ČO JE TO MEDZINáRODNá VESMíRNA STANICA?

Send

Po historických misiách Apolla, ktoré videli ľudí prvýkrát v histórii vstúpiť na iné nebeské teleso, sa NASA a Ruská vesmírna agentúra (Roscosmos) začali presúvať svoje priority z priekopníckeho prieskumu vesmíru a začali sa zameriavať na dlhodobý rozvoj. schopnosti vo vesmíre. V nasledujúcich desaťročiach (od sedemdesiatych do deväťdesiatych rokov) začali obe agentúry budovať a umiestňovať vesmírne stanice, z ktorých každá bola väčšia a zložitejšia ako posledná.

Najnovším a najväčším z nich je Medzinárodná vesmírna stanica (ISS), vedecké zariadenie, ktoré sídli na nízkoobehovej obežnej dráhe okolo našej planéty. Táto vesmírna stanica je najväčším a najmodernejším výskumným zariadením na obežnej dráhe, aké kedy bola postavená, a je taká veľká, že ju možno vidieť iba voľným okom. Ústredným bodom jej poslania je myšlienka posilnenia medzinárodnej spolupráce v záujme rozvoja vedy a výskumu vesmíru.

Pôvod:

Plánovanie ISS sa začalo v osemdesiatych rokoch a bolo čiastočne založené na úspechoch ruskej vesmírnej stanice Mir, Skylab a programu Space Shuttle. Dúfalo sa, že táto stanica umožní budúce využitie obežnej dráhy nízkej Zeme a jej zdrojov a bude slúžiť ako prechodná základňa pre obnovené výskumné úsilie na Mesiac, misiu na Mars a ďalej.

V máji 1982 zriadila NASA pracovnú skupinu pre vesmírnu stanicu, ktorá bola poverená vytvorením koncepčného rámca pre takúto vesmírnu stanicu. Nakoniec, plán ISS, ktorý sa objavil, bol vyvrcholením niekoľkých rôznych plánov pre vesmírnu stanicu - medzi ktoré patrili aj NASA sloboda a Sovietov Mir-2 koncepcie, ako aj japonskéKibo laboratórium a Európskej vesmírnej agentúry Columbus laboratórium.

sloboda Koncepcia vyzvala na nasadenie modulárnej vesmírnej stanice na obežnú dráhu, kde by slúžila ako náprotivok Sovietov Salyut a Mir vesmírne stanice. V tom istom roku sa NASA obrátila na Japonskú leteckú a vesmírnu agentúru (JAXA), aby sa zapojila do programu vytvorením Kibo, známy tiež ako japonský experimentálny modul.

Kanadská vesmírna agentúra bola oslovená podobne v roku 1982 a bola požiadaná, aby stanici poskytla robotickú podporu. Vďaka úspechu Canadarm, ktorý bol neoddeliteľnou súčasťou programu Space Shuttle, sa CSA dohodla na vývoji robotických komponentov, ktoré by pomáhali pri dokovaní, vykonávali údržbu a pomáhali kozmonautom s kozmickými chodníkmi.

V roku 1984 bola ESA vyzvaná, aby sa zúčastnila na výstavbe stanice s vytvorením Columbus laboratórium - výskumné a experimentálne laboratórium špecializujúce sa na vedu o materiáloch. Konštrukcia oboch Kibo a Columbus boli schválené v roku 1985. Ako najambicióznejší vesmírny program v histórii ktorejkoľvek agentúry sa vývoj týchto laboratórií považoval za stredobod Európy a vznikajúce vesmírne kapacity Japonska.

V roku 1993 americký viceprezident Al Gore a ruský premiér Viktor Chernomyrdin oznámili, že budú združovať zdroje určené na vytvorenie sloboda a Mir-2, Namiesto dvoch samostatných vesmírnych staníc by programy spolupracovali na vytvorení jedinej vesmírnej stanice, ktorá sa neskôr volala Medzinárodná vesmírna stanica.

Konštrukcia:

Stavba ISS sa umožnila s podporou viacerých federálnych vesmírnych agentúr, medzi ktoré patrili agentúry NASA, Roscosmos, JAXA, CSA a členovia ESA - konkrétne Belgicko, Dánsko, Francúzsko, Španielsko, Taliansko, Nemecko, Holandsko, Nórsko. , Švajčiarsko a Švédsko. K úsiliu o výstavbu prispela aj Brazílska vesmírna agentúra (AEB).

Orbitálna výstavba vesmírnej stanice sa začala v roku 1998 po tom, čo zúčastnené krajiny podpísali Medzivládnu dohodu o vesmírnej stanici (IGA), ktorá vytvorila právny rámec, ktorý zdôrazňuje spoluprácu založenú na medzinárodnom práve. Zúčastnené vesmírne agentúry tiež podpísali Štyri memorandá o porozumení (MoU), v ktorých boli stanovené ich povinnosti pri navrhovaní, vývoji a používaní stanice.

Proces montáže sa začal v roku 1998 nasadením ‘Zarya ' („Ruský východ slnka“) alebo funkčný blok nákladu. Tento modul, ktorý postavili Rusi s financiami z USA, bol navrhnutý tak, aby poskytoval počiatočný pohon a výkon stanice. Tlakový modul, ktorý vážil viac ako 19 300 kg (42 600 libier) - bol spustený na palubu ruskej protónovej rakety v novembri 1998.

4. decembra, druhá zložka - , Jednota ' Uzol - bol umiestnený na obežnú dráhu pomocou raketoplánu usilovať (STS-88), spolu s dvoma párovanými adaptérmi pod tlakom. Tento uzol bol jedným z troch - harmónia a Pokoj ako ďalšie dve - to by vytvorilo hlavný trup ISS. V nedeľu, 6. decembra, to bolo pripustené Zarya posádkou STS-88 vo vnútri nákladného priestoru raketoplánu.

Ďalšie splátky prišli v roku 2000 s nasadením Zvezda Servisný modul (prvý obytný modul) a viacnásobné zásobovacie misie vykonávané raketoplánom atlantis, Raketoplán objav (STS-92) v októbri dodala staniciam aj tretie prispôsobené párovanie a anténu v pásme Ku. Do konca mesiaca bola na palubu rakety Sojuz vypustená prvá posádka expedície, ktorá dorazila 2. novembra.

V roku 2001 , Destiny ' Laboratórny modul a , Pirs ' Bola dodaná dokovacia komora. Modulárne stojany, ktoré sú súčasťou osud boli dodávané aj pomocou viacúčelových logistických modulov Raffaello (MPLM) na palube vesmírnej raketoplánu usilovaťa nasadiť pomocou robotického ramena Canadarm2. V roku 2002 boli dodané ďalšie stojany, krovové segmenty, solárne polia a systém mobilnej základne pre mobilný servisný systém stanice.

V roku 2007 Európska únia harmónia bol nainštalovaný modul, ktorý umožnil pridanie laboratórií Columbus a Kibo - obe boli pridané v roku 2008. V rokoch 2009 až 2011 bola výstavba dokončená pridaním ruského modulu Mini-Research-1 a -2 (MRM1 a MRM2), 'Pokoj' Uzol, modul na pozorovanie kupoly, Leonardo Permanentný viacúčelový modul a technologická sada Robonaut 2.

Až do roku 2016, keď spoločnosť Bigelow Aersopace nainštalovala svoj experimentálny modul rozširujúcej aktivity Bigelow (BEAM), neboli pridané žiadne ďalšie moduly ani komponenty. Všetci povedali, stavba vesmírnej stanice trvala 13 rokov, odhadom 100 miliárd dolárov. Vyžadovalo viac ako 100 vypustení rakiet a raketoplánov a 160 vesmírnych chodníkov.

K dátumu tohto článku je stanica nepretržite obsadená po dobu 16 rokov a 74 dní od príchodu Expedície 1 2. novembra 2000. Je to najdlhšia nepretržitá prítomnosť človeka na nízkej obežnej dráhe Zeme, ktorá prekonala Mirovu záznam z 9 rokov a 357 dní.

Účel a ciele:

Hlavným cieľom ISS je štvoraký účel: vykonávanie vedeckého výskumu, podpora výskumu vesmíru, uľahčovanie vzdelávania a informovania a podpora medzinárodnej spolupráce. Tieto ciele podporuje NASA, Ruská federálna kozmická agentúra (Roscomos), Japonská agentúra pre výskum vesmíru (JAXA), Kanadská vesmírna agentúra (CSA) a Európska vesmírna agentúra (ESA) s ďalšou podporou iných krajín a inštitúcií. ,

Pokiaľ ide o vedecký výskum, ISS poskytuje jedinečné prostredie na vykonávanie experimentov v podmienkach mikrogravitácie. Zatiaľ čo kozmická loď s posádkou poskytuje obmedzenú platformu, ktorá je nasadená do vesmíru iba na obmedzený čas, ISS umožňuje dlhodobé štúdie, ktoré môžu trvať roky (alebo dokonca desaťročia).

Na palube ISS sa realizuje veľa rôznych a nepretržitých projektov, ktoré sú možné vďaka podpore posádky šiestich astronautov na plný úväzok a kontinuity navštevujúcich vozidiel (čo tiež umožňuje striedanie zásob a striedanie posádky). Vedci na Zemi majú prístup k svojim údajom a sú schopní komunikovať s vedeckými tímami prostredníctvom niekoľkých kanálov.

Mnohé oblasti výskumu vykonávané na palube ISS zahŕňajú astrobiológiu, astronómiu, výskum ľudí, biologické vedy, fyzikálne vedy, vesmírne počasie a meteorológiu. V prípade kozmického počasia a meteorológie je ISS v jedinečnej pozícii na štúdium týchto javov, pretože je v LEO. Tu má krátke orbitálne obdobie, vďaka čomu môže byť svedkom počasia na celom svete mnohokrát za jediný deň.

Je tiež vystavená veciam, ako sú kozmické lúče, slnečný vietor, nabité subatomárne častice a ďalšie javy, ktoré charakterizujú vesmírne prostredie. Lekársky výskum na palube ISS sa do značnej miery zameriava na dlhodobé účinky mikrogravitácie na živé organizmy - najmä na účinky na hustotu kostí, degeneráciu svalov a funkciu orgánov - čo je vlastné dlhodobým misiám na prieskum vesmíru.

ISS tiež vykonáva výskum, ktorý je prospešný pre systémy prieskumu vesmíru. Jeho umiestnenie v LEO umožňuje aj testovanie systémov kozmických lodí, ktoré sú potrebné pre misie na veľké vzdialenosti. Poskytuje tiež prostredie, v ktorom môžu astronauti získať životne dôležité skúsenosti z hľadiska prevádzky, údržby a opráv, ktoré sú rovnako dôležité pre dlhodobé misie (napríklad misia na Mesiac a Mars).

ISS poskytuje príležitosti na vzdelávanie aj vďaka účasti na experimentoch, kde sú študenti schopní navrhovať experimenty a sledovať, ako ich vykonávajú posádky ISS. Astronómovia ISS sú tiež schopní zapojiť učebne prostredníctvom video spojenia, rádiovej komunikácie, e-mailu a vzdelávacích videí / webových epizód. Rôzne vesmírne agentúry tiež udržiavajú vzdelávacie materiály na stiahnutie na základe experimentov a operácií ISS.

Vzdelávací a kultúrny dosah tiež spadá do mandátu ISS. Tieto činnosti sa vykonávajú s pomocou a podporou zúčastnených federálnych vesmírnych agentúr a sú navrhnuté tak, aby podporovali vzdelávanie a profesijné vzdelávanie v odboroch STEM (vedecké, technické, inžinierske, matematické).

Jedným z najznámejších príkladov sú vzdelávacie videá vytvorené kanadským astronautom Chrisom Hadfieldom, ktorý slúžil ako veliteľ Expedície 35 na palube ISS, ktoré zaznamenáva každodenné činnosti astronautov ISS. Veľkú pozornosť venoval aj činnostiam ISS vďaka svojej hudobnej spolupráci s Barenaked Ladies a Wexford Gleeks - s názvom „I.S.S. (Je niekto spieva) “(zobrazené vyššie).

Jeho video, obálka Davida Bowieho „Space Oddity“, mu tiež prinieslo uznanie. Spolu s tým, že pritiahli ďalšiu pozornosť na ISS a prevádzku posádky, bolo to tiež hlavné predstavenie, pretože to bolo jediné hudobné video, ktoré sa kedy natáčalo vo vesmíre!

Operácie na palube ISS:

Ako už bolo uvedené, ISS sú podporované rotujúcimi posádkami a pravidelnými štartmi, ktoré prepravujú zásoby, experimenty a vybavenie na stanicu. Tieto majú podobu posádkových aj nevedených vozidiel v závislosti od charakteru misie. Posádky sa zvyčajne prepravujú na palube ruskej kozmickej lode Progress, ktorá sa spúšťa raketami Sojuz z kozmodrómu Baikonur v Kazachstane.

Roscosmos uskutočnil celkom 60 ciest do ISS pomocou kozmickej lode Progress, zatiaľ čo 40 samostatných nosných rakiet sa uskutočnilo pomocou rakiet Sojuz. Približne 35 letov sa uskutočnilo na stanici aj pomocou vesmírnych raketoplánov NASA, ktoré prepravovali posádku, experimenty a zásoby. ESA a JAXA uskutočnili 5 misií na prepravu nákladu pomocou automatizovaného prevodového vozidla (ATV) a prevodového vozidla H-II (HTV).

V posledných rokoch boli súkromné letecké spoločnosti, ako sú SpaceX a Orbital ATK, zmluvne zaviazané poskytovať misie ISS s dodávkami, ktoré uskutočnili pomocou svojich kozmických lodí Dragon a Cygnus. Očakáva sa, že ďalšie lode, ako napríklad kozmická loď Crew Dragon spoločnosti SpaceX, v budúcnosti zabezpečia prepravu posádky.

Popri vývoji opakovane použiteľných rakiet prvej etapy sa tieto snahy čiastočne usilujú o obnovenie domácej štartovacej schopnosti USA. Od roku 2014 vedie napätie medzi Ruskom a USA k rastúcim obavám o budúcnosť rusko-americkej spolupráce s programami, ako je ISS.

Činnosti posádky pozostávajú z vykonávania experimentov a výskumu, ktorý sa považuje za životne dôležitý pre prieskum vesmíru. Tieto činnosti sú naplánované na 6:00 až 21:30 hodín UTC (univerzálny koordinovaný čas), pričom prestávky sa berú na raňajky, obedy, večere a pravidelné konferencie posádok. Každý člen posádky má svoje vlastné kajuty (ktoré zahŕňajú uviazaný spacák), z ktorých dve sú umiestnené v KÚ Zvezda Modul a ďalšie štyri nainštalované v systéme Windows 7 harmónia.

Počas „nočných hodín“ sú okná zakryté, aby pôsobili dojmom tmy. Je to nevyhnutné, pretože stanica denne prežíva 16 východov slnka a západy slnka. Každý deň sú naplánované dve cvičebné periódy po 1 hodine, aby sa minimalizovalo riziko atrofie svalov a úbytku kostnej hmoty. Cvičebné vybavenie obsahuje dva bežecké trenažéry, Advanced Resistive Exercise Device (ARED) na simulovaný silový tréning a stacionárne bicykel.

Hygiena je udržiavaná vďaka prúdom vody a mydlu vydávanému z trubíc, ako aj mokrým utierkam, šampónom bez oplachovania a jedlej zubnej paste. Sanitáciu zabezpečujú dve toalety - ruský dizajn - na palube Zvezda a Pokoj Moduly. Podobne ako to bolo na palube raketoplánu, astronauti sa pripájajú na toaletné sedadlo a odstraňovanie odpadu sa uskutočňuje pomocou vákuového sacieho otvoru.

Kvapalný odpad sa prenáša do systému na regeneráciu vody, kde sa premieňa späť na pitnú vodu (áno, astronauti pijú svoj vlastný moč po móde!). Pevný odpad sa zhromažďuje v jednotlivých vreckách, ktoré sa skladujú v hliníkových nádobách, ktoré sa potom prenášajú do ukotvenej kozmickej lode na zneškodnenie.

Potraviny na palube stanice pozostávajú hlavne z lyofilizovaných jedál vo vákuovo utesnených plastových vreckách. Potraviny v konzervách sú k dispozícii, ale sú obmedzené z dôvodu ich hmotnosti (čo zvyšuje ich nákladnosť pri preprave). Čerstvé ovocie a zelenina sa privádzajú počas zásobovacích misií a používa sa veľké množstvo korenín a korenín na zabezpečenie chuti potravín - čo je dôležité, pretože jedným z účinkov mikrogravitácie je znížený pocit chuti.

Aby sa predišlo rozliatiu, nápoje a polievky sú balené v balení a konzumované so slamkou. Tuhé jedlo sa konzumuje nožom a vidličkou, ktoré sú pripevnené na podnose s magnetmi, aby sa zabránilo ich vznášaniu, zatiaľ čo nápoje sa dodávajú vo forme sušeného prášku a potom sa zmiešajú s vodou. Akékoľvek jedlo alebo drobky, ktoré plávajú preč, sa musia zbierať, aby sa zabránilo upchatiu vzduchových filtrov a iného zariadenia.

Nebezpečnosť:

Život na palube stanice tiež so sebou nesie vysoké riziko. Prichádzajú vo forme žiarenia, dlhodobých účinkov mikrogravitácie na ľudskú postavu, psychologických účinkov bytia vo vesmíre (t. J. Porúch stresu a spánku) a nebezpečenstva zrážky s vesmírnymi úlomkami.

Z hľadiska žiarenia sú objekty v prostredí nízkej zemskej obežnej dráhy čiastočne chránené pred slnečným žiarením a kozmickými lúčmi prostredníctvom magnetosféry Zeme. Bez ochrany zemskej atmosféry sú však astronauti stále vystavení asi 1 miliónkrát denne, čo je ekvivalent toho, čomu je osoba na Zemi vystavená v priebehu jedného roka.

Výsledkom je, že astronauti majú vyššie riziko rozvoja rakoviny, poškodenia DNA a chromozómov a zníženú funkciu imunitného systému. Preto na palube stanice musia byť ochranné tienenie a drogy, ako aj protokoly na obmedzenie vystavenia. Napríklad počas činnosti slnečného erupcie môžu posádky hľadať útočisko v silne tienenom ruskom okružnom segmente stanice.

Ako už bolo uvedené, účinky mikrogravitácie si tiež vyberajú daň na svalové tkanivá a hustotu kostí. Podľa štúdie z roku 2001 uskutočnenej v rámci programu Human Research Programme (HRP) agentúry NASA, ktorý skúmal účinky na telo astronauta Scott Kelly po tom, čo strávil rok na palube ISS, dochádza k strate kostnej hmoty rýchlosťou viac ako 1% mesačne.

Podobne správa spoločnosti Johnson Space Center s názvom „Svalová atrofia“ - uviedla, že astronauti zažívajú až 20% stratu svalovej hmoty na vesmírnych letoch trvajúcich iba päť až 11 dní. Okrem toho novšie štúdie naznačili, že dlhodobé účinky bytia vo vesmíre zahŕňajú aj zníženú funkciu orgánov, znížený metabolizmus a znížený zrak.

Z tohto dôvodu astronauti pravidelne cvičia s cieľom minimalizovať stratu svalov a kostí a ich výživový režim je navrhnutý tak, aby sa zabezpečilo, že sú vhodné výživné látky na udržanie správnej funkcie orgánov. Okrem toho sa stále skúmajú dlhodobé účinky na zdravie a ďalšie stratégie na boj proti nim.

Ale asi najväčšie nebezpečenstvo prichádza vo forme obiehajúcich nezmyslov. vesmírne trosky. V súčasnosti je na obežnej dráhe Zeme viac ako 500 000 kusov odpadu, ktoré sleduje NASA a ďalšie agentúry. Odhaduje sa, že 20 000 z nich je väčších ako softbal, zatiaľ čo zvyšok je asi kamienok. Všetci hovoria, že na obežnej dráhe bude pravdepodobne veľa miliónov úlomkov, ale väčšina je taká malá, že ich nemožno sledovať.

Tieto objekty môžu cestovať rýchlosťou až 28,163 km / h (17 500 mph), zatiaľ čo ISS obieha okolo Zeme rýchlosťou 27 600 km / h (17 200 mph). V dôsledku toho by kolízia s jedným z týchto objektov mohla byť pre ISS katastrofická. Stanice sú prirodzene tienené, aby odolali nárazom drobných kúskov úlomkov a mikro-meteoroidov - a toto tienenie je rozdelené medzi ruský orbitálny segment a americký orbitálny segment.

Na USOS je tienenie tvorené tenkým hliníkovým plechom, ktorý je držaný oddelene od trupu. Tento list spôsobuje, že sa objekty rozbijú na oblak, čím rozptyľujú kinetickú energiu nárazu predtým, ako dosiahne hlavný trup. Na ROS má tienenie formu voštinového sita z plastu z uhlíkového plastu, voštinového sita z hliníka a sklenenej tkaniny, ktoré sú rozmiestnené po celom trupe.

Tienenie ROS bude pravdepodobne prepichnuté, a preto sa posádka presunie do ROS vždy, keď sa objaví vážnejšia hrozba. Keď však bude čeliť možnosti nárazu z väčšieho sledovaného objektu, stanica vykoná to, čo je známe ako manéver vyhýbania sa sutiny (Dris). V takomto prípade rakety z ruského okružného segmentu strieľajú, aby zmenili orbitálnu nadmorskú výšku stanice, čím sa vyhnú úlomkom.

Budúcnosť ISS:

Vzhľadom na to, že sa spolieha na medzinárodnú spoluprácu, v posledných rokoch vznikli obavy - v reakcii na rastúce napätie medzi Ruskom, Spojenými štátmi a NATO - budúcnosť Medzinárodnej vesmírnej stanice. Avšak zatiaľ sú operácie na palube stanice bezpečné vďaka záväzkom všetkých hlavných partnerov.

V januári 2014 Obamova administratíva oznámila, že rozšíri financovanie americkej časti stanice do roku 2024. Roscosmos toto predĺženie schválil, vyslovil však súhlas s plánom, ktorý by na výstavbu použil prvky ruského okružného segmentu. nová ruská vesmírna stanica.

Navrhovaná stanica, známa ako komplex orbitálneho pilotného zhromaždenia a experimentu (OPSEK), bude slúžiť ako platforma pre montáž kozmických lodí s posádkou, ktoré cestujú na Mesiac, Mars a vonkajšiu slnečnú sústavu. Ruskí predstavitelia tiež informovali o možnom úsilí o spoluprácu pri budovaní budúcej náhrady za ISS. NASA však tieto plány ešte musí potvrdiť.

V apríli 2015 kanadská vláda schválila rozpočet, ktorý zahŕňal financovanie na zabezpečenie účasti CSA s ISS do roku 2024. V decembri 2015 JAXA a NASA oznámili svoje plány nového rámca spolupráce pre Medzinárodnú vesmírnu stanicu (ISS), medzi ktoré patrí aj predĺženie účasti Japonska do roku 2024. Od decembra 2016 sa ESA zaviazala rozšíriť svoju misiu aj do roku 2024.

ISS predstavuje jedno z najväčších kolaboratívnych a medzinárodných snáh v histórii, nehovoriac o jednom z najväčších vedeckých záväzkov. Okrem toho, že poskytuje miesto pre zásadné vedecké experimenty, ktoré tu nemožno vykonať na Zemi, vedie aj výskum, ktorý pomôže ľudstvu urobiť ďalšie veľké skoky vo vesmíre - t. J. Misiu na Mars a ďalej!

Navyše to bol zdroj inšpirácie pre nespočetné milióny ľudí, ktorí jedného dňa snívajú o vesmíre! Kto vie, aké veľké záväzky bude ISS akceptovať pred tým, ako bude definitívne vyradený z prevádzky - najpravdepodobnejšie desaťročia odteraz?

Napísali sme veľa zaujímavých článkov o ISS tu v časopise Space Magazine. Táto medzinárodná vesmírna stanica dosahuje 15 rokov nepretržitej ľudskej prítomnosti na obežnej dráhe, Sprievodca pre začiatočníkov k Medzinárodnej vesmírnej stanici, virtuálny trojrozmerný vesmírny chodník mimo medzinárodnej vesmírnej stanice, prehliadanie medzinárodných vesmírnych staníc a obrázky vesmírnych staníc.

Viac informácií nájdete v Referenčnej príručke NASA k ISS a v tomto článku o 10. výročí vesmírnej stanice.

Astronomy Cast má tiež na túto tému relevantné epizódy. Tu sú otázky: Odomknutý mesiac, energia do čiernych dier a obežná dráha vesmírnej stanice a epizóda 298: Vesmírne stanice, 3. časť - Medzinárodná vesmírna stanica.

zdroj: