A NEMZETKÖZI ŰRÁLLOMÁS

International Space Station – ISS

Az ISS a világ legnagyobb űrprojektje, amely nemzetközi repülőszemélyzeteket, globálisan elosztott indítási és repülési műveleteket, képzési, mérnöki és fejlesztési létesítményeket, hordozórakétákat, kommunikációs hálózatokat és a nemzetközi tudományos kutatói közösséget egyesíti.

Története

1984. januárjában Ronald Reagan (USA, 1911. február 6. – USA, 2004. június 5.) utasította a NASA – t egy űrállomás megépítésére, amely a szövetségesek bevonásával épülhetne meg az amerikai űrkutatás alappilléreként. Ekkor még tartott a Hidegháború az Államok és a Szovjetunió között. A projekt és egyben az űrállomás neve a Space Station Freedom is az ő ötlete volt.

1984 – ben került a tervező asztalra, miután az amerikai kongresszus jóváhagyta és egészen 1993 – ig folyt a tervezés. James Montgomery Beggs (USA, 1926. január 9 – USA 2020. április 23), a NASA akkori igazgatója a program jóváhagyásakor nemzetközi partnereket keresett együttműködés céljából, minek köszönhetően az egyes elemeit az űrállomásnak már a ’80 – as évek végén építeni kezdték nem csak az USA – ban, hanem Kanadában, Japánban és Európában is.

Mindeközben nem egy módosításon estek át a tervek. Ekkor már a még 4 modulból álló orosz MIR űrállomás pályán volt (az első modulja 1986 óta). A hidegháború vége után 1992. júniusában George Herbert Walker Bush (USA, 1924. június 12. – USA, 2018. november 30.) amerikai elnök és Borisz Nyikolajevics Jelcin (Butka, 1931. február 1. – Moszkva, 2007. április 23.) orosz elnök megállapodtak, hogy amerikai oldalról egy űrhajós felmehet a MIR – re, két kozmonauta pedig utazhat a Shuttle – ök egyikén. Megkezdődött az amerikai – orosz együttműködés, melynek eredményeképpen a ’90 – es évek közepén úgy döntöttek: a Freedom alapjai és a MIR moduláris szerkezeti felépítését ötvözik az új űrállomás létrehozására. A Freedom programot elvetették, a MIR pedig már elavult volt olyannyira, hogy Amerika a sorozatos fenti balesetek miatt nem küldött több űrhajóst az állomásra, az oroszok pedig egyedül nem tudták finanszírozni a MIR karbantartását.

Így született meg az International Space Station, azaz a Nemzetközi Űrállomás ötlete.

FELÉPÍTÉSE, MODULOK

Két fázisra osztották az űrállomás építését.

Az első fázis 1995 és 1998 között zajlott. Ebben a szakaszban az alapvető karbantartások mellett bővítették a MIR – t két új orosz modullal, teret adva ezzel a nemzetközi kísérletek végzéséhez és felkészítve a második fázisra.

A második fázisban kezdték meg felbocsájtani az ISS elemeit. Az első modul az amerikaiak által finanszírozott, oroszok által épített és felbocsájtott Zarja 1998. november 20 – án indult és állt pályára. Az amerikai Unity modult 1998. december 4 – én csatolták hozzá az amerikai Endeavour űrsikló által.

Mára már 47 főbb rész alkotja, amiből 18 úgynevezett lakható modul.

Alapjában két fő szegmensre osztható: az amerikai vezetésű USOS (U.S. Orbital Segment), és az orosz vezetésű ROS (Russian Orbital Segment).

Orosz modulok (ROS – Russian Orbital Segment)

Zarya (FGB – Functional Cargo Block – amerikai finanszírozással) – Az ISS legelső modulja, 1998 – ban indult. Kezdetben energiaellátást, meghajtást és tárolókapacitást biztosított, valamint irányította az állomás orientációját. Ma főként tárolóként és üzemanyag-továbbító rendszerként funkcionál.

Zvezda (Service Module) – 2000 – ben indult. Ez az orosz szegmens központi lakómodulja, amely életfenntartó rendszereket, legénységi szállásokat, konyhát, WC-t, kommunikációs rendszereket és az állomás fő meghajtórendszerét foglalja magában.

Pirs (Docking Compartment 1) – 2001 – ben indult, de 2021 – ben sikeresen leválasztották és deorbitálták, hogy helyet csináljon a Nauka modulnak. Légzsilipként szolgált űrsétákhoz, és dokkolóhelyként a Szojuz és Progressz űrhajók számára.

Poisk (Mini – Research Module 2 / MRM-2) – 2009 – ben indult. Dokkolóhelyként szolgál a Szojuz és Progressz űrhajók számára, valamint légzsilipként is használható űrsétákhoz, és kisebb tudományos kísérleteknek is otthont ad.

Rassvet (Mini – Research Module 1 / MRM-1) – 2010 – ben indult. Főleg dokkolómodulként funkcionál a Szojuz és Progressz járművek számára, valamint teher és kísérletek tárolására szolgál.

Nauka (Multipurpose Laboratory Module / MLM) – Hosszú késedelmek után 2021 – ben indult. Egy nagy méretű tudományos laboratórium, légzsilip űrsétákhoz, és további dokkolóhelyeket biztosít. Ezen a modulon található az Európai Robotkar (ERA) is.

Prichal (Node Module / UM) – 2021 – ben indult. Egy gömb alakú dokkolómodul, amely több dokkolóhelyet biztosít a ROS számára, lehetővé téve jövőbeni orosz modulok és űrhajók csatlakozását.

Amerikai modulok (USOS – U.S. Orbital Segment)

Unity (Node 1) – Az első amerikai modul, 1998 – ban indult. Csatlakozó modul, amely az orosz és amerikai szegmenst köti össze, és számos más modult, például a Destiny – t, a Tranquility – t és a Z1 Truss – t kapcsolja össze.

Destiny (U.S. Laboratory Module) – 2001 – ben indult. Az amerikai szegmens fő tudományos laboratóriuma, ahol fizikai, biológiai és anyagkutatási kísérleteket végeznek.

Quest Joint Airlock – 2001 – ben indult. Az elsődleges légzsilip az űrhajósok űrsétáihoz (EVA).

Harmony (Node 2) (USA, de Olaszország építette az ESA megbízásából) – 2007 – ben indult. Kulcsfontosságú csatlakozó modul, amely összeköti a Destiny – t a Columbus – al és a Kibō – val, valamint dokkolóhelyeket biztosít a látogató űrhajók (SpaceX Dragon, Northrop Grumman Cygnus) számára.

Tranquility (Node 3) (USA, szintén Olaszország építette az ESA megbízásából) – 2010 – ben indult. Életfenntartó rendszereknek, egy WC-nek, egy edzőteremnek és a Kupola modulnak ad otthont.

Cupola (USA, de Olaszország építette az ESA megbízásából): 2010 – ben indult, a Tranquility modulhoz csatlakozik. Hét ablakával panorámás kilátást biztosít a Földre, az űrállomás külső részeire és az űrsétákra.

Leonardo (Permanent Multipurpose Module / PMM) (USA, eredetileg Olaszország építette mint MPLM) – 2011 – ben állandó modulként csatlakoztatták. Eredetileg egy többfunkciós logisztikai modul volt, amelyet az űrrepülőgép szállított fel és le, ma főként raktárhelyiségként szolgál.

Bigelow Expandable Activity Module (BEAM) (USA, kereskedelmi modul, Bigelow Aerospace) – 2016 – ban ideiglenes jelleggel csatlakoztatták a Tranquility-hez. Egy kísérleti, felfújható modul, amely az ilyen típusú technológia hosszú távú életképességét vizsgálja. Főként tárolóként használják.

Bishop Airlock Module (USA, kereskedelmi modul, Nanoracks) – 2020 – ban csatlakoztatták a Tranquility – hez. Kereskedelmi légzsilip, amely kisebb műholdak (CubeSatok) telepítésére, kísérletek külső térbe való juttatására, és rakományok be- és kiadására szolgál.

Japán modul (JAXA)

Kibō (Japanese Experiment Module / JEM) – Ez az ISS legnagyobb modulja, több részből áll, amelyeket külön indítottak:

JEM Pressurized Module (JEM-PM) – A fő laboratóriumi rész (2008).

JEM Experiment Logistics Module – Pressurized Section (JEM-ELM-PS) – Tároló és rakománykezelő rész (2008).

JEM Remote Manipulator System (JEM-RMS) – Japán robotkar (2008).

JEM Exposed Facility (JEM-EF) – Külső platform, amely kísérleteket tesz ki a világűr vákuumjának (2009).

JEM Experiment Logistics Module – Exposed Section (JEM-ELM-ES) – Külső tároló rész (2009).

Európai modul (ESA)

Columbus Orbital Facility (COF) – 2008 – ban indult. Az ESA fő tudományos laboratóriuma, amely számos európai kísérletnek ad otthont a fizikai, biológiai és anyagkutatás területén.

Kanadai hozzájárulások (CSA)

Bár nincs önálló „modul” nevű nyomásálló egysége, a Kanada által biztosított robotkarok kulcsfontosságúak az ISS működésében:

Canadarm2 (Space Station Remote Manipulator System / SSRMS) – A fő robotkar, amely az állomás építésében, karbantartásában, űrhajók befogásában és a rakományok mozgatásában játszott és játszik szerepet.

Dextre (Special Purpose Dexterous Manipulator / SPDM) – Egy kisebb, kétkarú robot, amelyet a Canadarm2 végére lehet csatlakoztatni, és precízebb feladatokra (pl. eszközök cseréjére) használják az űrben.

Ezen felül az ISS tartalmaz még különböző rácsszerkezeteket (truss segments), amelyek nem nyomásállóak, de az állomás gerincét alkotják, tartják a napelemtáblákat, radiátorokat és más külső rendszereket. Ezek nélkül az állomás nem tudna működni.

A felsorolt modulok összessége alkotja a ma ismert Nemzetközi Űrállomást. Bővebben a modulokról, részegységekről ITT olvashatsz.

Partnerügynökségek

A kezdetek óta 5 űrügynökség vesz részt az ISS működtetésében: a NASA (National Aeronautics and Space Administration –Nemzeti Repülési és Űrhajózási Hivatal), a Roszkoszmosz (Orosz Szövetségi Űrügynökség), az ESA (European Space Agency – Európai Űrügynökség), a JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency – Japán Űrügynökség) és a CSA (Canadian Space Agency – Kanadai Űrügynökség). A programban egyébként Brazília is részt vesz, ám a NASA – val külön szerződve.

Minden ügynökség juttatott fel modult, bővítve az ISS – t, az alábbi ábrán színkóddal vannak jelölve a különböző ügynökségekhez tartozó egységek, modulok.

Bár az elsődleges irányítóközpontok az Egyesült Államokban és Oroszországban találhatók, számos kiegészítő irányítóközpont Kanadában, Japánban és Európában is szerepet játszik az egyes nemzetek elemeinek és személyzetének irányításában. Minden ügynökség a saját moduljáért, részegységéért felel. Az állomást kezdettől fogva úgy tervezték, hogy egymástól függjön, és működéséhez a partnerség egészének hozzájárulásaira támaszkodjon.

A globális partnerség égisze alatt a kulturális különbségek és a politikai bonyolultságok összeegyeztetése hatalmas feladat. Mindezt koordinálni, üzemeltetni emberi és technológiai oldalról a legnagyobb teljesítményünk.

Eddig, már 19 ország kutató űrhajósai jártak odafent az ISS – en, és több, mint 100 ország kutatási projektjein dolgoztak.

Célok, kutatások

Minden ügynökség egységes célja, hogy az ISS – kutatások során szerzett ismereteket az emberi fiziológia, a sugárzás, az anyagtudomány, a mérnöki tudományok, a biológia, a folyadékfizika és a technológia területén alkalmazza, lehetővé téve a jövőbeli űrkutatási küldetéseket. Elismerik az ISS oktatási platformként való felhasználásának fontosságát, hogy ösztönözze és motiválja a fiatalokat a matematika, a természettudományok, a mérnöki tudományok és a technológia (STEM) területén való karrierlehetőségekre: a mai gyerekeket a holnap vezetőivé és űrkutatóivá nevelni.

A mikrogravitációs környezet a lehető legjobb olyan jelenségek tanulmányozására, amiket a gravitáció torzít, ami által a kutatási eredmények nem pontosak, valósak. A fizika, biológia, kémia alapvető törvényeit vizsgálhatják kizárva a gravitációt, mint zavaró tényezőt. Tisztább, homogénebb anyagokat lehet például előállítani a súlytalanságban. Különböző anyagok jobban keverednek, amik által új ötvözeteket, kompozit anyagokat lehet fejleszteni. Gyógyszerkutatások, orvosi technológiák fejlesztése, űrtechnológiák tesztelése, robotika, növénytermesztés és rengeteg más egyéb területen végeznek kísérleteket odafent.

Bővebben ITT olvashatsz az ISS „laboratórium” – ról.

A U.S. lab, avagy a Destiny modul és a Kupola replikájába sétálhatunk be a HUNIVERZUM kiállításon.

Érdekességek, adatok

Az ISS a legnagyobb ember alkotta objektum, amely valaha Föld körül keringett. Nyomás alatti térfogata körülbelül 900 m³, tömege pedig meghaladja a 400 000 kg – t. A tényleges számok változók a logisztikai utánpótlást biztosító járművek gyakori és rendszeres jövés – menése miatt.

Napelemtáblái 2247 m² területet fednek le, és évente 735 000 kWh elektromos energiát képesek termelni.

Szerkezetének mérete 109 m (a tömbök mentén) és 51 m (a modul hossza a PMA2 elülső végétől az SM hátsó végéig).

Az ISS 370 – 460 km közötti magasságban kering. A légköri súrlódás miatt folyamatosan a Föld felé süllyed, és a pálya gyorsításához időszakos rakétaindításokra van szükség. Az ISS pályadőlése (51,6°), hogy a lakott Föld 90 % -át bejárja.

Az ISS 3 és 13 fő közötti személyzetet szállít, az átadási időszakokban az emberek és az utasszállító járművek számától függően.

Megépítéséhez 36 űrsikló – összeszerelő repülésre és 6 orosz Proton és Szojuz rakétaindításra volt szükség.

A logisztikát, az utánpótlást és a legénységcserét a következő járművek biztosították/biztosítják: az amerikai űrsikló, az orosz Progressz és Szojuz, a japán H-II szállítójármű (HTV), az európai automatizált szállítójármű (ATV), valamint kereskedelmi vonalról a Dragon, Cygnus és Starliner járművek.

Időzóna az ISS – en

Az Űrállomáson az egyezményes koordinált világidőt, azaz a UTC – t használják. Az időzónákról korábban ITT és ITT már olvashattál. Ez idő szerint az éjjeli órákban lezárják az ablakokat, a cirkadián ritmust (élőlények napi biológiai órája) megzavaró tényezők minél több kizárása érdekében.

A legénység normál napokon UTC szerint reggel 7:00 – kor kell és nagyjából 10 órát dolgozik egy nap.

Van azonban egy másik „időzóna” is odafent: a MET, avagy a Mission Elapsed Time. Ennek a nulladik pillanata az adott űrrepülőgép indításának időpontja, ami az állomáshoz érkezik. Innentől kezdve 2 – féle időt mérnek odafent. A MET jelölése: nap/óra:perc:másodperc.

A vég kezdete

Az ISS – t eredetileg 15 éves működésre tervezték. Élettartama a folyamatos bővítéseknek és fejlesztéseknek köszönhetően meghosszabbodott, ám már technológiailag elavult. Néhány évig láthatjuk bizonyos éjjeleken már csak odafent keringeni (szabad szemmel is).

A SpaceX – et bízta meg a NASA az ISS irányított lehozatalával. Olyan eszközt terveznek (USDV – U.S. Deorbit Vehicle) amely megfelelő pályára irányítja, hogy minden nagyobb darabja, amely nem égne el a légkörben, a Csendes – óceáni NÉMÓ – PONT területére érkezzen, távol a lakott településektől.

2026 – ban már megkezdődik az ISS leszerelésére való felkészülés. Ekkor fokozatosan csökkenteni kezdik a keringési magasságot 320 km – re első körben. A USDV a tervek szerint 2028 – ra készülne el. Az űrállomás irányított végének utolsó lépéseként (miután minden jelentős eszközt, fontos tárgyat már visszaszállítottak, és az utolsó legénység is elhagyja az állomást) a UVSD körülbelül 280 km – es magasságnál végrehajtja az utolsó fékezési manővert, minek következtében 27 000 km/h körüli sebességgel az ISS megadva magát a Föld vonzásának, zuhanni kezd a Csendes – óceán felé.

Jelenleg az ISS végső búcsúja 2031 – re van datálva.

A jövő

Amerika részéről a kereskedelmi űrállomásoké a jövő, több magánvállalat is dolgozik már az ISS „utódján”. Legismertebb a Vast cég a Heaven moduljaival.

A NASA ezen kereskedelmi állomásokon folytatja majd tovább az űrkutatást.

Be a Nerdy Bird!