Porównanie stacji Mir i ISS. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS)
Krótko o artykule: ISS to najdroższy i najbardziej ambitny projekt ludzkości na drodze do eksploracji kosmosu. Budowa stacji idzie jednak pełną parą i wciąż nie wiadomo, co będzie z nią za kilka lat. Rozmawiamy o powstaniu ISS i planach jego ukończenia.
Kosmiczny dom
Międzynarodowa Stacja Kosmiczna
Pozostajesz odpowiedzialny. Ale nie dotykaj niczego.
Żart rosyjskich kosmonautów na temat Amerykanki Shannon Lucid, który powtarzali za każdym razem, gdy wychodzili ze stacji Mir w przestrzeń kosmiczną (1996).
Już w 1952 roku niemiecki naukowiec zajmujący się rakietami Wernher von Braun powiedział, że ludzkość już wkrótce będzie potrzebować stacji kosmicznych: gdy wyruszy w przestrzeń kosmiczną, będzie nie do zatrzymania. A do systematycznej eksploracji Wszechświata potrzebne są domy orbitalne. 19 kwietnia 1971 roku Związek Radziecki wystrzelił pierwszą w historii ludzkości stację kosmiczną Salut 1. Miała zaledwie 15 metrów długości, a objętość powierzchni mieszkalnej 90 metrów kwadratowych. Według dzisiejszych standardów pionierzy polecieli w kosmos na niepewnym złomie wypełnionym lampami radiowymi, ale wtedy wydawało się, że w kosmosie nie ma już barier dla ludzi. Teraz, 30 lat później, nad planetą wisi tylko jeden obiekt nadający się do zamieszkania – "Międzynarodowa Stacja Kosmiczna."
To największa, najbardziej zaawansowana, ale jednocześnie najdroższa stacja spośród wszystkich, jakie kiedykolwiek wystartowały. Coraz częściej zadawane są pytania: czy ludziom to jest potrzebne? Na przykład, czego tak naprawdę potrzebujemy w kosmosie, skoro na Ziemi wciąż jest tak wiele problemów? Może warto zastanowić się, co to za ambitny projekt?
Ryk kosmodromu
Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) to wspólny projekt 6 agencji kosmicznych: Federalnej Agencji Kosmicznej (Rosja), Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (USA), Japońskiej Agencji Badań Kosmicznych (JAXA), Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej (CSA/ASC), Brazylii Agencja Kosmiczna (AEB) i Europejska Agencja Kosmiczna (ESA).
Jednak nie wszyscy członkowie tego ostatniego wzięli udział w projekcie ISS - Wielka Brytania, Irlandia, Portugalia, Austria i Finlandia odmówiły, a Grecja i Luksemburg dołączyły później. Tak naprawdę ISS opiera się na syntezie nieudanych projektów - rosyjskiej stacji Mir-2 i amerykańskiej stacji Liberty.
Prace nad stworzeniem ISS rozpoczęły się w 1993 roku. Stacja Mir została uruchomiona 19 lutego 1986 roku i posiadała okres gwarancji wynoszący 5 lat. W rzeczywistości spędziła 15 lat na orbicie - ze względu na to, że kraj po prostu nie miał pieniędzy na uruchomienie projektu Mir-2. Amerykanie mieli podobne problemy – skończyła się zimna wojna, a ich stacja Freedom, na sam projekt wydano już około 20 miliardów dolarów, została bez pracy.
Rosja miała 25 lat doświadczenia w pracy ze stacjami orbitalnymi i unikalnymi metodami długotrwałego (ponad rocznego) pobytu człowieka w kosmosie. Ponadto ZSRR i USA miały dobre doświadczenia we współpracy na pokładzie stacji Mir. W warunkach, gdy żadne państwo nie było w stanie samodzielnie zbudować drogiej stacji orbitalnej, ISS stała się jedyną alternatywą.
15 marca 1993 r. przedstawiciele Rosyjskiej Agencji Kosmicznej oraz stowarzyszenia naukowo-produkcyjnego Energia zwrócili się do NASA z propozycją stworzenia ISS. 2 września podpisano odpowiednie porozumienie rządowe, a do 1 listopada przygotowano szczegółowy plan prac. Finansowe kwestie interakcji (dostawa sprzętu) zostały rozwiązane latem 1994 roku, a do projektu przystąpiło 16 krajów.
Co jest w twoim imieniu?Nazwa „ISS” narodziła się w wyniku kontrowersji. Pierwsza załoga stacji, za namową Amerykanów, nadała jej nazwę „Stacja Alpha” i przez pewien czas używała jej w sesjach komunikacyjnych. Rosja nie zgodziła się na tę opcję, ponieważ „Alfa” w sensie przenośnym oznaczała „pierwszy”, chociaż Związek Radziecki wystrzelił już 8 stacji kosmicznych (7 Salut i Mir), a Amerykanie eksperymentowali ze swoim Skylabem. Z naszej strony zaproponowano nazwę „Atlant”, ale Amerykanie ją odrzucili z dwóch powodów - po pierwsze, była zbyt podobna do nazwy ich wahadłowca „Atlantis”, a po drugie, kojarzyła się z mityczną Atlantydą, która jak wiadomo, zatonął. Zdecydowano się na sformułowanie „Międzynarodowa Stacja Kosmiczna” - niezbyt dźwięczne, ale opcja kompromisowa. |
Iść!
Rosja rozpoczęła rozmieszczenie ISS 20 listopada 1998 r. Rakieta Proton wyniosła na orbitę funkcjonalny blok ładunkowy Zarya, który wraz z amerykańskim modułem dokującym NODE-1, wyniesionym w przestrzeń kosmiczną 5 grudnia tego samego roku przez wahadłowiec Endever, utworzył „kręgosłup” ISS.
„Zaria”- następca radzieckiego TKS (statku zaopatrzenia transportowego), przeznaczonego do obsługi stacji bojowych Ałmaz. Na pierwszym etapie montażu ISS stała się źródłem energii elektrycznej, magazynem sprzętu oraz środkiem nawigacji i regulacji orbity. Wszystkie pozostałe moduły ISS mają teraz bardziej specyficzną specjalizację, natomiast Zarya jest niemal uniwersalna i w przyszłości będzie służyć jako magazyn (energia, paliwo, instrumenty).
Oficjalnie Zarya jest własnością Stanów Zjednoczonych - to oni zapłacili za jej stworzenie - ale w rzeczywistości moduł był montowany w latach 1994-1998 w Państwowym Centrum Kosmicznym Chrunichowa. Został włączony do ISS zamiast modułu Bus-1, zaprojektowanego przez amerykańską korporację Lockheed, bo kosztował 450 milionów dolarów w porównaniu do 220 milionów w przypadku Zaryi.
Zaria ma trzy bramy dokujące – jedną na każdym końcu i jedną z boku. Jego panele słoneczne osiągają 10,67 m długości i 3,35 m szerokości. Dodatkowo moduł posiada sześć akumulatorów niklowo-kadmowych zdolnych dostarczyć około 3 kilowatów mocy (początkowo były problemy z ich ładowaniem).
Wzdłuż zewnętrznego obwodu modułu znajduje się 16 zbiorników paliwa o łącznej objętości 6 metrów sześciennych (5700 kilogramów paliwa), 24 duże rotacyjne silniki odrzutowe, 12 małych, a także 2 silniki główne do poważnych manewrów orbitalnych. Zaria może latać autonomicznie (bezzałogowo) przez 6 miesięcy, ale z powodu opóźnień z rosyjskim modułem serwisowym Zvezda musiała latać na pusto przez 2 lata.
Moduł jedności(stworzony przez Boeing Corporation) poleciał w kosmos po Zarii w grudniu 1998 r. Wyposażony w sześć śluz dokujących stał się centralnym punktem podłączenia kolejnych modułów stacji. Jedność jest niezbędna dla ISS. Przez nią przepływają zasoby robocze wszystkich modułów stacji – tlen, woda i prąd. Unity ma również zainstalowany podstawowy system komunikacji radiowej, który pozwala jej wykorzystywać możliwości komunikacyjne Zarii do komunikacji z Ziemią.
Moduł serwisowy „Zvezda”- główny rosyjski segment ISS - wystrzelony 12 lipca 2000 r. i zadokowany w Zarii 2 tygodnie później. Jego rama została zbudowana w latach 80. XX wieku na potrzeby projektu Mir-2 (konstrukcja Zvezdy bardzo przypomina pierwsze stacje Salut, a jej cechy konstrukcyjne są podobne do stacji Mir).
Mówiąc najprościej, moduł ten jest mieszkaniem dla astronautów. Wyposażony jest w systemy podtrzymywania życia, łączności, sterowania, przetwarzania danych, a także układ napędowy. Całkowita masa modułu wynosi 19 050 kilogramów, długość 13,1 metra, rozpiętość paneli słonecznych wynosi 29,72 metra.
„Zvezda” ma dwa miejsca do spania, rower treningowy, bieżnię, toaletę (i inne udogodnienia higieniczne) oraz lodówkę. Widoczność zewnętrzną zapewnia 14 iluminatorów. Rosyjski system elektrolityczny „Elektron” rozkłada ścieki. Wodór jest usuwany za burtę, a tlen dostaje się do systemu podtrzymywania życia. System „Powietrze” współpracuje z „Elektronem”, pochłaniając dwutlenek węgla.
Teoretycznie ścieki można oczyścić i ponownie wykorzystać, jednak na ISS jest to rzadko praktykowane – świeża woda dostarczana jest na pokład statkami towarowymi Progress. Trzeba powiedzieć, że system Electron kilkakrotnie ulegał awariom i kosmonauci musieli używać generatorów chemicznych - tych samych „świec tlenowych”, które kiedyś spowodowały pożar na stacji Mir.
W lutym 2001 roku do ISS (na jednej z bram Unity) dołączono moduł laboratoryjny. "Przeznaczenie"(„Przeznaczenie”) to aluminiowy cylinder o wadze 14,5 tony, długości 8,5 metra i średnicy 4,3 metra. Wyposażony jest w pięć stojaków montażowych z systemami podtrzymywania życia (każdy waży 540 kilogramów i może wytwarzać energię elektryczną, chłodną wodę i kontrolować skład powietrza), a także sześć stojaków z dostarczonym nieco później sprzętem naukowym. Pozostałe 12 pustych przestrzeni instalacyjnych zostanie z czasem wypełnionych.
W maju 2001 roku do Unity przyłączono główną śluzę ISS, Quest Joint Airlock. Ta sześciotonowa butla o wymiarach 5,5 na 4 metry jest wyposażona w cztery butle wysokociśnieniowe (2 - tlen, 2 - azot), aby zrekompensować utratę powietrza uwalnianego na zewnątrz i jest stosunkowo niedroga - tylko 164 miliony dolarów .
Jego przestrzeń robocza wynosząca 34 metry sześcienne służy do spacerów kosmicznych, a wielkość śluzy pozwala na użycie dowolnego typu skafandrów kosmicznych. Faktem jest, że konstrukcja naszych Orlanów zakłada ich zastosowanie wyłącznie w rosyjskich przedziałach przejściowych, podobnie jak w przypadku amerykańskich EMU.
W tym module astronauci udający się w kosmos mogą także odpocząć i oddychać czystym tlenem, aby pozbyć się choroby dekompresyjnej (przy gwałtownej zmianie ciśnienia azot, którego ilość w tkankach naszego organizmu sięga 1 litra, przechodzi w stan gazowy ).
Ostatnim ze zmontowanych modułów ISS jest rosyjski przedział dokujący Pirs (SO-1). Tworzenie SO-2 zostało wstrzymane ze względu na problemy z finansowaniem, dlatego ISS ma obecnie tylko jeden moduł, do którego można łatwo zadokować statki kosmiczne Sojuz-TMA i Progress – i to trzy na raz. Dodatkowo kosmonauci ubrani w nasze skafandry mogą wyjść z niego na zewnątrz.
I na koniec nie możemy nie wspomnieć o innym module ISS - wielofunkcyjnym module wsparcia bagażu. Ściśle mówiąc, jest ich trzech - „Leonardo”, „Raffaello” i „Donatello” (artyści renesansu, a także trzy z czterech Żółwi Ninja). Każdy moduł to niemal równoboczny cylinder (4,4 na 4,57 m) przewożony na wahadłowcach.
Może pomieścić do 9 ton ładunku (pełna masa – 4082 kilogramy, przy maksymalnym obciążeniu – 13154 kilogramy) – zaopatrzenia dostarczonego na ISS i wywiezionych z niej odpadów. Cały bagaż modułowy znajduje się w normalnym środowisku powietrznym, więc astronauci mogą do niego dotrzeć bez użycia skafandrów kosmicznych. Moduły bagażowe zostały wyprodukowane we Włoszech na zlecenie NASA i należą do amerykańskich segmentów ISS. Używa się ich naprzemiennie.
Przydatne drobiazgi
Oprócz głównych modułów ISS zawiera dużą ilość dodatkowego wyposażenia. Jest mniejszy niż moduły, ale bez niego praca stacji nie jest możliwa.
Roboczym „ramionem”, a właściwie „ramię” stacji jest manipulator „Canadaarm2”, zamontowany na ISS w kwietniu 2001 roku. Ta zaawansowana technologicznie maszyna, warta 600 milionów dolarów, jest w stanie przenosić obiekty o masie do 116 ton – na przykład pomoc przy montażu modułów, dokowaniu i rozładunku wahadłowców (własne „ręce” są bardzo podobne do „Canadarm2”, tylko mniejsze i słabsze).
Rzeczywista długość manipulatora wynosi 17,6 metra, średnica 35 centymetrów. Sterują nim astronauci z modułu laboratoryjnego. Najciekawsze jest to, że „Canadarm2” nie jest zamocowany w jednym miejscu i może poruszać się po powierzchni stacji, zapewniając dostęp do większości jej części.
Niestety ze względu na różnice w portach przyłączeniowych znajdujących się na powierzchni stacji, „Canadarm2” nie może poruszać się po naszych modułach. W najbliższej przyszłości (prawdopodobnie 2007 r.) na rosyjskim segmencie ISS planowane jest zainstalowanie ERA (European Robotic Arm) - krótszego i słabszego, ale dokładniejszego manipulatora (dokładność pozycjonowania - 3 milimetry), zdolnego do pracy w pół -tryb automatyczny bez stałej kontroli przez astronautów.
Zgodnie z wymogami bezpieczeństwa projektu ISS, na stacji stale dyżuruje statek ratowniczy, który w razie potrzeby jest w stanie dostarczyć załogę na Ziemię. Teraz tę funkcję pełni stary, dobry Sojuz (model TMA) - jest w stanie zabrać na pokład 3 osoby i zapewnić im funkcje życiowe przez 3,2 dnia. „Sojuz” ma krótki okres gwarancji na pozostanie na orbicie, dlatego wymienia się go co 6 miesięcy.
Koniami pociągowymi ISS są obecnie Rosyjskie Postępy – rodzeństwo Sojuza, działające w trybie bezzałogowym. W ciągu dnia astronauta zużywa około 30 kilogramów ładunku (żywność, woda, środki higieniczne itp.). Zatem na stałą sześciomiesięczną służbę na stacji jedna osoba potrzebuje 5,4 tony zaopatrzenia. Sojuzem nie da się przewieźć tak dużo, dlatego stacja zaopatrywana jest głównie wahadłowcami (do 28 ton ładunku).
Po zaprzestaniu lotów, od 1 lutego 2003 r. do 26 lipca 2005 r., cały ładunek zaplecza odzieżowego stacji spoczął na „Progresach” (2,5 tony ładunku). Po rozładunku statek został zasypany odpadami, automatycznie oddokowany i spalony w atmosferze gdzieś nad Pacyfikiem.
Załoga: 2 osoby (stan na lipiec 2005), maksymalnie 3
Wysokość orbity: Od 347,9 km do 354,1 km
Nachylenie orbity: 51,64 stopnia
Dzienne obroty wokół Ziemi: 15,73
Przebyty dystans: około 1,5 miliarda kilometrów
Średnia prędkość: 7,69 km/s
Obecna waga: 183,3 tony
Masa paliwa: 3,9 tony
Kubatura powierzchni mieszkalnej: 425 metrów kwadratowych
Średnia temperatura na pokładzie: 26,9 stopnia Celsjusza
Przewidywany koniec budowy: 2010 rok
Planowana żywotność: 15 lat
Kompletny montaż ISS będzie wymagał 39 lotów wahadłowych i 30 lotów Progress. Stacja w gotowej formie będzie wyglądać następująco: objętość przestrzeni powietrznej – 1200 metrów sześciennych, masa – 419 ton, moc zasilania – 110 kilowatów, długość całkowita konstrukcji – 108,4 m (moduły – 74 metry), załoga – 6 osób .
Na rozdrożu
Do 2003 roku budowa ISS przebiegała normalnie. Niektóre moduły zostały odwołane, inne opóźnione, czasami pojawiały się problemy z pieniędzmi, wadliwy sprzęt - ogólnie rzecz biorąc, wszystko szło ciężko, ale mimo to w ciągu 5 lat istnienia stacja została zasiedlona i okresowo przeprowadzano na niej eksperymenty naukowe .
1 lutego 2003 prom kosmiczny Columbia zginął po wejściu w gęste warstwy atmosfery. Amerykański program lotów załogowych został zawieszony na 2,5 roku. Biorąc pod uwagę, że moduły stacji oczekujące na swoją kolej mogły zostać wyniesione na orbitę jedynie za pomocą wahadłowców, samo istnienie ISS było zagrożone.
Na szczęście USA i Rosja zdołały dojść do porozumienia w sprawie redystrybucji kosztów. Przejęliśmy dostarczanie ładunku na ISS, a samą stację przełączono w tryb gotowości – na pokładzie stale przebywało dwóch kosmonautów, którzy monitorowali sprawność sprzętu.
Rusza wahadłowiec
Po udanym locie wahadłowca Discovery w lipcu-sierpniu 2005 r. pojawiła się nadzieja na kontynuację budowy stacji. Pierwszy w kolejce do uruchomienia jest bliźniak modułu łączącego „Unity” – „Node 2”. Wstępna data rozpoczęcia to grudzień 2006 r.
Drugim będzie europejski moduł naukowy „Columbus”, którego uruchomienie zaplanowano na marzec 2007. Laboratorium to jest już gotowe i czeka w przygotowaniu – trzeba będzie je podłączyć do „Węzła 2”. Posiada dobrą ochronę przeciw meteorytom, unikalną aparaturę do badania fizyki cieczy, a także europejski moduł fizjologiczny (kompleksowe badania lekarskie bezpośrednio na pokładzie stacji).
Po „Columbusie” będzie japońskie laboratorium „Kibo” („Nadzieja”) – jego uruchomienie zaplanowano na wrzesień 2007. Interesujące jest to, że ma własny manipulator mechaniczny, a także zamknięty „taras”, na którym można przeprowadzać eksperymenty przeprowadzane w przestrzeni kosmicznej, bez faktycznego opuszczania statku.
Trzeci moduł łączący – „Węzeł 3” ma trafić na ISS w maju 2008 r. W lipcu 2009 r. planowane jest uruchomienie unikalnego modułu wirówki obrotowej CAM (Centrifuge Facilities Module), na pokładzie którego będzie tworzona sztuczna grawitacja w zakresie od 0,01 do 2 g. Przeznaczony jest głównie do badań naukowych - nie przewiduje stałego pobytu astronautów w warunkach grawitacji ziemskiej, tak często opisywanych przez pisarzy science fiction.
W marcu 2009 r. „Cupola” („Kopuła”) poleci na ISS – włoską inwestycję, która, jak sama nazwa wskazuje, jest opancerzoną kopułą obserwacyjną do wizualnej kontroli manipulatorów stacji. Dla bezpieczeństwa okna zostaną wyposażone w rolety zewnętrzne chroniące przed meteorytami.
Ostatnim modułem dostarczonym na ISS amerykańskimi wahadłowcami będzie „Science and Power Platform” – masywny blok baterii słonecznych umieszczony na ażurowej metalowej kratownicy. Zapewni stacji energię niezbędną do normalnej pracy nowych modułów. Będzie także wyposażony w mechaniczne ramię ERA.
Wystrzeliwuje na protonach
Oczekuje się, że rosyjskie rakiety Proton wyniosą na ISS trzy duże moduły. Na razie znany jest jedynie bardzo przybliżony rozkład lotów. Dlatego też w 2007 roku planowane jest dobudowanie do stacji naszego funkcjonalnego bloku ładunkowego (FGB-2 – bliźniak Zaryi), który zostanie przekształcony w wielofunkcyjne laboratorium.
W tym samym roku Proton powinien wdrożyć europejskie ramię robotyczne ERA. I wreszcie w 2009 roku konieczne będzie uruchomienie rosyjskiego modułu badawczego, funkcjonalnie podobnego do amerykańskiego „Destiny”.
| To jest interesujące |
Stacje kosmiczne są częstymi gośćmi science fiction. Dwa najbardziej znane to „Babylon 5” z serialu telewizyjnego o tym samym tytule oraz „Deep Space 9” z serialu „Star Trek”. Podręcznikowy wygląd stacji kosmicznej w SF stworzył reżyser Stanley Kubrick. Jego film „2001: Odyseja kosmiczna” (scenariusz i książka: Arthur C. Clarke) pokazał dużą stację pierścieniową obracającą się wokół własnej osi, tworząc w ten sposób sztuczną grawitację. Najdłuższy pobyt człowieka na stacji kosmicznej to 437,7 dni. Rekord ustanowił Valery Polyakov na stacji Mir w latach 1994-1995. Radziecka stacja Salut pierwotnie miała nosić nazwę Zarya, jednak pozostawiono ją do realizacji kolejnego podobnego projektu, który ostatecznie stał się funkcjonalnym blokiem ładunkowym ISS. Podczas jednej z wypraw na ISS narodziła się tradycja wieszania na ścianie modułu mieszkalnego trzech banknotów - 50 rubli, dolara i euro. Na SZCZESCIE. Pierwszy kosmiczny ślub w historii ludzkości odbył się na ISS - 10 sierpnia 2003 roku kosmonauta Jurij Malenczenko na pokładzie stacji (przeleciał nad Nową Zelandią) poślubił Ekaterinę Dmitriewną (panna młoda przebywała na Ziemi, w USA). |
* * *
ISS to największy, najdroższy i długoterminowy projekt kosmiczny w historii ludzkości. Choć stacja nie została jeszcze ukończona, jej koszt można oszacować jedynie w przybliżeniu – na ponad 100 miliardów dolarów. Krytyka ISS sprowadza się najczęściej do tego, że za te pieniądze można przeprowadzić setki bezzałogowych wypraw naukowych na planety Układu Słonecznego.
W takich oskarżeniach jest trochę prawdy. Jest to jednak bardzo ograniczone podejście. Po pierwsze, przy tworzeniu każdego nowego modułu ISS nie bierze się pod uwagę potencjalnych zysków z rozwoju nowych technologii – a jej instrumentarium rzeczywiście znajduje się w czołówce nauki. Ich modyfikacje można zastosować w życiu codziennym i mogą przynieść ogromne dochody.
Nie wolno nam zapominać, że dzięki programowi ISS ludzkość ma możliwość zachowania i udoskonalenia wszystkich cennych technologii i umiejętności załogowych lotów kosmicznych, które uzyskano w drugiej połowie XX wieku za niewiarygodną cenę. W „wyścigu kosmicznym” ZSRR i USA wydano dużo pieniędzy, zginęło wiele osób - wszystko to może pójść na marne, jeśli przestaniemy podążać w tym samym kierunku.
Został wystrzelony w przestrzeń kosmiczną w 1998 roku. W tej chwili przez prawie siedem tysięcy dni, dzień i noc, najlepsze umysły ludzkości pracują nad rozwiązaniem najbardziej skomplikowanych zagadek w warunkach nieważkości.
Przestrzeń
Każda osoba, która choć raz widziała ten wyjątkowy obiekt, zadała sobie logiczne pytanie: jaka jest wysokość orbity międzynarodowej stacji kosmicznej? Ale nie da się na to odpowiedzieć monosylabami. Wysokość orbity Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS zależy od wielu czynników. Przyjrzyjmy się im bliżej.
Orbita ISS wokół Ziemi zmniejsza się z powodu cienkiej atmosfery. Prędkość maleje, a wysokość odpowiednio maleje. Jak znów pędzić w górę? Wysokość orbity można zmieniać za pomocą silników statków dokujących do niej.
Różne wysokości
Przez cały czas trwania misji kosmicznej zarejestrowano kilka kluczowych wartości. W lutym 2011 r. wysokość orbity ISS wynosiła 353 km. Wszystkie obliczenia dokonywane są w odniesieniu do poziomu morza. Wysokość orbity ISS w czerwcu tego samego roku wzrosła do trzystu siedemdziesięciu pięciu kilometrów. Ale to było dalekie od limitu. Zaledwie dwa tygodnie później pracownicy NASA z radością odpowiadali na pytanie dziennikarzy: „Jaka jest aktualna wysokość orbity ISS?” - trzysta osiemdziesiąt pięć kilometrów!
A to nie jest limit
Wysokość orbity ISS była nadal niewystarczająca, aby przeciwstawić się naturalnemu tarciu. Inżynierowie podjęli odpowiedzialny i bardzo ryzykowny krok. Wysokość orbity ISS miała zostać zwiększona do czterystu kilometrów. Ale to wydarzenie miało miejsce nieco później. Problem polegał na tym, że ISS podnosiły tylko statki. Wysokość orbity wahadłowców była ograniczona. Dopiero z czasem zniesiono to ograniczenie dla załogi i ISS. Wysokość orbity od 2014 roku przekroczyła 400 kilometrów nad poziomem morza. Maksymalna średnia wartość zanotowana została w lipcu i wyniosła 417 km. Ogólnie rzecz biorąc, wysokość jest stale dostosowywana w celu ustalenia najbardziej optymalnej trasy.
Historia stworzenia
Już w 1984 roku rząd USA obmyślił plany uruchomienia zakrojonego na szeroką skalę projektu naukowego w pobliskim kosmosie. Nawet Amerykanom trudno było samodzielnie przeprowadzić tak imponującą konstrukcję, a w rozwój zaangażowano Kanadę i Japonię.
W 1992 r. do kampanii włączono Rosję. Na początku lat dziewięćdziesiątych planowano w Moskwie zakrojony na szeroką skalę projekt „Mir-2”. Jednak problemy gospodarcze uniemożliwiły realizację wielkich planów. Stopniowo liczba krajów uczestniczących wzrosła do czternastu.
Biurokratyczne opóźnienia trwały ponad trzy lata. Dopiero w 1995 roku przyjęto projekt stacji, a rok później - konfigurację.
Dwudziesty listopada 1998 roku był wyjątkowym dniem w historii światowej astronautyki - pierwszy blok został pomyślnie dostarczony na orbitę naszej planety.
Montaż
ISS jest genialna w swojej prostocie i funkcjonalności. Stacja składa się z niezależnych bloków, które połączone są ze sobą niczym duży zestaw konstrukcyjny. Nie da się obliczyć dokładnego kosztu obiektu. Każdy nowy blok jest produkowany w innym kraju i oczywiście różni się ceną. W sumie można dołączyć ogromną liczbę takich części, dzięki czemu stację można stale aktualizować.
Ważność
Dzięki temu, że bloki stacji i ich zawartość można zmieniać i ulepszać nieograniczoną liczbę razy, ISS może przez długi czas wędrować po przestrzeniach orbity okołoziemskiej.
Pierwszy dzwonek alarmowy zabrzmiał w 2011 roku, kiedy program promu kosmicznego został odwołany ze względu na wysoki koszt.
Ale nic strasznego się nie wydarzyło. Ładunek był regularnie dostarczany w przestrzeń kosmiczną innymi statkami. W 2012 r. prywatny wahadłowiec komercyjny z powodzeniem zadokował do ISS. Później podobne zdarzenie miało miejsce wielokrotnie.
Groźby wobec stacji mogą mieć wyłącznie charakter polityczny. Od czasu do czasu urzędnicy z różnych krajów grożą zaprzestaniem wspierania ISS. Początkowo plany wsparcia zaplanowano do 2015 r., następnie do 2020 r. Obecnie istnieje w przybliżeniu umowa na utrzymanie stacji do 2027 roku.
I choć politycy kłócą się między sobą, w 2016 roku ISS odbyła 100-tysięczny obrót wokół planety, który pierwotnie nazywano „rocznicą”.
Elektryczność
Siedzenie w ciemności jest oczywiście interesujące, ale czasami staje się nudne. Na ISS każda minuta jest na wagę złota, dlatego inżynierowie byli głęboko zaskoczeni koniecznością zapewnienia załodze nieprzerwanego zasilania elektrycznego.
Zaproponowano wiele różnych pomysłów i ostatecznie uznano, że nie ma nic lepszego niż panele słoneczne w kosmosie.
Realizując projekt, strony rosyjska i amerykańska poszły różnymi drogami. Zatem wytwarzanie energii elektrycznej w pierwszym kraju odbywa się w systemie 28 woltów. Napięcie w jednostce amerykańskiej wynosi 124 V.
W ciągu dnia ISS wykonuje wiele orbit wokół Ziemi. Jeden obrót trwa około półtorej godziny, z czego czterdzieści pięć minut w cieniu. Oczywiście w tym czasie wytwarzanie energii z paneli fotowoltaicznych jest niemożliwe. Stacja zasilana jest akumulatorami niklowo-wodorowymi. Żywotność takiego urządzenia wynosi około siedmiu lat. Ostatni raz wymieniano je w 2009 roku, więc już wkrótce inżynierowie przeprowadzą długo oczekiwaną wymianę.
Urządzenie
Jak już wcześniej napisano, ISS to ogromny zestaw konstrukcyjny, którego części łatwo można ze sobą połączyć.
Od marca 2017 roku stacja składa się z czternastu elementów. Rosja dostarczyła pięć bloków o nazwach Zarya, Poisk, Zvezda, Rassvet i Pirs. Amerykanie nadali swoim siedmiu częściom nazwy: „Jedność”, „Przeznaczenie”, „Spokój”, „Wyprawa”, „Leonardo”, „Kopuła” i „Harmonia”. Kraje Unii Europejskiej i Japonia mają dotychczas po jednym bloku: Kolumb i Kibo.
Jednostki stale się zmieniają w zależności od zadań przydzielonych załodze. W drodze jest jeszcze kilka bloków, które znacznie zwiększą możliwości badawcze członków załogi. Najciekawsze są oczywiście moduły laboratoryjne. Niektóre z nich są całkowicie uszczelnione. Dzięki temu mogą badać absolutnie wszystko, nawet żywe istoty obce, bez ryzyka infekcji dla załogi.
Inne bloki mają na celu wytworzenie środowiska niezbędnego do normalnego życia człowieka. Jeszcze inne pozwalają swobodnie wyruszać w przestrzeń kosmiczną i przeprowadzać badania, obserwacje czy naprawy.
Niektóre bloki nie przenoszą ładunku badawczego i służą jako magazyny.
Trwają badania
Liczne badania wyjaśniają bowiem, dlaczego w odległych latach dziewięćdziesiątych politycy zdecydowali się wysłać konstruktora w przestrzeń kosmiczną, którego koszt szacuje się dziś na ponad dwieście miliardów dolarów. Za te pieniądze można kupić kilkanaście krajów i dostać w prezencie małe morze.
Zatem ISS ma tak unikalne możliwości, jakich nie ma żadne ziemskie laboratorium. Pierwszą z nich jest obecność nieograniczonej próżni. Drugim jest faktyczny brak grawitacji. Po trzecie, te najniebezpieczniejsze nie ulegają zniszczeniu w wyniku załamania światła w atmosferze ziemskiej.
Nie karm badaczy chlebem, ale daj im coś do nauki! Z radością wykonują powierzone im obowiązki, nawet pomimo śmiertelnego ryzyka.
Naukowcy najbardziej interesują się biologią. Obszar ten obejmuje biotechnologię i badania medyczne.
Inni naukowcy często zapominają o śnie, badając siły fizyczne przestrzeni pozaziemskiej. Materiały i fizyka kwantowa to tylko część badań. Według rewelacji wielu osób ulubionym zajęciem jest testowanie różnych cieczy w stanie nieważkości.
Ogólnie rzecz biorąc, eksperymenty z próżnią można przeprowadzać poza blokami, bezpośrednio w przestrzeni kosmicznej. Ziemscy naukowcy mogą być zazdrośni tylko w pozytywny sposób, oglądając eksperymenty za pośrednictwem łącza wideo.
Każdy człowiek na Ziemi oddałby wszystko za jeden spacer kosmiczny. Dla pracowników stacji jest to niemal rutynowa czynność.
wnioski
Pomimo niezadowolonych krzyków wielu sceptyków co do daremności projektu, naukowcy z ISS dokonali wielu interesujących odkryć, które pozwoliły nam inaczej spojrzeć na przestrzeń jako całość i na naszą planetę.
Ci odważni ludzie każdego dnia otrzymują ogromną dawkę promieniowania, a wszystko w imię badań naukowych, które dadzą ludzkości niespotykane wcześniej możliwości. Można tylko podziwiać ich skuteczność, odwagę i determinację.
ISS to dość duży obiekt, który można zobaczyć z powierzchni Ziemi. Istnieje nawet cała strona internetowa, na której możesz wpisać współrzędne swojego miasta, a system podpowie Ci dokładnie, o której godzinie możesz spróbować zobaczyć stację, siedząc na leżaku na balkonie.
Stacja kosmiczna ma oczywiście wielu przeciwników, ale fanów jest znacznie więcej. Oznacza to, że ISS pewnie pozostanie na swojej orbicie czterysta kilometrów nad poziomem morza i niejednokrotnie pokaże zagorzałym sceptykom, jak bardzo się mylili w swoich prognozach i przewidywaniach.
Kamera internetowa na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej
Jeśli nie ma obrazu, sugerujemy obejrzenie telewizji NASA, jest interesującaTransmisja na żywo przez Ustream
Ibuki(jap. いぶき Ibuki, Oddech) to ziemski satelita teledetekcyjny, pierwszy na świecie statek kosmiczny, którego zadaniem jest monitorowanie gazów cieplarnianych. Satelita ten jest również znany jako satelita obserwacyjny gazów cieplarnianych, w skrócie GOSAT. Ibuki jest wyposażony w czujniki podczerwieni, które określają gęstość dwutlenku węgla i metanu w atmosferze. W sumie satelita ma siedem różnych instrumentów naukowych. Ibuki został opracowany przez japońską agencję kosmiczną JAXA i wystrzelony 23 stycznia 2009 roku z Centrum Startu Satelity Tanegashima. Do startu wykorzystano japońską rakietę nośną H-IIA.
Transmisja wideożycie na stacji kosmicznej obejmuje widok wnętrza modułu, gdy astronauci pełnią służbę. Filmowi towarzyszy dźwięk na żywo negocjacji pomiędzy ISS a MCC. Telewizja jest dostępna tylko wtedy, gdy ISS ma kontakt z ziemią za pośrednictwem szybkiej komunikacji. W przypadku utraty sygnału widzowie mogą zobaczyć zdjęcie testowe lub graficzną mapę świata, która w czasie rzeczywistym pokazuje położenie stacji na orbicie. Ponieważ ISS okrąża Ziemię co 90 minut, słońce wschodzi i zachodzi co 45 minut. Kiedy ISS jest pogrążona w ciemności, zewnętrzne kamery mogą pokazywać czerń, ale mogą też pokazać zapierający dech w piersiach widok świateł miasta poniżej.
Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, skr. ISS (Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, w skrócie ISS) to załogowa stacja orbitalna wykorzystywana jako wielofunkcyjny kompleks badań kosmicznych. ISS to wspólny projekt międzynarodowy, w którym uczestniczy 15 krajów: Belgia, Brazylia, Niemcy, Dania, Hiszpania, Włochy, Kanada, Holandia, Norwegia, Rosja, USA, Francja, Szwajcaria, Szwecja, Japonia. ISS jest kontrolowana przez: segment rosyjski – z Centrum Kontroli Lotów Kosmicznych w Korolewie, segment amerykański z Centrum Kontroli Misji w Houston. Pomiędzy Ośrodkami odbywa się codzienna wymiana informacji.
Środki transportu
Transmisja telemetrii i wymiana danych naukowych pomiędzy stacją a Centrum Kontroli Misji odbywa się przy wykorzystaniu łączności radiowej. Ponadto łączność radiowa jest wykorzystywana podczas operacji spotkania i dokowania, służy do komunikacji audio i wideo pomiędzy członkami załogi oraz specjalistami kontroli lotów na Ziemi, a także krewnymi i przyjaciółmi astronautów. Tym samym ISS jest wyposażona w wewnętrzne i zewnętrzne wielofunkcyjne systemy komunikacji.
Rosyjski segment ISS komunikuje się bezpośrednio z Ziemią za pomocą anteny radiowej Lyra zainstalowanej na module Zvezda. „Lira” umożliwia wykorzystanie systemu przekazu danych satelitarnych „Luch”. System ten służył do komunikacji ze stacją Mir, jednak w latach 90-tych popadł w ruinę i obecnie nie jest używany. Aby przywrócić funkcjonalność systemu, w 2012 roku wypuszczono na rynek Luch-5A. Na początku 2013 roku planowana jest instalacja specjalistycznego sprzętu abonenckiego w rosyjskim segmencie stacji, po czym stanie się ona jednym z głównych abonentów satelity Łucz-5A. Oczekuje się także wystrzelenia 3 kolejnych satelitów „Łuch-5B”, „Łuch-5V” i „Łuch-4”.
Inny rosyjski system łączności „Woschod-M” zapewnia łączność telefoniczną pomiędzy modułami Zwiezda, Zaria, Pirs, Poisk a segmentem amerykańskim, a także łączność radiową VHF z naziemnymi centrami kontroli za pomocą modułu anten zewnętrznych „Zwiezda”.
W segmencie amerykańskim do komunikacji w paśmie S (transmisja audio) i Ku (audio, wideo, transmisja danych) wykorzystywane są dwa osobne systemy zlokalizowane na kratownicy Z1. Sygnały radiowe z tych systemów przesyłane są do amerykańskich satelitów geostacjonarnych TDRSS, co pozwala na niemal ciągły kontakt z kontrolą misji w Houston. Dane z Canadarm2, europejskiego modułu Columbus i japońskiego modułu Kibo przekierowywane są przez te dwa systemy łączności, ale amerykański system transmisji danych TDRSS zostanie docelowo uzupełniony europejskim systemem satelitarnym (EDRS) i podobnym japońskim. Komunikacja pomiędzy modułami odbywa się poprzez wewnętrzną cyfrową sieć bezprzewodową.
Podczas spacerów kosmicznych astronauci korzystają z nadajnika UHF VHF. Łączność radiowa VHF jest również wykorzystywana podczas dokowania i wydokowania statków kosmicznych Sojuz, Progress, HTV, ATV i promów kosmicznych (chociaż promy wykorzystują również nadajniki w paśmie S i Ku za pośrednictwem TDRSS). Z jego pomocą statki te otrzymują polecenia z centrum kontroli misji lub od członków załogi ISS. Automatyczne statki kosmiczne są wyposażone we własne środki komunikacji. Dlatego statki ATV korzystają podczas spotkań i dokowania ze specjalistycznego systemu komunikacji zbliżeniowej (PCE), którego wyposażenie znajduje się na ATV i w module Zvezda. Komunikacja odbywa się poprzez dwa całkowicie niezależne kanały radiowe w paśmie S. PCE zaczyna działać, zaczynając od względnych zasięgów około 30 kilometrów i wyłącza się po zadokowaniu ATV do ISS i przejściu na interakcję za pośrednictwem pokładowej magistrali MIL-STD-1553. Aby dokładnie określić względne położenie ATV i ISS, wykorzystywany jest dalmierz laserowy zainstalowany na ATV, umożliwiający precyzyjne dokowanie do stacji.
Stacja wyposażona jest w około sto laptopów ThinkPad firm IBM i Lenovo, modele A31 i T61P. Są to zwykłe komputery szeregowe, które jednak zostały zmodyfikowane pod kątem zastosowania w ISS, w szczególności przeprojektowano złącza i układ chłodzenia, uwzględniono napięcie 28 V stosowane na stacji oraz wymogi bezpieczeństwa dla pracy w stanie nieważkości zostały spełnione. Od stycznia 2010 roku stacja zapewnia bezpośredni dostęp do Internetu dla segmentu amerykańskiego. Komputery na pokładzie ISS są połączone za pośrednictwem Wi-Fi z siecią bezprzewodową i połączone z Ziemią z szybkością 3 Mbit/s w przypadku pobierania i 10 Mbit/s w przypadku pobierania, co jest porównywalne z domowym łączem ADSL.
Wysokość orbity
Wysokość orbity ISS stale się zmienia. Ze względu na pozostałości atmosfery następuje stopniowe hamowanie i spadek wysokości. Wszystkie nadchodzące statki pomagają podnieść wysokość za pomocą swoich silników. W pewnym momencie ograniczyli się do kompensowania spadku. Ostatnio wysokość orbity stale rośnie. 10 lutego 2011 — Wysokość lotu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wynosiła około 353 km nad poziomem morza. W dniu 15 czerwca 2011 r. wzrosła o 10,2 km i wyniosła 374,7 km. 29 czerwca 2011 r. Wysokość orbity wynosiła 384,7 km. Aby zminimalizować wpływ atmosfery, stację trzeba było podnieść na wysokość 390–400 km, ale amerykańskie promy nie mogły wznieść się na taką wysokość. Dlatego stację utrzymywano na wysokościach 330-350 km poprzez okresową korektę silnikami. W związku z zakończeniem programu lotów wahadłowych ograniczenie to zostało zniesione.
Strefa czasowa
ISS korzysta z uniwersalnego czasu koordynowanego (UTC), który jest niemal dokładnie w równej odległości od czasów dwóch centrów kontroli w Houston i Korolev. Co 16 wschodów i zachodów słońca okna stacji są zamykane, aby stworzyć iluzję ciemności w nocy. Zespół zazwyczaj budzi się o 7:00 (UTC), a załoga zazwyczaj pracuje około 10 godzin w dni powszednie i około pięciu godzin w każdą sobotę. Podczas wizyt wahadłowców załoga ISS zazwyczaj śledzi czas misji (MET), czyli całkowity czas lotu wahadłowca, który nie jest powiązany z konkretną strefą czasową, ale jest liczony wyłącznie od chwili wystartowania promu kosmicznego. Załoga ISS przesuwa czas snu przed przybyciem promu i wraca do poprzedniego harmonogramu snu po jego odlocie.
Atmosfera
Stacja utrzymuje atmosferę zbliżoną do ziemskiej. Normalne ciśnienie atmosferyczne na ISS wynosi 101,3 kilopaskali, czyli tyle samo, co na poziomie morza na Ziemi. Atmosfera na ISS nie pokrywa się z atmosferą panującą na promach, dlatego po dokowaniu promu kosmicznego następuje wyrównanie ciśnień i składu mieszanki gazowej po obu stronach śluzy. Od około 1999 do 2004 roku NASA istniała i rozwijała projekt IHM (Inflatable Habitation Module), w ramach którego planowano wykorzystać ciśnienie atmosferyczne na stacji do rozmieszczenia i stworzenia przestrzeni roboczej dodatkowego modułu mieszkalnego. Korpus tego modułu miał być wykonany z tkaniny kevlarowej z uszczelnioną powłoką wewnętrzną z gazoszczelnego kauczuku syntetycznego. Jednak w 2005 roku, ze względu na nierozwiązany charakter większości problemów postawionych w projekcie (w szczególności problemu ochrony przed cząstkami śmieci kosmicznych), program IHM został zamknięty.
Mikrograwitacja
Ciężar Ziemi na wysokości orbity stacji stanowi 90% grawitacji na poziomie morza. Stan nieważkości wynika z ciągłego swobodnego spadania ISS, co zgodnie z zasadą równoważności jest równoznaczne z brakiem grawitacji. Środowisko stacji jest często opisywane jako mikrograwitacja ze względu na cztery efekty:
Ciśnienie hamowania atmosfery resztkowej.
Przyspieszenia drganiowe spowodowane pracą mechanizmów i ruchem załogi stacji.
Korekta orbity.
Niejednorodność pola grawitacyjnego Ziemi prowadzi do tego, że różne części ISS przyciągane są do Ziemi z różną siłą.
Wszystkie te czynniki tworzą przyspieszenia osiągające wartości 10-3...10-1 g.
Obserwacja ISS
Wielkość stacji jest wystarczająca do obserwacji gołym okiem z powierzchni Ziemi. ISS jest obserwowana jako dość jasna gwiazda, poruszająca się dość szybko po niebie, w przybliżeniu z zachodu na wschód (prędkość kątowa około 1 stopnia na sekundę). W zależności od punktu obserwacji, maksymalna wartość jej jasności może przyjąć wartość? 4 do 0. Agencja European Space wraz ze stroną internetową „www.heavens-above.com” zapewnia każdemu możliwość zapoznania się z harmonogramem lotów ISS nad określonym zaludnionym obszarem planety. Wchodząc na stronę internetową poświęconą ISS i wpisując nazwę interesującego miasta w języku łacińskim, można uzyskać dokładny czas oraz graficzne przedstawienie trasy przelotu stacji nad nim w nadchodzących dniach. Rozkład lotów można także sprawdzić na stronie www.amsat.org. Trasę lotu ISS można zobaczyć w czasie rzeczywistym na stronie internetowej Federalnej Agencji Kosmicznej. Można także skorzystać z programu Heavensat (lub Orbitron).
Skład MKC (Zarya – Columbus)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Konfiguracja ISS
Funkcjonalny blok cargo „Zaria”
Rozmieszczenie ISS rozpoczęło się wraz z wystrzeleniem 20 listopada 1998 r. (09:40:00 UHF) funkcjonalnej jednostki ładunkowej Zarya (FGB), również utworzonej w Rosji, przy użyciu rosyjskiej rakiety nośnej Proton.
Funkcjonalny blok ładunkowy Zarya jest pierwszym elementem Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Został opracowany i wyprodukowany przez Państwowe Centrum Badawczo-Produkcyjne im. M.V. Khrunichev (Moskwa, Rosja) zgodnie z umową zawartą z generalnym podwykonawcą projektu ISS – firmą Boeing (Houston, Teksas, USA). Od tego modułu rozpoczyna się montaż ISS na orbicie okołoziemskiej. W początkowej fazie montażu FGB zapewnia sterowanie lotem wiązki modułów, zasilanie, łączność, odbiór, magazynowanie i przesył paliwa.
Schemat funkcjonalnego bloku ładunkowego „Zaria”
| Parametr | Oznaczający |
| Masa na orbicie | 20260 kg |
| Wzrost | 12990 mm |
| Maksymalna średnica | 4100 mm |
| Objętość zamkniętych przedziałów | 71,5 metrów sześciennych |
| Zakres panelu słonecznego | 24400 mm |
| 28 mkw | |
| Gwarantowane średnie dzienne napięcie zasilania 28 V | 3 kW |
| Możliwości zasilania segmentu amerykańskiego | do 2kW |
| Masa paliwa | do 6100 kg |
| Robocza wysokość orbity | 350-500 km |
| 15 lat |
Układ FGB obejmuje przedział ładunkowy przyrządów (ICG) i adapter ciśnieniowy (GA), zaprojektowany tak, aby pomieścić systemy pokładowe zapewniające mechaniczne dokowanie z innymi modułami ISS i statkami przybywającymi do ISS. HA jest oddzielony od PGO szczelną grodzią kulistą, która posiada właz o średnicy 800 mm. Na zewnętrznej powierzchni HA znajduje się specjalna jednostka do mechanicznego przechwytywania FGB przez manipulator statku kosmicznego Shuttle. Zamknięta objętość PGO wynosi 64,5 metra sześciennego, GA - 7,0 metra sześciennego. Przestrzeń wewnętrzna PGO i HA podzielona jest na dwie strefy: instrumentalną i mieszkalną. Obszar przyrządów zawiera jednostki systemów pokładowych. Część dzienna przeznaczona jest do pracy załogi. Zawiera elementy systemów monitorowania i sterowania zespołem pokładowym oraz systemy powiadamiania i ostrzegania o sytuacjach awaryjnych. Obszar instrumentów jest oddzielony od części mieszkalnej panelami wewnętrznymi.
PGO jest funkcjonalnie podzielony na trzy przedziały: PGO-2 to stożkowa sekcja FGB, PGO-Z to cylindryczna sekcja przylegająca do HA, PGO-1 to cylindryczna sekcja pomiędzy PGO-2 i PGO-Z.
Moduł połączeniowy Unity
Pierwszym wyprodukowanym w USA elementem Międzynarodowej Stacji Kosmicznej jest moduł Node 1, zwany także Unity.
Moduł Node 1 został wyprodukowany w Boeing Co. w Huntsville (Alabama).
Moduł zawiera ponad 50 000 części, 216 rurociągów do pompowania cieczy i gazów, 121 kabli do instalacji wewnętrznych i zewnętrznych o łącznej długości około 10 km.
Moduł został dostarczony i zainstalowany przez załogę promu kosmicznego Endeavour (STS-88) 7 grudnia 1998 roku. Załoga: dowódca Robert Cabana, pilot Frederick Sterkow, specjaliści ds. lotów Jerry Ross, Nancy Currie, James Newman i Sergei Krikalev.
Moduł „Unity” to cylindryczna konstrukcja wykonana z aluminium, posiadająca sześć włazów do podłączenia innych elementów stacji – z czego cztery (promieniowe) to otwory z ramami zamykanymi włazami, a dwa końcowe wyposażone są w zamki, do których mocowane są adaptery dokujące, każdy posiadający dwa osiowe węzły dokujące, tworzy korytarz łączący obszary mieszkalne i robocze Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Jednostka ta o długości 5,49 m i średnicy 4,58 m połączona jest z funkcjonalnym blokiem ładunkowym Zarya.
Oprócz połączenia z modułem Zarya, węzeł ten pełni funkcję korytarza łączącego amerykański moduł laboratoryjny, amerykański moduł mieszkalny (przedziały mieszkalne) i śluzę powietrzną.
Przez moduł Unity przechodzą ważne systemy i komunikacja, takie jak rurociągi dostarczające ciecze, gazy, kontrola środowiska, systemy podtrzymywania życia, zasilanie i transmisja danych.
W Centrum Kosmicznym im. Kennedy'ego urządzenie Unity zostało wyposażone w dwa ciśnieniowe adaptery współpracujące (PMA), które wyglądają jak asymetryczne korony stożkowe. Adapter PMA-1 zapewni dokowanie amerykańskich i rosyjskich komponentów stacji, PMA-2 zapewni dokowanie do niej statków Space Shuttle. Adaptery zawierają komputery realizujące funkcje monitorowania i sterowania modułem Unity, a także transmisję danych, informację głosową i komunikację wideo z Centrum Kontroli Misji w Houston w pierwszych etapach instalacji ISS, uzupełniając rosyjskie systemy łączności zainstalowane w module Zarya . Elementy adaptera są produkowane w zakładzie Boeinga w Huntington Beach w Kalifornii.
Unity z dwoma adapterami w konfiguracji startowej ma długość 10,98 m i masę około 11 500 kg.
Projekt i produkcja modułu Unity kosztowała około 300 milionów dolarów.
Moduł serwisowy „Zvezda”
Moduł serwisowy Zvezda (SM) został wystrzelony na niską orbitę okołoziemską przez rakietę nośną Proton 12 lipca 2000 r. (07:56:36 UHF) i 26.07.2000. zadokowany w funkcjonalnym bloku ładunkowym (FGB) ISS.
Konstrukcyjnie Zvezda SM składa się z czterech przedziałów: trzech hermetycznie zamkniętych - przedziału przejściowego (TxO), przedziału roboczego (RO) i komory pośredniej (PrK), a także bezciśnieniowego przedziału agregatowego (AO), w którym mieści się zintegrowany układ napędowy (IPU). Korpus szczelnych przedziałów wykonany jest ze stopu aluminiowo-magnezowego i stanowi konstrukcję spawaną składającą się z bloków cylindrycznych, stożkowych i kulistych.
Przedział przejściowy zaprojektowano w celu zapewnienia przejścia członków załogi pomiędzy SM a innymi modułami ISS. Służy również jako śluza powietrzna, gdy członkowie załogi wyruszają w przestrzeń kosmiczną, dla której na bocznej pokrywie znajduje się zawór bezpieczeństwa.
Kształt PxO to połączenie kuli o średnicy 2,2 m i ściętego stożka o średnicach podstawy 1,35 m i 1,9 m. Długość PxO wynosi 2,78 m, objętość uszczelniona wynosi 6,85 m3. Część stożkowa (o dużej średnicy) PxO jest przymocowana do RO. Na sferycznej części PkhO zainstalowano trzy hybrydowe pasywne jednostki dokujące SSVP-M G8000 (jedna osiowa i dwie boczne). FGB „Zaria” jest połączona z węzłem osiowym w PkhO. W węźle górnym PSS planowana jest instalacja Platformy Naukowo-Energetycznej (SEP). PxO musi najpierw zadokować do dolnej stacji dokującej z przedziałem dokującym nr 1, a następnie z uniwersalnym modułem dokującym (USM).
Główne cechy techniczne
| Parametr | Oznaczający |
| Punkty dokowania | 4 rzeczy. |
| Iluminatory | 13 szt. |
| Masa modułu w fazie startu | 22776 kg |
| Masa na orbicie po oddzieleniu od rakiety nośnej | 20295 kg |
| Wymiary modułu: | |
| długość z owiewką i przegrodą pośrednią | 15,95 m |
| długość bez owiewki i przedziału pośredniego | 12,62 m |
| wzrost | 13,11 m |
| szerokość z otwartym panelem słonecznym | 29,73 m |
| maksymalna średnica | 4,35 m |
| objętość zamkniętych przedziałów | 89,0 m3 |
| objętość wewnętrzna z wyposażeniem | 75,0 m3 |
| siedlisko załogi | 46,7 m3 |
| Podtrzymanie życia załogi | do 6 osób |
| Zakres panelu słonecznego | 29,73 m |
| Obszar ogniw fotowoltaicznych | 76 m2 |
| Maksymalna moc wyjściowa paneli słonecznych | 13,8 kW |
| Czas działania na orbicie | 15 lat |
| Układ zasilania: | |
| napięcie robocze, V | 28 |
| moc panelu słonecznego, kW | 10 |
| Układ napędowy: | |
| silniki napędowe, kgf | 2?312 |
| silniki kontroli położenia, kgf | 32?13,3 |
| masa utleniacza (czterotlenek azotu), kg | 558 |
| masa paliwa (UDMH), kg | 302 |
Główne funkcje:
- zapewnienie załodze warunków pracy i odpoczynku;
- zarządzanie głównymi częściami kompleksu;
- zasilanie kompleksu w energię elektryczną;
- dwukierunkowa łączność radiowa pomiędzy załogą a kompleksem kontroli naziemnej (GCU);
- odbiór i transmisja informacji telewizyjnych;
- przekazywanie informacji telemetrycznych o stanie załogi i systemów pokładowych do centrali niskiego napięcia;
- otrzymywanie informacji kontrolnych na pokładzie;
- orientacja kompleksu względem środka masy;
- złożona korekta orbity;
- zbliżenie i dokowanie innych obiektów kompleksu;
- utrzymywanie określonych warunków temperaturowych i wilgotnościowych pomieszczeń mieszkalnych, elementów konstrukcyjnych i wyposażenia;
- kosmonauci wkraczający w przestrzeń otwartą, wykonujący prace konserwacyjne i naprawcze na zewnętrznej powierzchni stacji;
- prowadzenie badań naukowych i stosowanych oraz eksperymentów z wykorzystaniem dostarczonego sprzętu docelowego;
- możliwość prowadzenia dwukierunkowej komunikacji pokładowej wszystkich modułów kompleksu Alpha.
Na zewnętrznej powierzchni PkhO znajdują się wsporniki, na których mocowane są poręcze, trzy zestawy anten (AR-VKA, 2AR-VKA i 4AO-VKA) systemu Kurs dla trzech jednostek dokujących, cele dokujące, jednostki STR, zdalny sterować stacją tankowania, kamerą telewizyjną, oświetleniem pokładowym i innym sprzętem. Zewnętrzną powierzchnię pokryto panelami EVTI i ekranami przeciwmeteorytowymi. PkhO ma cztery iluminatory.
Przedział roboczy zaprojektowano tak, aby pomieścić główną część systemów pokładowych i wyposażenia SM, na potrzeby życia i pracy załogi.
Korpus RO składa się z dwóch cylindrów o różnych średnicach (2,9 m i 4,1 m), połączonych stożkowym adapterem. Długość cylindra o małej średnicy wynosi 3,5 m, dużego 2,9 m. Dno przednie i tylne są kuliste. Całkowita długość RO wynosi 7,7 m, objętość zamknięta wraz z wyposażeniem wynosi 75,0 m3, objętość pomieszczeń załogi wynosi 35,1 m3. Panele wewnętrzne oddzielają część dzienną od pomieszczenia przyrządów, a także od korpusu RO.
RO ma 8 iluminatorów.
Pomieszczenia mieszkalne RO są wyposażone w środki wspierające funkcje życiowe załogi. W strefie małej średnicy RO znajduje się stanowisko dowodzenia centralą z centralami sterującymi i tablicami ostrzegania awaryjnego. W obszarze wielkośrednicowym RO znajdują się dwie kabiny osobowe (pojemność 1,2 m3 każda), przedział sanitarny z umywalką i urządzeniem do odprowadzania ścieków (pojemność 1,2 m3), kuchnia z lodówko-zamrażarką, stół do pracy ze środkami do mocowania, sprzętem medycznym, sprzętem do ćwiczeń, małą śluzą powietrzną do oddzielania pojemników z odpadami i małym statkiem kosmicznym.
Zewnętrzna strona obudowy RO pokryta jest wielowarstwową izolacją termiczną ekranowo-próżniową (EVTI). Na cylindrycznych częściach zamontowane są grzejniki, które pełnią jednocześnie funkcję ekranów przeciwmeteorytowych. Miejsca niechronione grzejnikami osłonięto ekranami z włókna węglowego o strukturze plastra miodu.
Na zewnętrznej powierzchni statku kosmicznego zainstalowano poręcze, za pomocą których członkowie załogi mogą się przemieszczać i zabezpieczać podczas pracy w przestrzeni kosmicznej.
Poza małą średnicą RO znajdują się czujniki systemu kontroli ruchu i nawigacji (VCS) do orientacji według Słońca i Ziemi, cztery czujniki systemu orientacji SB i inny sprzęt.
Komora pośrednia została zaprojektowana w celu zapewnienia przejścia kosmonautów między SM a statkiem kosmicznym Sojuz lub Progress zadokowanym do rufowej jednostki dokującej.
Kształt PrK to walec o średnicy 2,0 m i długości 2,34 m. Objętość wewnętrzna wynosi 7,0 m3.
PRK jest wyposażony w jedną pasywną jednostkę dokującą umieszczoną wzdłuż osi wzdłużnej SM. Węzeł przeznaczony jest do dokowania statków towarowych i transportowych, w tym rosyjskich statków Sojuz TM, Sojuz TMA, Progress M i Progress M2, a także europejskiego automatycznego statku ATV. Do obserwacji zewnętrznej PrK ma dwa iluminatory, a na zewnątrz zamontowana jest na nim kamera telewizyjna.
Przedział agregatowy przeznaczony jest do pomieszczenia jednostek zintegrowanego układu napędowego (OPS).
AO ma kształt cylindryczny i jest zamknięty na końcu dolnym ekranem wykonanym z EVTI. Zewnętrzna powierzchnia kolby pokryta jest osłoną przeciwmeteorytową i EVTI. Na zewnętrznej powierzchni zamontowane są poręcze i anteny, a wewnątrz spółki akcyjnej znajdują się włazy do obsługi sprzętu.
Na rufie JSC znajdują się dwa silniki korekcyjne, a na powierzchni bocznej cztery bloki silników orientacyjnych. Zewnętrznie, na tylnej ramie spółki akcyjnej, zamocowany jest drążek z anteną wysoce kierunkową (ONA) pokładowego systemu radiowego „Lira”. Ponadto na korpusie JSC znajdują się trzy anteny systemu Kurs, cztery anteny radiowego systemu sterowania i łączności, dwie anteny systemu telewizyjnego, sześć anten systemu komunikacji telefonicznej i telegraficznej oraz anteny orbitalnego radia sprzęt kontrolny.
Do JSC dołączone są również czujniki VAS do orientacji słonecznej, czujniki systemu kontroli położenia SB, światła boczne itp.
Układ wewnętrzny modułu serwisowego:
1 – przedział przejściowy; 2 – właz przejściowy; 3 – ręczne urządzenia dokujące; 4 – maska gazowa; 5 – jednostki oczyszczania atmosfery; 6 – generatory tlenu na paliwo stałe; 7 – kabina; 8 – przedział urządzeń sanitarnych; 9 – komora pośrednia; 10 – właz transferowy; 11 – gaśnica; 12 – przedział agregatu; 13 – miejsce montażu bieżni; 14 – odpylacz; 15 – stół; 16 – miejsce montażu ergometru rowerowego; 17 – iluminatory; 18 – centralne stanowisko dowodzenia.
Skład wyposażenia serwisowego SM "Zvezda":
pokładowy kompleks kontrolny składający się z:
— systemy sterowania ruchem (TCS);
— komputer pokładowy;
— pokładowy kompleks radiowy;
— pokładowe systemy pomiarowe;
— pokładowe złożone systemy sterowania (SUBC);
— urządzenia do trybu sterowania teleoperacyjnego (TORU);
układ zasilania (PSS);
zintegrowany układ napędowy (UPS);
system wspomagania reżimu termicznego (SOTR);
system podtrzymywania życia (LSS);
Produkty medyczne.
Moduł laboratoryjny „Przeznaczenie”
9 lutego 2001 roku załoga promu kosmicznego Atlantis STS-98 dostarczyła i zadokowała na stację moduł laboratoryjny Destiny (Destiny).
Amerykański moduł naukowy Destiny składa się z trzech cylindrycznych sekcji i dwóch końcowych ściętych stożków, w których znajdują się zapieczętowane włazy używane przez załogę do wejścia i wyjścia z modułu. Destiny jest zadokowany do przedniego portu dokowania modułu Unity.
Sprzęt naukowy i pomocniczy wewnątrz modułu Destiny jest montowany w standardowych jednostkach ładunkowych ISPR (International Standard Payload Racks). W sumie Destiny zawiera 23 jednostki ISPR – po sześć na prawej burcie, lewej burcie i suficie oraz pięć na podłodze.
Destiny posiada system podtrzymywania życia, który zapewnia zasilanie, oczyszczanie powietrza oraz kontrolę temperatury i wilgotności w module.
W module ciśnieniowym astronauci mogą prowadzić badania z różnych dziedzin wiedzy naukowej: medycyny, technologii, biotechnologii, fizyki, materiałoznawstwa i nauk o Ziemi.
Moduł został wyprodukowany przez amerykańską firmę Boeing.
Uniwersalna śluza powietrzna „Quest”
Uniwersalna komora śluzy powietrznej Quest została dostarczona do ISS promem kosmicznym Atlantis STS-104 w dniu 15 lipca 2001 roku i za pomocą zdalnego manipulatora stacji Canadarm 2 została wyjęta z ładowni Atlantis, przeniesiona i zadokowana do amerykańskiego nabrzeża moduł WĘZEŁ-1 „Jedność”.
Uniwersalna komora śluzy powietrznej Quest została zaprojektowana do obsługi spacerów kosmicznych załóg ISS korzystających zarówno z amerykańskich skafandrów kosmicznych, jak i rosyjskich skafandrów kosmicznych Orlan.
Przed zainstalowaniem tej śluzy spacery kosmiczne odbywały się albo przez przedział przejściowy (TC) modułu serwisowego Zvezda (w rosyjskich skafandrach kosmicznych), albo przez prom kosmiczny (w amerykańskich skafandrach kosmicznych).
Po zainstalowaniu i uruchomieniu śluza powietrzna stała się jednym z głównych systemów umożliwiających spacery kosmiczne i powroty na ISS, umożliwiając korzystanie z dowolnego z istniejących systemów skafandrów kosmicznych lub obu jednocześnie.
Główne cechy techniczne
Komora śluzy to szczelny moduł składający się z dwóch głównych przedziałów (połączonych na końcach za pomocą przegrody łączącej i włazu): przedziału załogi, przez który astronauci opuszczają ISS w przestrzeń kosmiczną, oraz przedziału sprzętowego, w którym przechowywane są jednostki i skafandry kosmiczne zapewniają EVA, a także tak zwane nocne jednostki „wypłukiwania”, które są używane w noc poprzedzającą spacer kosmiczny w celu wypłukania azotu z krwi astronauty w miarę spadku ciśnienia atmosferycznego. Procedura ta pozwala uniknąć pojawienia się oznak dekompresji po powrocie astronauty z kosmosu i w komorze pod ciśnieniem.
Przedział załogi
wysokość – 2565 mm.
średnica zewnętrzna – 1996 mm.
objętość zamknięta – 4,25 metra sześciennego. M.
Podstawowe wyposażenie:
właz umożliwiający dostęp do przestrzeni kosmicznej o średnicy 1016 mm;
panel sterowania bramą.
Przedział wyposażenia
Główne parametry techniczne:
długość – 2962 mm.
średnica zewnętrzna – 4445 mm.
objętość zamknięta – 29,75 metrów sześciennych. M.
Podstawowe wyposażenie:
właz ciśnieniowy umożliwiający przejście do przedziału sprzętowego;
właz ciśnieniowy do transportu na ISS
dwa regały standardowe z systemami serwisowymi;
sprzęt do serwisowania skafandrów kosmicznych i sprzęt do debugowania EVA;
pompa do wypompowywania atmosfery;
panel złączy interfejsu;
Przedział załogi to przeprojektowana zewnętrzna śluza promu kosmicznego. Wyposażony jest w system oświetlenia, poręcze zewnętrzne oraz złącza interfejsu UIA (Umbilical Interface Assembly) umożliwiające podłączenie systemów nośnych. Złącza UIA znajdują się na jednej ze ścian przedziału załogi i służą do zaopatrzenia w wodę, usuwania nieczystości płynnych i dostarczania tlenu. Złącza służą także do zapewnienia komunikacji i zasilania skafandrów kosmicznych i mogą jednocześnie obsługiwać dwa skafandry (zarówno rosyjskie, jak i amerykańskie).
Przed otwarciem włazu przedziału załogi na spacer kosmiczny ciśnienie w przedziale zmniejsza się najpierw do 0,2 atm, a następnie do zera.
Wewnątrz skafandra kosmicznego utrzymywana jest atmosfera czystego tlenu pod ciśnieniem 0,3 atm w przypadku amerykańskiego skafandra i 0,4 atm w przypadku rosyjskiego.
Aby zapewnić wystarczającą mobilność skafandrów kosmicznych, wymagane jest obniżone ciśnienie. Przy wyższych ciśnieniach skafandry kosmiczne stają się sztywne i trudno w nich pracować przez dłuższy czas.
Przedział sprzętowy wyposażony jest w systemy serwisowe umożliwiające wykonywanie czynności zakładania i zdejmowania skafandrów kosmicznych oraz okresowych prac konserwacyjnych.
W przedziale sprzętowym znajdują się urządzenia utrzymujące atmosferę wewnątrz przedziału, akumulatory, układ zasilania i inne systemy wspomagające.
Moduł Quest może zapewnić środowisko powietrza o niskiej zawartości azotu, w którym astronauci mogą „spać” przed spacerami kosmicznymi, oczyszczając w ten sposób swój krwioobieg z nadmiaru azotu, co zapobiega chorobie dekompresyjnej podczas pracy w skafandrze kosmicznym z powietrzem bogatym w tlen, a także po pracy, gdy zmiany ciśnienia otoczenia (ciśnienie w rosyjskich skafandrach Orlan wynosi 0,4 atm, w amerykańskich EMU - 0,3 atm). Wcześniej, aby przygotować się do spacerów kosmicznych, stosowano metodę, w której ludzie przez kilka godzin przed wyjściem wdychali czysty tlen, aby oczyścić tkanki ciała z azotu.
W kwietniu 2006 roku dowódca Ekspedycji 12 ISS William McArthur i inżynier lotu ISS Expedition 13 Jeffrey Williams przetestowali nową metodę przygotowań do spacerów kosmicznych, spędzając noc w śluzie. Ciśnienie w komorze obniżono z normalnego - 1 atm. (101 kilopaskali lub 14,7 funta na cal kwadratowy), do 0,69 atm. (70 kPa lub 10,2 psi). W wyniku błędu pracownika centrum dowodzenia załoga została obudzona cztery godziny wcześniej niż planowano, a mimo to test uznano za zakończony pomyślnie. Od tego czasu metoda ta zaczęła być stosowana na bieżąco przez stronę amerykańską przed wyjazdem w kosmos.
Moduł Quest był niezbędny stronie amerykańskiej, ponieważ jej skafandry kosmiczne nie odpowiadały parametrom rosyjskich komór śluz powietrznych – miały inne komponenty, inne ustawienia i inne mocowania. Przed instalacją Questa spacery kosmiczne można było odbywać ze śluzy modułu Zvezda tylko w skafandrach Orlan. amerykański EMU można było ich używać do spacerów kosmicznych tylko podczas dokowania promu do ISS. Następnie połączenie modułu Pierce dodało kolejną opcję korzystania z Eagles.
Moduł został dołączony 14 lipca 2001 roku przez ekspedycję STS-104. Został on zainstalowany na prawym porcie dokującym modułu Unity do pojedynczego mechanizmu dokującego. C.B.M.).
Moduł zawiera wyposażenie i jest przeznaczony do współpracy z obydwoma typami skafandrów kosmicznych, jednak obecnie (informacja z 2006 roku!) zdolny do współpracy jedynie ze stroną amerykańską, ponieważ nie uruchomiono jeszcze sprzętu niezbędnego do współpracy z rosyjskimi skafanderami kosmicznymi. W efekcie, gdy ekspedycja na ISS-9 miała problemy z amerykańskimi skafanderami kosmicznymi, do miejsca pracy musiała przedostawać się okrężną drogą.
21 lutego 2005 roku w związku z awarią modułu Quest, spowodowaną, jak donosiły media, rdzą powstałą w śluzie, kosmonauci tymczasowo odbyli spacery kosmiczne po module Zvezda.
Przedział dokowy „Molo”
Przedział dokowy (DC) „Pirs”, będący elementem rosyjskiego segmentu ISS, został zwodowany w ramach specjalistycznego modułu statku towarowego (GCM) „Progress M-CO1” 15 września 2001 roku. 17 września 2001 roku statek kosmiczny Progress M-CO1 zadokował do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Przedział dokujący Pirs został opracowany i wyprodukowany w RSC Energia i ma podwójne zastosowanie. Może służyć jako śluza powietrzna podczas spacerów kosmicznych dwóch członków załogi i służy jako dodatkowy port do dokowania załogowego statku kosmicznego typu Sojuz TM i automatycznego statku towarowego typu Progress M do ISS.
Dodatkowo zapewnia możliwość tankowania zbiorników ISS PC komponentami pędnymi dostarczanymi na statkach transportowych.
Główne cechy techniczne
| Parametr | Oznaczający |
| Masa w momencie startu, kg | 4350 |
| Masa na orbicie, kg | 3580 |
| Masa rezerwowa dostarczonego towaru, kg | 800 |
| Wysokość orbity podczas montażu, km | 350-410 |
| Operacyjna wysokość orbity, km | 410-460 |
| Długość (z jednostkami dokującymi), m | 4,91 |
| Maksymalna średnica, m | 2,55 |
| Objętość zamkniętej komory, m? | 13 |
Przedział dokujący Pirs składa się z szczelnej obudowy i zainstalowanego sprzętu, systemów serwisowych i elementów konstrukcyjnych umożliwiających spacery kosmiczne.
Korpus ciśnieniowy i zespół napędowy przedziału wykonane są ze stopów aluminium AMg-6, rurociągi ze stali odpornych na korozję i stopów tytanu. Zewnętrzna strona obudowy pokryta jest panelami przeciwdeszczowymi o grubości 1 mm oraz ekranowo-próżniową izolacją termiczną
Wzdłuż osi podłużnej Pirsa rozmieszczone są dwie jednostki dokujące – aktywna i pasywna. Aktywna jednostka dokująca została zaprojektowana do hermetycznego połączenia z Zvezdą SM. Pasywna jednostka dokująca, zlokalizowana po przeciwnej stronie przedziału, przeznaczona jest do hermetycznego połączenia ze statkami transportowymi typu Sojuz TM i Progress M.
Na zewnątrz przedziału znajdują się cztery anteny sprzętu „Kurs-A” do pomiaru parametrów ruchu względnego, wykorzystywanego podczas dokowania CO do ISS oraz urządzenia systemu „Kurs-P”, które zapewniają spotkanie i dokowanie statków transportowych do przedziału.
Kadłub ma dwie ramy pierścieniowe z włazami umożliwiającymi dostęp do przestrzeni kosmicznej. Obydwa włazy mają średnicę w świetle 1000 mm. Każda pokrywa posiada iluminator o średnicy w świetle 228 mm. Obydwa włazy są całkowicie równoważne i można z nich korzystać w zależności od tego, po której stronie molo wygodniej będzie członkom załogi udać się w przestrzeń kosmiczną. Każdy właz jest zaprojektowany na 120 otworów. Aby ułatwić astronautom pracę w przestrzeni kosmicznej, wokół włazów wewnątrz i na zewnątrz przedziału znajdują się pierścieniowe poręcze.
Poręcze montowane są także na zewnątrz wszystkich elementów korpusu przedziału, aby ułatwić pracę członkom załogi podczas wyjść.
Wewnątrz Pirs CO znajdują się bloki urządzeń systemów kontroli termicznej, komunikacji, sterowania kompleksem pokładowym, systemów telewizyjnych i telemetrycznych, układane są kable sieci pokładowej i rurociągi systemu kontroli termicznej.
W przedziale znajdują się panele sterujące służące do śluzy powietrznej, monitorowania i sterowania systemami obsługi CO, łączności, usuwania i zasilania zasilania, włączników oświetlenia i gniazd elektrycznych.
Dwa moduły interfejsu BSS zapewniają śluzę powietrzną dla dwóch członków załogi w skafandrach kosmicznych Orlan-M.
Systemy obsługi modułów:
system kontroli termicznej;
system komunikacji;
pokładowy złożony system sterowania;
panele sterujące do systemów obsługi CO;
systemy telewizyjne i telemetryczne.
Modułowe systemy docelowe:
Panele sterujące bramami.
dwa zespoły interfejsów umożliwiające blokowanie dwóch członków załogi.
dwa włazy do spacerów kosmicznych o średnicy 1000 mm.
aktywne i pasywne węzły dokujące.
Moduł łączący „Harmonia”
Moduł Harmony został dostarczony do ISS na pokładzie wahadłowca Discovery (STS-120) i 26 października 2007 roku został tymczasowo zainstalowany w lewym porcie dokowania modułu ISS Unity.
W dniu 14 listopada 2007 roku moduł Harmony został przeniesiony przez załogę ISS-16 na swoje stałe miejsce – do przedniego portu dokowania modułu Destiny. Wcześniej moduł dokujący statków wahadłowych został przeniesiony do przedniego portu dokującego modułu Harmony.
Moduł Harmony jest elementem łączącym dwa laboratoria badawcze: europejskiego Columbus i japońskiego Kibo.
Zapewnia zasilanie podłączonych do niego modułów oraz wymianę danych. Aby zapewnić możliwość zwiększenia liczebności stałej załogi ISS, w module zainstalowano dodatkowy system podtrzymywania życia.
Dodatkowo moduł wyposażony jest w trzy dodatkowe miejsca do spania dla astronautów.
Moduł to aluminiowy cylinder o długości 7,3 metra i średnicy zewnętrznej 4,4 metra. Zamknięta objętość modułu wynosi 70 m3, waga modułu 14 300 kg.
Moduł Node 2 został dostarczony do Centrum Kosmicznego. Kennedy’ego 1 czerwca 2003 r. Moduł otrzymał nazwę „Harmonia” 15 marca 2007 roku.
11 lutego 2008 r. europejskie laboratorium naukowe Columbus zostało przyłączone do prawego portu dokującego Harmony przez ekspedycję promu Atlantis STS-122. Wiosną 2008 roku zadokowano do niego japońskie laboratorium naukowe Kibo. Górny (przeciwlotniczy) punkt dokowania, przeznaczony wcześniej dla odwołanych Japończyków moduł wirówki(CAM), będzie tymczasowo wykorzystywana do dokowania z pierwszą częścią laboratorium Kibo – eksperymentalnym przedziałem ładunkowym WIĄZ, który został dostarczony 11 marca 2008 roku przez Expedition STS-123 wahadłowca Endeavour.
Moduł laboratoryjny „Kolumb”
„Kolumb”(Język angielski) Kolumb— Columbus) to moduł Międzynarodowej Stacji Kosmicznej stworzony na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej przez konsorcjum europejskich firm lotniczych. Columbus, pierwszy znaczący wkład Europy w budowę ISS, to laboratorium naukowe dające europejskim naukowcom możliwość prowadzenia badań w warunkach mikrograwitacji.
Moduł został wystrzelony 7 lutego 2008 roku z pokładu promu kosmicznego Atlantis podczas lotu STS-122. Zadokowany do modułu Harmony 11 lutego o 21:44 UTC.
Moduł Columbus został zbudowany dla Europejskiej Agencji Kosmicznej przez konsorcjum europejskich firm z branży lotniczej. Koszt jego budowy przekroczył 1,9 miliarda dolarów.
Jest to laboratorium naukowe przeznaczone do przeprowadzania eksperymentów fizycznych, materiałoznawstwa, medyczno-biologicznych i innych w warunkach braku grawitacji. Planowany czas eksploatacji Columbusa to 10 lat.
Cylindryczny korpus modułu o średnicy 4477 mm i długości 6871 mm waży 12 112 kg.
Wewnątrz modułu znajduje się 10 znormalizowanych miejsc (komórek) do montażu pojemników z aparaturą i sprzętem naukowym.
Na zewnętrznej powierzchni modułu znajdują się cztery miejsca do mocowania sprzętu naukowego przeznaczonego do prowadzenia badań i eksperymentów w przestrzeni kosmicznej. (badanie powiązań słoneczno-ziemskich, analiza wpływu długiego pobytu w kosmosie na sprzęt i materiały, eksperymenty dotyczące przetrwania bakterii w ekstremalnych warunkach itp.).
W momencie dostawy do ISS w module do prowadzenia eksperymentów naukowych z zakresu biologii, fizjologii i materiałoznawstwa zainstalowanych było już 5 kontenerów z wyposażeniem naukowym o wadze 2,5 tony.
Orbita to przede wszystkim tor lotu ISS wokół Ziemi. Aby ISS mogła lecieć po ściśle określonej orbicie, a nie wlecieć w przestrzeń kosmiczną lub spaść z powrotem na Ziemię, trzeba było wziąć pod uwagę szereg czynników, takich jak jej prędkość, masa stacji, możliwości wystrzelenia pojazdów, statków dostawczych, możliwości kosmodromów i oczywiście czynników ekonomicznych.
Orbita ISS to niska orbita okołoziemska, która znajduje się w przestrzeni kosmicznej nad Ziemią, gdzie atmosfera jest w stanie skrajnie rozrzedzonym, a gęstość cząstek jest na tyle niska, że nie zapewnia znacznych oporów lotu. Wysokość orbity ISS jest głównym wymogiem lotu stacji, aby pozbyć się wpływu atmosfery ziemskiej, zwłaszcza jej gęstych warstw. Jest to obszar termosfery położony na wysokości około 330-430 km
Obliczając orbitę ISS, wzięto pod uwagę wiele czynników.
Pierwszym i głównym czynnikiem jest wpływ promieniowania na człowieka, który znacznie wzrasta powyżej 500 km i może to mieć wpływ na zdrowie astronautów, gdyż ich ustalona dopuszczalna dawka na sześć miesięcy wynosi 0,5 siwerta i nie powinna w sumie przekraczać jednego siwerta dla wszystkich loty.
Drugim istotnym argumentem przy obliczaniu orbity są statki dostarczające załogę i ładunek dla ISS. Na przykład Sojuz i Progress otrzymały certyfikaty na loty na wysokość 460 km. Amerykańskie statki dostawcze wahadłowców kosmicznych nie mogły nawet przelecieć na odległość 390 km. dlatego wcześniej, podczas ich stosowania, orbita ISS również nie przekraczała tych granic 330–350 km. Po zakończeniu lotów wahadłowców wysokość orbity zaczęto podnosić, aby zminimalizować wpływy atmosferyczne.
Pod uwagę brane są także parametry ekonomiczne. Im wyższa orbita, im dalej polecisz, tym więcej paliwa, a co za tym idzie mniej niezbędnego ładunku, statki będą w stanie dostarczyć na stację, co oznacza, że będziesz musiał częściej latać.
Wymaganą wysokość rozważa się także z punktu widzenia postawionych zadań naukowych i eksperymentów. Do rozwiązania postawionych problemów naukowych i bieżących badań w dalszym ciągu wystarczą wysokości do 420 km.
Problem śmieci kosmicznych, które dostają się na orbitę ISS, stwarza najpoważniejsze zagrożenie, również zajmuje ważne miejsce.
Jak już wspomniano, stacja kosmiczna musi lecieć tak, aby nie spaść ani nie wylecieć ze swojej orbity, czyli poruszać się z pierwszą, dokładnie obliczoną prędkością ucieczki.
Ważnym czynnikiem jest obliczenie nachylenia orbity i punktu startu. Idealnym czynnikiem ekonomicznym jest wystrzelenie z równika zgodnie z ruchem wskazówek zegara, ponieważ prędkość obrotu Ziemi jest dodatkowym wskaźnikiem prędkości. Kolejnym stosunkowo tanim ekonomicznie wskaźnikiem jest wystrzelenie z nachyleniem równym szerokości geograficznej, ponieważ do manewrów podczas startu potrzebne będzie mniej paliwa, a pod uwagę brana jest również kwestia polityczna. Na przykład, pomimo tego, że kosmodrom Bajkonur położony jest na 46 stopniach szerokości geograficznej, orbita ISS przebiega pod kątem 51,66. Stopnie rakiet wystrzelone na orbitę 46 stopni mogą spaść na terytorium Chin lub Mongolii, co zwykle prowadzi do kosztownych konfliktów. Wybierając kosmodrom do wyniesienia ISS na orbitę, społeczność międzynarodowa zdecydowała się na wykorzystanie kosmodromu Bajkonur, ze względu na najbardziej odpowiednie miejsce startu oraz tor lotu dla takiego startu obejmujący większość kontynentów.
Ważnym parametrem orbity kosmicznej jest masa obiektu lecącego po niej. Jednak masa ISS często się zmienia w związku z aktualizacją o nowe moduły i wizytami statków dostawczych, dlatego też zaprojektowano ją tak, aby była bardzo mobilna i mogła zmieniać zarówno wysokość, jak i kierunki, z możliwością zakrętów i manewrowania.
Wysokość stacji zmieniana jest kilka razy w roku, głównie w celu stworzenia warunków balistycznych dla dokowania odwiedzających ją statków. Oprócz zmiany masy stacji następuje zmiana prędkości stacji na skutek tarcia z resztkami atmosfery. W rezultacie centra kontroli misji muszą dostosować orbitę ISS do wymaganej prędkości i wysokości. Regulacja odbywa się poprzez włączenie silników statków dostawczych i rzadziej poprzez włączenie silników głównego modułu serwisowego bazy „Zvezda”, które mają dopalacze. W odpowiednim momencie, gdy dodatkowo zostaną włączone silniki, prędkość lotu stacji zostanie zwiększona do obliczonej. Zmiana wysokości orbity obliczana jest w Centrach Kontroli Misji i odbywa się automatycznie, bez udziału astronautów.
Jednak zwrotność ISS jest szczególnie niezbędna w przypadku ewentualnego spotkania ze śmieciami kosmicznymi. Przy kosmicznych prędkościach nawet niewielki jego kawałek może być zabójczy zarówno dla samej stacji, jak i jej załogi. Pomijając dane dotyczące tarcz chroniących przed drobnymi odłamkami na stacji, porozmawiamy pokrótce o manewrach ISS mających na celu uniknięcie kolizji z odłamkami i zmianę orbity. W tym celu wzdłuż trasy lotu ISS utworzono strefę korytarza o wymiarach 2 km powyżej i plus 2 km poniżej oraz 25 km długości i 25 km szerokości, przy czym prowadzony jest stały monitoring zapewniający, że Śmieci kosmiczne nie wpadają do tej strefy. Jest to tak zwana strefa ochronna dla ISS. Czystość tego obszaru jest obliczana z góry. Dowództwo strategiczne USA USSTRATCOM w bazie sił powietrznych Vandenberg prowadzi katalog śmieci kosmicznych. Eksperci stale porównują ruch gruzu z ruchem na orbicie ISS i pilnują, aby, nie daj Boże, ich ścieżki się nie skrzyżowały. Dokładniej, obliczają prawdopodobieństwo zderzenia jakiegoś kawałka gruzu w strefie lotu ISS. Jeżeli kolizja jest możliwa z prawdopodobieństwem co najmniej 1/100 000 lub 1/10 000, wówczas z 28,5-godzinnym wyprzedzeniem zgłasza się to NASA (Centrum Kosmiczne Lyndona Johnsona), kierownikowi lotu ISS, oficerowi operacyjnemu trajektorii ISS (w skrócie TORO) ). W TORO monitory monitorują lokalizację stacji w czasie, dokowanie do niej statku kosmicznego oraz to, czy stacja jest bezpieczna. Po otrzymaniu wiadomości o możliwej kolizji i współrzędnych TORO przekazuje ją do rosyjskiego Centrum Kontroli Lotów Korolew, gdzie specjaliści od balistyki przygotowują plan możliwego wariantu manewrów pozwalających uniknąć kolizji. Jest to plan z nową trasą lotu ze współrzędnymi i precyzyjnymi, sekwencyjnymi działaniami manewrowymi, pozwalającymi uniknąć ewentualnej kolizji ze śmieciami kosmicznymi. Utworzona nowa orbita jest ponownie sprawdzana, czy na nowej ścieżce nie wystąpią ponownie kolizje i w przypadku pozytywnej odpowiedzi zostaje uruchomiona. Przeniesienie na nową orbitę odbywa się z Centrów Kontroli Misji z Ziemi w trybie komputerowym automatycznie, bez udziału kosmonautów i astronautów.
W tym celu stacja posiada 4 amerykańskie żyroskopy Control Moment zainstalowane w środku masy modułu Zvezda, mierzące około metra i ważące około 300 kg każdy. Są to obrotowe urządzenia inercyjne, które umożliwiają prawidłowe zorientowanie stacji z dużą dokładnością. Współpracują z rosyjskimi silnikami sterującymi położeniem powietrznym. Oprócz tego rosyjskie i amerykańskie statki dostawcze są wyposażone w dopalacze, które w razie potrzeby można również wykorzystać do przesuwania i obracania stacji.
W przypadku wykrycia śmieci kosmicznego w czasie krótszym niż 28,5 godziny i braku czasu na obliczenia i zatwierdzenie nowej orbity, ISS otrzymuje możliwość uniknięcia kolizji za pomocą wstępnie opracowanego standardowego automatycznego manewru wejścia na nową orbitę orbita zwana PDAM (z góry ustalony manewr unikania śmieci). Nawet jeśli ten manewr jest niebezpieczny, to znaczy może doprowadzić do nowej niebezpiecznej orbity, to załoga wchodzi na statek kosmiczny Sojuz z wyprzedzeniem, zawsze gotowa i zadokowana na stacji, i oczekuje na kolizję w pełnej gotowości do ewakuacji. W razie potrzeby załoga jest natychmiast ewakuowana. W całej historii lotów ISS były 3 takie przypadki, ale dzięki Bogu wszystkie zakończyły się dobrze, bez konieczności ewakuacji kosmonautów, czyli, jak to mówią, nie wpadły w jeden przypadek na 10 000. od zasady „Bóg się troszczy” – tutaj bardziej niż kiedykolwiek nie możemy odstąpić od tej zasady.
Jak już wiemy, ISS jest najdroższym (ponad 150 miliardów dolarów) projektem kosmicznym naszej cywilizacji i stanowi naukowy początek długodystansowych lotów kosmicznych, na ISS stale żyją i pracują ludzie. Bezpieczeństwo stacji i ludzi na niej jest warte znacznie więcej niż wydane pieniądze. Pod tym względem na pierwszym miejscu znajduje się prawidłowo obliczona orbita ISS, ciągłe monitorowanie jej czystości oraz zdolność ISS do szybkiego i dokładnego unikania i manewrowania w razie potrzeby.