Den internationella rymdstationen (ses här 2018) har kontinuerligt ockuperats av astronauter sedan 2000. NASA Tänk dig att du vaknar på morgonen, titta ut genom ditt fönster och se jordens stora blå horisont och rymdets svarthet. Vår värld sträcker sig under dig. Berg, sjöar och hav passerar förbi i en vacker ström av snabbt föränderliga landskap när du kretsar runt jorden var 90:e minut. Låter som något overkligt ur en science fiction -roman, höger? För besättningarna på International Space Station (ISS), det är en verklighet.
1984, President Ronald Reagan föreslog en permanent bebodd, regerings- och branschstödda rymdstationer ska byggas av USA i samarbete med flera andra länder. Fyra år senare, USA gick ihop med Kanada, Japan och Europeiska rymdorganisationen (ett program som sedan samförvaltas av Storbritannien, Frankrike, Belgien, Italien, Nederländerna, Danmark, Norge, Spanien, Schweiz, Sverige och Västtyskland) för att göra denna station till verklighet [källa:NASA].
Listan över deltagande länder skulle växa under 1990 -talet när Ryssland och Brasilien gick med i projektet, även om Brasilien så småningom skulle bryta bandet med ISS 2007 [källa:Gizmodo Brazil].
NASA tog ledningen för att samordna ISS:s konstruktion, och idag fungerar ISS som ett kretslaboratorium för experiment i livet, fysisk, jord- och materialvetenskap. Monteringen i omloppsbana började 1998 - och den har kontinuerligt varit ockuperad av astronauter sedan 2000 [källa:NASA].
ISS innehåller ett brett utbud av sammankopplade airlocks, dockningsportar och trycksatta moduler [källa:NASA]. Från och med november 2019, totalt 222 rymdpromenader har genomförts på stationen [källa:NASA].
ISS kommer att fortsätta att få finansiering fram till minst 2024. Hittills har detta stjärnprojekt har kostat deltagande nationer mer än 100 miljarder dollar - och NASA spenderar 3 till 4 miljarder dollar på det per år [källa:Greenfieldboyce].
I den här artikeln, vi kommer att titta på delarna av ISS, hur den upprätthåller en permanent miljö för människor i rymden, hur den drivs, hur det är att leva och arbeta på ISS, och hur, exakt, vi använder ISS. Först, Vi börjar med dess delar och montering.
Innehåll
Fem rymdskepp parkeras vid den internationella rymdstationen inklusive rymdfartyget SpaceX Dragon, Northrop Grumman Cygnus-försörjningsfartyget och Rysslands Progress 74-försörjningsfartyg och Soyuz MS-13 och MS-15 besättningsfartyg. NASA Att bygga den internationella rymdstationen (ISS) är ungefär som att bygga en leksak med ett barns LEGO eller K'nex byggstenar. Men medan dessa leksaker tenderar att vara små i skala, ISS innehåller tusentals och tusentals delar [källa:Hollingham].
Några av huvudkomponenterna listas nedan:
Monteringen av ISS började i november 1998 när en rysk protonraket placerade den första modulen, det funktionella lastblocket (Zarya), i omloppsbana. Ett besättning med tre medlemmar, ISS:s första, lanserades från Ryssland den 31 oktober, 2000. Besättningen tillbringade fyra månader och 17 dagar ombord på ISS, aktivera system och genomföra experiment.
Sedan dess, många rymdfarkoster har levererat delar av ISS i omloppsbana och dess montering har gått framåt. Under denna tid, ISS har bemannats kontinuerligt - i skrivande stund, 61 astronautexpeditioner har framgångsrikt nått stationen.
Stationens nuvarande besättning tog över den 3 oktober, 2019. Dessa modiga män och kvinnor är medlemmar i ISS Expedition 61 och de är planerade att stanna i rymden till februari 2020. Vid den tidpunkten, de kommer att överlämna tyglarna till Expedition 62 [källa:NASA].
När hemmakontoret går, ISS är ganska stor. Vid 1087 meters längd, ovannämnda fackverk är nästan lika lång som en amerikansk fotbollsplan. ISS innehåller också flera uppsättningar av breda, rektangulära solpaneler med 240 fot (73 meter) vingspannor. Viktmässigt, stationen tipsar vågen vid 925, 335 pund (419, 725 kilo). Och den har 13, 696 kubikfot (388 kubikmeter) beboeligt utrymme ombord, en siffra som ökar varje gång ett annat fartyg lägger till där [källa:NASA].
Reser med den jäkla hastigheten 17, 227 miles i timmen (27, 724 kilometer i timmen), ISS kretsar på en genomsnittlig höjd av 400 kilometer över jordens yta [källor:Conners och Howell].
Det är några ganska imponerande specifikationer, men kanske ännu mer imponerande är hur ISS upprätthåller en livlig miljö.
NASA-astronauten Jessica Meir vattnar växtkuddar där Mizuna senapsgrönsaker höjs som en del av botaniska experimentet Veg-04B. NASA Att upprätthålla en permanent miljö i rymden kräver saker som många av oss tar för givet här på jorden:frisk luft, vatten, mat, ett bekvämt (och beboeligt) klimat - även avfallshantering och brandskydd.
Först, låt oss prata luft. Vi behöver alla syre, så ISS har flera metoder för att tillhandahålla det. En teknik är att få syre levererat från jorden via rymdfarkoster. Leveransbussar anländer regelbundet med färskt syre på släp; det livgivande elementet deponeras i tankar under tryck ombord på ISS [källa:Starr].
ISS har också system som gör syre som andas från återvunnet vatten. Med hjälp av elektrolys, några av dessa enheter delar vatten i väte och syrgas. Sedan, den förra kombineras med en oönskad förening:koldioxid (CO2). Människor andas naturligtvis ut denna färglösa gas, men att andas in för mycket av det är hälsofarligt.
På jorden är det vanligtvis inte ett problem eftersom växter absorberar CO2. Ändå är trädgårdsutrymmet begränsat på ISS, som tvingade ingenjörer att ta fram andra sätt att ta bort överskott av koldioxid. Efter att elektrolysprocessen har börjat, en del av vätet reagerar med ackumulerande koldioxid. En biprodukt av denna interaktion är metangas, som släpps ut i rymden. Under tiden, återvunnet syre kommer in i ISS lufttillförsel [källa:Starr].
Medan det pågår, dricksvatten återvinns eftersom några av dessa mekanismer ompaketerar utandad luft. Vatten återvinns också genom att samla svett, kondens och urin. (Plus, vissa besättningsmedlemmar får vatten från att återanvända toalett- och duschvatten.) Som astronauten Douglas H. Wheelock berättade för The New York Times 2015, när du är ombord på ISS, "Gårdagens kaffe är morgondagens kaffe" [källa:Schwartz].
Enligt European Space Agency, så mycket som 80 procent av vattnet ombord på ISS återvinns. Just nu, ESA och NASA pysslar med livsstödssystem för slutna kretsar som-om de blir perfekta-helt kan eliminera behovet av vatten- och syretransporter till ISS. Att knäcka denna teknik kan bli nyckeln till rymdresor över långa avstånd i framtiden [källa:ESA].
OK, så vad sägs om mat? Väl, förutom några ätliga växter som odlas ombord, besättningen är beroende av rutinleveranser för det mesta av sin matförsörjning. Massor av menyalternativ finns i specialdesignade paket som fästs på matytor med kardborreband, så att de inte flyter iväg i miljön med låg gravitation [källor:Lemonick och Preston].
Att behålla en beboelig temperatur är en annan stor angelägenhet. ISS måste stå emot temperaturer på -128 grader Celsius (-200 grader Fahrenheit) och 93 grader Celsius (200 grader Fahrenheit) på de mörka och solbelysta sidorna av vår planet, respektive.
Bland annat, ISS använder värmare, isolering och flytande ammoniakcirkulerande öglor för att reglera den inre temperaturen. Radiatorer hjälper till att släppa ut överskottsvärme som genereras av några av maskinerna ombord på stationen [källa:NASA].
Som alla hem, ISS måste hållas ren. Detta är särskilt viktigt i rymden, där flytande smuts och skräp kan utgöra en fara. Astronauter använder olika våtservetter, tvättmedel och dammsugare för att rengöra ytor, filter och sig själva. Skräp samlas i påsar, stuvat i ett leveransfartyg och återvände till jorden eller förbrändes [källor:Anderson och NASA].
Brandskydd ombord på ISSEld är en av de farligaste farorna i rymden. Under astronauten Jerry Linengers vistelse på Mir, en brand utbröt. Mir -besättningen släckte elden, men inte förrän stationen skadades. För att upptäcka och bekämpa bränder, ISS har rökdetektorer, datoriserade larmsystem, brandsläckare och bärbara andningsanordningar [källa:Frost].
Den internationella rymdstationen färdas med en jäkla hastighet på 17, 227 miles i timmen (27, 724 kilometer i timmen) på en genomsnittlig höjd av 400 kilometer över jordens yta. Det kräver alla slags boosters och framdrivning för att hålla kursen. NASA ISS är i princip en stor rymdfarkost. Som sådan, den måste kunna röra sig i rymden, dess besättning måste upprätthålla kommunikation med kontroller på marken och den behöver kraft för att åstadkomma allt detta.
Vi tar för givet att ha elkraft för att driva våra hem. Till exempel, att använda din kaffebryggare, du ansluter den helt enkelt till väggen utan att tänka efter. Som i ditt hem, alla system ombord på ISS kräver elektrisk ström. Åtta stora solpaneler ger elektrisk ström från solen. Varje grupp är 73 fot lång och-kumulativt talad-de täcker ett område på cirka 27, 000 kvadratfot (2, 500 kvadratmeter) [källa:NASA].
På varje array finns två filtar av solceller. Varje filt är på ena sidan av en teleskopmast som kan sträcka sig och dra sig in för att vika eller bilda matrisen. Masten slår på en gimbal så att den kan hålla solcellerna vända mot solljuset [källa:NASA].
Som ett rutnät på jorden, matriserna genererar primärkraft - cirka 84 till 120 kilowatt el, tillräckligt för att hålla lamporna tända på över 40 hem. NASA rapporterar att medan ISS absorberar solljus, cirka 60 procent av elen som produceras i denna process går till att ladda batterier ombord på stationen [källa:NASA].
Ursprungligen, ISS var utrustad med nickel-vätebatterier. Men 2017, efter 18 års tjänst, de byttes ut mot två dussin litiumjonersättningar. Förutom att vara billigare, dessa uppgraderade batterier är mindre och mer effektiva [källa:Nield].
På stationens kretsande höjder, Jordens atmosfär är extremt tunn, men ändå tillräckligt tjock för att dra på ISS och sakta ner den. Därför, ISS måste förstärkas så ofta, så att den inte viker av kursen och tappar höjd genom att sakta ner.
Den ryska Zvezda -servicemodulen har motorer som kan användas för att öka ISS. Dock, det är Progress -leveransfartygen som gör det mesta av reboostingen. Varje reboosting -händelse kräver raketmotorbrännskador [källor:Pappalardo och NASA].
Samma teknik kan också användas för att styra fartyget bort från flytande rymdskräp (vilket är ganska vanligt nuförtiden). Förutom, ibland är det nödvändigt att justera stationens orientering så att den kan ansluta till försörjningsfartyg.
ISS -besättningen behöver inte bara veta exakt var de befinner sig, men de måste också hitta andra föremål - och ta reda på hur man tar sig från punkt A till punkt B, särskilt under reboosts.
För att urskilja dess hastighet och plats, ISS använder ryska och amerikanska globala positioneringssystem (GPS). Också, det finns flera snurrande gyroskop som hjälper stationen att behålla sin önskade orientering. Dessutom, ISS övervakar var olika stjärnor finns, satelliter och markstationer - liksom solen - för att navigera [källa:NASA].
Nu när du vet hur ISS förblir i rymden, låt oss se hur det är att bo och arbeta där.
ISS CommunicationsFör att hålla kontakten med jorden, stationen använder Tracking and Data Relay Satellites (TDRS) som ligger 22, 000 miles (35, 400 kilometer) över jorden. Signaler som innehåller röst, video och vetenskaplig data vidarebefordras via dessa enheter, som underlättar kontakten mellan ISS och NASA:s uppdragskontroll i Houston (via White Sands Complex i New Mexico) [källa:NASA].
Ryska kosmonauten Maxim Suraev, Expedition 41 befälhavare, övningar på Combined Operational Load Bearing External Resistance Treadmill (COLBERT) i Tranquility -noden på den internationella rymdstationen. NASA Hur är det att bo och arbeta i rymden? För att svara på sådana frågor, Expedition 18 flygingenjör Sandra Magnus, skrev en rad journalposter om hennes vistelse ombord på ISS. Hon noterar en viktig sak:En astronauts dag planeras i god tid av många människor på marken.
"Tja, vi har ett schemaläggningsprogram ombord som innehåller alla detaljer som vi behöver veta för att kunna utföra dagens arbete. Det berättar för oss när vi ska sova, när vi ska gå upp, när vi ska träna, när vi ska äta våra måltider, när och vilken information vi behöver för att utföra våra uppgifter "[källa:NASA].
Även om detta låter extremt styvt, Magnus konstaterar att det finns en viss flexibilitet i att inte alla uppgifter måste utföras vid den exakta tidpunkten som schemat föreskriver.
Microgravity presenterar en utmanande miljö. Oavsett om du sover, byta kläder eller arbeta, om det inte är säkert på plats, allt i ISS runt dig flyter. Även något så till synes enkelt som att gå upp på morgonen och klä på sig är inte så enkelt. Tänk dig att öppna din garderob bara för att innehållet ska flyga ut mot dig. När jag gör mig redo på morgonen, Magnus säger, "När jag tar av mina PJ, de flyter runt i besättningskvarteren tills jag samlar ihop dem och genast fäster dem bakom ett band eller något. Det räcker med att säga att det är lätt att tappa saker här uppe! "[Källa:NASA].
Efter att ha vaknat, varje astronaut har en period efter sömnen att förbereda för dagen. Under denna tid, astronauterna kan duscha, ät och läs Daily Summary Report (som - roligt faktum - inkluderar enstaka tecknade serier) [källa:ESA].
Motion är viktigt; i mikrogravitation, ben förlorar kalcium och muskler förlorar massa. Så, astronauter avsatte gott om tid för träningspass. På ISS, besättningsmedlemmar tillbringar 2,5 timmar om dagen - i sex dagar i veckan - för att träna noggrant. Medan de har ett löpband, en motionscykel, och tyngdlyftningsutrustning till deras förfogande, dessa föremål ser ganska långt bort från den utrustning du skulle se på en YMCA. (För att gråta högt, tyngdlyftningsanordningen använder sug för att skapa motstånd - och cykeln har inte ens sittplats.) [källa:Grush].
För verkligt arbete, astronauter utför experiment eller underhåll. Som de flesta andra, de stannar för att äta lunch vid middagstid. Sedan, när arbetsdagen avslutas, Det finns en kvällskonferens mellan besättningen och markkontrollcentralerna. När det är över, astronauterna är fria att umgås, ta middag och umgås med sociala medier.
På tal om fritid, ISS har varit känt för att hålla filmkvällar över hela besättningen. 2016, Gizmodo rapporterade att astronauterna hade tillgång till över 500 filmer och tv -program, inklusive "Modern Family, "" Pulp Fiction "och Alfred Hitchcocks" Notorious. "Ett år senare, Expedition 54 satte twitterverse i rörelse när de bjöds på en visning av "Star Wars:The Last Jedi" ombord på ISS [källor:Novak och NASA].
Helst, besättningsmedlemmar ska få 8,5 timmars sömn per natt. På grund av brummande maskineri, vissa astronauter bär öronproppar medan de slumrar [källa:ESA].
NASA -astronauten Rex Walheim arbetar utanför Columbus -labbet strax efter att den installerades i februari 2008. Columbus, som har varit en del av ISS i 11 år, rymmer 10 "rack" av experiment, var och en ungefär lika stor som en telefonkiosk. NASA Forskare från regeringar, industrier och utbildningsinstitutioner kan använda faciliteterna på ISS. Men varför skulle de vilja det? ISS används mest för vetenskaplig forskning i mikrogravitationens unika miljö. Tyngdkraften påverkar många fysiska processer på den blå planeten vi kallar hem. Till exempel, tyngdkraften förändrar hur atomer samlas för att bilda kristaller. Ombord på ISS, experimenterare kan utveckla större och bättre strukturerade kristaller än de kunde på jorden. Sådana kristaller kan hjälpa oss att utforma mer effektiva läkemedel för att bekämpa sjukdomar-eller förbättra strålningsdetekterande teknik [källa:ISS:U.S. National Laboratory].
Också, mikrogravitation gör några intressanta saker för att avfyra. När du slår en match här på jorden, tyngdkraften blir sval, tät luft nedåt när heta gaser stiger upp-vilket resulterar i en tårformad flamma. Men på ISS, lågor har formen av små blåaktiga sfärer. Dessa har redan revolutionerat vår förståelse av förbränningsprocessen. Nerför gatan, ISS flamexperiment kan hjälpa ingenjörer att designa effektivare brännare och samtidigt minska luftföroreningar [källa:NASA].
Långvarig exponering för viktlöshet gör att våra kroppar tappar kalcium från ben, vävnad från muskler och vätskor från vår kropp. Dessa effekter av viktlöshet - såsom minskad muskelstyrka, osteoporos - liknar effekterna av åldrande. Så, exponering för mikrogravitation kan ge oss nya insikter om åldringsprocessen och tillhörande behandlingar.
Verkligen, testkörningar av NELL-1-ett experimentellt protein som bekämpar osteoporos genom att (bland annat) bilda ersättningsben-på laboratoriemöss ombord på stationen har gett några uppmuntrande resultat [källa:Smith].
ISS -astronauter kan också testa ekologiska livsstödssystem. På deras kretsande arbetsplats, det är möjligt att odla olika växter som släpper ut syre, ta upp koldioxid och ge mat. Dessa trädgårdskunskaper kommer att vara viktiga för långa interplanetära rymdresor, som en resa till Mars.
Den kretsar över jordens atmosfär och är utrustad med speciella instrument och teleskop, ISS -besättningen kan övervaka många olika saker på planetens yta (som glaciärfördelningsmönster) och i dess atmosfär (som att utveckla orkaner). Besättningsmedlemmar kan också använda teleskop för att observera solen, stjärnor och galaxer utan förvrängning från jordens atmosfär.
För detaljer om specifika projekt och experiment, du kan kolla in NASA:s rymdstationsexperiment webbplats. Låt oss nu ta en titt på ISS:s framtid.
NASA -astronauten Christina Koch ses här med ny hårdvara för Cold Atom Lab (CAL), ett experiment som producerar moln av atomer nedkylda till temperaturer mycket kallare än djupt utrymme så att forskare kan studera grundläggande beteenden och kvantegenskaper. NASA Kunskap kommer sällan billigt. Med sin kumulativa prislapp på 100 miljarder dollar, ISS är ett av de dyraste företagen i mänsklighetens historia. Och i åratal, ekonomiska överväganden har väckt frågor om dess långsiktiga framtid.
ISS kommer att fortsätta att få finansiering från deltagande nationer under år 2024. Men några stora förändringar kan vara på gång. Nyligen, NASA har flyttat tanken på att öppna stationen för privata företag, i överensstämmelse med Reagans ursprungliga plan. Kanske-någon gång-kommer kommersiella intressen att ta helt eller delvis kontroll över den dagliga verksamheten. Men det återstår att se om ISS någonsin kommer att bli privatägt, som vissa politiker hoppas [källor:Greenfieldboyce och NASA].
Rymden kan vara den sista gränsen, men nu, stationens omloppsdomän har blivit bekant territorium. Ännu en gång, NASA siktar på månen:Det pågående Artemis -programmet ska landa "den första kvinnan och nästa man" på jordens naturliga satellit år 2024 [källa:NASA].
Så var lämnar det ISS? Vissa administratörer och forskare tror att forskning som utförs ombord på stationen är avgörande för framgången för framtida utforskningsinsatser för mån och mars. Fortfarande, pengafrågor väcker alltid sina fula huvuden. Avleder ISS för mycket pengar från andra rymdfärdsprojekt - eller vice versa? Den 31 juli, 2019, NASA -administratören Jim Bridenstone meddelade att byrån inte skulle ta några pengar ur sin ISS -budget för att finansiera ny månlandningsteknik. "Om du kannibaliserar vetenskap, om du kannibaliserar ISS, du kommer aldrig att uppnå det sluttillstånd du önskar, "menade han [källor:Matthews och Redd].
Medan de deltagande regeringarna diskuterar sitt laboratoriums öde utanför världen, Kina har skapat sina egna rymdstationer. Två prototyper-Tiangong-1 och Tiangong-2-avslutade sina löpningar i planetens bana 2018 och 2019, respektive. Båda fartygen användes för att utveckla ett större och bättre projekt:Ett stort, ISS-liknande hantverk med tre moduler. Enligt den kinesiska regeringen, den kommer att vara klar i början till mitten av 2020-talet [källa:Jones].
Oavsett vad morgondagen har för den internationella rymdstationen, det förblir ett under av rymdkonstruktion - och när detta skrivs, det är det längsta bemannade rymduppdraget som någonsin genomförts.
Engineering Research and Development på ISSMycket av ISS ingenjörsforskning och utveckling går till att studera rymdmiljöns effekter på material och utveckla ny teknik för rymdutforskning, inklusive ny konstruktionsteknik för att bygga saker i rymden, nya kommunikationssystem för satellit och rymdfarkoster, och avancerade livsstödssystem för framtida rymdfarkoster.
Rymdmiljön har unika faror (mikrometeoroider, kosmiska strålar, atomiskt syre) som påverkar material som de som används i rymdfarkoster. Material kan placeras på ISS i öppna plattformar, utsatt för rymdmiljön i åratal och lätt analyserad. Den hämtade informationen hjälper till att designa bättre material för att få satelliter att hålla längre i rymdmiljön.
Läs mer
Ursprungligen publicerat:6 dec. 2019
