, „nimiq“ i „msat 1“. Prvi kanadski eksperimentalni komunikacioni satelit „hermes“ lansiran je 1976.
U cilju istraživanja sopstvenih resursa, u Kanadi je razvijena tehnologija radarskog skeniranja Zemljine površine i lansirani su sateliti „radarsat 1“, koji je radio od 1995. do 2013, i „radarsat 2“ (radi od 2007). Astronomski satelit „most“, lansiran 2003, nosio je  kosmički teleskop a „scisat“ (2003) proučavao je Zemljinu atmosferu.
Tri satelita su 2013. lansirana istom raketom: „neoss“ - za posmatranje bliskih asteroida, „sapphire“ - za kosmički nadzor u vojne svrhe i astronomski satelit „brite“. Satelit za proučavanje jonosfere i eksperimentalne komunikacije „cassiope“ lansiran je  2013. a komunikacioni satelit „m3msat“ 2016.
Kompozicija od tri radarska satelita „radarsat constellation“ treba da bude lansirana jednom raketom, krajem 2018. U toku jednog dana, ovi sateliti bi mogli da skeniraju 80% Zemljine površine.                                                
Na desetak naučnih satelita NASA-e, ESA-e i kosmičkih agencija Japana, Indije i Švedske su instrumenti kanadskih kompanija i instituta.
Kanadski instrumenti su i na kosmičkim sondama NASA-e. Na Marsovom lenderu „phoenix“ je bio skup meteoroloških instrumenata a na roveru „curiosity APXS“ je instrument za spektralnu analizu u oblasti X zraka. Na sondi „osiris rex“ koja leti ka asteroidu Bennu, laserski altimetar je kanadske proizvodnje.
Novi kosmički teleskop „JWST“ će nositi kanadski senzor za precizno navodjenje, IC kameru i spektrograf.
Kanadski naučnici dobijaju sve podatke sa kosmičkih sondi koje su njihovi instrumenti registrovali.

„Mehaničke ruke“ na šatlu i ISS

U toku pripreme projekta „Space shuttle“, NASA i kanadski nacionalni savet za naučna istraživanja NRC postigli su 1975. sporazum da kanadske kompanije projektuju i izrade mehaničku ruku kojom bi se vršili istovar, pomerenje pozicije i utovar raznih vrsta tereta (satelita, modula ISS) iz prtljažnog prostora „space shuttle“ u kosmički prostor. Posao je poveren kompaniji „SPARAerospace“ koja je, sa podizvođačima, prvu mehaničku ruku „canadarm 1“ isporučila NASA-i 1981. a kasnije još četiri primerka.
„Canadarm 1“ je dužine 15,2 m, prečnika nosećih greda 0.38 m, mase 410 kg. Sve zglobove na njoj pokreću elektromotori; analogno ljudskoj ruci, i ona ima rame, lakat i zglavak. Rameni kraj se pričvršćuje na odgovarajući nosač u prtljažnom prostoru šatla; na suprotnom kraju je mehanizam za hvatanje tereta EE (End Effector). Na objektu koji se hvata mora da se nalazi  poseban ispust (grapple fixture) koji EE može da uhvati. Kraj ruke ima 6 stepeni slobode a, sa odgovarajućim nosačem, pomerao je i astronaute prilikom radova u kosmičkom vakuumu. Rukom se upravljalo sa pulta u zadnjem delu kabine šatla; operater je mogao da prati rad ruke kroz zadnji prozor i na ekranu, koji je prenosio snimanje spoljne kamere. Mehaničke ruke „canadarm 1“ su korišćene na 90 misija svih pet šatl orbitera. Posle nesreće šatla „challenger“, napravljen je produžetak ruke „canadarm“ nazvan OBSS (Orbital Boom Sensor System), dužine 15 m, na kome su bile kamere za snimanje pločica toplotne zaštite na donjoj strani šatla. Korišćen je do prekida letova spejs šatlova.
Mobilni servisni sistem MSS, na orbitalnoj stanici ISS, sastoji se od tri komponente: mehaničke ruke „canadarm 2“, osnove mobilnog sistema MBS i manipulatora posebne namene „dextre“. Sve komponente su delo kanadske kompanije „MDA Space Mission“ (prethodno se zvala „MDA Robotics“, a još ranije „SPAR Aerospace“).
„Canadarm 2“ je znatno veća i usavršenija mehanička ruka; montirana je na ISS 2001. u misiji šatla „STS 100“ a koristila se za prihvatanje, spajanje, razdvajanje i premeštanje modula ISS, kosmičkih teretnih brodova za snabdevanje i astronauta tokom vanbrodske aktivnosti (tzv. EVA).
Ukupna dužina ruke je 17,6 m, prečnik nosećih greda je 0,35 m a masa 1800 kg. Najveću masa koju je pomerila je 116 t (spejs šatl prilikom spajanja sa ISS). „Canadarm 2“ ima rame, lakat i zglavak sa ukupno sedam obrtnih zglobova. Na oba kraja su LEE mehanizmi za spajanje, koji zahvataju PDGF ispuste preko kojih ruka dobija struju i upravljačke signale. Ti ispusti su postavljeni po spoljašnosti ISS, i ruka može sama da se pomera od jednog do drugog, slično gusenici na listu drveta. Upravljanje rukom se vrši iz RWS stanica, u modulima „destini“ i „kupola“.

Vozić u svemiru

MBS (mobile base system) je platforma ukupne mase 1450 kg sa  PDGF ispustima na koje se nadovezuju „canadarm 2“ i „dextre“ kao i sa dva sistema slična LEE mehanizmu za prihvataje naučne opreme. Postavljen je na mobilni transporter, proizvod kompanija SAD. MBS je dopremljen na ISS u misiji šatla „STS 111“ 2002. Transporter je svojevrsni vozić koji se kreće po šinama ukupne dužine 108 m preko integrisanih poprečnih segmenata ISS (truss structure), na kojima su solarni paneli i radijatori sistema za hlađenje ISS. Može da prevozi i astronaute prilikom radova van ISS, i to najvećom brzinom od 1,5 m/min.
Robot „dextre“ (Special purpose Dextrous Manipulator) je sistem za složenije poslove uz upotrebu raznih vrsta alata. Namenjen da u nekoj meri zameni astronaute pri obavljanju aktivnosti van ISS.
Postavljen je na ISS u misiji šatla „STS 123“, 2008. Donekle podseća na konstituciju ljudskog tela. Masa mu iznosi 1660 kg. Trup je dužine 3,5 m. Na jednom kraju je ispust PDGF kojim može da ga zahvati mehanička ruka, a na drugom je LEE hvatač kojim može da se pričvrsti na PGDF ispust na ISS ili MBS prenosnom sistemu. Rameni deo sa rukama može da rotira oko ose trupa u odnosu na deo sa LEE hvatačem. „Dextre“ ima dve „ruke“ dužine po 3,35 m, svaka sa sedam obrtnih zglobova. Na krajeve ruku mogu da se postave različiti alati ili šaka sa tri prsta „sarah“. Koričćen je za skidanje tereta sa kosmičkih letelica za snabdevanje i eksperimentalno prepumpavanje goriva (robotic refueling mission).

Astronauti sa zastavom crvenog javorovog lista

Do sada je u Zemljinu orbitu letelo devet kanadskih državljana,
osam astronauta i jedan kosmički turista. Kanadski program slanja astronauta je potpuno integrisan sa programom NASA-e i svi kanadski astronauti su prošli obuku u njenim centrima. Posle prekida programa „Spejs šatl“, Kanada je svoje  astronaute, koji su prošli i rusku obuku za kosmonaute u centru „Jurij Gagarin“, slala na ISS kosmičkim brodovima „sojuz“.
Oficir  kanadske mornarice i doktor elekrotehnike Marc Garneau je bio prvi kanadski astronaut. Tri puta je leteo u kosmos i tamo proveo ukupno 28 dana. Prvi let je obavio u misiji šatla „STS-41 G“ 1984, kao specijalista za teret. Drugo putovanje u Zemljinu orbitu je obavio u misiji „STS-77“ 1996, a treće u misiji šatla „STS-97“ 2000. početkom gradnje međunarodne orbitalne stanice ISS.

Roberta Bondar je prva Kanađanka u kosmosu. Po profesiji je lekar neurolog. Stručnjak je za kosmičku medicinu a bavila se i sportskim padobranstvom. Kosmički let u trajanju od osam dana je obavila u misiji šatla „diskaveri“ „STS-42“, 1992. kada je, kao stručnjak za teret, u modulu „spacelab“ vršila eksperimente u uslovima mikrogravitacije.
Steve Mac Lean je doktor fizike u oblasti lasera, pilot i padobranac. Prvi kosmički let obavio je u misiji šatla „STS-52“ 1992. a drugi u misiji „STS-115“ 2006. kada je rukovao sa „canadarm 2“. Obavljao je i vanbrodsku aktivnost (tzv. EVA), pri kojoj je u skafanderu proveo sedam časova u kosmičkom vakuumu. Ukupno je u kosmosu bio preko 21 dan.
Chris Hadfield je karijeru započeo kao vojni probni pilot kanadskg RV (leteo je na preko 70 tipova aviona) da bi u SAD postao inženjer-master avionskih sistema. Prvi let u kosmos je obavio u misiji šatla „STS-74“ 1995, kada je posetio rusku orbitalnu stanicu „Mir“. Bio je prvi Kanađanin koji je rukovao „canadarm“ rukom montiranom na šatlu. Njegova druga kosmička misija je bila „STS-100“ 2001. u toku koje  je postavljena „canadarm 2“ ruka na ISS. U okviru te misije obavio je i vanbrodsku aktivnost i proveo u skafanderu preko 14 časova. Decembra 2012, u misiji 34. posade, leteo je u  „sojuzu TMA 07M“ ka međunarodnoj orbitalnoj stanici ISS da bi, dolaskom 35. posade obavljao funkciju komandanta stanice. S obzirom da je talentovani muzičar, svirao je gitaru tokom boravka na ISS. U kosmosu je proveo ukupno 166 dana.
Robert Thirsk, fizičar i mašinski inženjer,je prvi let u kosmos obavio u misiji šatla „STS-78“ 1996. Tada je, kao stučnjak za teret, u modulu „spacelab“ vršio eksperimente u uslovima mikrogravitacije. Ponovo je leteo u kosmos u misiji na ISS posada 20-21, na „sojuzu TMA 15“. Tokom boravka na ISS, od maja do decembra 2009, orbitalnu stanicu su posetili i drugi Kanađani: astronaut Julie Payette i kosmički turista Guy Lalibrete. Ukupno trajanje njegovog boravka u kosmosu iznosilo je 204 dana i po tome je rekorder među kanadskim astronautima.
Bjarni Tryggvason je Kanađanin poreklom sa Islanda. Bio je pilot i instruktor letenja. Po obrazovanju je mašinski inženjer i specijalista za mehaniku fluida. Leteo je u misiji šatla „STS-85“ 1997. tokom koje je proučavao ponašanje fluida u uslovima mikrogravitacije.
Dafydd Williams, Kanađanin velškog porekla je doktor medicine (prethodno master specijalista fiziologije i hirurgije) a bio je i ronilac i stručnjak za podvodne aktivnosti. Prvi let u kosmos je obavio u misiji šatla „STS-90 Neurolab“ 1998, tokom koje je u modulu „spacelab“ obavljao ispitivanja rada mozga i nervnog sistema u uslovima mikrogavitacije. Njegov drugi let je bio u misiji „STS-118“ 2007. kada je posetio ISS. Obavio je tri izlaska u kosmički vakuum, u ukupnom trajanju preko 17 sati. U kosmosu je boravio 28 dana.
Julie Payette je druga kanadska astronautkinja; ukupno, u kosmosu je provela 25 dana. Završila je master studije kompjuterskog inženjerstva. Specijalista je na području veštačke intiligencije a bavila se i pilotažom sa ukupno 1300 sati naleta. Njen prvi let u kosmos bio je u misiji šatla „STS-96“ 1999. pri kojoj je obavljeno prvo spajanje šatla sa ISS (tada još u začetku gradnje). Njen zadatak je bio rukovanje mehaničkom rukom „canadarm“. Drugi put je letela 2009. u misiji šatla „STS-127“. Na ISS, dočekao ju je  Robert Thirsk. Bila je operator robotike orbitalne stanice.
Od 2017. Julie Payette obavlja visoku političku funkciju generalnog guvernera Kanade (Governor General of Canada).
Prvi kanadski kosmički turista, Guy Lalibrete je imao životnu istoriju potpuno drugačiju od astronauta. Biznismen i investitor, počeo je karijeru kao muzičar, igrač pokera i cirkuski artista. Osnivač je i većinski vlasnik cirkusa „Cirque du Soleil“. Uspešnim poslovanjem, postao je 11. Kanađanim po bogatstvu (procenjeno je na 1,37 milijardi dolara). Kosmički let i boravak na ISS je obavio 2009. preko ruske Kosmičke agencije „RKA“, pri čemu je bio lansiran u kosmos „sojuzom TMA 16“. Vraćen je na Zemlju „sojuzom TMA 14“. Nije objavljeno koliko je platio taj let u trajanju od 10 dana; po nekim informacijama, „RKA“ naplaćuje za takvu vrstu usluge najmanje 70 miliona dolara.
U kosmičkom programu NASA-e bilo je astronauta koji su rođeni u Kanadi i u njoj stekli visoko obrazovanje, ali su, pre stupanja u NASA-u, postali državljani SAD.
Za let u kosmos se priprema David Sain Jacques.On treba da novembra 2018.  poleti sojuzom „MS 11“, spoji se sa ISS i u njoj provede šest meseci.

Kanadske rakete i lansirni poligoni

Razvoj raketne tehnike započet je u Kanadi krajem pedesetih godina prošlog veka. Pokretač je bilo Ministarstvo odbrane. Kompanija „Bristol Aerospace“, iz Vinipega je počela sa proizvodnjom eksperimentalnih raketa na čvrsto gorivo „black brant“. Prvo lansiranje sa poligona „Churchill Rocket Research Range“, u provinciji Manitoba, usledilo je 1962. Počelo se od modela „B.B.1“ (black brant 1), mase 730 kg, koji je mogao da teret od 68 kg podigne do visine od 150 km.
Naredni modeli su bili i manje i veće mase, pa je „black brant 5“ mase 1197 kg i potiska motora 111 kN, podigao 1964. teret od 68 kg na visinu od 387 km. On je poslužio kao prvi stepen; drugi je bio „B.B.3“ kada je teret od 100 kg izbačen na visinu od preko 1000 km (ta raketa je nazvana „b.b.4“). Kasniji tipovi ovih raketa su korišćeni kao prvi stepen bustera, zastarelih američkih projektila povučenih iz vojne upotrebe, tipa „nike“, „terrier“, „talos i taurus“ (Honest John) pa projekat više nije bio samo kanadski.
Raketa „black brant 12“ je bila četvorostepena: prvi stepen je bio talos, drugi terrier, treći black brant 5 a četvrti nikha. Ukupne mase 5,3 t i dužine 15 m, ova raketa je mogla da podigne teret od 110 kg na visinu od 1500 km. To je bila najviše korišćena sondažna raketa u svetu - ukupan broj lansiranja svih tipova black brant je bio preko 1000. Posle povlačenja kanadske vlade iz projekta, krajem 70-tih, i zatvaranja poligona „Churchil“, lansiranja su nastavljena sa nekoliko poligona u SAD, sa Aljaske i ostrva Kvejalein, iz Norveške - prethodno je bilo lansiranja iz Australije. Glavni korisnik je bila NASA sa ciljem ispitivanja jonosfere, polarne svetlosti i solarnog vetra a bilo je i drugih  korisnika eksperimenata u uslovima mikrogravitacije.
Današnji kanadski raketni stručnjaci smatraju da je postupnim razvojem rakete „black brant 5“ Kanada mogla da dođe do veće višestepene rakete, sposobne da postigne prvu kosmičku brzinu i satelit mase oko 150 kg podigne u Zemljinu orbitu - ali je ta prilika propuštena. Trenutno ne postoji u kanadskoj Kosmičkoj agenciji projekat razvoja sopstvene rakete nosača satelita, iako kanadske kompanije imaju tehnološke mogućnosti da to ostvare.

Na putu ka svom kosmodromu

Potpuno nezavisno od CSA i kanadskih državnih institucija, kompanija „Maritime Launch Services“ iz Halifaksa, uz finasijsku pomoć kompanija iz SAD, planira da izgradi prvi kosmodrom na teritoriji Kanade. Biće postavljen na istočnoj obali, u provinciji Nova Škotska, u blizini naselja Canso. Izgradnja treba da počne 2020.
Kosmodrom bi bio bi završen 2022. Ukupna cena izgradnje bi iznosila oko 304 miliona dolara. Lansirale bi se rakete ukrajinske proizvodnje tipa „ciklon 4“, sposobne da podignu u Zemljinu polarnu orbitu satelit mase 3350 kg. Na kosmodromu bi radilo oko 50 operatera a godišnje bi se obavljalo u početku 8  a kasnije i 12 lansiranja. Možda bi uspešan rad ovo kosmičke lansirne baze podstakao Kanadu da razvija sopstvene rakete nosače jer je CSA razmatrala da, u istoj provinciji, otvori novi lansirni poligon „Cape Breton“.

Budući kosmički poduhvati

Sve što se danas ostvaruje predstavlja završetak projekata koji su započeti ranije. Kanadska vlada za sada nema konkretnih predloga šta bi mogi da budu kosmički ciljevi Kanade u narednoj deceniji.
Pojavile su se vrlo oštre kritike od strane naučnih institucija da, zbog nedefinisane kosmičke politike, Kanada školuje stručnjake za SAD i tako gubi sopstveni naučni potencijal, umesto da angažuje svoje kompanije i institute ambicioznim kosmičkim programom i te rezultate primeni u sopstvenu korist. Kanadske kompanije koje proizvode komponente kosmičkih aparata takođe mogu da prebace svoja središta u SAD i time osiguraju bolji plasman.
Ipak, ocene da je kanadski kosmički program u agoniji su preterane i verovatno će vlada da definiše nove ciljeve kosmičkih istraživanja od 2020. Orijentacija na blisku saradnju sa NASA-om će se nastaviti do 2026. dokle će trajati program ISS (ako se ne produži) i Kanada će slati svoje astronaute koji su na već na obuci.
Pojedine kompanije imaju planove da razvijaju i prodaju sopstvene visokotehnološke proizvode. Kompanija „MDA“, koja je proizvela „canadarm 1 i 2“, priprema robotske nove ruke nove generacije. Manje bi mogle da se postave na servisne satelite koji bi prilazili do drugih satelita; uz pomoć tih ruku bi se vršila zamenu dotrajalih komponenti, baterija i instrumenata, spajali cevovodi i dopunjavalo raketno gorivo u rezervoarima.
Veća ruka bi mogla da se spakuje u prostor 5m3, a grede između zglobova bi se teleskopski razvlačile do ukupne dužine od 15 m. Razmatra se i umanjena varijanta robota „dextre“. Planira se postavljanje tih ruku na kosmički brod „orion“ a „canadarm 3“ na buduću NASA-inu orbitalnu stanicu za kruženje oko Meseca - DSG, koja treba da počne da se postavlja 2022/23.
Kanada razmatra i da opremi medicinski modul Mesečeve orbitalne stanice. Treba očekivati da će i kanadski astronauti boraviti na njoj a možda, u kasnijim misijama, i na površini Meseca.
Radarsko snimanje Zemlje je oblast u kojoj je Kanada u svetskom vrhu: komponente radarske tehnologije će isporučiti i za američki satelit „SWOT“. Bilo bi logično da se radarska snimanja u budućnosti primene i na letelicama oko Meseca, asteroida i drugih planeta, što bi mogli da budu budući kanadski kosmički programi.

Dragan Lazarević

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"