Kansainvälinen avaruusasema (ISS) — historia, rakenne ja tehtävät
ISS (Kansainvälinen avaruusasema) — historia, rakenne ja tehtävät: tutustu rakentamiseen, kansainväliseen yhteistyöhön ja arkeen avaruustutkimuksen keskuksessa.
Kansainvälinen avaruusasema (ISS) on avaruusasema, hyvin suuri satelliitti, jossa ihmiset voivat asua useita kuukausia kerrallaan. Se on koottu matalalla Maan kiertoradalla, ja kokoamisvaihe kesti useita vuosia: operaation käynnistyksestä vuonna 1998 suurin osa rakenteesta oli paikallaan noin vuoteen 2011 mennessä. Myöhemmin asemalle on lisätty myös pienempiä moduuleja ja kokeellisia laitteita; esimerkkinä teknologiademonstrationa asennettu Bigelow Expandable Activity Module (BEAM) vuonna 2016. Asema on useiden maiden yhteinen hanke: Yhdysvaltojen, Venäjän, Euroopan, Japanin ja Kanadan. Muita maita, kuten Italia ja Brasilia, on osallistunut eri tavoin ohjelman projekteihin tai tutkimusyhteistyöhön, mutta Kiina ei ole ISS-ohjelman sopimusosapuoli.
Historia ja kokoaminen
ISS:n rakentaminen alkoi vuonna 1998, kun ensimmäiset moduulit laukaistiin ja liitettiin toisiinsa. Rakenteeseen kuuluu venäläisiä ja länsimaisia moduuleja, irrotettavia ja kiinteitä osia sekä suuri runko- ja aurinkopaneelijärjestelmä. Kokonaisuuden rakentaminen tapahtui lukuisissa avaruussukkulan, sojuzien ja kantorakettien lennoissa ja avaruuskävelyissä. Virallisesti aseman ydinrakenne oli pääosin paikoillaan noin vuonna 2011, mutta lisäosia ja päivityksiä on tehty sen jälkeen.
Rakenne ja keskeiset osat
- Ydinauto: Asema koostuu useista painetusta asuintilasta ja työtiloista (esim. Zarya, Zvezda, Unity), tieteellisistä laboratorioista (esim. Destiny, Columbus, Kibo) sekä liitäntä- ja huoltomoduuleista.
- Kuormainrakenteet ja aurinkopaneelit: Pitkät tukirakenteet kantavat suuret aurinkopaneelit, joista sähkö tuotetaan asemalle.
- Robotiikka: Canadarm2-robotinkäsivarsi ja muut automatisoidut järjestelmät helpottavat lastin käsittelyä ja modulien siirtoa.
- Suojaukset: Asemaa suojataan mikrometeoriiteja ja avaruusroskaa vastaan suojalevyin ja varajärjestelyin.
Kiertorata ja olosuhteet
ISS kiertää Maata matalalla kiertoradalla noin 400 kilometrin korkeudessa, nopeudella noin 28 000 km/h. Kierron kesto on noin 90 minuuttia, mikä tarkoittaa, että asemalta näkee auringonnousun ja -laskun useita kertoja vuorokaudessa. Radalla oleva harrastus- ja tutkimustoiminta tapahtuu mikrogravitaatiotilassa, jossa painottomuuden vaikutuksia voidaan tutkia pitkäkestoisesti.
Miehitys ja arki asemalla
ISS:llä on yleensä miehistöä, joka vaihtelee 3–7 henkilön välillä riippuen ohjelmakaudesta ja käynnissä olevista lennoista. Miehitys vaihtuu kiertävien tutkimus- ja työjaksojen mukaan — tyypillinen pitkäaikainen jakso on noin kuusi kuukautta. Päivittäiset rutiinit sisältävät tieteellistä tutkimusta, teknistä huoltoa, kuntoilua (välttämätöntä luuston ja lihasten ylläpitämiseksi), ruokailua, lepoa ja viestintää Maahan.
Tutkimus ja tehtävät
ISS on tärkeä tutkimusalusta monille tieteenaloille: biotieteille, lääketieteelle, materiaalitutkimukselle, fysiikalle ja Maa-havainnolle. Tutkimus kohdistuu esimerkiksi solujen ja kudosten käyttäytymiseen mikrogravitaatiossa, palon käyttäytymiseen avaruudessa, materiaalien kovettumiseen ja uusiin tekniikoihin, joita voidaan hyödyntää sekä avaruudessa että Maassa. Lisäksi asemaa käytetään kaupallisiin ja koulutuksellisiin projekteihin sekä teknologian demonstraatioihin.
Logistiikka ja kuljetukset
Aseman ylläpito vaatii säännöllisiä huoltolentoja ja miehistön kuljetuksia. Tyypillisiä kuljetusaluksia ovat venäläiset Progress-tavarakuljetukset ja Sojuz-henkilökuntakuljettimet sekä kaupalliset alukset kuten SpaceX:n Cargo Dragon ja Crew Dragon, Northrup Grummanin Cygnus, Japanin HTV (kokeellinen/operatiivinen) sekä Euroopan ATV (nyt eläkkeelle siirretty). Nämä alukset tuovat ruokaa, polttoainetta, välineitä ja tieteellisiä laitteita sekä vievät pois jätteitä ja tutkimustuloksia.
Kansainvälinen yhteistyö ja sopimukset
ISS on yksi laajimmista kansainvälisistä avaruusyhteistyön hankkeista. Toiminnasta ja vastuualueista säädetään kansainvälisissä sopimuksissa, joilla määritellään mm. modulien kansallinen lainsäädäntö, operatiivinen johtajuus ja tiedon jako. Paikallisesti eri maiden avaruusjärjestöt ja yritykset vastaavat omista moduleistaan ja varusteistaan.
Tulevaisuus ja elinkaaren päättäminen
Aseman käyttöikää on päätetty jatkaa vähintään vuoteen 2030 saakka, ja sen jälkeenkin jatkosta keskustellaan kansainvälisten osapuolten ja kaupallisten toimijoiden kanssa. Pitkän aikavälin tavoite on siirtyä osittain tai kokonaan kaupallisten matalan Maan radan asemien hyödyntämiseen. Kun ISS lopulta poistetaan käytöstä, sen on tarkoitus suorittaa hallittu paluu ilmakehään ja tuhoutua pääosin merialueelle suunnatussa deorbit-lennossa.
Turvallisuus ja haasteet
ISS:n toiminta kohtaa haasteita, kuten avaruusroskan uhka, laitteiston vanheneminen ja jatkuva tarve huolto- ja varajärjestelmille. Asema suorittaa ajoittain kiertorata- tai suojaliikkeitä välttääkseen törmäyksiä, ja miehistö koulutetaan laajoihin hätätoimenpiteisiin, mukaan lukien evakuointi Sojuz- tai Crew Dragon -aluksilla tarvittaessa.
ISS on merkittävä yhteinen laboratoriomme avaruudessa, joka edistää tieteellistä tutkimusta, teknologiaa ja kansainvälistä yhteistyötä. Sen kautta kertynyt osaaminen luo perustaa tuleville avaruuslento- ja tutkimusohjelmille sekä kaupalliselle toiminnalle matalalla Maan radalla.
Alkuperä
1980-luvun alussa NASA suunnitteli Space Station Freedom -avaruusasemaa Neuvostoliiton Salyut- ja Mir-avaruusasemien vastineeksi. Se ei koskaan lähtenyt piirustuspöydältä, ja Neuvostoliiton ja kylmän sodan päättyessä se peruttiin. Avaruuskilpailun päättyminen sai Yhdysvaltain hallinnon virkamiehet aloittamaan 1990-luvun alussa neuvottelut kansainvälisten kumppaneiden Euroopan, Venäjän, Japanin ja Kanadan kanssa aidosti kansainvälisen avaruusaseman rakentamiseksi. Hankkeesta ilmoitettiin ensimmäisen kerran vuonna 1993, ja sen nimi oli Space Station Alpha. Sen oli tarkoitus yhdistää kaikkien osallistuvien avaruusjärjestöjen ehdottamat avaruusasemat: NASA:n Space Station Freedom, Venäjän Mir-2 (Mir-avaruusaseman seuraaja, jonka ydin on nykyisin Zvezda) ja ESA:n Columbus, joka suunniteltiin itsenäiseksi avaruusasemaksi.
Valmistus
ISS:n komponentit valmistettiin eri tehtaissa eri puolilla maailmaa, ja ne kaikki kuljetettiin Kennedyn avaruuskeskuksessa sijaitsevaan avaruusaseman käsittelylaitokseen viimeisiä valmistusvaiheita, koneiden kokoonpanoa ja laukaisukäsittelyä varten. Komponentit on valmistettu ruostumattomasta teräksestä, titaanista, alumiinista ja kuparista.
Assembly
Kansainvälisen avaruusaseman kokoaminen on suuri tapahtuma avaruusarkkitehtuurissa. Venäläiset moduulit laukaistiin ja telakoitiin rakettiensa avulla. Kaikki muut osat toimitettiin avaruussukkulalla. Kesäkuun 5. päivään 2011 mennessä[päivitys] he olivat lisänneet 159 komponenttia yli 1 000 tunnin EVA-toiminnan aikana. Monet avaruussukkulalla laukaistuista moduuleista testattiin maassa avaruusaseman käsittelylaitoksessa ongelmien löytämiseksi ja korjaamiseksi ennen laukaisua.
Ensimmäinen osa, Zarya Functional Cargo Block, lähetettiin marraskuussa 1998 kiertoradalle venäläisellä Proton-raketilla. Kaksi muuta osaa (Unity-moduuli ja Zvezda-huoltomoduuli) lisättiin ennen ensimmäisen miehistön, Expedition 1:n, lähettämistä. Retkikunta 1 telakoitui ISS:ään 1. marraskuuta 2000, ja siihen kuuluivat yhdysvaltalainen astronautti William Shepherd ja kaksi venäläistä kosmonauttia, Juri Gidzenko ja Sergei Krikalev.
| Kansainvälisen avaruusaseman kokoaminen | |||||||
| Osat | Kokoonpanolento | Käynnistämispäivä | Kantoraketti | Erilliset näkymät | Näkymä asemalta | ||
| Zarya (FGB) | 1A/R | 1998-11-20 | Proton-K |
|
| ||
| Unity (solmu 1), PMA-1 ja PMA-2. | 2A | 1998-12-04 | Avaruussukkula Endeavour (STS-88) |
|
| ||
| Zvezda (palvelumoduuli) | 1R | 2000-07-12 | Proton-K |
|
| ||
| Z1 Truss & PMA-3 | 3A | 2000-10-11 | Avaruussukkula Discovery (STS-92) |
|
| ||
| P6 Truss & Solar Arrays | 4A | 2000-11-30 | Avaruussukkula Endeavour (STS-97) |
|
| ||
| Destiny (Yhdysvaltain laboratorio) | 5A | 2001-02-07 | Avaruussukkula Atlantis (STS-98) |
|
| ||
| Ulkoinen säilytysalusta-1 | 5A.1 | 2001-03-08 | Avaruussukkula Discovery (STS-102) |
|
| ||
| Canadarm2 (SSRMS) | 6A | 2001-04-19 | Avaruussukkula Endeavour (STS-100) |
|
| ||
| Quest (yhteinen ilmalukko) | 7A | 2001-07-12 | Avaruussukkula Atlantis (STS-104) |
|
| ||
| Pirs (telakointiosasto ja ilmalukko) | 4R | 2001-09-14 | Sojuz-U |
|
| ||
| S0 ristikko | 8A | 2002-04-08 | Avaruussukkula Atlantis (STS-110) |
|
| ||
| Liikuteltava tukiasema | UF2 | 2002-06-05 | Avaruussukkula Endeavour (STS-111) |
|
| ||
| S1 Truss | 9A | 2002-10-07 | Avaruussukkula Atlantis (STS-112) |
|
| ||
| P1 ristikko | 11A | 2002-11-23 | Avaruussukkula Endeavour (STS-113) |
|
| ||
| ESP-2 | LF1 | 2005-07-26 | Avaruussukkula Discovery (STS-114) |
|
| ||
| P3/P4 Ristikot ja aurinkopaneelit | 12A | 2006-09-09 | Avaruussukkula Atlantis (STS-115) |
|
| ||
| P5 Truss | 12A.1 | 2006-12-09 | Avaruussukkula Discovery (STS-116) |
|
| ||
| S3/S4 Ristikot ja aurinkosuojatelineet | 13A | 2007-06-08 | Avaruussukkula Atlantis (STS-117) |
|
| ||
| S5 Truss ja ESP-3 | 13A.1 | 2007-08-08 | Avaruussukkula Endeavour (STS-118) |
|
| ||
| Harmony (solmu 2) | 10A | 2007-10-23 | Avaruussukkula Discovery (STS-120) |
|
| ||
| Columbus (eurooppalainen laboratorio) | 1E | 2008-02-07 | Avaruussukkula Atlantis (STS-122) |
|
| ||
| Dextre (SPDM) | 1J/A | 2008-03-11 | Avaruussukkula Endeavour (STS-123) |
|
| ||
| Japanilainen paineistettu moduuli (JEM-PM) | 1J | 2008-05-31 | Avaruussukkula Discovery (STS-124) |
|
| ||
| S6 Truss & Solar Arrays | 15A | 2009-03-15 | Avaruussukkula Discovery (STS-119) |
|
| ||
| Japanilainen altistunut laitos (JEM-EF) | 2J/A | 2009-07-15 | Avaruussukkula Endeavour (STS-127) |
|
| ||
| Poisk (MRM-2) | 5R | 2009-11-10 | Sojuz-U |
|
| ||
| ExPRESS Logistiikka-alukset 1 ja 2 | ULF3 | 2009-11-16 | Avaruussukkula Atlantis (STS-129) |
|
| ||
| Kupoli & | 20A | 2010-02-08 | Avaruussukkula Endeavour (STS-130) |
|
| ||
| Rassvet (MRM-1) | ULF4 | 2010-05-14 | Avaruussukkula Atlantis (STS-132) |
|
| ||
| Leonardo (PMM) ja EXPRESS Logistiikka Carrier 4 | ULF5 | 2011-02-24 | Avaruussukkula Discovery (STS-133) |
|
|
| |
| Alfa-magneettispektrometri, OBSS ja EXPRESS-logistiikka-auto 3 | ULF6 | 2011-05-16 | Avaruussukkula Endeavour (STS-134) |
|
|
| |
| Bigelow laajennettava toimintamoduuli | 2016-04-08 | Falcon 9 (SpaceX CRS-8) |
| ||||
| Osat | Kokoonpanolento | Käynnistämispäivä | Kantoraketti | Erillinen näkymä | Näkymä asemalta | ||
.jpg)
.jpg){kind=spacer}
ISS:n piirustus (räjäytetty kuva)
Elämä avaruudessa
Nukkumaanmenoaika
Avaruusasemalla asuvien ihmisten on totuttava kaikenlaisiin muutoksiin maanpäälliseen elämään verrattuna. Heillä kestää vain 90 minuuttia kiertää (kiertää) maapalloa, joten aurinko näyttää nousevan ja laskevan 16 kertaa päivässä. Tämä voi olla hämmentävää, varsinkin kun yrittää päättää, milloin pitäisi mennä nukkumaan. Astronautit yrittävät kuitenkin noudattaa 24 tunnin aikataulua. Nukkumaan mennessä heidän on nukuttava seinään kiinnitetyissä makuupusseissa. Heidän on kiinnitettävä itsensä pussiin, jotta he eivät leijuisi pois nukkuessaan. En:wikt:Strap
Painottomuus
Kiertoradalla ei ole G-voimaa (tätä kutsutaan vapaaksi pudotukseksi tai painottomuudeksi). Jotta astronautit voisivat valmistautua kokemaan painottomuuden, NASA:n kouluttajat laittavat astronautit veteen. Koska vesi saa ihmisen kellumaan, tämä on vähän kuin painovoiman puute. Vedessä he voivat kuitenkin työntää vettä vasten ja liikkua. Painottomuudessa ei ole mitään, mitä vasten työntää, joten he vain leijuvat ilmassa. Toinen harjoittelutapa on mennä lentokoneeseen ja saada kone putoamaan maahan hyvin nopeasti. Näin ihmiset voivat kokea painottomuuden hyvin lyhyeksi ajaksi. Tämä harjoittelu voi aluksi tehdä ihmisistä melko pahoinvoivia.
Painottomuudessa astronautit eivät käytä jalkojaan kovin paljon, joten heidän on harrastettava paljon liikuntaa, jotta ne eivät heikkenisi liikaa. Ilman painovoimaa astronautit voivat saada paksun ylävartalon ja laihat jalat. Tätä kutsutaan kananjalkaoireyhtymäksi. Astronauttien on harrastettava kovaa liikuntaa joka päivä pysyäkseen terveinä.
Avaruustyylinen syöminen on vaikeaa. Vesi ja muut nesteet eivät virtaa alaspäin avaruudessa, joten jos avaruusasemalla kaadettaisiin vettä tai muita nesteitä, ne leijuisivat kaikkialla. Nesteet voivat pilata elektroniset laitteet, joten astronauttien on oltava hyvin varovaisia avaruudessa. He juovat imemällä vettä pussista tai seinään kiinnitetystä putkesta. He eivät voi laittaa ruokaa lautasille, koska se vain kelluisi pois, joten he laittavat sen pusseihin ja syövät pusseista. Ruoka, jota ne syövät, on yleensä kuivattua, koska murut voivat pilata välineet.
Joskus astronauteille lähetetään
tuoreita hedelmiä ja vihanneksia, mutta niiden lähettäminen on hyvin kallista ja vaikeaa, joten heidän on tuotava runsaasti ruokaa mukanaan.
Kylpyhuone
Itse asiassa avaruudessa kylpyhuonetta pitäisi luultavasti kutsua vessaksi, koska siellä ei todellakaan voi kylpeä. Sen sijaan astronautit käyttävät suihkussa suihkupistooleja. Yksi henkilö ruiskuttaa itseään aseella, kun muut seisovat ulkona vesi-imurin kanssa ja poistavat kaiken suihkusta ulos leijuvan veden. Tämä on melko vaikeaa, joten astronautit ottavat yleensä vain "sienikylvyn" märällä liinalla.
Vessat voivat olla toinen ongelma. Käymälöiden on tarkoitus käyttää painovoimaa toimiakseen. Kun vessanpönttö vedetään, painovoima saa veden laskemaan alas. Koska ISS:n astronautit eivät tunne painovoimaa, käymälä on kiinnitettävä astronautteihin ja imettävä varovasti kaikki heidän jätteensä pois.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on kansainvälinen avaruusasema?
A: Kansainvälinen avaruusasema on hyvin suuri satelliitti, jossa ihmiset voivat asua useita kuukausia kerrallaan.
K: Milloin Kansainväliseen avaruusasemaan lisättiin viimeksi osa?
V: Viimeinen osa, Bigelow-moduuli, lisättiin vuonna 2016.
K: Mitkä maat ovat mukana Kansainvälisen avaruusaseman hankkeessa?
V: Kansainvälinen avaruusasema on useiden maailman alueiden yhteinen hanke: Yhdysvaltojen, Venäjän, Euroopan, Japanin ja Kanadan.
K: Milloin kansainvälisen avaruusaseman rakentaminen alkoi?
V: Kansainvälisen avaruusaseman rakentaminen alkoi vuonna 1998.
K: Miten kansainvälinen avaruusasema rakennettiin?
V: Venäläiset ja amerikkalaiset avaruusmoduulit liitettiin yhteen kansainvälisen avaruusaseman rakentamiseksi.
K: Onko muita maita, jotka työskentelevät kansainvälisen avaruusaseman kanssa?
V: Kyllä, myös muut maat, kuten Brasilia, Italia ja Kiina, työskentelevät kansainvälisen avaruusaseman kanssa yhteistyössä muiden maiden kanssa.
K: Missä kansainvälinen avaruusasema sijaitsee?
V: Kansainvälinen avaruusasema on koottu matalalle Maan kiertoradalle.
Etsiä