CE ESTE STAȚIA SPAȚIALĂ INTERNAȚIONALĂ?

Send

După misiunile Apollo istorice, care au văzut oamenii să pună piciorul pe un alt corp ceresc pentru prima dată în istorie, NASA și Agenția Spațială Rusă (Roscosmos) au început să-și îndepărteze prioritățile de explorarea spațială pionieră și au început să se concentreze pe dezvoltarea pe termen lung. capacități în spațiu. În deceniile următoare (din anii ’70 -’90), ambele agenții au început să construiască și să implementeze stații spațiale, fiecare mai mare și mai complexă decât ultima.

Cea mai recentă și cea mai mare dintre acestea este Stația Spațială Internațională (ISS), o instalație științifică care se află pe Orbita Pământului de Jos pe toată planeta. Această stație spațială este cea mai mare și mai sofisticată unitate de cercetare orbitară construită vreodată și este atât de mare încât poate fi văzută cu ochiul liber. Centrul misiunii sale este ideea de a favoriza cooperarea internațională în scopul promovării științei și explorării spațiale.

Origine:

Planificarea ISS a început în anii 1980 și s-a bazat în parte pe succesele stației spațiale Mir din Rusia, Skylab-ul NASA și al Programului navetelor spațiale. Se spera că această stație ar permite utilizarea viitoare a Orbitei Pământului scăzut și a resurselor sale și va servi drept bază intermediară pentru eforturile de explorare reînnoite pe Lună, misiunea pe Marte și nu numai.

În mai 1982, NASA a înființat grupul operativ al Stației spațiale, care a fost însărcinat cu crearea unui cadru conceptual pentru o astfel de stație spațială. În final, planul ISS care a apărut a fost punctul culminant al mai multor planuri diferite pentru o stație spațială - care a inclus NASA Libertate și sovietice Mir-2 concepte, precum și cele ale JaponieiKibo laborator și Agenția Spațială Europeană Columbus laborator.

Libertate concept a solicitat ca o stație spațială modulară să fie dislocată pe orbită, unde ar servi drept contrapartida sovietică Salyut și Mir stații spațiale. În același an, NASA s-a apropiat de Agenția japoneză de explorare și aerospațial (JAXA) pentru a participa la program cu crearea Kibo, cunoscut și sub denumirea de modul de experiment japonez.

Agenția spațială canadiană a fost abordată în mod similar în 1982 și i s-a solicitat să ofere asistență robotizată stației. Datorită succesului Canadarm, care a făcut parte integrantă din programul navetei spațiale, CSA a convenit să dezvolte componente robotice care să ajute la andocare, să efectueze întreținerea și să ajute astronauții cu trotuare spațiale.

În 1984, ESA a fost invitată să participe la construcția stației odată cu crearea Columbus laborator - laborator de cercetare și experimentare specializat în știința materialelor. Construcția ambelor Kibo și Columbus au fost aprobate în 1985. Ca cel mai ambițios program spațial din istoria oricărei agenții, dezvoltarea acestor laboratoare a fost considerată ca fiind centrală pentru Europa și capacitatea spațială emergentă a Japoniei.

În 1993, vicepreședintele american Al Gore și premierul rus Viktor Chernomyrdin au anunțat că vor pune în comun resursele destinate creării Libertate și Mir-2. În loc de două stații spațiale separate, programele ar lucra în colaborare pentru a crea o singură stație spațială - care a fost numită ulterior Stația Spațială Internațională.

Constructie:

Construcția ISS a fost posibilă cu sprijinul mai multor agenții spațiale federale, care au inclus NASA, Roscosmos, JAXA, CSA și membri ai ESA - în special Belgia, Danemarca, Franța, Spania, Italia, Germania, Olanda, Norvegia , Elveția și Suedia. Agenția spațială braziliană (AEB) a contribuit, de asemenea, la efortul de construcție.

Construcția orbitală a stației spațiale a început în 1998, după ce națiunile participante au semnat Acordul interguvernamental de stații spațiale (IGA), care a stabilit un cadru legal care a subliniat cooperarea bazată pe dreptul internațional. Agențiile spațiale participante au semnat, de asemenea, cele patru memorandumuri de înțelegeri (MU), care și-au stabilit responsabilitățile în proiectarea, dezvoltarea și utilizarea stației.

Procesul de asamblare a început în 1998, odată cu implementarea „Zarya“ („Sunrise” în rusă) Modul de control sau bloc funcțional de marfă. Construit de ruși cu finanțare din SUA, acest modul a fost proiectat pentru a asigura propulsia și puterea inițială a stației. Modulul sub presiune - care cântărea peste 19.300 kg (42.600 lire sterline) - a fost lansat la bordul unei rachete de protoni ruși în noiembrie 1998.

Pe 4 decembrie, a doua componentă - 'Unitate' Nod - a fost plasat pe orbită de naveta spațială Efort (STS-88), împreună cu două adaptoare sub presiune. Acest nod era unul din trei - Armonie și Liniște fiind celelalte două - care ar forma carena principală a ISS. Duminică, 6 decembrie, a fost împerecheată Zarya de către echipajul STS-88 din portul de încărcare a navetei.

Următoarele tranșe au venit în anul 2000, odată cu implementarea Zvezda Modulul de service (primul modul de locuire) și misiunile de aprovizionare multiple efectuate de naveta spațială Atlantis. Navetă spațială Descoperire (STS-92) a livrat de asemenea stațiile adaptate la a treia stație adaptate sub presiune și o antenă cu bandă Ku în octombrie. Până la sfârșitul lunii, primul echipaj de expediție a fost lansat la bordul unei rachete Soyuz, care a ajuns pe 2 noiembrie.

În 2001, 'Destin' Modul de laborator și „Pirs“ Au fost livrate compartimentul de andocare. Rafturile modulare din care fac parte Destin au fost, de asemenea, expediate folosind modulele logistice multifuncționale (MPLM) Raffaello la bordul navetei spațiale Efortși puse la punct folosind brațul robotic Canadarm2. În 2002 s-au livrat rafturi suplimentare, segmente de truss, tablouri solare și sistemul de bază mobil pentru sistemul de service mobil al stației.

În 2007, europeanul Armonie a fost instalat modulul, care a permis adăugarea laboratoarelor Columbus și Kibo - ambele fiind adăugate în 2008. Între 2009 și 2011, construcția a fost finalizată odată cu adăugarea Mini-Modulului de cercetare rus-1 și -2 (MRM1 și MRM2), 'Liniște' Nod, modulul de observare a cupolei, Leonardo Modulul multifuncțional permanent și suita tehnologică Robonaut 2.

Nu au fost adăugate module sau componente suplimentare până în 2016, când Bigelow Aersopace și-a instalat modulul experimental Bigelow Expandable Activity Module (BEAM). Toate spus, a fost nevoie de 13 ani pentru a construi stația spațială, aproximativ 100 de miliarde de dolari, și a necesitat mai mult de 100 de lansări de rachetă și naveta spațială și 160 de trotuare spațiale.

În ceea ce privește crearea acestui articol, stația a fost ocupată continuu pentru o perioadă de 16 ani și 74 de zile de la sosirea Expediției 1 pe 2 noiembrie 2000. Aceasta este cea mai lungă prezență continuă umană pe orbita Pământului joasă, depășind Mir. record de 9 ani și 357 de zile.

Scop și scopuri:

Scopul principal al ISS este de patru ori: efectuarea de cercetări științifice, promovarea explorării spațiale, facilitarea educației și divulgării și încurajarea cooperării internaționale. Aceste obiective sunt susținute de NASA, Agenția Spațială Federală Rusă (Roscomos), Agenția Japoneză de Explorare Aerospațială (JAXA), Agenția Spațială Canadiană (CSA) și Agenția Spațială Europeană (ESA), cu sprijin suplimentar din partea altor națiuni și instituții. .

În ceea ce privește cercetarea științifică, ISS oferă un mediu unic pentru a desfășura experimente în condiții de microgravitate. În timp ce navele spațiale echipate oferă o platformă limitată care este dislocată doar în spațiu pentru o perioadă limitată de timp, ISS permite studii pe termen lung care pot dura ani de zile (sau chiar zeci de ani).

Multe proiecte diferite și continue se desfășoară la bordul ISS, care sunt făcute posibile cu sprijinul unui echipaj full-time format din șase astronauți și o continuitate a vehiculelor care vizitează (care permite, de asemenea, aprovizionarea și rotirea echipajului). Oamenii de știință de pe Pământ au acces la datele lor și pot comunica cu echipele științifice printr-o serie de canale.

Numeroasele domenii de cercetare efectuate la bordul ISS includ astrobiologia, astronomia, cercetarea umană, științele vieții, științele fizice, vremea spațială și meteorologia. În cazul vremii spațiale și meteorologiei, ISS este într-o poziție unică pentru a studia aceste fenomene, deoarece este poziția în LEO. Aici, are o perioadă orbitală scurtă, care îi permite să fie martor la vremea de pe întregul glob de multe ori într-o singură zi.

Este, de asemenea, expus la lucruri precum razele cosmice, vântul solar, particulele subatomice încărcate și alte fenomene care caracterizează un mediu spațial. Cercetările medicale la bordul ISS se concentrează în mare măsură pe efectele pe termen lung ale microgravității asupra organismelor vii - în special a efectelor sale asupra densității osoase, degenerescenței musculare și a funcției organului - care este intrinsecă misiunilor de explorare spațială de lungă durată.

ISS desfășoară, de asemenea, cercetări care sunt benefice pentru sistemele de explorare spațială. Locația din LEO permite, de asemenea, testarea sistemelor de nave spațiale necesare pentru misiuni pe distanțe lungi. De asemenea, oferă un mediu în care astronauții pot dobândi experiență vitală în ceea ce privește operațiunile, serviciile de întreținere și reparații - care sunt la fel de cruciale pentru misiunile pe termen lung (cum ar fi misiunea pe Lună și Marte).

ISS oferă, de asemenea, oportunități de educație datorită participării la experimente, unde elevii sunt capabili să proiecteze experimente și să le privească pe măsură ce echipajele ISS le realizează. Astronauții ISS sunt de asemenea capabili să angajeze săli de clasă prin link video, comunicații radio, e-mail și videoclipuri educaționale / episoade web. De asemenea, diverse agenții spațiale întrețin materiale educaționale pentru descărcare pe baza experimentelor și operațiunilor ISS.

Comunicarea educațională și culturală se încadrează, de asemenea, în mandatul ISS. Aceste activități sunt desfășurate cu ajutorul și sprijinul agențiilor spațiale federale participante și care sunt concepute pentru a încuraja educația și pregătirea în carieră în domeniile STEM (Știință, Tehnică, Inginerie, Matematică).

Unul dintre cele mai cunoscute exemple în acest sens sunt videoclipurile educaționale create de Chris Hadfield - astronautul canadian care a servit ca comandant al Expediției 35 la bordul ISS - care a cronicizat activitățile cotidiene ale astronauților ISS. De asemenea, a direcționat o mare atenție asupra activităților ISS, datorită colaborării sale muzicale cu Barenaked Ladies și Wexford Gleeks - intitulată „I.S.S. (Cântă cineva) ”(arătat mai sus).

Videoclipul său, o copertă a „Spațialității spațiale” a lui David Bowie, i-a adus, de asemenea, o aclamare pe scară largă. Alături de atragerea atenției asupra ISS și a operațiunilor sale de echipaj, a fost, de asemenea, un lucru important, deoarece a fost singurul videoclip muzical filmat vreodată în spațiu!

Operațiuni la bordul ISS:

După cum s-a menționat, ISS este facilitat de echipajele rotative și de lansări regulate care transportă livrări, experimente și echipamente către stație. Acestea iau forma atât a vehiculelor echipate cât și a celor neîncărcate, în funcție de natura misiunii. Echipajele sunt transportate în general la bordul navei spațiale Russian Progress, care sunt lansate prin rachete Soyuz din Cosmodromul Baikonur din Kazahstan.

Roscosmos a efectuat un număr total de 60 de călătorii la ISS folosind nave spațiale Progress, în timp ce 40 de lansări separate au fost efectuate cu rachete Soyuz. Aproximativ 35 de zboruri au fost efectuate către stație folosind naveta spațială NASA, acum retrasă, care transporta echipaj, experimente și consumabile. ESA și JAXA au desfășurat ambele 5 misiuni de transfer de marfă, folosind vehiculul de transfer automat (ATV) și, respectiv, vehiculul de transfer H-II (HTV).

În ultimii ani, companii aerospatiale private precum SpaceX și Orbital ATK au fost contractate pentru a furniza misiuni de aprovizionare către ISS, pe care le-au făcut folosind navele spațiale Dragon și Cygnus. Se preconizează că navele suplimentare, precum navele spațiale Crew Dragon ale SpaceX vor asigura transportul echipajului în viitor.

Pe lângă dezvoltarea rachetelor reutilizabile din prima etapă, aceste eforturi sunt efectuate în parte pentru a restabili capacitatea de lansare internă în SUA. Începând cu 2014, tensiunile dintre Rusia și SUA au dus la îngrijorări tot mai mari cu privire la viitorul cooperării ruso-americane cu programe precum ISS.

Activitățile echipajului constau în efectuarea de experimente și cercetări considerate vitale pentru explorarea spațială. Aceste activități sunt programate între 06:00 și 21:30 ore UTC (ora coordonată universală), cu pauze luate pentru micul dejun, prânz, cină și conferințe regulate ale echipajului. Fiecare membru al echipajului are propriile camere (care include un sac de dormit legat), dintre care două sunt amplasate în Zvezda Modul și încă patru instalate în Armonie.

În timpul „nopții”, ferestrele sunt acoperite pentru a da impresia de întuneric. Acest lucru este esențial, deoarece stația experimentează 16 răsărituri și apusuri de soare pe zi. Două perioade de exercițiu de 1 oră fiecare sunt programate în fiecare zi pentru a se asigura că riscurile de atrofie musculară și pierderea osoasă sunt reduse la minimum. Echipamentul de exercițiu include două benzi de alergare, dispozitivul Advanced Resistive Exercise Device (ARED) pentru antrenament simulat în greutate și o bicicletă staționară.

Igiena este menținută datorită jeturilor de apă și a săpunului distribuite din tuburi, precum și șervețele umede, șampon fără rins și pastă de dinți comestibile. Salubrizarea este asigurată de două toalete spațiale - ambele de design rusesc - la bord Zvezda și Liniște Module. Asemănător celor disponibile la naveta spațială, astronauții se fixează pe scaunul de toaletă, iar îndepărtarea deșeurilor se realizează cu un orificiu de aspirație în vid.

Deșeurile lichide sunt transferate în Sistemul de Recuperare a Apelor, unde sunt transformate în apă potabilă (da, astronauții își beau propria urină, după o modă!). Deșeurile solide sunt colectate în pungi individuale care sunt depozitate într-un recipient de aluminiu, care sunt apoi transferate la nava spațială atracată pentru eliminare.

Mâncarea la bordul stației constă în principal din mese uscate congelate în pungi de plastic sigilate cu vid. Produsele din conserve sunt disponibile, dar sunt limitate datorită greutății lor (ceea ce le face mai scumpe de transport). Fructele și legumele proaspete sunt aduse în timpul misiunilor de aprovizionare și se utilizează o gamă largă de condimente și condimente pentru a se asigura că mâncarea este aromată - ceea ce este important, deoarece unul dintre efectele microgravității este un simț al gustului diminuat.

Pentru a preveni vărsarea, băuturile și supele sunt conținute în pachete și consumate cu un paie. Mâncarea solidă se mănâncă cu un cuțit și furculiță, care sunt atașate la o tavă cu magneți pentru a împiedica să plutească, în timp ce băuturile sunt furnizate sub formă de pulbere deshidratată și apoi amestecate cu apă. Orice aliment sau firimituri care plutește trebuie colectate pentru a împiedica înfundarea filtrelor de aer și a altor echipamente.

Pericole:

Viața la bordul stației comportă, de asemenea, un grad ridicat de risc. Acestea apar sub formă de radiații, efectele pe termen lung ale microgravității asupra fizicului uman, efectele psihologice ale stării în spațiu (adică tulburările de stres și somn) și pericolul de coliziune cu resturile spațiale.

În ceea ce privește radiațiile, obiectele din mediul orbitelor de pe Terra joasă sunt parțial protejate de radiațiile solare și razele cosmice de magnetosfera Pământului. Cu toate acestea, fără protecția atmosferei Pământului, astronauții sunt încă expuși la aproximativ 1 milisievert pe zi, ceea ce este echivalentul a ceea ce o persoană pe Pământ este expusă pe parcursul unui an.

Drept urmare, astronauții au un risc mai mare de a dezvolta cancer, suferind ADN și leziuni cromozomiale și diminuarea funcției sistemului imunitar. De aceea, protecția și drogurile de protecție sunt obligatorii la bord, precum și protocoale pentru limitarea expunerii. De exemplu, în timpul activității solare a flăcărilor, echipajele sunt capabile să-și caute adăpost în segmentul orbital rusesc mai puternic protejat al stației.

După cum sa menționat deja, efectele microgravității au un impact asupra țesuturilor musculare și a densității osoase. Potrivit unui studiu din 2001 realizat de Programul de cercetare umană (HRP) al NASA - care a cercetat efectele asupra corpului unui astronaut Scott Kelly după ce a petrecut un an la bord ISS - pierderea densității osoase are o rată de peste 1% pe lună.

În mod similar, un raport al Centrului Spațial Johnson - intitulat „Atrofia musculară” - a declarat că astronauții au o pierdere de 20% din masa musculară la zborurile spațiale care durează doar cinci până la 11 zile. În plus, studii mai recente au indicat că efectele pe termen lung ale stării în spațiu includ, de asemenea, diminuarea funcției organului, scăderea metabolismului și reducerea vederii.

Din această cauză, astronauții fac exerciții fizice în mod regulat pentru a reduce la minimum pierderile musculare și osoase, iar regimul lor nutrițional este conceput pentru a se asigura că acestea sunt substanțele nutritive adecvate pentru a menține funcția organului adecvat. Dincolo de asta, sunt încă cercetate efectele pe termen lung asupra sănătății și strategiile suplimentare de combatere a acestora.

Dar poate cel mai mare pericol apare sub forma orbitei - de asemenea. resturi spațiale. În prezent, există peste 500.000 de bucăți de resturi care sunt urmărite de NASA și alte agenții pe măsură ce orbitează pe Pământ. Se estimează că 20.000 dintre acestea sunt mai mari decât un softball, în timp ce restul sunt cam de mărimea unei pietricele. Cu toate acestea, este probabil să existe multe milioane de bucăți pe orbită, dar majoritatea sunt atât de mici încât nu pot fi urmărite.

Aceste obiecte pot călători cu viteze de până la 28.163 km / h (17.500 mph), în timp ce ISS orbitează Pământul cu o viteză de 27.600 km / h (17.200 mph). Drept urmare, o coliziune cu unul dintre aceste obiecte ar putea fi catastrofal pentru ISS. Stațiile sunt protejate în mod natural pentru a rezista la impacturi de la fragmente minuscule și micro-meteoroizi - iar această ecranare este împărțită între Segmentul Orbital Rus și Segmentul Orbital al SUA.

Pe USOS, ecranarea constă dintr-o foaie subțire de aluminiu care este ținută în afară de coca. Această foaie face ca obiectele să se spargă într-un nor, astfel încât să se disperseze energia cinetică a impactului înainte de a ajunge la coca principală. Pe ROS, ecranarea ia forma unui ecran cu fagure din plastic de carbon, un ecran din fagure din aluminiu și o pânză de sticlă, toate distanțate peste coca.

Scutul ROS este mai puțin probabil să fie perforat, de aceea de ce echipajul se deplasează către ROS de fiecare dată când se prezintă o amenințare mai gravă. Însă, atunci când se confruntă cu posibilitatea unui impact dintr-un obiect mai mare care este urmărit, stația efectuează ceea ce este cunoscut sub numele de manevră de evitare a deșeurilor (DAM). În acest caz, propulsoarele de pe segmentul orbital rusesc au foc pentru a modifica altitudinea orbitală a stației, evitând astfel resturile.

Viitorul ISS:

Având în vedere dependența de cooperarea internațională, în ultimii ani a existat îngrijorare - ca răspuns la tensiunile crescânde între Rusia, Statele Unite și NATO - cu privire la viitorul Stației Spațiale Internaționale. Cu toate acestea, deocamdată, operațiunile la bordul stației sunt sigure, datorită angajamentelor asumate de toți partenerii majori.

În ianuarie 2014, Administrația Obama a anunțat că va extinde finanțarea pentru partea americană a stației până în 2024. Roscosmos a aprobat această extindere, dar a exprimat și aprobarea pentru un plan care ar folosi elemente din segmentul orbital rusesc pentru a construi o nouă stație spațială rusească.

Cunoscută sub denumirea de Ansamblu Pilotat Orbital și Experiment Complex (OPSEK), stația propusă ar servi drept platformă de asamblare pentru navele spațiale echipate care călătoresc pe Lună, Marte și Sistemul Solar exterior. Au fost, de asemenea, anunțuri tentative făcute de oficialii ruși despre un posibil efort de colaborare pentru construirea unui viitor înlocuitor pentru ISS. Cu toate acestea, NASA nu a confirmat încă aceste planuri.

În aprilie 2015, guvernul canadian a aprobat un buget care include finanțarea pentru a asigura participarea CSA la ISS până în 2024. În decembrie 2015, JAXA și NASA și-au anunțat planurile pentru un nou cadru de cooperare pentru Stația Spațială Internațională (ISS), care a inclus Japonia extinderea participării sale până în 2024. În decembrie 2016, ESA s-a angajat, de asemenea, să-și extindă misiunea până în 2024.

ISS reprezintă una dintre cele mai mari eforturi de colaborare și internaționale din istorie, fără a menționa una dintre cele mai mari întreprinderi științifice. Pe lângă faptul că oferă o locație pentru experimente științifice cruciale care nu pot fi realizate aici pe Pământ, se efectuează și cercetări care vor ajuta umanitatea să facă următorii săi mari în spațiu - adică misiunea pe Marte și nu numai!

În plus, a fost o sursă de inspirație pentru nenumăratele milioane care într-o zi visează să intre în spațiu! Cine știe ce mari întreprinderi va permite ISS înainte de a fi dezafectat - cel mai probabil decenii de acum înainte?

Am scris multe articole interesante despre ISS aici la Space Magazine. Aici Stația Spațială Internațională realizează 15 ani de prezență continuă umană în orbită, Ghidul începătorului pentru a vedea stația spațială internațională, ia un trotuar spațial virtual 3-D în afara stației spațiale internaționale, vizualizarea stației spațiale internaționale și imagini ale stației spațiale.

Pentru mai multe informații, consultați Ghidul de referință al NASA la ISS și acest articol despre a zecea aniversare a stației spațiale.

Astronomie Cast are și episoade relevante pe această temă. Iată întrebări: o lună deblocată, energia în găurile negre și orbita stației spațiale și episodul 298: stații spațiale, partea 3 - stația spațială internațională.

surse: