Sejak akhir era Apollo, salah satu tujuan utama NASA, Roscosmos dan agensi ruang angkasa lain adalah pengembangan teknologi yang akan memungkinkan kehadiran manusia jangka panjang di angkasa. Teknologi ini juga akan membantu ketika tiba masanya untuk melakukan misi baru ke Bulan, ke Marikh, dan lokasi lain di Sistem Suria. Selama beberapa dekad yang lalu, usaha ini menghasilkan Mir dan Stesen Angkasa Antarabangsa (ISS).
Pada tahun-tahun mendatang, usaha ini juga akan membawa kepada Lunar Orbital Platform-Gateway dan stesen ruang komersial - seperti Bigelow B330. Dan sekiranya syarikat aeroangkasa swasta seperti Gateway Foundation berjaya, kita juga akan mempunyai lapangan terbang di orbit mengelilingi Bumi. Syarikat itu baru-baru ini menyiarkan video yang menunjukkan dengan tepat bagaimana stesen ruang roda berputar ini, dan bagaimana syarikat seperti SpaceX dapat membantu membinanya.
Konsep syarikat ini dikenali sebagai Gateway, stesen angkasa berputar berdasarkan reka bentuk yang dicadangkan oleh saintis roket Jerman dan arkitek angkasa Werner von Braun. Reka bentuk ini ditampilkan dalam serangkaian artikel di majalah nasional Collier semasa tahun 1950-an bertajuk, "Manusia Akan Menakluki Ruang Tidak Lama Lagi!" Atas sebab ini, syarikat itu telah menamakan reka bentuk yang dicadangkan mereka sebagai stesen Von Braun.
Konsep ini sebenarnya cukup sesuai dengan masa. Reka bentuk Von Braun sendiri berdasarkan cadangan sebelumnya, yang paling awal dibuat oleh saintis Rusia Konstantin Tsiolkovsky pada tahun 1903. Konsep ini digambarkan dengan indah di Stanley Kubrick's 2001: Sebuah Space Odyssey, yang ditulis bersama oleh saintis terkenal dan futuris Arthur C. Clarke (dan berdasarkan sebuah cerpen berjudul "The Sentinel").
Dalam semua kes, konsep umum melibatkan stesen roda berputar di orbit Bumi, yang akan mewujudkan kehadiran manusia ke angkasa dan pada masa yang sama memberikan graviti buatan bagi penghuninya. Ini adalah aspek penting dari penerbangan ruang angkasa yang dicadangkan yang akan membawa angkasawan ke lokasi di ruang dalam, seperti Marikh dan lebih jauh ke Sistem Suria (dan mungkin di luar).
Memandangkan kesan pendedahan jangka panjang terhadap mikrograviti, yang didokumentasikan secara meluas dalam Kajian Berkembar NASA baru-baru ini, perancang misi telah mencari cara untuk mengurangkannya. Kajian ini terdiri daripada sepuluh penyiasatan berasingan mengenai kesan jangka panjang mikrograviti pada manusia, menggunakan angkasawan kembar Scott Kelly dan Mark Kelly sebagai subjek ujian.
Setelah menghabiskan lebih dari setahun di ruang angkasa, pasukan kajian mencatat sejumlah perubahan ketara antara Scott Kelly dan abangnya. Walaupun dia mengalami kehilangan jisim otot dan ketumpatan tulang yang sama dengan angkasawan lain yang menghabiskan masa yang lama di ISS, ada perubahan lain yang membuat penyesuaian hidup di Bumi kembali menjadi sangat sukar.
Penglihatan Kelly telah berkurang, dia mengalami pembengkakan intens di bahagian ekstremnya, dan perubahan fungsi organnya dan ekspresi gen juga diperhatikan. Di luar mikrograviti, terdapat juga persoalan mengenai bagaimana tubuh manusia akan bertindak balas terhadap pendedahan jangka panjang terhadap gravitasi lunar (16.5% dari Bumi normal) dan graviti Mars (~ 38%).
Ini sangat penting memandangkan rancangan semasa untuk mewujudkan pos tetap di Bulan dan melakukan misi kru ke Marikh dalam dua dekad akan datang. Seperti yang dinyatakan oleh CEO Gateway Foundation John Blincow dalam video yang baru dikeluarkan (dilihat di bawah), ini adalah salah satu kelebihan Gateway yang dicadangkan oleh syarikatnya:
"Orang memerlukan graviti supaya badan tidak hancur. Tetapi berapa graviti bulan akan baik-baik saja selama satu tahun tetapi tidak selama dua tahun? Akan Graviti Mars berfungsi untuk manusia jangka panjang, tetapi tidak untuk haiwan ternakan besar? Adakah dua hari seminggu pada kadar 30% g cukup untuk kru ISS untuk mengekalkan jisim tulang? Membangun stesen angkasa von Braun dapat membantu membuka rahsia. "
Struktur Gateway terdiri daripada dua cincin dalaman sepusat yang dipasang oleh empat jari ke cincin luar. Kedua-dua cincin sepusat membentuk Lunar Gravity Area (LGA), di mana putaran stesen memberikan daya graviti yang sama dengan permukaan bulan. Lingkaran dalaman luaran - cincin LGA Habitation - adalah tempat modul kediaman akan ditempatkan, yang terdiri daripada bilik-bilik kecil untuk para tetamu.
Sementara itu, gelang dalaman siling tinggi LGA akan memberi peluang kepada pelancong untuk makan dan bermain di persekitaran rendah g. Di teras stesen adalah Hub dan Bay, di mana kawalan lalu lintas dan persekitaran, keselamatan, dan perhubungan pengangkutan Gateway semuanya akan berada. Hub juga akan mempunyai ruang pemerhatian di mana para tetamu dapat menonton ulang-alik masuk.
Lingkaran luar, yang dikenali sebagai Mars Gravity Area (MGA), mengalami putaran lebih cepat kerana lebih jauh dari inti. Ini menghasilkan kekuatan graviti buatan yang serupa dengan apa yang akan dialami di permukaan Marikh. Kawasan ini akan mempunyai 4 atau 5 geladak dan menjadi lokasi modul besar yang menawarkan penginapan tetap. Seperti yang dijelaskan oleh Blincow:
"Stesen ruang angkasa Von Braun akan menjadi stesen angkasa berputar yang dirancang untuk menghasilkan tahap graviti buatan yang berbeza-beza dengan meningkatkan atau menurunkan laju putaran. Stesen ini akan dirancang dari awal untuk menampung kedua-dua agensi angkasa kebangsaan yang melakukan penyelidikan graviti rendah dan pelancong angkasa yang ingin mengalami kehidupan di stesen angkasa besar dengan keselesaan graviti rendah dan rasa hotel yang bagus. "
Item penting lain yang disebut oleh Blincow dalam peranan yang dapat dimainkan oleh SpaceX dalam pembuatan stesen tersebut. Pada asalnya, reka bentuk Gateway memerlukan modul yang panjangnya 12 m (40 kaki) dan lebar 8.5 m (28 kaki) (kira-kira dua kali ukuran modul ISS). Tetapi berkat kemajuan yang dicapai SpaceX sejak akhir-akhir ini Ketabahan dan Berat Super, Yayasan Gateway percaya bahawa muatan yang lebih berat dapat dilancarkan.
"Sekiranya kita mempunyai SpaceX Berat super tahap kedua yang dibangunkan hanya untuk pembinaan ruang, kita dapat memiliki modul dengan lebar 40 kaki (12 m) dan panjang 60 kaki (18 m), ”kata Blincow. "Ukuran yang jauh lebih besar ini akan membolehkan jumlah dalaman yang jauh lebih besar dengan kos pelancaran yang sama."
Reka bentuk cincin cincin modular dimaksudkan untuk mengakomodasi berbagai jenis kegiatan dan perniagaan. Walaupun ada yang dikhaskan untuk perumahan pekerja dermaga, yang lain akan dikhaskan untuk penyelidikan ilmiah. Modul-modul terakhir ini akan mendapat permintaan tinggi kerana stesen ini menawarkan peluang untuk memeriksa bagaimana organisma terestrial bergerak dengan gravitasi lunar dan Mars tanpa harus benar-benar pergi ke sana.
Yang lain akan tersedia untuk rangkaian hotel dan restoran, penginapan mewah peribadi, dan perniagaan lain yang ingin mendirikan pejabat di ruang angkasa (mungkin untuk memanfaatkan undang-undang cukai!) Blincow juga menekankan bahawa penciptaan Gateway akan melampaui satu bangsa, dan memerlukan usaha antarabangsa yang menyatukan agensi ruang angkasa, aeroangkasa komersial dan peminat ruang.
Hasil akhir ini akan menjadi stesen antarabangsa yang tidak seperti ISS, tetapi usaha yang dikendalikan secara persendirian yang akan memelihara ekonomi. Tidak ada petunjuk yang diberikan mengenai berapa banyak kos pembinaan Gateway, tetapi Blincow yakin bahawa ia akan berpatutan, terima kasih sekali lagi kepada SpaceX dan cara komitmennya terhadap roket yang dapat digunakan kembali menurunkan kos pelancaran individu.
Merujuk kepada pengumuman Musk pada tahun 2017 bahawa BFR akan dapat digunakan sepenuhnya (yang dibuatnya di Kongres Astronautik Antarabangsa ke-29 (IAC) di Adelaide, Australia), Blincow menyatakan:
“Ketika pertama kali kami membuat unjuran kos untuk pembinaan ruang, kami berdasarkan anggaran kos pelancaran terendah yang dapat kami dapati - SpaceX BFR pada harga $ 1000 per kg. Ini melancarkan sekitar $ 150 juta pelancaran. Tetapi kemudian Elon Musk membuat persembahan di Adelaide yang mengubah segalanya. Dengan membuat semua komponen BFR dapat digunakan kembali, biayanya dapat disebarkan ke banyak penerbangan, seperti sebuah kapal terbang.
"Elon Musk menganggarkan kos pelancaran Ketabahan dan Berat super penggalak sekitar $ 7 juta. Sebilangan menganggarkan bahawa setiap pelancaran akan setinggi $ 40 juta setelah semua faktor diambil kira. Tetapi sama ada tujuh atau empat puluh juta dolar, itu masih menjadi muzik di telinga kita. Ini bermakna stesen angkasa berputar, kemudahan penyelenggaraan, dan depot bahan bakar dapat dan akan dibina dengan harga yang terjangkau. "
Proses pembinaan, yang akan sangat bergantung pada kemajuan yang dibuat dalam robotika ruang angkasa, juga akan mengesahkan sistem dan teknologi utama yang suatu hari dapat memasuki pembinaan habitat ruang angkasa besar (seperti O'Neil Cylinders). Ini dianggap oleh banyak pihak sebagai alternatif (atau penambahan) alternatif untuk cadangan penjajahan planet lain.
Sistem ini berkisar dari penstabilan hingga kitar semula udara, dari penambakan air hingga sanitasi gravitasi rendah, dan dari penyimpanan makanan di ruang angkasa hingga tantangan kejuruteraan. Semua soalan yang berada di bawah tajuk umum "bagaimana kita mempertahankan populasi di angkasa?" akan ditangani oleh pembinaan Gateway, tuntutan Bilcow.
Dari segi pembiayaan pembinaan, Bilcow menunjukkan bagaimana syarikatnya berharap dapat memanfaatkan perkongsian penting dengan agensi angkasa dunia (NASA, Roscomos, ESA, China, India, dan lain-lain) serta syarikat aeroangkasa komersial. Mereka juga merancang untuk mengumpulkan wang melalui modul penjualan dan penjualan tiket awal (untuk golongan kaya raya) dan mengadakan undian dan membuat program keahlian kru (untuk orang lain).
Di luar pembinaan Gateway di orbit mengelilingi Bumi, Yayasan juga berharap dapat membuat armada kenderaan trans-atmosfer (TAV) yang dapat membawa orang ke dan dari stesen angkasa. Mereka juga berharap dapat membangun yang lain di orbit bulan (Jambatan Lunar), yang memungkinkan perjalanan tetap antara Bumi dan Bulan (menggunakan angkutan cis-lunar) dan perjalanan biasa ke permukaan bulan (menggunakan pendarat cis-lunar).
Sekali lagi, kos projek sedemikian akan menjadi astronomi dan melebihi apa yang boleh ditanggung oleh satu-satu negara atau syarikat. Namun, dengan banyak pengusaha ingin membuat pelancongan ruang angkasa berlaku, apatah lagi cara stesen angkasa seperti itu dapat memudahkan misi penerokaan ke Bulan dan bahkan Marikh, perkongsian yang diharapkan oleh Blincow dapat dilaksanakan.
Seperti banyak rancangan bercita-cita lain untuk menjajah ruang angkasa, mengkomersialkan LEO, dan mewujudkan kehadiran manusia di badan lain di Sistem Suria, kita hanya perlu menunggu dan melihat apakah Yayasan Gateway mempunyai kaki, atau mengalami nasib yang sama seperti Mars One - yang baru-baru ini mengumumkan bahawa ia muflis. Satu perkara yang mereka lakukan, selain penglihatan, adalah kemampuan untuk menghitung angka. Mari kita berharap mereka berjaya!
Perkara utama dari video Foundation juga menjadi tajuk persembahan yang berlangsung di Caltech pada bulan Januari 2016 (yang dihoskan oleh Keck Institute for Space Studies). Bertajuk "Membangun Spaceport Pertama di Orbit Bumi Rendah", ceramah tersebut disampaikan oleh John Blincow dan Tom Spilker - seorang jurutera penerbangan angkasa lepas yang telah bekerja selama bertahun-tahun dengan Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA.
Untuk maklumat lebih lanjut mengenai Gateway Foundation dan pelbagai projek mereka, lihat laman web mereka di sini.
