ШТА ЈЕ МЕЂУНАРОДНА СВЕМИРСКА СТАНИЦА?

Send

Након историјских Аполоских мисија, у којима су људи први пут у историји ушли на друго небеско тело, НАСА и Руска свемирска агенција (Росцосмос) почели су да померају своје приоритете од пионирског истраживања свемира и почели су да се фокусирају на дугорочно развијање. могућности у свемиру. У наредним деценијама (од 1970-их до 1990-их) обе агенције су почеле да граде и постављају свемирске станице, свака већа и сложенија од последње.

Најновија и највећа од њих је Међународна свемирска станица (ИСС), научно постројење које се налази у орбити ниске Земље око наше планете. Ова свемирска станица је највеће и најсофистицираније истраживање у орбити која је икада изграђена, и толико је велика да се заправо може видети голим оком. Централна његова мисија је идеја подстицања међународне сарадње ради унапређења науке и истраживања свемира.

Порекло:

Планирање ИСС-а почело је 1980-их и дијелом се заснивало на успјесима руске свемирске станице Мир, НАСА-иног Скилаба и свемирског шатла. Надала се да ће ова станица омогућити будућу употребу орбите ниске Земље и њених ресурса и послужити као посредна база за поновна истраживања на Месецу, мисији на Марс и шире.

У мају 1982. НАСА је основала радну групу Свемирске станице која је била задужена за стварање концептуалног оквира за такву свемирску станицу. На крају, ИСС план који се појавио био је кулминација неколико различитих планова за свемирску станицу - који су обухватали НАСА-е Слобода и совјетске Мир-2 концепција, као и јапанскеКибо лабораторија и Европска свемирска агенција Цолумбус лабораторија.

Тхе Слобода Концепт је захтевао да се модуларна свемирска станица постави на орбиту, где би она служила као контранапад Совјетском Салиут и Мир свемирске станице. Исте године НАСА се обратила Јапанској агенцији за ваздухопловство и истраживање (ЈАКСА) како би учествовала у програму креирањем Кибо, такође познат као јапански експериментални модул.

С канадском свемирском агенцијом сличан је приступ 1982. године и од ње се тражило да пружи роботску подршку станици. Захваљујући успеху Цанадарма, који је био саставни део свемирског шатл програма, ЦСА је пристао да развије роботске компоненте које ће помоћи при пристајању, извођењу одржавања и астронаутима у свемирским пловним путевима.

Године 1984. ЕСА је позвана да учествује у изградњи станице уз стварање Цолумбус лабораторија - истраживачка и експериментална лабораторија специјализована за науку о материјалима. Изградња и једног и другог Кибо и Цолумбус одобрени су 1985. Као најамбициознији свемирски програм у историји било које агенције, развој ових лабораторија посматран је као централни део свемирске способности Европе и Јапана.

1993. амерички потпредседник Ал Горе и руски премијер Виктор Черномирдин најавили су да ће објединити ресурсе који су намењени стварању Слобода и Мир-2. Уместо две одвојене свемирске станице, програми би сарађивали у стварању једне свемирске станице - која је касније названа Међународна свемирска станица.

Конструкција:

Изградња ИСС-а омогућена је уз подршку више савезних свемирских агенција, укључујући НАСА, Росцосмос, ЈАКСА, ЦСА и чланове ЕСА - посебно Белгије, Данске, Француске, Шпаније, Италије, Немачке, Холандије, Норвешке , Швајцарској и Шведској. Бразилска свемирска агенција (АЕБ) такође је допринела напорима у изградњи.

Орбитална изградња свемирске станице започела је 1998. године након што су земље учеснице потписале Међувладин споразум о свемирској станици (ИГА), којим је успостављен правни оквир који је истакао сарадњу засновану на међународном праву. Свемирске агенције које су учествовале потписале су и четири меморандума о разумевању (МоУ), који су утврдили њихове одговорности у дизајну, развоју и употреби станице.

Процес монтаже почео је 1998. године применом 'Зариа ' („Сунрисе“ на руском) управљачки модул или функционални блок терета. Изградили су га Руси уз финансирање из САД-а, овај модул је осмишљен да обезбеди иницијални погон и снагу станице. Модул под притиском - тежак преко 19.300 кг (42.600 фунти) - лансиран је у руску ракету Протон у новембру 1998. године.

4. децембра друга компонента - тхе 'Јединство' Чвор - у орбиту је стављен свемирским шатлом Покушајте (СТС-88), заједно са два адаптера за парење под притиском. Овај чвор је био један од три - Хармони и Спокојност бити друга два - то би чинило главни труп ИСС-а. У недељу, 6. децембра, парирано је Зариа од стране посаде СТС-88 у кориту за превоз терета.

Следеће рате су почеле 2000. године, применом ове Звезда Сервисни модул (први модул становања) и више мисија снабдевања које спроводи Спаце Схуттле Атлантис. Свемирски шатл Откриће (СТС-92) је такође у октобру испоручио станицама треће спајање под притиском и антену Ку-појаса. Крајем месеца, прва посада Експедиције лансирана је на ракету Сојуз, која је стигла 2. новембра.

2001. године 'Судбина' Лабораторијски модул и 'Пирс' Припремљено је одлагалиште. Модуларни регали који су део Судбина такође су испоручени помоћу вишенаменских логистичких модула Раффаелло (МПЛМ) на свемирском шатлу Покушајте, и постављен на место користећи роботску руку Цанадарм2. 2002. године испоручени су додатни носачи, сегменти решетке, соларни низи и систем мобилне базе за систем мобилног сервиса станице.

2007. године европска Хармони постављен је модул, који је омогућавао додавање лабораторија Цолумбус и Кибо - обе су додате у 2008. Између 2009. и 2011. године, изградња је завршена додавањем руског мини-истраживачког модула-1 и -2 (МРМ1 и МРМ2), тхе 'Спокојност' Чвор, Купола посматрачки модул, тхе Леонардо Стални вишенаменски модул и пакет Робонаут 2 технологије.

Нису додавани додатни модули или компоненте до 2016. године, када је Бигелов Аерсопаце инсталирао свој експериментални Бигелов Екпандабле Ацтивити Модуле (БЕАМ). Све у свему, требало је 13 година за изградњу свемирске станице, процијењене на 100 милијарди долара, и било је потребно више од 100 лансирања ракета и свемирског шатла и 160 свемирских пловних путева.

Када је у питању овај чланак, станица је непрекидно заузета током 16 година и 74 дана од доласка Експедиције 1, 2. новембра 2000. Ово је најдуже континуирано људско присуство у ниској земаљској орбити, надмашивши Мирјеву рекорд од 9 година и 357 дана.

Сврха и циљеви:

Главна сврха ИСС-а је четверострука: спровођење научних истраживања, унапређивање истраживања свемира, олакшавање образовања и достигнућа и јачање међународне сарадње. Ове циљеве подржавају НАСА, Руска Федерална свемирска агенција (Росцомос), Јапанска агенција за ваздухопловство и истраживање (ЈАКСА), Канадска свемирска агенција (ЦСА) и Европска свемирска агенција (ЕСА), уз додатну подршку других нација и институција .

Што се научних истраживања тиче, ИСС пружа јединствено окружење за извођење експеримената у условима микрогравитације. Док посаде свемирске летјелице пружају ограничену платформу која је распоређена у простору само ограничено вријеме, ИСС омогућава дуготрајне студије које могу трајати годинама (или чак деценијама).

Бројни различити и континуирани пројекти проводе се на ИСС-у, који су омогућени уз подршку сталне посаде шест астронаута и континуитет обиласка возила (што такође омогућава обнављање и ротацију посаде). Научници на Земљи имају приступ својим подацима и способни су да комуницирају са научним тимовима кроз више канала.

Многа поља истраживања која се спроводе на ИСС-у укључују астробиологију, астрономију, истраживање људи, науке о животу, физичке науке, свемирско време и метеорологију. У случају свемирског времена и метеорологије, ИСС је у јединственом положају за проучавање ових појава, јер је положај у ЛЕО. Овде има кратак орбитални период који му омогућава да сведочи временима широм целог света више пута у једном дану.

Такође је изложена стварима попут космичких зрака, соларног ветра, набијених субатомских честица и других појава који карактеришу свемирско окружење. Медицинска истраживања на ИСС-у углавном су усредсређена на дугорочне ефекте микрогравитације на живе организме - нарочито на њене утицаје на густину костију, дегенерацију мишића и функцију органа - што је својствено дугорочним мисијама свемирског истраживања.

ИСС такође спроводи истраживања која су корисна системима за истраживање свемира. Локација у ЛЕО-у омогућава и тестирање система свемирских летелица који су потребни за дуголетне мисије. Такође пружа окружење у којем астронаути могу стећи витално искуство у погледу операција, услуга одржавања и поправка - који су подједнако кључни за дугорочне мисије (попут мисије на Месец и Марс).

ИСС такође пружа могућности за образовање захваљујући учешћу у експериментима, где студенти могу да дизајнирају експерименте и гледају како их ИСС посаде изводе. ИСС астронаути такође могу да се укључе у учионице путем видео везе, радио комуникације, е-поште и образовних видео записа / веб епизода. Различите свемирске агенције такође одржавају едукативне материјале за преузимање на основу ИСС експеримената и операција.

Образовна и културна достигнућа такође спадају у мандат ИСС-а. Ове активности се спроводе уз помоћ и подршку савезних свемирских агенција и које су осмишљене да подстакну образовање и обуку у каријери у пољима СТЕМ (наука, техничка, инжењерска, математичка).

Један од најпознатијих примера тога су образовни видео снимци које је створио Цхрис Хадфиелд - канадски астронаут који је на командама експедиције 35 на броду ИСС служио као командант свакодневних активности астронаута ИСС-а. Он је такође усмјерио велику пажњу на активности ИСС-а захваљујући својој музичкој сарадњи са Баренакед Ладиес и Векфорд Глеекс - под називом „И.С.С. (Да ли неко пева) ”(приказано горе).

Његов видео, насловница Давида Бовиеја „Спаце Оддити“, такође му је стекао признање. Уз привлачење додатне пажње на ИСС-у и операцијама његове посаде, то је био и велики подвиг будући да је то једини музички видео који је икада снимљен у свемиру!

Операције на броду ИСС:

Као што је напоменуто, ИСС је омогућен ротацијом посаде и редовним лансирањима који допремају залихе, експерименте и опрему до станице. Они су у облику посаде и без рабљених возила, у зависности од природе мисије. Посаде се обично транспортују на руском свемирском броду Прогресс, који су лансирани преко ракета Соиуз из космодрома Баиконур у Казахстану.

Росцосмос је извршио укупно 60 путовања до ИСС-а помоћу свемирске летелице Прогресс, док је 40 засебних лансирања извршено помоћу ракета Соиуз. Око 35 летова је такође обављено до станице помоћу повлачених НАСА свемирских шатла, који су превозили посаду, експерименте и залихе. ЕСА и ЈАКСА оба су обавили 5 мисија преноса терета, користећи Аутоматизовано превозно возило (АТВ) и Х-ИИ преносно возило (ХТВ), респективно.

У последњих неколико година, приватне ваздухопловне компаније попут СпацеКс и Орбитал АТК уговорене су за пружање додатних мисија за испоруку ИСС-а, што су и урадиле користећи свемирске летјелице Драгон и Цигнус. Очекује се да ће додатна летелица, попут свемирске летелице Црев Драгон СпацеКс-а, у будућности пружити превоз посади.

Упоредо са развојем ракета првог степена за вишекратну употребу, ти напори се делом спроводе и за враћање домаћих способности лансирања у САД. Од 2014. године, тензије између Русије и САД-а довеле су до све веће забринутости због будућности руско-америчке сарадње са програмима попут ИСС-а.

Активности посаде састоје се од провођења експеримената и истраживања која се сматрају виталним за истраживање свемира. Ове активности су предвиђене од 06:00 до 21:30 сати УТЦ (универзално координисано време), са паузама за доручак, ручак, вечеру и редовне конференције посаде. Сваки члан посаде има своје просторе (који укључују привезану врећу за спавање), од којих су две смештене у Звезда Модул и још четири уграђена у Хармони.

Током "ноћних сати", прозори су прекривени како би оставили утисак таме. Ово је неопходно с обзиром да станица дневно доживљава 16 излазака и залазака. Сваког дана заказана су два периода вежбања у трајању од по један сат како би се смањио ризик од атрофије мишића и губитка костију. Опрема за вежбање садржи две тренерке, напредни отпорни уређај за вежбање (АРЕД) за симулирани тренинг са утезима и бицикл у миру.

Хигијена се одржава захваљујући млазницама воде и сапуна који се пуштају из епрувета, као и влажним марамицама, шампоном без испирања и јестивом пастом за зубе. Санитарну заштиту обезбеђују два свемирска тоалета - оба руског дизајна - на броду Звезда и Спокојност Модули. Слично ономе што је било на располагању у свемирском шатлу, астронаути се причвршћују на тоалетно седиште и уклањање отпада врши се усисном рупом у вакуму.

Течни отпад се преноси у систем за опоравак воде, где се претвара назад у пијаћу воду (да, астронаути по моду пију свој урин!). Чврсти отпад се сакупља у појединачним кесама које се чувају у алуминијумској амбалажи, а које се затим пребацују у одложену свемирску летјелицу.

Храна на станици састоји се углавном од смрзнутих јела у пластичним врећама са вакумом. Конзервирана роба је доступна, али је ограничена због њихове тежине (што их чини скупљим за превоз). Свјеже воће и поврће доносе се током поновне испоруке, а користи се мноштво зачина и зачина да би се осигурало да храна буде укусна - што је важно јер је један од ефеката микрогравитације умањени осјећај окуса.

Да би се спречило просипање, пића и супе садрже се у паковањима и конзумирају са сламом. Чврста храна се једе ножем и вилицом, који су причвршћени на лежиште с магнетима како би се спречило да одлете, док се пића дају у облику дехидрираног праха и затим мешају са водом. Сва храна или мрвице које лебде морају бити сакупљене како би се спречило зачепљење филтера за ваздух и друге опреме.

Опасности:

Живот на станици са собом носи и висок степен ризика. Они долазе у облику зрачења, дугорочних ефеката микрогравитације на људску физику, психолошких ефеката бивања у свемиру (тј. Поремећаја стреса и спавања) и опасности од судара са свемирским отпадом.

У погледу зрачења, предмети у окружењу Земљине орбите делимично су заштићени од сунчевог зрачења и космичких зрака магнетном сфером Земље. Међутим, без заштите Земљине атмосфере, астронаути су и даље изложени око 1 милисеверти дневно, што је еквивалент ономе што је човек на Земљи изложен током године.

Као резултат тога, астронаути су изложени већем ризику од развоја карцинома, претрпјеног оштећења ДНК и хромозома и смањеног функционисања имуног система. Због тога су заштитни оклопи и лекови обавезни на станици, као и протоколи за ограничавање излагања. На пример, током сунчеве активности посаде могу да потраже уточиште у најзаштићенијем руском орбиталном сегменту станице.

Као што је већ напоменуто, ефекти микрогравитације такође узимају данак на мишићно ткиво и густину костију. Према студији из 2001. године коју је спровео НАСА-ин програм за истраживање људских ресурса (ХРП) - која је истраживала ефекте на тело астронаута Скота Келија, након што је он годину дана провео на броду ИСС - губитак густине кости јавља се брзином од преко 1% месечно.

Слично томе, извештај Јохнсон Спаце Центер-а под називом „Атрофија мишића“ - наводи да астронаути доживљавају до 20% губитка мишићне масе на свемирским летовима који трају само пет до 11 дана. Поред тога, новија истраживања показују да дугорочни ефекти боравка у свемиру укључују и смањену функцију органа, смањени метаболизам и смањен вид.

Због тога астронаути редовно вежбају како би умањили губитак мишића и костију, а режим исхране осмишљен је тако да обезбеди одговарајуће хранљиве састојке за одржавање правилне функције органа. Поред тога, дугорочни утицаји на здравље и додатне стратегије за борбу против њих још се истражују.

Али можда највећи ризик долази у облику смећа у орбити - ака. свемирске крхотине. Тренутно постоји преко 500 000 комада крхотина које НАСА и друге агенције прате током орбитирања око Земље. Процењује се да је 20.000 њих веће од софтбаллбалл-а, док је остатак отприлике величине шљунка. Све речено, вероватно ће бити много милиона комада крхотина у орбити, али већина је толико мала да их није могуће пратити.

Ови објекти могу путовати брзином до 28.163 км / х (17.500 мпх), док ИСС орбитира око Земље брзином од 27.600 км / х (17.200 мпх). Као резултат тога, судар са једним од ових објеката могао би бити катастрофалан за ИСС. Станице су природно заштићене како би издржале утицаје ситних комадића крхотина и микро-метеороида - а овај оклоп је подељен између руског орбиталног сегмента и америчког орбиталног сегмента.

На УСОС-у, оклоп се састоји од танког алуминијумског лима који је одвојен од трупа. Овај лист узрокује да се предмети распадну у облаку, чиме се распршује кинетичка енергија удара пре него што доспе до главног трупа. На РОС-у, оклоп је у облику екрана саћа од карбонске пластике, алуминијумског сита и стаклене крпе, који су распоређени по трупу.

Штитник РОС-а мање је вероватно да ће бити пробијен, па се због тога посада креће ка РОС-у кад год се појави озбиљнија претња. Али кад се суочи са могућношћу удара већег објекта који се прати, станица изводи оно што је познато као маневри за избегавање отпада (ДАМ). У овом случају, потисници на руском орбиталном сегменту пуцају како би променили орбиталну висину станице и на тај начин избегли крхотине.

Будућност ИСС-а:

С обзиром на ослањање на међународну сарадњу, последњих година постоји забринутост - као одговор на растуће тензије између Русије, Сједињених Држава и НАТО-а - у вези будућности Међународне свемирске станице. Међутим, за сада су операције на станици сигурне, захваљујући обавезама свих главних партнера.

У јануару 2014. године, Обамина администрација најавила је да ће продужити финансирање америчког дела станице до 2024. Росцосмос је одобрио ово проширење, али је такође одобрио план који ће користити елементе руског орбиталног сегмента за изградњу нова руска свемирска станица.

Позната као Орбитални пилот склоп и експериментални комплекс (ОПСЕК), предложена станица служила би као монтажна платформа за посаду свемирског брода који путује на Месец, Марс и спољни Сунчев систем. Руски званичници су такође имали пробне најаве о могућим заједничким напорима на изградњи будуће замене за ИСС. Међутим, НАСА тек треба да потврди ове планове.

У априлу 2015. године, канадска влада је усвојила буџет који укључује финансирање како би се обезбедило учешће ЦСА у ИСС-у до 2024. Децембра 2015, ЈАКСА и НАСА објавили су своје планове за нови оквир сарадње за Међународну свемирску станицу (ИСС), који је обухватио Јапан продужио своје учешће до 2024. Од децембра 2016. ЕСА се такође обавезала да ће своју мисију продужити до 2024. године.

ИСС представља један од највећих колаборативних и међународних напора у историји, а да не спомињемо један од највећих научних подухвата. Поред тога што пружа локацију за кључне научне експерименте који се не могу изводити овде на Земљи, она такође спроводи истраживање које ће помоћи човечанству да направи своје наредне велике скокове у свемиру - тј. Мисију на Марс и шире!

Поврх свега, био је извор инспирације за безброј милиона који једног дана сањају да оду у свемир! Ко зна које ће велике подухвате омогућити ИСС пре него што коначно буде пуштен из употребе - највероватније деценијама од сада?

Овдје смо писали много занимљивих чланака о ИСС-у, у часопису Спаце Магазине. Ево Међународне свемирске станице постиже 15 година непрекидног људског присуства у орбити, Водич за почетнике за разгледање Међународне свемирске станице, прави виртуелни 3-Д свемирски плочник изван међународне свемирске станице, гледање међународне свемирске станице и слике свемирске станице.

За више информација погледајте НАСА-ин референтни водич за ИСС и овај чланак о десетогодишњици свемирске станице.

Астрономи Цаст такође има релевантне епизоде на ту тему. Ево питања: Откључани месец, енергија у црним рупама и орбита свемирске станице и епизода 298: Свемирске станице, део 3 - Међународна свемирска станица.

Извори: