MIS ON RAHVUSVAHELINE KOSMOSEJAAM?

Send

Pärast ajaloolisi Apollo missioone, kus inimesed nägid esimest korda ajaloos jalge alla teisele taevakehale, hakkasid NASA ja Venemaa kosmoseagentuur (Roscosmos) oma prioriteedid teerajaja kosmoseuuringutest eemale viima ja hakkasid keskenduma pikaajalise arengu arendamisele. võimeid kosmoses. Järgnenud aastakümnetel (1970ndatest kuni 1990ndateni) hakkasid mõlemad ametid kosmosejaamade ehitamist ja juurutamist, kumbki neist oli suurem ja keerulisem kui eelmine.

Neist uusim ja suurim on rahvusvaheline kosmosejaam (ISS), teadusrajatis, mis asub meie planeedi ümber Madal Maa orbiidil. See kosmosejaam on kõigi aegade suurim ja keerukaim orbiidil liikuv uurimisrajatis, mis on nii suur, et seda saab palja silmaga näha. Missiooni keskmes on idee edendada rahvusvahelist koostööd teaduse ja kosmoseuuringute edendamiseks.

Päritolu:

ISSi kavandamine algas 1980ndatel ja põhines osaliselt Venemaa kosmosejaama Mir, NASA Skylab ja kosmosesüstikute programmi õnnestumistel. Loodetavasti võimaldab see jaam kasutada Maapõhja orbiidi ja selle ressursse tulevikus ning on vahebaasiks uutele uurimistöödele Kuule, missioonile Marsile ja kaugemalegi.

1982. aasta mais asutas NASA kosmosejaama rakkerühma, mille ülesandeks oli luua sellise kosmosejaama kontseptuaalne raamistik. Lõpuks oli kujunenud ISS-kava kulminatsioon mitmele erinevale kosmosejaama plaanile - mis hõlmasid ka NASA Vabadus ja Nõukogude oma Mir-2 kontseptsioone, nagu ka Jaapani omaKibo labor ja Euroopa Kosmoseagentuur Columbus labor.

Vabadus kontseptsioon kutsus üles modulaarse kosmosejaama paigutamist orbiidile, kus see toimiks Nõukogude vastaspoolena Salyut ja Mir kosmosejaamad. Samal aastal pöördus NASA Jaapani kosmose- ja avastusagentuuri (JAXA) poole programmis osalemiseks Kibo, tuntud ka kui Jaapani eksperimendimoodul.

Kanada kosmoseagentuurile pöörduti samamoodi 1982. aastal ja tal paluti jaama jaoks robotitoetust pakkuda. Tänu kosmosesüstikute programmi lahutamatu osa moodustanud Canadarmi õnnestumisele nõustus CSA arendama robotkomponente, mis aitaksid dokkimist, hooldustööd ja astronautide abistamist kosmoseteedel.

1984. Aastal kutsuti ESA osalema jaama ehitamises, luues selle Columbus laboratoorium - materjaliteadusele spetsialiseerunud uurimis- ja eksperimentaallabor. Mõlema ehitus Kibo ja Columbus Kuna kummagi agentuuri ajalugu on kõige ambitsioonikam kosmoseprogramm, peeti nende laborite arendamist Euroopa ja Jaapani tärkava kosmosevõime keskmeks.

1993. aastal teatasid Ameerika asepresident Al Gore ja Venemaa peaminister Viktor Tšernomõrdin, et nad ühendavad ressursid, mis on kavandatud Vabadus ja Mir-2. Kahe eraldi kosmosejaama asemel töötaksid programmid ühiselt välja ühe kosmosejaama loomiseks - mis hiljem kandis nime Rahvusvaheline Kosmosejaam.

Ehitus:

ISSi ehitamine sai võimalikuks mitmete föderaalsete kosmoseagentuuride toel, kuhu kuulusid NASA, Roscosmos, JAXA, CSA ja ESA liikmed - täpsemalt Belgia, Taani, Prantsusmaa, Hispaania, Itaalia, Saksamaa, Holland, Norra , Šveits ja Rootsi. Ehitustöösse aitas kaasa ka Brasiilia kosmoseagentuur (AEB).

Kosmosejaama orbiidiehitust alustati 1998. aastal pärast seda, kui osalevad riigid allkirjastasid kosmosejaama valitsustevahelise kokkuleppe (IGA), millega loodi õigusraamistik, mis rõhutas rahvusvahelisel seadusel põhinevat koostööd. Osalevad kosmoseagentuurid allkirjastasid ka neli vastastikuse mõistmise memorandumit, milles sätestati nende vastutus jaama kavandamisel, arendamisel ja kasutamisel.

Kokkupanek algas 1998. aastal,Zarya ” (Vene keeles “päikesetõus”) juhtmoodul ehk funktsionaalne lastiblokk. Venelaste poolt USA rahastamisel ehitatud moodul oli mõeldud jaama esialgseks tõukejõuks ja võimsuseks. Survestatud moodul, mis kaalus üle 19 300 kg (42 600 naela), lasti Vene protoni raketi pardale 1998. aasta novembris.

4. detsembril oli teine komponent - 'Ühtsus' Sõlm - kosmosesüstik paigutas orbiidile Endeavour (STS-88) koos kahe survestatud paaritusadapteriga. See sõlm oli üks kolmest - Harmoonia ja Rahu olles ülejäänud kaks - see moodustaks ISSi peamise kere. Pühapäeval, 6. detsembril paaritati see Zarya STS-88 meeskonna poolt süstiku kasuliku lahe sees.

Järgmised osamaksed tehti aastal 2000 koos programmi kasutuselevõtuga Zvezda Kosmosesüstiku korraldatud hooldusmoodul (esimene asumismoodul) ja mitmed varustusmissioonid Atlantis. Kosmosesüstik Avastus (STS-92) edastas oktoobris ka jaamadele kolmanda kohandatud survestatud paarituse ja Ku-riba antenni. Kuu lõpuks lasti esimene Expeditioni meeskond Sojuzi raketi pardale, mis saabus 2. novembril.

2001. aastal 'Saatus' Laborimoodul ja 'Pirs' Dokkimiskamber tarniti. Moodulraamid, mis on osa Saatus tarniti ka kosmosesüstiku pardal olevate Raffaello mitmeotstarbeliste logistiliste moodulite (MPLM) abil Endeavour, ja pange paika, kasutades robotkätt Canadarm2. 2002. aastal hakati kohale tooma jaama mobiilse teenindussüsteemi jaoks lisaraamid, sõrestiku segmendid, päikese massiivid ja mobiilne tugisüsteem.

2007. aastal Euroopa Harmoonia paigaldati moodul, mis võimaldas lisada Columbuse ja Kibo laboratooriumid - mõlemad lisati 2008. aastal. Aastatel 2009–2011 viidi ehitamine lõpule Vene mini-uuringumooduli 1 ja -2 (MRM1 ja MRM2), 'Tranquility' Sõlm, kuppelvaatlusmoodul, Leonardo Püsiv mitmeotstarbeline moodul ja Robonaut 2 tehnoloogiakomplekt.

Täiendavaid mooduleid ega komponente ei lisatud enne 2016. aastat, kui Bigelow Aersopace paigaldas oma eksperimentaalse Bigelow laiendatava aktiivsuse mooduli (BEAM). Hinnanguliselt kulus kosmosejaama ehitamiseks 13 aastat, hinnanguliselt 100 miljardit dollarit, ning selleks oli vaja enam kui 100 raketi- ja kosmosesüstiku kaatrit ning 160 kosmoseteed.

Alates selle artikli kirjutamisest on jaam olnud pidevalt hõivatud 16 aastat ja 74 päeva jooksul alates 1. ekspeditsiooni saabumisest 2. novembril 2000. See on kõige pikem pidev inimese kohalolek Madal Maa orbiidil, ületanud Miri rekord 9 aastat ja 357 päeva.

Eesmärk ja eesmärgid:

ISSi põhieesmärk on neli: teadusuuringute läbiviimine, kosmoseuuringute edendamine, hariduse ja teavitustegevuse hõlbustamine ning rahvusvahelise koostöö edendamine. Neid eesmärke toetavad NASA, Venemaa föderaalne kosmoseagentuur (Roscomos), Jaapani kosmoseuuringute agentuur (JAXA), Kanada kosmoseagentuur (CSA) ja Euroopa Kosmoseagentuur (ESA), teiste riikide ja asutuste lisatoega. .

Mis puutub teadusuuringutesse, pakub ISS ainulaadset keskkonda katsete tegemiseks mikrogravitatsiooni tingimustes. Kui meeskonnaga kosmoseaparaadid pakuvad piiratud platvormi, mida kasutatakse kosmosesse vaid piiratud aja jooksul, võimaldab ISS pikaajalisi uuringuid, mis võivad kesta aastaid (või isegi aastakümneid).

ISSi pardal viiakse läbi palju erinevaid ja pidevaid projekte, mis on võimalikuks täistööajaga kuuest astronaudist koosneva meeskonna toel ning sõidukite külastamise järjepidevuse kaudu (mis võimaldab ka varustamist ja meeskonna rotatsiooni). Maa teadlastel on juurdepääs nende andmetele ja nad saavad suhelda teadusrühmadega mitmete kanalite kaudu.

ISSi pardal tehtud paljude uurimisvaldkondade hulka kuuluvad astrobioloogia, astronoomia, inimeste uurimine, bioteadused, füüsikalised teadused, kosmose ilm ja meteoroloogia. Kosmose ilmastiku ja meteoroloogia korral on ISS ainulaadses positsioonis nende nähtuste uurimiseks, kuna see asub LEO-s. Siin on sellel lühike orbitaalperiood, mis võimaldab tal ühe päeva jooksul mitu korda näha ilmaolusid kogu maakeral.

Samuti puutub see kokku selliste asjadega nagu kosmilised kiired, päikesetuul, laetud subatomaatilised osakesed ja muud kosmosekeskkonda iseloomustavad nähtused. ISS-is olevad meditsiinilised uuringud keskenduvad suures osas mikrogravitatsiooni pikaajalistele mõjudele elusorganismidele - eriti selle mõjule luutihedusele, lihaste degeneratsioonile ja elundite talitlusele -, mis on omane kosmose pikamaauurimise missioonidele.

ISS viib läbi ka uuringuid, mis on kosmoseuuringute süsteemidele kasulikud. Selle asukoht LEO-s võimaldab testida ka kosmoselaevade süsteeme, mida on vaja pikamaaülesannete jaoks. Samuti pakub see keskkonda, kus astronaudid saavad elutähtsaid kogemusi operatsioonide, hooldus- ja remonditeenuste osas - mis on samamoodi üliolulised pikaajaliste missioonide korral (näiteks missioon Kuule ja Marsile).

ISS pakub ka haridusvõimalusi tänu katsetes osalemisele, kus õpilased saavad katseid kavandada ja vaadata, kuidas ISS-i meeskonnad neid teostavad. ISS-i astronaudid saavad klassiruume kaasata ka videolingi, raadioside, e-posti ja õppevideote / veebiperioodide kaudu. Erinevad kosmoseagentuurid hooldavad ISS-i katsete ja toimingute põhjal allalaadimiseks ka õppematerjale.

ISSi volituste alla kuuluvad ka haridus- ja kultuurialased teadusuuringud. Neid tegevusi viiakse läbi osalevate föderaalsete kosmoseagentuuride abiga ja toel ning nende eesmärk on soodustada hariduse ja karjääriõpet STEM (teaduse, tehnika, tehnika, matemaatika) valdkondades.

Üks tuntumaid näiteid sellest on haridusvideod, mille on loonud Kanada astronaut Chris Hadfield - kes oli ISS-i pardal Expedition 35 ülem -, mis kroonis ISS-i astronautide igapäevaseid tegevusi. Samuti pööras ta suurt tähelepanu ISS-i tegevusele tänu muusikalisele koostööle Barenaked Ladies ja Wexford Gleeksiga - pealkirjaga “I.S.S. (Kas keegi laulab) ”(näidatud ülal).

Tema video, kaane David Bowie “Kosmose veidrusest”, pälvis talle ka laialdase tunnustuse. Lisaks ISS-i ja selle meeskonna tegevusele täiendava tähelepanu juhtimisele oli see ka suur etendus, kuna see oli ainus muusikavideo, mida kunagi kosmoses filmiti!

Toimingud ISS-i pardal:

Nagu märgitud, hõlbustavad ISSi pöörlevad meeskonnad ja regulaarsed kaatrid, mis veavad jaama tarneid, katseid ja seadmeid. Sõltuvalt missiooni laadist on need nii meeskonnaga kui ka kruvideta sõidukid. Meeskondi veetakse tavaliselt Venemaa Progressi kosmoselaevadel, mis lastakse Sojuzi rakettide kaudu Kasahstani Baikonuri kosmodroomilt.

Roscosmos on teinud kosmoselaeva Progress abil kokku 60 reisi ISS-i, samal ajal kui Soyuzi rakettide abil viidi läbi 40 eraldi kaatrit. Umbes 35 lendu tehti jaama ka nüüd pensionil olnud NASA kosmosesüstikute abil, mis vedasid meeskonda, katseid ja varusid. ESA ja JAXA on mõlemad viis läbi viinud lasti ülekandmise missiooni, kasutades vastavalt automaatse ülekande sõidukit (ATV) ja H-II ülekande sõidukit (HTV).

Viimastel aastatel on sõlmitud lepingud eralennunduse ja kosmoseettevõttega nagu SpaceX ja Orbital ATK, et pakkuda ISS-ile varustusmissioone, mida nad on teinud oma kosmoselaevade Dragon ja Cygnus abil. Eeldatavasti pakuvad tulevikus meeskonnad veel täiendavaid veesõidukeid, näiteks kosmoselaeva SpaceX Crew Dragon.

Lisaks korduvkasutatavate esimese etapi rakettide väljatöötamisele tehakse neid jõupingutusi osaliselt ka USA sisemise stardivõime taastamiseks. Alates 2014. aastast on Venemaa ja USA vahelised pinged põhjustanud kasvavaid muret Venemaa-Ameerika koostöö tuleviku üle selliste programmidega nagu ISS.

Meeskonna tegevused koosnevad katsete ja teadusuuringute läbiviimisest, mida peetakse kosmoseuuringute jaoks ülioluliseks. Need tegevused on kavandatud ajavahemikus 06.00–21.30 UTC (universaalne koordineeritud aeg), vaheaegadega hommiku-, lõuna-, õhtusöögi- ja regulaarseid meeskonverentse. Igal meeskonnaliikmel on oma eluruumid (kaasa arvatud lõastatud magamiskott), millest kaks asuvad vankris Zvezda Moodul ja veel neli installeeritud Harmoonia.

“Öötundidel” kaetakse aknad pimedusest mulje jätmiseks. See on hädavajalik, kuna jaamas on päevas 16 päikesetõusu ja loojangut. Iga päev on ette nähtud kaks 1-tunnist treeningperioodi, et lihaste atroofia ja luude hõrenemise risk oleks võimalikult väike. Treeningvarustus sisaldab kahte jooksulindi, Advanced Resistive Exercise Device (ARED) simuleeritud jõutreeninguks ja statsionaarset jalgratast.

Hügieen säilib tänu torudest väljutatavatele veejugadele ja seebile, samuti niisketele salvrätikutele, loputamata šampoonile ja söödavale hambapastale. Sanitaartingimusi tagavad kaks kosmose tualettruumi - mõlemad vene disainiga - tualeti pardal Zvezda ja Rahu Moodulid. Sarnaselt kosmosesüstiku pardal pakutavale kinnitavad astronaudid end tualetipoti külge ja jäätmete eemaldamine toimub vaakumimisava abil.

Vedelad jäätmed kantakse vee taaskasutussüsteemi, kus need muundatakse tagasi joogiveeks (jah, astronaudid joovad ju oma moodi uriini!). Tahked jäätmed kogutakse üksikutesse kottidesse, mida hoitakse alumiiniummahutis ja mis seejärel suunatakse dokitud kosmoselaevale hävitamiseks.

Jaama pardal olevad toidud koosnevad peamiselt külmkuivatatud einetest vaakumiga suletud kilekottides. Konserveeritud kaubad on saadaval, kuid nende kaal on piiratud (mis muudab nende transportimise kallimaks). Värsked puu- ja köögiviljad tuuakse varustamismissioonide ajal ning toidu maitseomaduste tagamiseks kasutatakse suurt hulka vürtse ja maitseaineid - see on oluline, kuna mikrogravitatsiooni üks mõju on vähenenud maitsmismeel.

Lekke vältimiseks pakitakse jooke ja suppe pakenditesse ning tarbitakse koos põhuga. Tahket toitu süüakse noa ja kahvliga, mis kinnitatakse magnetidega alusele, et vältida nende ujuvust, joogid pakutakse veetustatud pulbrina ja segatakse seejärel veega. Kõik ujuvad toidud või puru tuleb kokku koguda, et vältida õhufiltrite ja muude seadmete ummistumist.

Ohud:

Elu jaama pardal on samuti suure riskiga. Need esinevad kiirguse, mikrogravitatsiooni pikaajalise mõju tõttu inimese kehale, kosmoses viibimise psühholoogiliste mõjude (st stressi ja unehäirete) ning kosmoseprügiga kokkupõrkeohu kujul.

Kiirguse osas on Maa Maapinna orbiidi keskkonnas olevad objektid Maa magnetosfääri poolt osaliselt kaitstud päikesekiirguse ja kosmiliste kiirte eest. Ilma Maa atmosfääri kaitseta puutuvad astronaudid siiski kokku umbes 1 millisieveriga päevas, mis on samaväärne sellega, millega inimene Maa peal kokku puutub aasta jooksul.

Seetõttu on astronautidel suurem risk haigestuda vähki, tekkida DNA ja kromosoomikahjustus ning nõrgenenud immuunsussüsteem. Seetõttu on jaama pardal kohustuslik kaitsev kaitse ja ravimid, aga ka kokkupuute piiramise protokollid. Näiteks saavad päikesepõlengu ajal meeskonnad otsida varju jaama tugevamalt varjestatud Venemaa orbitaalide segmendis.

Nagu juba märgitud, mõjutab mikrogravitatsiooni mõju ka lihaskudedele ja luutihedusele. NASA inimuuringute programmi (HRP) 2001. aasta uuringu kohaselt - milles uuriti mõju astronaudi Scott Kelly kehale pärast seda, kui ta oli aasta ISS-is veetnud - toimub luutiheduse vähenemine üle 1% kuus.

Sarnaselt väitis Johnsoni kosmosekeskuse raport pealkirjaga “Lihaskoe atroofia”, et astronaudid kogevad kõigest viis kuni 11 päeva kestvatel kosmoselendudel kuni 20% -list lihasmassi kaotust. Lisaks on hiljutised uuringud näidanud, et kosmoses viibimise pikaajaliste mõjude hulka kuuluvad ka vähenenud organite talitlus, vähenenud ainevahetus ja nägemine.

Seetõttu astronaudid treenivad regulaarselt, et minimeerida lihaste ja luude hõrenemist, ning nende toitumisrežiim on välja töötatud nii, et nad tagaksid elundite õige funktsiooni säilitamiseks sobivad toitained. Lisaks uuritakse endiselt pikaajalisi tervisemõjusid ja nende vastu võitlemise täiendavaid strateegiaid.

Kuid võib-olla on suurim oht rämpsu orbiidida. kosmosepraht. Praegu on NASA ja muud agentuurid jälitavad, kui nad Maa ümber tiirlevad, üle 500 000 prahistüki. Hinnanguliselt 20 000 neist on suuremad kui pehmepall, ülejäänud on umbes kiviklibu suurused. Kokkuvõtlikult võib öelda, et orbiidil on tõenäoliselt palju miljoneid prahi tükke, kuid enamik neist on nii väikesed, et neid pole võimalik jälgida.

Need objektid võivad liikuda kiirusega kuni 28 163 km / h (17 500 mph), samal ajal kui ISS tiirleb Maast kiirusega 27 600 km / h (17 200 mph). Selle tagajärjel võib kokkupõrge ühega neist objektidest olla ISS-i jaoks katastroofiline. Jaamad on looduslikult varjestatud, et taluda pisikeste prahtide ja mikro-meteoroidide mõjusid - see varjestus jaguneb Venemaa orbitaalide segmendi ja USA orbitaalide segmentide vahel.

USOS-is koosneb varjestus õhukesest alumiiniumlehest, mida hoitakse kere küljest eraldi. See leht põhjustab objektide purunemist pilveks, hajutades seeläbi löögi kineetilise energia enne, kui see jõuab põhiosa. ROS-is on varjestus süsinik-plastist kärgstruktuuri, alumiiniumist kärgstruktuuri ja klaasriide kujul, mis kõik asuvad kere kohal.

ROS-i varjestus on vähem tõenäoline, et seda torgatakse, seetõttu kolib meeskond ROS-i, kui tõsisem oht ilmneb. Kuid silmitsi seisma jäädes suurema jälitatava objekti kokkupõrke võimalusega, täidab jaam seda, mida tuntakse jäätmetekke vältimise manöövrina (DAM). Sel juhul põgenevad Venemaa orbitaalsegmendi tõukejõud, et muuta jaama orbitaalkõrgust, vältides sellega prahti.

ISSi tulevik:

Arvestades oma sõltuvust rahvusvahelisest koostööst, on viimastel aastatel olnud mureks - reageerides kasvavatele pingetele Venemaa, USA ja NATO vahel - rahvusvahelise kosmosejaama tulevik. Kuid tänu kõigi peamiste partnerite võetud kohustustele on jaamas toimuv praegu turvaline.

2014. aasta jaanuaris teatas Obama administratsioon, et pikendab USA jaamaosa rahastamist aastani 2024. Roscosmos on selle pikendamise heaks kiitnud, kuid on ka avaldanud heakskiitu kavale, mille ehitamiseks kasutataks Venemaa orbitaalide segmendi elemente. uus Vene kosmosejaam.

Orbitali piloteeritud assamblee ja eksperimentaalkompleks (OPSEK), kavandatav jaam toimiks Kuule, Marsile ja välimisse Päikesesüsteemi reisivate meeskonnaliikmete kosmoselaevade kogumisplatvormina. Samuti on Venemaa ametnikud avaldanud esialgseid teateid võimaliku ühistegevuse kohta ISSi tulevase asendamise ehitamiseks. NASA peab neid plaane siiski veel kinnitama.

Kanada valitsus kiitis 2015. aasta aprillis heaks eelarve, mis hõlmas rahastamist, et tagada CSA osalemine ISS-iga aastani 2024. 2015. aasta detsembris teatasid JAXA ja NASA oma plaanist luua uus kosmosejaama (ISS) koostööraamistik, mis hõlmas Jaapani osaluse pikendamist aastani 2024. Alates 2016. aasta detsembrist on ka ESA võtnud kohustuse pikendada oma missiooni aastani 2024.

ISS on ajaloo üks suuremaid koostöö- ja rahvusvahelisi jõupingutusi, rääkimata ühest suurimast teaduslikust ettevõtmisest. Lisaks asukoha pakkumisele üliolulistele teaduskatsetele, mida siin Maa peal läbi viia ei saa, viib see läbi ka teadusuuringuid, mis aitab inimkonnal teha oma järgmised suured hüpped kosmoses - st missioon Marsile ja kaugemale!

Lisaks on see olnud inspiratsiooniallikas lugematutele miljonitele, kes ühel päeval unistavad kosmosesse minemisest! Kes teab, milliseid suuri ettevõtmisi võimaldab ISS enne selle lõplikku kasutusest kõrvaldamist - tõenäoliselt aastakümnete pärast?

Oleme kirjutanud palju huvitavaid artikleid ISS-i kohta siin ajakirjas Space. Siin asuv rahvusvaheline kosmosejaam saavutab 15-aastase pideva inimese kohaloleku orbiidil, Algajate juhend rahvusvahelise kosmosejaama nägemiseks, rahvusvahelise kosmosejaama välisest virtuaalsest 3D-kosmoseteest, rahvusvahelise kosmosejaama vaatamisest ja kosmosejaama piltidest.

Lisateabe saamiseks lugege NASA ISSi juhendit ja seda artiklit kosmosejaama 10. aastapäeva kohta.

Astronoomiaosakonnas on sellel teemal ka asjakohaseid episoode. Siin on küsimused: lukustamata kuu, energia mustadesse aukudesse ja kosmosejaama orbiit ning episood 298: Kosmosejaamad, 3. osa - rahvusvaheline kosmosejaam.

Allikad: