ŠTO JE MEĐUNARODNA SVEMIRSKA STANICA?

Send

Nakon povijesnih misija Apolona, u kojima su ljudi prvi put u povijesti ljudi zakoračili na drugo nebesko tijelo, NASA i Ruska svemirska agencija (Roscosmos) počeli su preusmjeravati svoje prioritete od pionirskog istraživanja svemira i počeli su se fokusirati na dugoročno razvijanje sposobnosti u svemiru. U sljedećim desetljećima (od 1970-ih do 1990-ih) obje su agencije počele graditi i raspoređivati svemirske stanice, svaka veća i složenija od posljednje.

Najnovija i najveća od njih je Međunarodna svemirska stanica (ISS), znanstvena ustanova koja boravi u orbiti niske Zemlje oko našeg planeta. Ova svemirska stanica najveće je i najsofisticiranije istraživanje u orbiti, ikad izgrađeno, i toliko je velika da se može vidjeti golim okom. Centralna njegova misija je ideja poticanja međunarodne suradnje u svrhu unapređenja znanosti i svemira.

Podrijetlo:

Planiranje ISS-a počelo je 1980-ih i dijelom se temeljilo na uspjesima ruske svemirske stanice Mir, NASA-inog Skylaba i svemirskog šatla. Ova stanica, nadala se, omogućit će buduće korištenje orbite niske Zemlje i njezinih resursa i poslužiti kao posredna baza za nova istraživanja na Mjesecu, misiji na Mars i šire.

U svibnju 1982. NASA je osnovala radnu skupinu Svemirske stanice koja je bila zadužena za stvaranje konceptualnog okvira za takvu svemirsku stanicu. Na kraju, ISS plan koji se pojavio bio je kulminacija nekoliko različitih planova za svemirsku stanicu - koji su uključivali NASA-e Sloboda i sovjetske Mir-2 pojmova, kao i japanskeKibo laboratorija i europska svemirska agencija Kolumbo laboratorija.

Sloboda Koncept je zahtijevao da se modularna svemirska stanica postavi u orbitu, gdje bi ona služila kao protuvrijednost Sovjetskom Salyut i Mir svemirske stanice. Iste godine NASA se obratila japanskoj Agenciji za zrakoplovne i istraživačke radove (JAXA) kako bi sudjelovala u programu kreiranjem Kibo, poznat i kao japanski eksperimentalni modul.

Kanadskoj svemirskoj agenciji slično se obratio 1982. godine i od njega se tražilo da pruži robotsku podršku stanici. Zahvaljujući uspjehu Canadarma, koji je bio sastavni dio Programa svemirskog šatla, CSA je pristao razviti robotske komponente koje će pomoći pri pristajanju, izvođenju održavanja i astronautima u svemirskim putovima.

Godine 1984. ESA je pozvana da sudjeluje u izgradnji stanice sa stvaranjem Kolumbo laboratorij - istraživački i eksperimentalni laboratorij specijaliziran za znanosti o materijalima. Izgradnja oboje Kibo i Kolumbo odobreni su 1985. Kao najambiciozniji svemirski program u povijesti bilo koje agencije, razvoj ovih laboratorija smatran je središnjim dijelom svemirske sposobnosti Europe i Japana.

Godine 1993. američki potpredsjednik Al Gore i ruski premijer Viktor Chernomyrdin najavili su da će okupljati resurse namijenjene stvaranju Sloboda i Mir-2, Umjesto dvije odvojene svemirske stanice, programi bi surađivali u stvaranju jedne svemirske stanice - koja je kasnije nazvana Međunarodna svemirska stanica.

Izgradnja:

Izgradnja ISS-a omogućena je uz podršku više saveznih svemirskih agencija, uključujući NASA, Roscosmos, JAXA, CSA i članove ESA - posebno Belgije, Danske, Francuske, Španjolske, Italije, Njemačke, Nizozemske, Norveške , Švicarskoj i Švedskoj. Brazilska svemirska agencija (AEB) također je pridonijela naporima u izgradnji.

Orbitalna izgradnja svemirske stanice započela je 1998. godine nakon što su države sudionice potpisale Međuvladin sporazum o svemirskoj stanici (IGA), kojim je uspostavljen pravni okvir koji je naglasio suradnju na temelju međunarodnog prava. Svemirske agencije koje su sudjelovale potpisale su i četiri memoranduma o razumijevanju (MU), koji su utvrdili njihove odgovornosti u dizajnu, razvoju i uporabi stanice.

Postupak montaže počeo je 1998. primjenom 'Zarya” („Sunrise“ na ruskom) upravljački modul ili funkcionalni blok tereta. Izgradili su ga Rusi uz financiranje od SAD-a, ovaj modul je dizajniran za pružanje početnog pokretanja i snage stanice. Modul pod pritiskom - težak preko 19.300 kg (42.600 funti) - lansiran je u rusku raketu Proton u studenom 1998. godine.

4. prosinca druga komponenta - the 'Jedinstvo' Čvor - Svemirski šatl je ušao u orbitu Nastojati (STS-88), zajedno s dva adaptera za parenje pod tlakom. Ovaj čvor bio je jedan od tri - Sklad i Mir druga dva - koja bi tvorila glavni trup ISS-a. U nedjelju, 6. prosinca, pario se s Zarya od strane posade STS-88 u koritu za teret broda.

Sljedeći obrok uslijedio je 2000. godine, s uvođenjem Zvezda Servisni modul (prvi modul stanovanja) i više opskrbnih misija koje provodi Space Shuttle Atlantida, Svemirski šatl Otkriće (STS-92) je također u listopadu isporučio stanicama treće spajanje pod tlakom i Ku-antensku antenu. Krajem mjeseca, prva posada Ekspedicije lansirana je na raketu Soyuz, koja je stigla 2. studenog.

2001. godine 'Sudbina' Laboratorijski modul i „PIRs” Pripremni pretinac je isporučen. Modularni nosači koji su dio Sudbina također su isporučeni pomoću višenamjenskih logističkih modula Raffaello (MPLM) na brodu Space Shuttle Nastojati, i postavite na mjesto pomoću robotske ruke Canadarm2. 2002. godine isporučeni su dodatni nosači, segmenti potpornja, solarni nizi i sustav mobilne baze za sustav mobilnog servisa stanice.

2007. godine europska Sklad instaliran je modul koji je omogućio dodavanje laboratorija Columbus i Kibo - oba su dodana u 2008. Između 2009. i 2011., izgradnja je dovršena dodavanjem ruskog Mini-istraživačkog modula-1 i -2 (MRM1 i MRM2), the 'Mir' Čvor, Kupola posmatrački modul, Leonardo Stalni višenamjenski modul i paket Robonaut 2 tehnologije.

Nisu dodani dodatni moduli ili komponente do 2016., kada je Bigelow Aersopace instalirao svoj eksperimentalni Bigelow Proširivi modul aktivnosti (BEAM). Sve u svemu, trebalo je 13 godina za izgradnju svemirske stanice, procijenjene na 100 milijardi dolara, i bilo je potrebno više od 100 lansiranja raketa i svemirskog šatla, te 160 svemirskih plovidbi.

Dok je pisao ovaj članak, stanica je neprekidno zauzeta u periodu od 16 godina i 74 dana od dolaska Ekspedicije 1, 2. studenoga 2000. Ovo je najduže kontinuirano ljudsko prisustvo u niskoj zemaljskoj orbiti, nadmašivši Mirjevu rekord od 9 godina i 357 dana.

Svrha i ciljevi:

Glavna je svrha ISS-a četverostruka: provođenje znanstvenih istraživanja, unapređivanje istraživanja svemira, olakšavanje obrazovanja i dostignuća i jačanje međunarodne suradnje. Te ciljeve podržavaju NASA, Ruska Federalna svemirska agencija (Roscomos), Japanska agencija za zrakoplovna istraživanja (JAXA), Kanadska svemirska agencija (CSA) i Europska svemirska agencija (ESA), uz dodatnu podršku drugih nacija i institucija ,

Što se tiče znanstvenih istraživanja, ISS pruža jedinstveno okruženje za provođenje eksperimenata u uvjetima mikrogravitacije. Dok svemirski brodovi s posadom pružaju ograničenu platformu koja je u svemir raspoređena samo ograničeno vrijeme, ISS omogućava dugotrajne studije koje mogu trajati godinama (ili čak desetljećima).

Na ISS-u se provodi mnogo različitih i kontinuiranih projekata, koji su omogućeni uz podršku punokrvne posade šest astronauta i kontinuitet obilaska vozila (što također omogućava obnavljanje i rotaciju posade). Znanstvenici na Zemlji imaju pristup svojim podacima i sposobni su komunicirati s znanstvenim timovima kroz više kanala.

Mnoga područja istraživanja provedena na ISS-u uključuju astrobiologiju, astronomiju, istraživanje o ljudima, znanosti o životu, fizičke znanosti, svemirsko vrijeme i meteorologiju. U slučaju svemirskog vremena i meteorologije, ISS je u jedinstvenom položaju za proučavanje ovih pojava, jer je položaj u LEO. Ovdje ima kratko orbitalno razdoblje, što mu omogućava da svjedoči vremenu diljem svijeta mnogo puta u jednom danu.

Također je izložena stvarima poput kozmičkih zraka, solarnog vjetra, nabijenih subatomskih čestica i drugih pojava koje karakteriziraju svemirsko okruženje. Medicinska istraživanja na ISS-u uglavnom su usredotočena na dugoročne učinke mikrogravitacije na žive organizme - posebno na njezine učinke na gustoću kostiju, degeneraciju mišića i funkciju organa - što je svojstveno dugoročnim misijama svemira.

ISS također provodi istraživanja koja su korisna sustavima istraživanja svemira. Lokacija u LEO-u omogućuje i testiranje sustava svemirskih letjelica koji su potrebni za dugotrajne misije. Također pruža okruženje u kojem astronauti mogu steći životno iskustvo u pogledu operacija, usluga održavanja i popravka - koji su podjednako ključni za dugoročne misije (poput misije na Mjesec i Mars).

ISS također pruža mogućnosti obrazovanja zahvaljujući sudjelovanju u eksperimentima, gdje studenti mogu dizajnirati eksperimente i gledati kako ih ISS posade izvode. ISS astronauti također su u mogućnosti angažirati učionice putem video veze, radio komunikacije, e-pošte i obrazovnih videozapisa / web epizoda. Različite svemirske agencije također održavaju edukativne materijale za preuzimanje temeljene na ISS eksperimentima i operacijama.

Obrazovna i kulturna dostignuća također spadaju u mandat ISS-a. Te se aktivnosti provode uz pomoć i potporu saveznih svemirskih agencija koje su namijenjene poticanju obrazovanja i usavršavanja u područjima STEM (Znanost, Tehnika, Inženjering, Matematika).

Jedan od najpoznatijih primjera toga su obrazovni videozapisi koje je stvorio Chris Hadfield - kanadski astronaut koji je služio kao zapovjednik ekspedicije 35 na brodu ISS - a koji su kronizirali svakodnevne aktivnosti astronauta ISS-a. Također je usmjerio veliku pažnju na aktivnosti ISS-a zahvaljujući glazbenoj suradnji s Barenaked Ladies i Wexford Gleeks - pod nazivom "I.S.S. (Pjeva li netko) ”(prikazano gore).

Njegov video, naslovnica Davida Bowieja "Svemirska neobičnost", također mu je stekla priznanje. Uz privlačenje dodatne pozornosti na ISS-u i njegovim operacijama, to je također bio veliki podvig budući da je to jedini glazbeni video koji je ikada snimljen u svemiru!

Operacije na brodu ISS:

Kao što je napomenuto, ISS je omogućen okretnim posadama i redovitim lansiranjima koja transportiraju zalihe, eksperimente i opremu do stanice. Oni su u obliku posade i bez posade, ovisno o prirodi misije. Posade se obično prevoze na ruskom svemirskom brodu Progress, koji se lansiraju preko raketa Soyuz iz kosmodroma Baikonur u Kazahstanu.

Roscosmos je izvršio ukupno 60 putovanja na ISS pomoću svemirske letjelice Progress, dok je 40 zasebnih lansiranja provedeno pomoću raketa Soyuz. Oko 35 letova obavljeno je i do kolodvora pomoću umirovljenih NASA Space Shuttlesa koji su prevozili posadu, eksperimente i zalihe. ESA i JAXA oba su izvršili 5 misija prijenosa tereta, koristeći Automatizirano prijenosno vozilo (ATV) i H-II prijenosno vozilo (HTV).

U posljednjih nekoliko godina, privatne zrakoplovne tvrtke poput SpaceX-a i Orbital ATK-a ugovorene su za pružanje dodatnih misija na ISS-u, što su učinile pomoću svojih svemirskih letjelica Dragon i Cygnus. Očekuje se da će dodatni brodovi, poput SpaceX-ove letjelice Crew Dragon, osigurati prijevoz posade u budućnosti.

Uporedo s razvojem raketa prvog stupnja za višekratnu uporabu, ti se napori dijelom provode kako bi se SAD-u vratila domaća sposobnost lansiranja. Od 2014. godine, napetosti između Rusije i SAD-a dovele su do rastuće zabrinutosti zbog budućnosti rusko-američke suradnje s programima poput ISS-a.

Aktivnosti posade sastoje se od provođenja eksperimenata i istraživanja koja se smatraju vitalnim za istraživanje svemira. Te su aktivnosti predviđene od 06:00 do 21:30 sati UTC (univerzalno koordinirano vrijeme), pri čemu će se odmori koristiti za doručak, ručak, večeru i redovne konferencije posade. Svaki član posade ima svoje prostore (koji uključuju privezanu vreću za spavanje), od kojih se dva nalaze u Zvezda Modul i još četiri ugrađena u Sklad.

Tijekom "noćnih sati", prozori su prekriveni kako bi ostavili dojam mraka. Ovo je neophodno jer stanica doživi 16 izlazaka i zalazaka sunca dnevno. Svakog se dana planiraju dva razdoblja vježbanja u trajanju od po sat vremena kako bi se osigurao minimalizam rizika od atrofije mišića i gubitka kostiju. Oprema za vježbanje uključuje dvije trake za trčanje, napredni otporni uređaj za vježbanje (ARED) za simulirani trening s utezima i stacionarni bicikl.

Higijena se održava zahvaljujući mlaznicama vode i sapuna iz cijevi, kao i vlažnim maramicama, šamponom bez ispiranja i jestivom pastom za zube. Sanitarnu zaštitu pružaju dva svemirska toaleta - oba ruskog dizajna - na brodu Zvezda i Mir Moduli. Slično onome što je bilo dostupno u svemirskom šatlu, astronauti se pričvršćuju na WC školjku, a uklanjanje otpada vrši se usisnom rupom u vakuumu.

Tekući otpad prenosi se u sustav za povrat vode, gdje se pretvara u pitku vodu (da, astronauti po modu piju vlastitu mokraću!). Čvrsti otpad skuplja se u pojedinačne vrećice koje se pohranjuju u aluminijsku posudu, a zatim se prebacuju u dokopani svemirski brod na odlaganje.

Hrana na kolodvoru sastoji se uglavnom od smrznutih jela u plastičnim vrećama s vakumom. Konzervirana roba je dostupna, ali ograničena je zbog njihove težine (što ih čini skupljim za prijevoz). Svježe voće i povrće donose se tijekom ponovne opskrbe misijama, a koristi se mnoštvo začina i začina kako bi se osiguralo da hrana bude ukusna - što je važno jer je jedan od učinaka mikrogravitacije umanjeni osjećaj okusa.

Da bi se spriječilo prolijevanje, pića i juhe sadržavaju se u pakiranjima i konzumiraju sa slamom. Čvrsta hrana jede se nožem i vilicom, koji su pričvršćeni na pladanj s magnetima kako im se ne bi odlijevalo, dok se pića daju u obliku dehidriranog praha, a zatim se miješaju s vodom. Sva hrana ili mrvice koje lebde u zraku moraju se prikupiti da se spriječe začepljenje filtera za zrak i druge opreme.

Opasnosti:

Život na stanici sa sobom nosi i visoki stupanj rizika. Oni dolaze u obliku zračenja, dugoročnih učinaka mikrogravitacije na ljudsku tjelesnost, psiholoških učinaka boravka u svemiru (tj. Poremećaja stresa i spavanja) i opasnosti od sudara s svemirskim krhotinama.

U pogledu zračenja, objekti u okruženju Zemljine orbite djelomično su zaštićeni od sunčevog zračenja i kozmičkih zraka Zemljinom magnetosferom. Međutim, bez zaštite Zemljine atmosfere, astronauti su i dalje izloženi oko 1 miliseverti dnevno, što je ekvivalent onome čemu je čovjek na Zemlji izložen tijekom godine.

Kao rezultat toga, astronauti su izloženi većem riziku za razvoj karcinoma, pretrpjenog oštećenja DNK i kromosoma i smanjenu funkciju imunološkog sustava. Stoga su zaštitni oklopi i lijekovi obavezni na stanici, kao i protokoli za ograničavanje izlaganja. Na primjer, tijekom aktivnosti izbijanja sunčevih zraka posade su u stanju potražiti utočište u jače zaštićenom ruskom orbitalnom segmentu stanice.

Kao što je već napomenuto, učinci mikrogravitacije uzimaju danak i na mišićno tkivo i gustoću kostiju. Prema studiji iz 2001. godine koju je proveo NASA-in program za istraživanje ljudskih resursa (HRP) - koja je istraživala učinke na tijelo astronauta Scotta Kellyja nakon što je godinu dana proveo na brodu ISS - gubitak gustoće kostiju događa se brzinom većom od 1% mjesečno.

Slično tome, u izvješću Johnson Space Center pod nazivom "Atrofija mišića" - navedeno je da astronauti doživljavaju do 20% gubitka mišićne mase na svemirskim letovima koji traju samo pet do 11 dana. Osim toga, novija istraživanja pokazuju da dugoročni učinci boravka u svemiru uključuju i smanjenu funkciju organa, smanjeni metabolizam i smanjen vid.

Zbog toga astronauti redovito vježbaju kako bi umanjili gubitak mišića i kostiju, a njihov je režim prehrane dizajniran tako da osigura odgovarajuće hranjive sastojke za održavanje ispravne funkcije organa. Pored toga, dugoročni učinci na zdravlje i dodatne strategije za borbu protiv njih još se uvijek istražuju.

Ali možda najveći rizik dolazi u obliku smeća u orbiti - aka. svemirske krhotine. Trenutno postoji više od 500 000 komada krhotina koje NASA i druge agencije prate kako kruže oko Zemlje. Procjenjuje se da je tih 20.000 veći od loptice, dok je ostatak veličine šljunka. Sve rečeno, vjerojatno će u orbitu biti mnogo milijuna komada krhotina, ali većina je toliko mala da ih nije moguće pratiti.

Ovi objekti mogu putovati brzinom do 28.163 km / h (17.500 mph), dok ISS kruži oko Zemlje brzinom od 27.600 km / h (17.200 mph). Zbog toga bi sudar s jednim od ovih objekata mogao biti katastrofalan za ISS. Stanice su prirodno zaštićene kako bi mogle podnijeti utjecaje sitnih komada krhotina i mikro-meteoroida - a taj je oklop podijeljen između ruskog orbitalnog segmenta i američkog orbitalnog segmenta.

Na USOS-u, oklop se sastoji od tankog aluminijskog lima koji je odvojen od trupa. Ovaj list uzrokuje da se predmeti raspadnu u oblaku, čime se raspršuje kinetička energija udara prije nego što dođe do glavnog trupa. Na ROS-u je oklop u obliku zaslona sa satom od karbonske plastike, aluminijskog zaslona saća i staklene tkanine, a svi su razmaknuti po trupu.

ROS-ov oklop ima manje vjerojatnosti da će biti probijen, pa stoga posada prelazi u ROS kad god se pojavi ozbiljnija prijetnja. Ali kad se suoči s mogućnošću udara većeg objekta koji se prati, stanica izvodi ono što je poznato kao manevri za izbjegavanje nečistoća (DAM). U ovom slučaju, potisnici na ruskom orbitalnom segmentu pucaju kako bi izmijenili orbitalnu visinu stanice i na taj način izbjegli krhotine.

Budućnost ISS-a:

S obzirom na oslanjanje na međunarodnu suradnju, posljednjih godina postoji zabrinutost - kao odgovor na rastuće napetosti između Rusije, Sjedinjenih Država i NATO-a - u vezi budućnosti Međunarodne svemirske postaje. Međutim, za sada su operacije na kolodvoru sigurne, zahvaljujući obvezama svih glavnih partnera.

U siječnju 2014., Obamina administracija najavila je da će produžiti financiranje američkog dijela stanice do 2024. Roscosmos je odobrio ovo proširenje, ali također je izrazio odobrenje za plan koji će koristiti elemente ruskog orbitalnog segmenta za izgradnju nova ruska svemirska stanica.

Poznata i kao Orbitalni pilot sklop i eksperimentalni kompleks (OPSEK), predložena stanica služila bi kao montažna platforma za posadu svemirske letjelice koja putuje na Mjesec, Mars i vanjski Sunčev sustav. Ruski su dužnosnici također imali probne najave o mogućim suradničkim naporima na izgradnji buduće zamjene za ISS. Međutim, NASA još nije potvrdila ove planove.

U travnju 2015., kanadska vlada odobrila je proračun koji uključuje financiranje za osiguranje sudjelovanja CSA-e u ISS-u do 2024. U prosincu 2015., JAXA i NASA objavili su svoje planove za novi suradnički okvir za Međunarodnu svemirsku stanicu (ISS), koji je uključivao Japan produžio svoje sudjelovanje do 2024. Od prosinca 2016. ESA se također obvezala proširiti svoju misiju na 2024.

ISS predstavlja jedan od najvećih suradničkih i međunarodnih napora u povijesti, a da ne spominjemo jedan od najvećih znanstvenih poduhvata. Osim što osigurava mjesto za ključne znanstvene eksperimente koji se ne mogu izvoditi ovdje na Zemlji, ona također provodi istraživanja koja će pomoći čovječanstvu da napravi svoje sljedeće velike skokove u svemiru - tj. Misiju na Mars i šire!

Povrh svega, bio je izvor inspiracije za bezbroj milijuna koji jednog dana sanjaju o odlasku u svemir! Tko zna kakve će velike poduhvate omogućiti ISS prije nego što konačno bude pušten iz zatvora - najvjerojatnije desetljeća od sada?

Ovdje smo pisali mnogo zanimljivih članaka o ISS-u, u časopisu Space Magazine. Evo Međunarodne svemirske stanice postiže 15 godina neprekidne ljudske prisutnosti u orbiti, Vodič za početnike za gledanje međunarodne svemirske stanice, pravi virtualni trodnevni svemirski pločnik izvan međunarodne svemirske stanice, pregled međunarodne svemirske stanice i slike svemirske stanice.

Za više informacija pogledajte NASA-in referentni vodič za ISS i ovaj članak o 10. godišnjici svemirske stanice.

Astronomy Cast također ima bitne epizode na tu temu. Evo pitanja: Otključani mjesec, energija u crnim rupama i orbita svemirske stanice i epizoda 298: Svemirske stanice, 3. dio - Međunarodna svemirska stanica.

izvori: