ایستگاه فضایی بین المللی

ایستگاه فضایی بین المللی چیست و چه اهدافی دارد؟

برنامه ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) افراد از کشورهای مختلف، وسایل نقلیه پرتاب مختلف، عملیات پرتاب و پرواز در سطح جهانی، امکانات آموزشی، مراکز مهندسی و توسعه، شبکه های ارتباطی و جامعه تحقیقات علمی بین المللی را گرد هم می آورد.

ایستگاه فضایی چه تاریخچه ای را پشت سر گذاشته است؟

ایستگاه فضایی در سال ۱۹۸۴ بودجه ای از کنگره ایالات متحده دریافت کرد. جیمز بگز، مدیر ناسا سپس به دنبال شرکای بین المللی برای همکاری بود. کانادایی ها، ژاپنی ها و بسیاری از کشورهای آژانس فضایی اروپا به این برنامه پیوستند.

طراحی ایستگاه بین سال‌های ۱۹۸۴ و ۱۹۹۳ با عناصر ساختمانی پراکنده در ایالات متحده، کانادا، ژاپن و اروپا از اواخر دهه ۱۹۸۰ انجام شد. در سال ۱۹۹۳ از روس ها برای شرکت دعوت شد.

این توافق در دو مرحله انجام شد. در فاز ۱ (NASA-Mir، ۱۹۹۵-۱۹۹۸)، شاتل های فضایی فضانوردان را به ایستگاه مداری میر روسیه منتقل کردند. ایالات متحده دو ماژول روسی را برای آزمایش و همکاری اصلاح کرد. فاز ۲ (از سال ۱۹۹۸) شامل پرتاب عناصر برای ایستگاه فضایی بین المللی جدید به رهبری ایالات متحده و روسیه بود.

پنج آژانس همکار (آژانس فضایی کانادا، آژانس فضایی اروپا، آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن، ناسا و روسکوسموس) ایستگاه فضایی بین‌المللی را اداره می‌کنند که هر کدام سخت‌افزار ارائه شده خود را مدیریت می‌کنند. این ایستگاه وابسته به هم است و بر مشارکت همه شرکا تکیه دارد. ایستگاه فضایی بین المللی به عنوان ترکیبی از اهداف یکپارچه در بین آژانس های فضایی جهان عمل می کند و به بهبود زندگی روی زمین برای همه کشورها کمک می کند.

اهداف مشترک آزانس های فضایی از ساخت ایستگاه فضایی بین المللی(iss) چیست؟

آژانس های فضایی استفاده از ایستگاه فضایی بین المللی را به عنوان یک پلت فرم آموزشی برای الهام بخشیدن به جوانان در زمینه های STEM در اولویت قرار می دهند. آنها اهداف مشترکی در تحقیقات فیزیولوژی انسان، تشعشعات، علم مواد، مهندسی، زیست شناسی، فیزیک سیالات و فناوری برای ماموریت های اکتشاف فضایی آینده دارند. استفاده از دانش به دست آمده از طریق تحقیقات ISS به نفع سلامت، جامعه و محیط زیست روی زمین یکی دیگر از اهداف مشترک است.

ایستگاه فضایی بین المللی چه دستاورد های انسانی داشته است؟

موفقیت برنامه ایستگاه فضایی هم در دستاوردهای انسانی و هم در فناوری است. مشارکت جهانی آژانس‌های فضایی هماهنگی تفاوت‌های فرهنگی و سیاسی برای برنامه‌ریزی، هماهنگی، تأمین و بهره‌برداری از ایستگاه فضایی را نشان می‌دهد. این برنامه خدمه پرواز بین المللی، عملیات راه اندازی، آموزش، مهندسی، شبکه های ارتباطی و جوامع تحقیقاتی علمی را متحد می کند.

ایستگاه فضایی بین المللی چقدر عمر می کند؟

ایستگاه فضایی بین المللی حدود ۲۵ سال در مدار بوده است. طول عمر آن چندین بار افزایش یافته است. تجزیه و تحلیل های منظم ایمنی ایستگاه را برای سکونت و بهره برداری تضمین می کند. قطعات مدولار امکان تعویض یا افزایش قطعات فرسوده را فراهم می کنند. ایستگاه فضایی بین‌المللی حداقل تا سال ۲۰۳۰ به‌عنوان یک آزمایشگاه و قرارگاه در مدار کار خواهد کرد.

زمینه ها و ایده های تشکیل ایستگاه فضایی بین المللی

ایده زندگی در فضا سرآغاز مفهوم ایستگاه فضایی بود. اولین کسی که در مورد زندگی و سفر در فضا نوشت، یوهانس کپلر، ستاره شناس مشهور دوره رنسانس، در اوایل دهه ۱۶۰۰ بود. او متوجه شد که سیارات جهان هستند و افرادی را در حال سفر در فضا تصور کرد.

در دهه ۱۸۶۰، ادوارد اورت هیل درباره «ماه آجری» نوشت که شبیه ایستگاه فضایی بود. این هواپیما که در مجله هفتگی آتلانتیک منتشر شد، به دور زمین می چرخید و برای خدمه مسکن فراهم می کرد و به عنوان کمک ناوبری خدمت می کرد.

دیگران، مانند کنستانتین تسیولکوفسکی، نظریه‌پرداز روسی، طرح‌هایی را برای ایستگاه‌های فضایی در نظر گرفتند که از نور خورشید برای نیرو استفاده می‌کردند و مانند زمین‌های مینیاتوری با رشد پوشش گیاهی در داخل عمل می‌کردند.

هرمان نوردونگ جزئیات مهندسی یک ایستگاه فضایی را در سال ۱۹۲۸ شرح داد و یک ایستگاه چرخشی شکل به نام “wohnrad” یا “چرخ زنده” را توصیف کرد. ویلی لی همچنین در سال ۱۹۵۲ در مورد زندگی در یک ایستگاه فضایی نوشت و ساختاری به شکل چرخ را تصور کرد که گرانش مصنوعی را فراهم می کند.

دولت ایالات متحده مفاهیم ایستگاه فضایی را در دهه ۱۹۵۰ بررسی کرد که منجر به ثبت اختراع این مفهوم توسط مرکز فضاپیمای سرنشین دار ناسا شد. اولین ایستگاه فضایی ایالات متحده، Skylab، در اوایل دهه ۱۹۶۰ ظهور کرد.

به طور همزمان، اتحاد جماهیر شوروی یک ایستگاه فضایی بزرگ را طراحی کرد که توسط موشک N-1 پرتاب شد، اما با شکست مواجه شد. آنها تمرکز خود را به ایستگاه های کوچکتری که توسط موشک پروتون پرتاب می شدند، معطوف کردند.

ساخت و مونتاژ قطعات ایستگاه فضایی بین المللی

اجزای ایتگاه فضایی بین المللی در سرتاسر جهان ساخته شد و کار تیمی و هماهنگی فرهنگی را به نمایش گذاشت. مانند مجموعه لگو، قطعات با استفاده از روباتیک و انسان‌هایی با لباس فضایی به فضا پرتاب و مونتاژ شدند.

ویژگی های فنی ایستگاه فضایی بین المللی

ایستگاه فضایی بین‌المللی بزرگ‌ترین جسم ساخته‌شده بشر است که به دور زمین می‌چرخد، با حجم تحت فشار حدود ۹۰۰ متر مکعب و جرم بیش از ۴۰۰۰۰۰ کیلوگرم. آرایه های خورشیدی ۲۲۴۷ متر مربع مساحت دارند و سالانه ۷۳۵۰۰۰ کیلووات ساعت برق تولید می کنند.

ایستگاه فضایی بین المللی با ابعاد ۱۰۹ متر در ۵۱ متر، در ارتفاع ۳۷۰ تا ۴۶۰ کیلومتری در مدار خود می چرخد و به دلیل اصطکاک جوی نیاز به تقویت های دوره ای دارد. خدمه ای متشکل از ۳ تا ۱۳ نفر را حمل می کند که به طور مداوم میزبان هفت عضو است.

ساخت ایستگاه فضایی بین المللی شامل ۳۶ پرواز شاتل فضایی و ۶ پرتاب پروتون و سایوز روسیه بود. لجستیک توسط وسایل نقلیه مختلفی از جمله شاتل فضایی، روسی پروگرس و سایوز، خودروی انتقالی ژاپنی H-II، خودروی انتقال خودکار اروپایی و خودروهای تجاری Dragon، Cygnus و Starliner پشتیبانی می‌شود.

اطلاعات بیشتر در مورد عناصر و اجزای تشکیل دهنده ایستگاه فضایی بین المللی ر.ا اینجا مطالعه کنید.

پیاده روی فضایی در ایستگاه فضایی بین المللی

مونتاژ پیچیده ایستگاه فضایی بدون تلاش ماهرانه فضانوردان و فضانوردان راهپیمایی فضایی غیرممکن بود. پیاده‌روی‌های فضایی که به عنوان فعالیت برون‌گردی (EVA) نیز شناخته می‌شود، در برنامه‌های قبلی در مدار زمین، روی سطح ماه و در فضای عمیق بین زمین و ماه انجام شده است.

قبل از شروع مونتاژ ایستگاه فضایی بین المللی، تجربیات EVA های قبلی، پایه ای قوی برای مهارت های لازم پیاده روی فضایی ایجاد کرد. با این حال، برنامه ISS بیش از مجموع همه برنامه‌های قبلی، پیاده‌روی فضایی داشته است. در ابتدا به عنوان یک چالش مهم در نظر گرفته شد، پیاده‌روی فضایی و مأموریت‌های مونتاژ تقریباً بدون مانع پیشرفت کردند.

در طول دو دهه مونتاژ ایستگاه، بیش از ۲۶۰ پیاده روی فضایی برای مونتاژ، نگهداری و پیکربندی مجدد مورد نیاز بوده است. پیاده‌روی‌های فضایی برای آماده‌سازی ایستگاه فضایی بین‌المللی برای پذیرش اولین سرنشینان آن بسیار مهم بود.

فضانوردان جری ال راس و جیمز اچ نیومن اولین ایستگاه فضایی بین المللی EVA را در ۷ دسامبر ۱۹۸۸ در طول ماموریت STS-88 انجام دادند و کابل های برق و داده را بین دو ماژول اول ایستگاه، FGB Zarya و Node 1 Unity متصل کردند. با پیشرفت مونتاژ، تعداد پیاده روی های فضایی به طور قابل توجهی افزایش یافت.

بین دسامبر ۲۰۰۰ و آوریل ۲۰۰۳، ۳۸ فضانورد و فضانورد ۴۱ EVA را تکمیل کردند، از جمله اولین مرحله از خود ایستگاه با استفاده از قفل هوایی ISS. این سرعت پس از ورود اعضای خدمه اکسپدیشن ۱ در سال ۲۰۰۰ تشدید شد. قابل ذکر است که طولانی ترین EVA در تاریخ در ۱۰ مارس ۲۰۰۱ رخ داد که هشت ساعت و ۵۶ دقیقه طول کشید.

همکاری بین المللی در راهپیمایی های فضایی با حضور فضانوردان کشورهای مختلف مشهود بود. به عنوان مثال، فیلیپ پرین اولین فضانورد فرانسوی بود که در طی مأموریت STS-111 در ژوئن ۲۰۰۲ یک راهپیمایی فضایی انجام داد.

پس از حادثه شاتل فضایی کلمبیا، پیاده‌روی‌های فضایی ایستگاه، عمدتاً از بخش روسیه ادامه یافت. حتی با کاهش تعداد خدمه ساکن، پیاده‌روی فضایی دو نفره در طول وقفه شاتل ضروری بود.

راهپیمایی‌های فضایی با مشارکت شرکای بین‌المللی ادامه یافت و فضانوردانی از ژاپن، آلمان و سایر کشورها در آن شرکت داشتند. ماموریت STS-120 در اکتبر ۲۰۰۷ چالش‌های پیاده‌روی فضایی را نشان داد که شامل جابجایی بخش خرپایی P6 و تعمیر بداهه یک آرایه خورشیدی پاره‌شده بود.

اطلاعات بیشتر در مورد راهپیمایی های فضایی ایستگاه فضایی بین المللی را اینجا مطالعه کنید.

همکاری بین المللی در ایستگاه فضایی

بزرگ‌ترین دستاورد برنامه ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) هم یک شاهکار انسانی و هم یک فن‌آوری است برنامه‌ریزی، هماهنگی و نظارت مؤثر بر فعالیت‌های متنوع شامل چندین سازمان است. ایستگاه فضایی بین المللی نتیجه مشارکت بین المللی بین آژانس های فضایی از ایالات متحده، روسیه، اروپا، ژاپن و کانادا است. این همکاری نشان دهنده پیچیده ترین برنامه اکتشاف فضایی از نظر سیاسی است که تاکنون انجام شده است.

اطلاعات بیشتر در مورد همکاری های بین المللی در ایستگاه فضایی را اینجا مطالعه کنید.

تحقیقات علمی در ایستگاه فضایی بین المللی

ایستگاه فضایی بین‌المللی به عنوان یک دستاورد بی‌سابقه در تلاش‌های جهانی بشر است و از سال ۲۰۰۰ از یک پاسگاه به یک آزمایشگاه ریزگرانشی بسیار توانمند تبدیل شده است. نتایج انباشته هستند و منجر به مزایا و پیشرفت‌های جدید می‌شوند.

اطلاعات بیشتر در مورد تحقیقات علمی در ایستگاه فضایی بین المللی را اینجا مطالعه کنید.

ماژول های اکسپدیشن در ایستگاه فضایی بین المللی

با بیش از ۲۰ سال سکونت مداوم، ایستگاه فضایی بین المللی از سه ماژول اکسپدیشن ۱ در ۲ نوامبر ۲۰۰۰ به اندازه یک زمین فوتبال رشد کرده است. این ایستگاه میزبان بیش از ۲۶۰ نفر از ۲۱ کشور در بیش از ۶۰ اکسپدیشن بوده است. این پایگاه مداری تا سال ۲۰۳۰ به تسهیل تحقیقات پیشرفته ای که به نفع بشریت در زمین و خارج از آن است، ادامه خواهد داد.

اطلاعات بیشتر در مورد اکتشافات ایستگاه فضایی بین المللی را اینجا مطالعه کنید.

اسپیس ایکس در ایستگاه فضایی — کشتی تدارکاتی اسپیس ایکس دراگون به ایستگاه فضایی بین‌المللی نزدیک می‌شود تا به بندر جلوی ماژول هارمونی بپیوندد.

چه اهداف تجاری در ایستگاه فضایی بین المللی دنبال می شود؟

ناسا فعالانه در توسعه اقتصاد پروازهای فضایی انسان از طریق بازار تجاری مشارکت دارد. این تعهد شامل تقویت یک اقتصاد قوی در مدار پایین زمین، حمایت از هر دو طرف عرضه و تقاضا است. بازار رو به رشد شرکت‌های خصوصی ارائه‌دهنده دسترسی و خدمات در فضا شامل مشتریانی مانند ناسا، سایر سازمان‌های دولتی، مؤسسات دانشگاهی، سازمان‌های مبتنی بر پژوهش و شرکت‌های خصوصی می‌شود.

اطلاعات بیشتر در مورد اهداف تجاری ناسا را اینجا مطالعه کنید.

خدمه ایستگاه فضایی بین المللی در شاتل فضایی

شاتل فضایی به عنوان اولین فضاپیمای قابل استفاده مجدد جهان که قادر به انتقال ماهواره های بزرگ به مدار و از مدار است، نقطه عطفی تاریخی را رقم زد. با قابلیت‌هایی از پرتاب موشک‌مانند تا مانورهای فضاپیما مانند در مدار زمین و فرود هواپیما مانند، هر یک از سه مدارگرد عملیاتی شاتل فضایی – دیسکاوری، آتلانتیس و اندیوور – برای حداقل ۱۰۰ ماموریت طراحی شده‌اند. با وجود این پتانسیل، مجموع ماموریت های آنها در حال حاضر کمتر از یک چهارم ظرفیت طراحی است.

کلمبیا، اولین مدارگرد شاتل فضایی، در مارس ۱۹۷۹ به مرکز فضایی کندی ناسا تحویل داده شد. به طرز غم انگیزی، کلمبیا و خدمه STS-107 در ۱ فوریه ۲۰۰۳ در هنگام ورود مجدد از بین رفتند. چلنجر که در ژوئیه ۱۹۸۲ تحویل داده شد، با یک حادثه ویرانگر مواجه شد. سرانجام در ژانویه ۱۹۸۶ در هنگام صعود منفجر شد. Discovery، در نوامبر ۱۹۸۳ ، و آتلانتیس،در آوریل ۱۹۸۵ تحویل داده شدند و ماموریت های متعددی را انجام دادند. Endeavour، پس از حادثه Challenger، در می ۱۹۹۱ تحویل داده شد. اینترپرایز، اگرچه هیچگاه در فضا پرواز نکرد، اما در آزمایش‌ها و مطالعات سکوی پرتاب نقش ایفا کرد.

اطلاعات بیشتر در مورد شاتل های فضایی ناسا را اینجا مطالعه کنید.

ماموریت شاتل فضایی در ایستگاه فضایی بین المللی — شاتل فضایی دیسکاوری اندکی پس از بازگشت ساختار سرویس چرخشی در سکوی پرتاب ۳۹A، در مرکز فضایی کندی در کیپ کاناورال، فلوریدا، در روز چهارشنبه، ۲۳ فوریه ۲۰۱۱، مشاهده شد. دیسکاوری، در سی و نهمین و آخرین پرواز خود، انجام شد. ماژول چند منظوره دائمی (PMM)، اکسپرس لجستیک حامل ۴ (ELC4) و Robonaut 2، اولین ربات انسان نما در فضا را به ایستگاه فضایی بین المللی حمل کرد.

برنامه خدمه تجاری ناسا در ایستگاه فضایی بین المللی چیست؟

برنامه خدمه تجاری ناسا با موفقیت به هدف خود در ارائه حمل و نقل انسان ایمن، قابل اعتماد و مقرون به صرفه به و از ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) از طریق همکاری با صنعت خصوصی آمریکا دست می یابد. از سال ۲۰۱۰، این برنامه با شرکت های مختلف هوافضای ایالات متحده برای توسعه سیستم های پرواز فضایی انسانی، با هدف دسترسی ایمن و اقتصادی به ایستگاه فضایی بین المللی و در عین حال ارتقای دسترسی تجاری به سایر مقاصد بالقوه در مدار پایین زمین، همکاری کرده است.

اطلاعات بیشتر در مورد برنامه خدمه تجاری ناسا را اینجا مطالعه کنید.