La Estación Espacial Internacional (ISS) es una estación espacial modular ( satélite artificial habitable ) en órbita terrestre baja . Es un proyecto de colaboración multinacional que involucra a cinco agencias espaciales participantes: NASA (Estados Unidos), Roscosmos (Rusia), JAXA (Japón), ESA (Europa) y CSA (Canadá). [7] [8] La propiedad y el uso de la estación espacial se establecen mediante tratados y acuerdos intergubernamentales. [9] La estación sirve como un entorno espacial y de microgravedad.laboratorio de investigación en el que se realizan investigaciones científicas en astrobiología , astronomía , meteorología , física y otros campos. [10] [11] [12] La ISS es adecuada para probar los sistemas y equipos de la nave espacial necesarios para posibles misiones futuras de larga duración a la Luna y Marte. [13]
 La ISS el 23 de mayo de 2010, visto desde STS-132 | |
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| Estadísticas de la estación | |
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| ID COSPAR | 1998-067A |
| SATCAT no. | 25544 |
| Señal de llamada | Alfa , estación |
| Tripulación | Tripulación completa: 7 Actualmente a bordo: 7 ( Soyuz MS-18 , SpaceX Crew-2 ) Expedición: 65 Comandante: Akihiko Hoshide ( JAXA ) |
| Lanzamiento | 20 de noviembre de 1998 |
| Plataforma de lanzamiento |
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| Masa | 419,725 kg (925,335 libras) [1] |
| Largo | 73,0 m (239,4 pies) [1] |
| Ancho | 109,0 m (357,5 pies) [1] |
| Volumen presurizado | 915,6 m 3 (32,333 pies cúbicos) [1] |
| Presión atmosférica | 101,3 kPa (14,7 psi ; 1,0 atm ) oxígeno 21%, nitrógeno 79% |
| Altitud del perigeo | 418 km (259,7 millas) AMSL [2] |
| Altitud de apogeo | 422 km (262,2 millas) AMSL [2] |
| Inclinación orbital | 51,64 ° [2] |
| Velocidad orbital | 7,66 km / s [2] [ verificación fallida ] (27.600 km / h; 17.100 mph) |
| Periodo orbital | 92,68 minutos [2] [ verificación fallida ] |
| Órbitas por día | 15,49 [2] |
| Época de la órbita | 21 de mayo de 2021 05:42:57 [2] |
| Días en órbita | 22 años, 6 meses, 2 días (22 de mayo de 2021) |
| Días ocupados | 20 años, 6 meses, 20 días (22 de mayo de 2021) |
| No. de órbitas | 131.440 a diciembre de 2020 [3][actualizar] |
| Decaimiento orbital | 2 km / mes |
| Estadísticas al 9 de marzo de 2011 (a menos que se indique lo contrario) Referencias: [1] [2] [4] [5] [6] | |
| Configuración | |
 Elementos de la estación a partir de agosto de 2019 ( vista ampliada ) [actualizar] | |
El programa ISS evolucionó a partir de la Estación Espacial Freedom , una propuesta estadounidense que fue concebida en 1984 para construir una estación en órbita terrestre permanentemente tripulada, [14] y la propuesta contemporánea soviética / rusa Mir-2 con objetivos similares. La ISS es la novena estación espacial habitada por tripulaciones, después de las estaciones Salyut , Almaz y Mir soviéticas y más tarde rusas y el Skylab estadounidense . Es el objeto artificial más grande en el espacio y el satélite más grande en órbita terrestre baja, regularmente visible a simple vista desde la superficie de la Tierra. [15] [16] Se mantiene una órbita con una altitud promedio de 400 kilómetros (250 millas) por medio de maniobras de recolocar utilizando los motores de la Zvezda módulo de servicio o visitan nave espacial. [17] La ISS rodea la Tierra en aproximadamente 93 minutos, completando 15,5 órbitas por día. [18]
La estación está dividida en dos secciones: el Segmento Orbital Ruso (ROS) es operado por Rusia, mientras que el Segmento Orbital de Estados Unidos (USOS) lo manejan los Estados Unidos, así como muchas otras naciones. Roscosmos ha respaldado la operación continua de ROS hasta 2024, [19] habiendo propuesto previamente el uso de elementos del segmento para construir una nueva estación espacial rusa llamada OPSEK . [20] El primer componente de la EEI se puso en marcha en 1998, y los primeros residentes de larga duración llegaron el 2 de noviembre de 2000 después de haber sido lanzados desde el cosmódromo de Baikonur el 31 de octubre de 2000. [21] Desde entonces, la estación ha estado ocupada continuamente durante 20 años y 201 días, [22] la presencia humana continua más larga en la órbita terrestre baja, habiendo superado el récord anterior de 9 años y 357 días de la estación espacial Mir . El último gran módulo presurizado, Leonardo , se instaló en 2011 y se agregó un hábitat espacial inflable experimental en 2016.El desarrollo y ensamblaje de la estación continúa, con varios elementos rusos nuevos e importantes programados para su lanzamiento a partir de 2021. A diciembre de 2018 [actualizar], el La autorización de operación de la estación se extendió hasta 2030, con fondos asegurados hasta 2025. [23] Después de ese punto, se han hecho llamamientos para privatizar las operaciones de la ISS para llevar a cabo futuras misiones a la Luna y Marte , y el ex administrador de la NASA Jim Bridenstein dijo "dadas nuestras limitaciones presupuestarias actuales, si queremos ir a la Luna y queremos ir a Marte, necesitamos comercializar la órbita terrestre baja y pasar al siguiente paso ". [24]
La ISS consta de módulos habitacionales presurizados, cerchas estructurales, paneles solares fotovoltaicos , radiadores térmicos , puertos de acoplamiento , bahías de experimentos y brazos robóticos. Los principales módulos de la EEI han sido lanzados por cohetes rusos Proton y Soyuz y transbordadores espaciales estadounidenses . [25] La estación es atendida por una variedad de naves espaciales visitantes: la rusa Soyuz y Progress , la SpaceX Dragon 2 , la Northrop Grumman Innovation Systems Cygnus , la japonesa H-II Transfer Vehicle , [7] y, anteriormente, la European Automated Transfer Vehicle (ATV) y SpaceX Dragon 1 . La nave espacial Dragon permite el regreso de carga presurizada a la Tierra, que se utiliza, por ejemplo, para repatriar experimentos científicos para su posterior análisis. Hasta noviembre de 2020 [actualizar], 242 astronautas, cosmonautas y turistas espaciales de 19 países diferentes han visitado la estación espacial, muchos de ellos varias veces; esto incluye a 152 estadounidenses, 49 rusos, 9 japoneses, 8 canadienses y 5 italianos. [26]
Propósito
Originalmente, la ISS estaba destinada a ser un laboratorio, observatorio y fábrica, al tiempo que proporcionaba transporte, mantenimiento y una base de preparación en órbita terrestre baja para posibles misiones futuras a la Luna, Marte y asteroides. Sin embargo, no se han realizado todos los usos previstos en el memorando de entendimiento inicial entre la NASA y Roscosmos . [27] En la Política Espacial Nacional de Estados Unidos de 2010 , a la ISS se le asignaron funciones adicionales para cumplir con fines comerciales, diplomáticos [28] y educativos. [29]
Investigación científica
La ISS proporciona una plataforma para realizar investigaciones científicas, con energía, datos, refrigeración y tripulación disponibles para respaldar los experimentos. Las naves espaciales pequeñas sin tripulación también pueden proporcionar plataformas para experimentos, especialmente aquellos que involucran gravedad cero y exposición al espacio, pero las estaciones espaciales ofrecen un entorno a largo plazo donde los estudios pueden realizarse potencialmente durante décadas, combinado con un fácil acceso por parte de investigadores humanos. [30] [31]
La ISS simplifica los experimentos individuales al permitir que grupos de experimentos compartan los mismos lanzamientos y tiempo de tripulación. La investigación se lleva a cabo en una amplia variedad de campos, incluida la astrobiología , la astronomía , las ciencias físicas , la ciencia de los materiales , el clima espacial , la meteorología y la investigación humana, incluida la medicina espacial y las ciencias de la vida . [10] [11] [12] [32] [33] Los científicos de la Tierra tienen acceso oportuno a los datos y pueden sugerir modificaciones experimentales a la tripulación. Si se necesitan experimentos de seguimiento, los lanzamientos programados de manera rutinaria de las naves de reabastecimiento permiten lanzar nuevo hardware con relativa facilidad. [31] Las tripulaciones vuelan expediciones de varios meses de duración, proporcionando aproximadamente 160 horas-persona por semana de trabajo con una tripulación de seis. Sin embargo, el mantenimiento de la estación consume una cantidad considerable de tiempo de la tripulación. [10] [34]
Quizás el experimento de la ISS más notable es el Espectrómetro Magnético Alfa (AMS), que está destinado a detectar la materia oscura y responder a otras preguntas fundamentales sobre nuestro universo y es tan importante como el Telescopio Espacial Hubble según la NASA. Actualmente acoplado en la estación, no podría haberse acomodado fácilmente en una plataforma satelital de vuelo libre debido a sus necesidades de potencia y ancho de banda. [35] [36] El 3 de abril de 2013, los científicos informaron que el AMS pudo haber detectado indicios de materia oscura . [37] [38] [39] [40] [41] [42] Según los científicos, " Los primeros resultados del Espectrómetro Magnético Alfa del espacio confirman un exceso inexplicable de positrones de alta energía en los rayos cósmicos con destino a la Tierra. ".
El entorno espacial es hostil a la vida. La presencia desprotegida en el espacio se caracteriza por un campo de radiación intenso (que consiste principalmente en protones y otras partículas cargadas subatómicas del viento solar , además de rayos cósmicos ), alto vacío, temperaturas extremas y microgravedad. [43] Algunas formas de vida simples llamadas extremófilos , [44] así como pequeños invertebrados llamados tardígrados [45] pueden sobrevivir en este ambiente en un estado extremadamente seco a través de la desecación .
La investigación médica mejora el conocimiento sobre los efectos de la exposición espacial a largo plazo en el cuerpo humano, incluida la atrofia muscular , la pérdida ósea y el desplazamiento de líquidos. Estos datos se utilizarán para determinar si son factibles los vuelos espaciales tripulados de larga duración y la colonización espacial . A partir de 2006[actualizar], los datos sobre pérdida ósea y atrofia muscular sugieren que habría un riesgo significativo de fracturas y problemas de movimiento si los astronautas aterrizaran en un planeta después de un largo crucero interplanetario, como el intervalo de seis meses necesario para viajar a Marte . [46] [47]
Los estudios médicos se llevan a cabo a bordo de la ISS en nombre del Instituto Nacional de Investigación Biomédica Espacial (NSBRI). Destaca entre ellos el estudio de ultrasonido de diagnóstico avanzado en microgravedad en el que los astronautas realizan exploraciones de ultrasonido bajo la guía de expertos remotos. El estudio considera el diagnóstico y tratamiento de condiciones médicas en el espacio. Por lo general, no hay un médico a bordo de la ISS y el diagnóstico de afecciones médicas es un desafío. Se prevé que las ecografías guiadas a distancia tendrán aplicación en la Tierra en situaciones de atención de emergencia y rurales donde el acceso a un médico capacitado es difícil. [48] [49] [50]
En agosto de 2020, los científicos informaron que las bacterias de la Tierra, en particular la bacteria Deinococcus radiodurans , que es altamente resistente a los peligros ambientales , sobrevivieron durante tres años en el espacio exterior , según estudios realizados en la Estación Espacial Internacional. Estos hallazgos respaldaron la noción de panspermia , la hipótesis de que la vida existe en todo el Universo , distribuida de diversas formas, incluyendo polvo espacial , meteoroides , asteroides , cometas , planetoides o naves espaciales contaminadas . [51] [52]
La teledetección de la Tierra, la astronomía y la investigación del espacio profundo en la ISS han aumentado drásticamente durante la década de 2010 después de la finalización del segmento orbital de EE. UU . En 2011. A lo largo de los más de 20 años del programa ISS, los investigadores a bordo de la ISS y en tierra han examinado aerosoles , ozono , rayos y óxidos en la atmósfera de la Tierra, así como el Sol , rayos cósmicos , polvo cósmico , antimateria y materia oscura en el universo. Ejemplos de experimentos de percepción remota de observación de la Tierra que han volado en la ISS son el Observatorio Orbital de Carbono 3 , ISS-RapidScat , ECOSTRESS , la Investigación de Dinámica de Ecosistemas Globales y el Sistema de Transporte de Aerosoles en la Nube . Los telescopios y experimentos de astronomía basados en la ISS incluyen SOLAR , el Explorador de composición interior de estrellas de neutrones , el Telescopio de electrones calorimétricos , el Monitor de imágenes de rayos X de todo el cielo (MAXI) y el Espectrómetro magnético alfa . [11] [53]
Caida libre
La gravedad a la altitud de la ISS es aproximadamente un 90% más fuerte que en la superficie de la Tierra, pero los objetos en órbita están en un estado continuo de caída libre , lo que resulta en un estado aparente de ingravidez . [54] Esta ingravidez percibida se ve perturbada por cinco efectos separados: [55]
- Arrastre de la atmósfera residual.
- Vibración por los movimientos de los sistemas mecánicos y la tripulación.
- Accionamiento de los giroscopios de momento de control de actitud a bordo .
- Disparos de propulsores para cambios de actitud u orbitales.
- Efectos de gradiente de gravedad , también conocidos como efectos de marea . Los elementos en diferentes ubicaciones dentro de la ISS, si no se adjuntan a la estación, seguirían órbitas ligeramente diferentes. Al estar interconectados mecánicamente, estos elementos experimentan pequeñas fuerzas que mantienen la estación en movimiento como un cuerpo rígido .
Los investigadores están investigando el efecto del entorno casi ingrávido de la estación sobre la evolución, el desarrollo, el crecimiento y los procesos internos de plantas y animales. En respuesta a algunos de estos datos, la NASA quiere investigar los efectos de la microgravedad en el crecimiento de tejidos tridimensionales similares a los humanos y los inusuales cristales de proteínas que se pueden formar en el espacio. [11]
La investigación de la física de los fluidos en microgravedad proporcionará mejores modelos del comportamiento de los fluidos. Debido a que los fluidos se pueden combinar casi por completo en microgravedad, los físicos investigan fluidos que no se mezclan bien en la Tierra. Además, examinar las reacciones que se ralentizan por la baja gravedad y las bajas temperaturas mejorará nuestra comprensión de la superconductividad . [11]
El estudio de la ciencia de los materiales es una importante actividad de investigación de la ISS, con el objetivo de obtener beneficios económicos mediante la mejora de las técnicas utilizadas sobre el terreno. [56] Otras áreas de interés incluyen el efecto del ambiente de baja gravedad sobre la combustión, a través del estudio de la eficiencia de la quema y el control de emisiones y contaminantes. Estos hallazgos pueden mejorar el conocimiento actual sobre la producción de energía y generar beneficios económicos y ambientales. [11]
Exploración
La ISS proporciona una ubicación en la relativa seguridad de la órbita terrestre baja para probar los sistemas de naves espaciales que serán necesarios para misiones de larga duración a la Luna y Marte. Esto proporciona experiencia en operaciones, mantenimiento y actividades de reparación y reemplazo en órbita, que serán habilidades esenciales para operar naves espaciales más lejos de la Tierra, se pueden reducir los riesgos de la misión y se pueden mejorar las capacidades de las naves espaciales interplanetarias. [13] Refiriéndose al experimento MARS-500 , la ESA afirma que "mientras que la EEI es esencial para responder preguntas sobre el posible impacto de la ingravidez, la radiación y otros factores específicos del espacio, aspectos como el efecto del aislamiento y el confinamiento a largo plazo se puede abordar de forma más apropiada mediante simulaciones terrestres ". [57] Sergey Krasnov, jefe de programas de vuelos espaciales tripulados para la agencia espacial rusa Roscosmos, sugirió en 2011 que una "versión más corta" de MARS-500 podría llevarse a cabo en la ISS. [58]
En 2009, destacando el valor del marco de asociación en sí mismo, Sergey Krasnov escribió: "En comparación con los socios que actúan por separado, los socios que desarrollan capacidades y recursos complementarios podrían darnos mucha más garantía del éxito y la seguridad de la exploración espacial. La ISS está ayudando más avanzar en la exploración espacial cercana a la Tierra y la realización de programas prospectivos de investigación y exploración del sistema solar, incluidos la Luna y Marte ". [59] Una misión tripulada a Marte puede ser un esfuerzo multinacional en el que participen agencias espaciales y países fuera de la asociación actual de la ISS. En 2010, el director general de la ESA, Jean-Jacques Dordain, declaró que su agencia estaba dispuesta a proponer a los otros cuatro socios que se invitara a China, India y Corea del Sur a unirse a la asociación ISS. [60] El jefe de la NASA, Charles Bolden, declaró en febrero de 2011: "Es probable que cualquier misión a Marte sea un esfuerzo global". [61] Actualmente, la legislación federal estadounidense impide la cooperación de la NASA con China en proyectos espaciales. [62]
Educación y divulgación cultural
El equipo de ISS brinda oportunidades para los estudiantes en la Tierra mediante la ejecución de experimentos desarrollados por los estudiantes, haciendo demostraciones educativas, permitiendo la participación de los estudiantes en las versiones de clase de los experimentos de ISS e involucrando directamente a los estudiantes mediante radio, enlace de video y correo electrónico. [7] [63] La ESA ofrece una amplia gama de materiales didácticos gratuitos que se pueden descargar para su uso en las aulas. [64] En una lección, los estudiantes pueden navegar por un modelo 3D del interior y exterior de la ISS y enfrentar desafíos espontáneos para resolver en tiempo real. [sesenta y cinco]
JAXA tiene como objetivo inspirar a los niños a "dedicarse a la artesanía" y aumentar su "conciencia de la importancia de la vida y sus responsabilidades en la sociedad". [66] A través de una serie de guías educativas, los estudiantes desarrollan una comprensión más profunda del pasado y del futuro a corto plazo de los vuelos espaciales tripulados, así como de la Tierra y la vida. [67] [68] En los experimentos JAXA "Seeds in Space", los efectos de mutación del vuelo espacial en semillas de plantas a bordo de la ISS se exploran mediante el cultivo de semillas de girasol que han volado en la ISS durante aproximadamente nueve meses. En la primera fase de la utilización de Kibō desde 2008 hasta mediados de 2010, investigadores de más de una docena de universidades japonesas realizaron experimentos en diversos campos. [69]
Las actividades culturales son otro objetivo importante del programa ISS. Tetsuo Tanaka, director del Centro de Utilización y Entorno Espacial de JAXA, ha dicho: "Hay algo en el espacio que toca incluso a las personas que no están interesadas en la ciencia". [70]
La radioafición en la ISS (ARISS) es un programa de voluntariado que alienta a los estudiantes de todo el mundo a seguir carreras en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, a través de oportunidades de comunicaciones de radioafición con el equipo de la ISS. ARISS es un grupo de trabajo internacional, formado por delegaciones de nueve países, incluidos varios de Europa, así como de Japón, Rusia, Canadá y Estados Unidos. En áreas donde no se puede usar equipo de radio, los teléfonos con altavoz conectan a los estudiantes a estaciones terrestres que luego conectan las llamadas a la estación espacial. [71]
First Orbit es un largometraje documental de 2011 sobre Vostok 1 , el primer vuelo espacial tripulado alrededor de la Tierra. Al hacer coincidir la órbita de la ISS con la de Vostok 1 lo más cerca posible, en términos de trayectoria terrestre y hora del día, el documentalista Christopher Riley y el astronauta de la ESA Paolo Nespoli pudieron filmar la vista que Yuri Gagarin vio en su orbital pionero. vuelo espacial. Este nuevo metraje se cortó junto con las grabaciones de audio originales de la misión Vostok 1 obtenidas del Archivo Estatal Ruso. Nespoli es reconocido como el director de fotografía de esta película documental, ya que registró la mayor parte del mismo material durante la Expedición 26 de / 27 de . [72] La película se transmitió en un estreno mundial de YouTube en 2011 bajo una licencia gratuita a través del sitio web firstorbit.org . [73]
En mayo de 2013, el comandante Chris Hadfield grabó un video musical de " Space Oddity " de David Bowie a bordo de la estación, que fue lanzado en YouTube. [74] [75] Fue el primer video musical que se filmó en el espacio. [76]
En noviembre de 2017, durante su participación en la Expedición 52 / 53 en la ISS, Paolo Nespoli hizo dos grabaciones de la voz hablada (uno en Inglés y la otra en su nativo italiano), para su uso en Wikipedia artículos. Estos fueron los primeros contenidos creados en el espacio específicamente para Wikipedia. [77] [78]
Construcción
Fabricación
Dado que la Estación Espacial Internacional es un proyecto de colaboración multinacional, los componentes para el montaje en órbita se fabricaron en varios países del mundo. A mediados de la década de 1990, los componentes estadounidenses Destiny , Unity , Integrated Truss Structure y los paneles solares se fabricaron en el Marshall Space Flight Center y en la Michoud Assembly Facility . Estos módulos se entregaron en el Edificio de Operaciones y Caja y en la Instalación de Procesamiento de la Estación Espacial (SSPF) para su ensamblaje final y procesamiento para su lanzamiento. [79]
Los módulos rusos, incluidos Zarya y Zvezda , se fabricaron en el Centro Espacial de Producción e Investigación Estatal Khrunichev en Moscú . Zvezda se fabricó inicialmente en 1985 como un componente para Mir-2 , pero nunca se lanzó y se convirtió en el módulo de servicio ISS. [80]
El módulo Columbus de la Agencia Espacial Europea (ESA) se fabricó en las instalaciones de EADS Astrium Space Transportation en Bremen , Alemania, junto con muchos otros contratistas de toda Europa. [81] Los otros módulos construidos por la ESA , Harmony , Tranquility , Leonardo MPLM y Cupola, se fabricaron inicialmente en la fábrica de Thales Alenia Space en Turín, Italia. [82] Los cascos de acero estructural de los módulos fueron transportados por aviones al Centro Espacial Kennedy SSPF para su procesamiento de lanzamiento. [ cita requerida ]
El Módulo Experimental Japonés Kibō , fue fabricado en varias instalaciones de fabricación de tecnología en Japón, en el Centro Espacial Tsukuba de NASDA (ahora JAXA) y en el Instituto de Ciencia Espacial y Astronáutica . El módulo Kibo fue transportado por barco y volado por avión hasta la SSPF. [83]
El sistema de servicio móvil , que consta del Canadarm2 y el dispositivo de sujeción Dextre , se fabricó en varias fábricas de Canadá (como el laboratorio David Florida ) y los Estados Unidos, bajo contrato de la Agencia Espacial Canadiense . El sistema de base móvil, un marco de conexión para Canadarm2 montado sobre rieles, fue construido por Northrop Grumman .
Montaje
El montaje de la Estación Espacial Internacional, un esfuerzo importante en la arquitectura espacial , comenzó en noviembre de 1998. [4] Módulos rusos lanzados y acoplados robóticamente, con la excepción de Rassvet . Todos los demás módulos fueron entregados por el Transbordador Espacial , que requirió la instalación por parte de la ISS y los miembros de la tripulación del Transbordador utilizando el Canadarm2 (SSRMS) y actividades extravehiculares (EVA); al 5 de junio de 2011[actualizar], habían agregado 159 componentes durante más de 1,000 horas de EVA. 127 de estos paseos espaciales se originaron en la estación, y los 32 restantes se lanzaron desde las esclusas de los transbordadores espaciales acoplados. [84] El ángulo beta de la estación tuvo que ser considerado en todo momento durante la construcción. [85]
El primer módulo de la ISS, Zarya , se lanzó el 20 de noviembre de 1998 en un cohete Proton ruso autónomo . Proporcionaba propulsión, control de actitud , comunicaciones, energía eléctrica, pero carecía de funciones de soporte vital a largo plazo. Dos semanas más tarde, se lanzó un módulo pasivo de la NASA, Unity, a bordo del vuelo STS-88 del transbordador espacial y los astronautas lo conectaron a Zarya durante los EVA. Este módulo tiene dos adaptadores de acoplamiento presurizados (PMA), uno se conecta permanentemente a Zarya y el otro permite que el transbordador espacial se acople a la estación espacial. En ese momento, la estación rusa Mir todavía estaba habitada y la ISS permaneció sin tripulación durante dos años. El 12 de julio de 2000, Zvezda se puso en órbita. Los comandos preprogramados a bordo desplegaron sus paneles solares y antena de comunicaciones. Luego se convirtió en el objetivo pasivo de un encuentro con Zarya y Unity : mantuvo una órbita de mantenimiento de posición mientras el vehículo Zarya - Unity realizaba el encuentro y el acoplamiento a través del control terrestre y el sistema de acoplamiento y encuentro automatizado ruso. La computadora de Zarya transfirió el control de la estación a la computadora de Zvezda poco después del acoplamiento. Zvezda agregó dormitorios, un baño, cocina, depuradores de CO 2 , deshumidificador, generadores de oxígeno, equipo de ejercicio, además de comunicaciones de datos, voz y televisión con control de misión. Esto permitió la habitación permanente de la estación. [86] [87]
La primera tripulación residente, la Expedición 1 , llegó en noviembre de 2000 en Soyuz TM-31 . Al final del primer día en la estación, el astronauta Bill Shepherd solicitó el uso del indicativo de llamada de radio " Alpha ", que él y el cosmonauta Krikalev prefirieron a la más engorrosa " Estación Espacial Internacional ". [88] El nombre " Alpha " se había utilizado previamente para la estación a principios de la década de 1990, [89] y su uso fue autorizado para toda la Expedición 1. [90] Shepherd había estado defendiendo el uso de un nuevo nombre para proyectar gerentes durante algún tiempo. Haciendo referencia a una tradición naval en una conferencia de prensa previa al lanzamiento, dijo: "Durante miles de años, los seres humanos se han hecho a la mar en barcos. La gente ha diseñado y construido estos barcos, los ha lanzado con la buena sensación de que un nombre traerá buenos resultados. fortuna para la tripulación y éxito en su viaje ". [91] Yuri Semenov , el presidente de la Corporación Espacial Rusa Energia en ese momento, desaprobó el nombre " Alpha " porque sentía que Mir era la primera estación espacial modular, por lo que los nombres " Beta " o " Mir 2" para la ISS hubiera sido más apropiado. [90] [92] [93]
La Expedición 1 llegó a mitad de camino entre los vuelos de STS-92 y STS-97 . Cada uno de estos dos vuelos del Transbordador Espacial agregó segmentos de la Estructura de Truss Integrada de la estación , que proporcionó a la estación comunicación en banda Ku para la televisión de EE. UU., Apoyo de actitud adicional necesario para la masa adicional del USOS y paneles solares sustanciales que complementan los cuatro paneles solares existentes de la estación. matrices. [94]
Durante los siguientes dos años, la estación continuó expandiéndose. Un cohete Soyuz-U entregó el compartimento de acoplamiento de Pirs . Los transbordadores espaciales Discovery , Atlantis y Endeavour entregaron el laboratorio Destiny y la esclusa de aire Quest , además del brazo robótico principal de la estación, el Canadarm2 , y varios segmentos más de la estructura de armadura integrada.
El programa de expansión fue interrumpido por el desastre del transbordador espacial Columbia en 2003 y una pausa resultante en los vuelos. El transbordador espacial estuvo en tierra hasta 2005 con STS-114 volado por Discovery . [95]
El montaje se reanudó en 2006 con la llegada de STS-115 con Atlantis , que entregó el segundo conjunto de paneles solares de la estación. Se entregaron varios segmentos de celosía más y un tercer conjunto de matrices en STS-116 , STS-117 y STS-118 . Como resultado de la gran expansión de las capacidades de generación de energía de la estación, se pudieron acomodar más módulos presurizados y se agregaron el nodo Harmony y el laboratorio europeo Columbus . Estos pronto fueron seguidos por los dos primeros componentes de Kibō . En marzo de 2009, STS-119 completó la estructura de celosía integrada con la instalación del cuarto y último conjunto de paneles solares. La sección final de Kibō se entregó en julio de 2009 en STS-127 , seguida del módulo Poisk ruso . El tercer nodo, Tranquility , fue entregado en febrero de 2010 durante STS-130 por el transbordador espacial Endeavour , junto con Cupola , seguido en mayo de 2010 por el penúltimo módulo ruso, Rassvet . Rassvet fue entregado por el transbordador espacial Atlantis en STS-132 a cambio de la entrega rusa Proton del módulo Zarya financiado por Estados Unidos en 1998. [96] El último módulo presurizado del USOS, Leonardo , fue llevado a la estación en febrero de 2011 el el vuelo final del Discovery , STS-133 . [97] El Espectrómetro Magnético Alfa fue entregado por Endeavour en STS-134 el mismo año. [98]
A junio de 2011[actualizar], la estación constaba de 15 módulos presurizados y la Estructura de Truss Integrada. Aún quedan por lanzar cinco módulos, incluido el Nauka con el brazo robótico europeo , el módulo Prichal y dos módulos de potencia llamados NEM-1 y NEM-2. [99] A mayo de 2020[actualizar], El futuro módulo de investigación primaria de Rusia, Nauka, se lanzará en la primavera de 2021, [100] junto con el brazo robótico europeo, que podrá trasladarse a diferentes partes de los módulos rusos de la estación. [101]
La masa bruta de la estación cambia con el tiempo. La masa total de lanzamiento de los módulos en órbita es de aproximadamente 417.289 kg (919.965 lb) (al 3 de septiembre de 2011[actualizar]). [102] La masa de experimentos, repuestos, efectos personales, tripulación, alimentos, ropa, propulsores, suministros de agua, suministros de gas, naves espaciales atracadas y otros elementos se suman a la masa total de la estación. Los generadores de oxígeno expulsan constantemente gas hidrógeno por la borda.
Estructura
La ISS es una estación espacial modular de tercera generación [103] . [104] Las estaciones modulares pueden permitir agregar o quitar módulos de la estructura existente, lo que permite una mayor flexibilidad.
A continuación se muestra un diagrama de los principales componentes de la estación. Las áreas azules son secciones presurizadas accesibles por la tripulación sin usar trajes espaciales. La superestructura sin presión de la estación está indicada en rojo. Otros componentes sin presión son amarillos. El nodo de Unity se une directamente al laboratorio de Destiny . Para mayor claridad, se muestran separados.
| Puerto de atraque ruso | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Panel solar | Zvezda DOS-8 (módulo de servicio) | Panel solar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Puerto de atraque ruso | Esclusa de aire Poisk (MRM-2) | Esclusa de aire Pirs | Puerto de atraque ruso | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Laboratorio de Nauka para reemplazar a Pirs | Brazo robótico europeo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prichal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Matriz solar (retraída) | Zarya FGB (primer módulo) | Matriz solar (retraída) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rassvet (MRM-1) | Puerto de atraque ruso | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PMA 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Puerto de atraque de naves espaciales de carga | Bahía de carga Leonardo | Hábitat BEAM | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Esclusa de aire Quest | Nodo de unidad 1 | Nodo de tranquilidad 3 | Obispo esclusa de aire | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ESP-2 | Cúpula | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Panel solar | Panel solar | Radiador de calor | Radiador de calor | Panel solar | Panel solar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ELC 2 , AMS | Truss Z1 | ELC 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Truss S5 / 6 | Truss S3 / S4 | Truss S1 | Armadura S0 | Armadura P1 | Truss P3 / P4 | Truss P5 / 6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ELC 4 , ESP 3 | ELC 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brazo robótico dextre | Brazo robótico Canadarm2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Panel solar | Panel solar | Panel solar | Panel solar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ESP-1 | Laboratorio del destino | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bahía de carga logística de Kibō | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Adaptador de acoplamiento IDA 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Puerto de atraque de naves espaciales de carga | Puerto de acoplamiento PMA 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brazo robótico Kibō | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cargas útiles externas | Laboratorio de colón | Nodo de armonía 2 | Laboratorio Kibō | Plataforma externa Kibō | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Puerto de acoplamiento PMA 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Adaptador de acoplamiento IDA 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Módulos axiom | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Módulos presurizados
Zarya
Zarya (en ruso : Заря́ , lit. 'Dawn' [a] ), también conocido como Functional Cargo Block o FGB (del ruso: "Функционально-грузовой блок" , lit. ' Funktsionalno-gruzovoy blok ' o ФГБ ), es lanzamiento del primer módulo de la ISS. [105] El FGB proporcionó energía eléctrica, almacenamiento, propulsión y orientación a la ISS durante la etapa inicial de ensamblaje. Con el lanzamiento y montaje en órbita de otros módulos con funcionalidad más especializada, Zarya está ahora [ ¿cuándo? ] se utiliza principalmente para almacenamiento, tanto dentro de la sección presurizada como en los tanques de combustible montados externamente. El Zarya es un descendiente de la nave espacial TKS diseñada para el programa ruso Salyut . El nombre Zarya ("Amanecer") se le dio al FGB porque significaba el comienzo de una nueva era de cooperación internacional en el espacio. Aunque fue construido por una empresa rusa, es propiedad de Estados Unidos. [106]
Unidad
El módulo de conexión Unity , también conocido como Nodo 1, es el primer componente de la ISS construido en EE. UU. Conecta los segmentos ruso y estadounidense de la estación y es donde la tripulación come juntos.
El módulo es de forma cilíndrica, con seis ubicaciones de atraque ( proa , popa , babor , estribor , cenit y nadir ) que facilitan las conexiones con otros módulos. Unity mide 4.57 metros (15.0 pies) de diámetro, tiene 5.47 metros (17.9 pies) de largo, está hecho de acero y fue construido para la NASA por Boeing en una instalación de fabricación en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales en Huntsville, Alabama . Unity es el primero de los tres módulos de conexión; los otros dos son Armonía y Tranquilidad .
Zvezda
Zvezda (en ruso: Звезда́ , que significa "estrella"), Salyut DOS-8 , también conocido como el Módulo de Servicio Zvezda , es un módulo de la ISS. Fue el tercer módulo lanzado a la estación y proporciona todos los sistemas de soporte vital de la estación , algunos de los cuales se complementan en el USOS, así como las habitaciones para dos miembros de la tripulación. Es el centro estructural y funcional del segmento orbital ruso , que es la parte rusa de la ISS. La tripulación se reúne aquí para hacer frente a las emergencias en la estación. [107] [108] [109]
El módulo fue fabricado por RKK Energia , con un importante trabajo de subcontratación por parte de GKNPTs Khrunichev. [110] Zvezda se lanzó en un cohete Proton el 12 de julio de 2000 y se acopló al módulo Zarya el 26 de julio de 2000.
Destino
El módulo Destiny , también conocido como Laboratorio de EE. UU., Es la instalación operativa principal para las cargas útiles de investigación de EE. UU. A bordo de la ISS. [111] [112] Fue atracado en el módulo Unity y activado durante un período de cinco días en febrero de 2001. [113] Destiny es la primera estación de investigación orbital operativa permanente de la NASA desde que Skylab fue desocupado en febrero de 1974. La Compañía Boeing comenzó construcción del laboratorio de investigación de 14,5 toneladas (32.000 libras) en 1995 en las instalaciones de ensamblaje de Michoud y luego en el Centro de Vuelo Espacial Marshall en Huntsville, Alabama. [111] Destiny fue enviado al Centro Espacial Kennedy en Florida en 1998, y fue entregado a la NASA para los preparativos previos al lanzamiento en agosto de 2000. Se lanzó el 7 de febrero de 2001, a bordo del Transbordador Espacial Atlantis en STS-98 . [113] Los astronautas trabajan dentro de la instalación presurizada para realizar investigaciones en numerosos campos científicos. Los científicos de todo el mundo utilizarían los resultados para mejorar sus estudios en medicina, ingeniería, biotecnología, física, ciencia de los materiales y ciencias de la Tierra. [112]
Búsqueda
El Quest Joint Airlock, anteriormente conocido como el Joint Airlock Module, es el principal airlock de la ISS. Misión fue diseñado para anfitrionas caminatas espaciales con ambos Extravehicular Unidad de Movilidad (UEM) trajes espaciales y trajes espaciales Orlan . La esclusa de aire se lanzó en STS-104 el 14 de julio de 2001. Antes de que se adjuntara Quest , las caminatas espaciales rusas con trajes Orlan solo se podían realizar desde el módulo de servicio Zvezda , y las caminatas espaciales estadounidenses con EMU solo eran posibles cuando se acoplaba un transbordador espacial. La llegada del compartimento de acoplamiento de Pirs el 16 de septiembre de 2001 proporcionó otra esclusa de aire desde la que se pueden realizar los paseos espaciales de Orlan. [ cita requerida ]
Pirs y Poisk
Pirs (ruso: Пирс , lit. 'Pier') y Poisk (ruso: По́иск , lit. 'Search') son módulos de esclusa de aire rusos, cada uno con dos escotillas idénticas. Una escotilla que se abría hacia afuera en la estación espacial Mir falló después de que se abrió demasiado rápido después de desengancharse, debido a que quedaba una pequeña cantidad de presión de aire en la esclusa. [114] Todas las escotillas de EVA en la ISS se abren hacia adentro y se sellan a presión. Pirs se utilizó para almacenar, mantener y restaurar los trajes Orlan rusos y proporcionó entrada de contingencia para la tripulación que usaba los trajes estadounidenses ligeramente más voluminosos. Los puertos de acoplamiento más externos en ambas esclusas permiten el acoplamiento de las naves espaciales Soyuz y Progress, y la transferencia automática de propulsores hacia y desde el almacenamiento en el ROS. [115]
Pirs se lanzó el 14 de septiembre de 2001, como misión de montaje de la ISS 4R, en un cohete ruso Soyuz-U, utilizando una nave espacial Progress modificada , Progress M-SO1 , como etapa superior. Poisk fue lanzado el 10 de noviembre de 2009 [116] [117] acoplado a una nave espacial Progress modificada , llamada Progress M-MIM2 , en un cohete Soyuz-U desde la Plataforma de Lanzamiento 1 en el Cosmódromo de Baikonur en Kazajstán .
Armonía
Harmony , también conocido como Nodo 2 , es el "centro de servicios" de la ISS. Conecta los módulos de laboratorio de Estados Unidos, Europa y Japón, además de proporcionar energía eléctrica y datos electrónicos. Aquí se encuentran los camarotes para dormir para cuatro miembros de la tripulación. [118]
Harmony fue lanzado con éxito al espacio a bordo del vuelo STS-120 del transbordador espacial el 23 de octubre de 2007. [119] [120] Después de estar temporalmente conectado al lado de babor del nodo Unity , [121] [122] fue trasladado a su posición permanente. ubicación en el extremo delantero del laboratorio Destiny el 14 de noviembre de 2007. [123] Harmony agregó 2.666 pies cúbicos (75.5 m 3 ) al volumen de vida de la estación, un aumento de casi el 20 por ciento, de 15,000 pies cúbicos (420 m 3 ) a 17,666 pies cúbicos (500,2 m 3 ). Su exitosa instalación significó que desde la perspectiva de la NASA, la estación fue considerada como "US Core Complete".
Tranquilidad
Tranquility , también conocido como Nodo 3, es un módulo de la ISS. Contiene sistemas de control ambiental, sistemas de soporte vital , un baño, equipo de ejercicio y una cúpula de observación .
La Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana tenían Tranquility fabricado por Thales Alenia Space . Una ceremonia el 20 de noviembre de 2009 transfirió la propiedad del módulo a la NASA. [124] El 8 de febrero de 2010, la NASA lanzó el módulo de la misión STS-130 del transbordador espacial .
Colón
Columbus es un laboratorio científico que forma parte de la ISS y es la mayor contribución individual a la estación realizada por la Agencia Espacial Europea.
Al igual que los módulos Armonía y Tranquilidad , el laboratorio Columbus fue construido en Turín , Italia por Thales Alenia Space . El equipo funcional y el software del laboratorio fue diseñado por EADS en Bremen , Alemania . También se integró en Bremen antes de volar al Centro Espacial Kennedy en Florida en un Airbus Beluga . Fue lanzado a bordo del transbordador espacial Atlantis el 7 de febrero de 2008, en el vuelo STS-122 . Está diseñado para diez años de funcionamiento. El módulo está controlado por el Centro de Control de Columbus , ubicado en el Centro de Operaciones Espaciales Alemán , parte del Centro Aeroespacial Alemán en Oberpfaffenhofen cerca de Munich , Alemania.
La Agencia Espacial Europea ha gastado € 1,4 mil millones (alrededor de US $ 2 mil millones) en la construcción de Columbus , incluyendo los experimentos que desarrolla y la infraestructura de control en tierra necesarios para su funcionamiento. [125]
Kibō
El Módulo Experimental Japonés (JEM), apodado Kibō (き ぼ う, Kibō , Hope) , es un módulo científico japonés para la Estación Espacial Internacional (ISS) desarrollado por JAXA. Es el módulo ISS individual más grande y está conectado al módulo Harmony . Las dos primeras piezas del módulo se lanzaron en las misiones del transbordador espacial STS-123 y STS-124 . El tercer y último componente se lanzó en STS-127 . [126]
Cúpula
La Cupola es un módulo de observatorio de la ISS construido por la ESA . Su nombre deriva de la palabra italiana cúpula , que significa " cúpula ". Sus siete ventanas se utilizan para realizar experimentos, acoplamientos y observaciones de la Tierra. Se lanzó a bordo de la misión STS-130 del transbordador espacial el 8 de febrero de 2010 y se adjuntó al módulo Tranquility (Nodo 3). Con la cúpula instalada, el montaje de la ISS alcanzó el 85 por ciento de finalización. La cúpula 's ventana central tiene un diámetro de 80 cm (31 in). [127]
Rassvet
Rassvet ( ruso : Рассве́т ; lit. "amanecer"), también conocido como el Mini-Research Module 1 (MRM-1) ( ruso : Малый исследовательский модуль , МИМ 1 ) y anteriormente conocido como el módulo de carga de acoplamiento (DCM), es un componente de la Estación Espacial Internacional (ISS). El diseño del módulo es similar al módulo de acoplamiento Mir lanzado en STS-74 en 1995. Rassvet se utiliza principalmente para el almacenamiento de carga y como puerto de acoplamiento para las naves espaciales visitantes. Voló a la ISS a bordo del transbordador espacial Atlantis en la misión STS-132 el 14 de mayo de 2010, [128] y se conectó a la ISS el 18 de mayo de 2010. [129] La escotilla que conecta Rassvet con la ISS se abrió por primera vez el 20 Mayo de 2010. [130] El 28 de junio de 2010, la nave espacial Soyuz TMA-19 realizó el primer acoplamiento con el módulo. [131]
Leonardo
El módulo multipropósito permanente Leonardo (PMM) es un módulo de la Estación Espacial Internacional. Fue trasladado al espacio a bordo del transbordador espacial STS-133 el 24 de febrero de 2011 y se instaló el 1 de marzo. Leonardo se utiliza principalmente para el almacenamiento de repuestos, suministros y desechos en la ISS, que hasta entonces se almacenaba en muchos lugares diferentes dentro de la estación espacial. También es el área de higiene personal de los astronautas que viven en el segmento orbital de EE . UU . El Leonardo PMM era un módulo de logística multipropósito (MPLM) antes de 2011, pero se modificó a su configuración actual. Anteriormente era uno de los dos MPLM utilizados para llevar carga hacia y desde la ISS con el transbordador espacial. El módulo recibió su nombre del erudito italiano Leonardo da Vinci .
Módulo de actividad expandible de Bigelow
El Módulo de Actividad Expandible de Bigelow (BEAM) es un módulo de estación espacial expandible experimental desarrollado por Bigelow Aerospace , bajo contrato con la NASA, para probar como módulo temporal en la Estación Espacial Internacional (ISS) desde 2016 hasta al menos 2020. La ISS el 10 de abril de 2016 [132] fue atracada en la estación el 16 de abril y fue ampliada y presurizada el 28 de mayo de 2016.
Adaptadores de acoplamiento internacionales
El Adaptador de acoplamiento internacional (IDA) es un adaptador de sistema de acoplamiento de naves espaciales desarrollado para convertir APAS-95 en el Sistema de acoplamiento de la NASA (NDS). Se coloca un IDA en cada uno de los dos adaptadores de acoplamiento presurizados (PMA) abiertos de la ISS , ambos conectados al módulo Harmony .
Actualmente, hay dos adaptadores de acoplamiento internacionales instalados a bordo de la estación. Originalmente, se planeó instalar IDA-1 en PMA-2, ubicado en el puerto de avance de Harmony , e IDA-2 se instalaría en PMA-3 en el cenit de Harmony . Después de que IDA 1 fuera destruida en un incidente de lanzamiento , IDA-2 se instaló en PMA-2 el 19 de agosto de 2016, [133] mientras que IDA-3 se instaló posteriormente en PMA-3 el 21 de agosto de 2019. [134]
Módulo Bishop Airlock
El módulo de esclusas de aire Bishop de NanoRacks es un módulo de esclusas de aire financiado comercialmente lanzado a la ISS en SpaceX CRS-21 el 6 de diciembre de 2020. [135] [136] El módulo fue construido por NanoRacks , Thales Alenia Space y Boeing. [137] Se utilizará para desplegar CubeSats , satélites pequeños y otras cargas útiles externas para la NASA, CASIS y otros clientes comerciales y gubernamentales. [138]
Elementos sin presión
El ISS tiene una gran cantidad de componentes externos que no requieren presurización. El más grande de ellos es la estructura de celosía integrada (ITS), en la que se montan los principales paneles solares y radiadores térmicos de la estación . [139] El ITS consta de diez segmentos separados que forman una estructura de 108,5 metros (356 pies) de largo. [4]
La estación estaba destinada a tener varios componentes externos más pequeños, como seis brazos robóticos, tres plataformas de almacenamiento externas (ESP) y cuatro transportadores logísticos ExPRESS (ELC). [140] [141] Si bien estas plataformas permiten que los experimentos (incluidos MISSE , STP-H3 y la misión de reabastecimiento robótico ) se implementen y realicen en el vacío del espacio al proporcionar electricidad y procesar datos experimentales localmente, su función principal es almacenar piezas de unidades orbitales de repuesto (Orus). Las ORU son piezas que se pueden reemplazar cuando fallan o pasan su vida útil de diseño, incluidas bombas, tanques de almacenamiento, antenas y unidades de batería. Tales unidades son reemplazadas por astronautas durante EVA o por brazos robóticos. [142] Varias misiones de lanzadera se dedicaron a la entrega de ORU, incluidas STS-129 , [143] STS-133 [144] y STS-134. [145] A enero de 2011[actualizar], sólo se había utilizado otro modo de transporte de ORU, el buque de carga japonés HTV-2, que entregó un FHRC y un CTC-2 a través de su paleta expuesta (EP). [146] [ necesita actualización ]
También hay instalaciones de exposición más pequeñas montadas directamente en módulos de laboratorio; la Instalación Expuesta de Kibō sirve como un " porche " externo para el complejo de Kibō , [147] y una instalación en el laboratorio europeo Columbus proporciona conexiones de energía y datos para experimentos tales como la Instalación de Exposición de Tecnología Europea [148] [149] y el Atomic Conjunto de relojes en el espacio . [150] Un instrumento de detección remota , SAGE III-ISS , se entregó a la estación en febrero de 2017 a bordo del CRS-10 , [151] y el experimento NICER se entregó a bordo del CRS-11 en junio de 2017. [152] La mayor carga útil científica montado externamente a la ISS se encuentra el Espectrómetro Magnético Alfa (AMS), un experimento de física de partículas lanzado en STS-134 en mayo de 2011, y montado externamente en el ITS. El AMS mide los rayos cósmicos para buscar evidencia de materia oscura y antimateria. [153] [154]
La plataforma comercial de alojamiento de carga útil externa Bartolomeo , fabricada por Airbus, se lanzó el 6 de marzo de 2020 a bordo del CRS-20 y se adjuntó al módulo europeo Columbus . Proporcionará 12 ranuras de carga útil externas adicionales, que complementarán las ocho de los transportistas logísticos ExPRESS , diez en Kibō y cuatro en Columbus . El sistema está diseñado para recibir mantenimiento robótico y no requerirá la intervención de un astronauta. Lleva el nombre del hermano menor de Cristóbal Colón. [155] [156] [157]
Brazos robóticos y grúas de carga
grúa manual Strela (que sostiene al fotógrafo Oleg Kononenko ).
La estructura de celosía integrada sirve como base para el sistema de manipulador remoto principal de la estación, el Sistema de servicio móvil (MSS), que se compone de tres componentes principales:
- Canadarm2 , el brazo robótico más grande de la ISS, tiene una masa de 1.800 kilogramos (4.000 libras) y se utiliza para: acoplar y manipular naves espaciales y módulos en el USOS; mantener a los miembros de la tripulación y el equipo en su lugar durante los EVA; y mueva Dextre para realizar tareas. [158]
- Dextre es un manipulador robótico de 1.560 kg (3.440 lb) que tiene dos brazos y un torso giratorio, con herramientas eléctricas, luces y video para reemplazar las unidades de reemplazo orbital (ORU) y realizar otras tareas que requieren un control preciso. [159]
- El Mobile Base System (MBS) es una plataforma que se desplaza sobre rieles a lo largo de la armadura principal de la estación, que sirve como base móvil para Canadarm2 y Dextre, lo que permite que los brazos robóticos alcancen todas las partes del USOS. [160]
Se agregó un dispositivo de agarre a Zarya en STS-134 para permitir que Canadarm2 se deslice por sí mismo en el segmento orbital ruso. [161] También se instaló durante STS-134 el Sistema de Sensor de Pluma Orbiter (OBSS) de 15 m (50 pies) , que se había utilizado para inspeccionar placas de protección térmica en misiones del Transbordador Espacial y que se puede utilizar en la estación para aumentar el alcance. del MSS. [161] El personal en la Tierra o en la ISS puede operar los componentes del MSS mediante control remoto, realizando trabajos fuera de la estación sin la necesidad de realizar caminatas espaciales.
El Sistema de Manipulador Remoto de Japón , que da servicio a la Instalación Expuesta de Kibō , [162] fue lanzado en STS-124 y está conectado al Módulo Presurizado de Kibō . [163] El brazo es similar al brazo del transbordador espacial, ya que está unido permanentemente en un extremo y tiene un efector de extremo de enganche para accesorios de agarre estándar en el otro.
Componentes planificados
Nauka
Nauka (Ruso: Нау́ка , literalmente 'Ciencia'), también conocido como Módulo de Laboratorio Multipropósito (MLM), (Ruso: Многофункциональный лабораторный модуль , o МЛМ ), es un componente de la ISS que aún no se ha lanzado al espacio. El MLM está financiado por Roscosmos State Corporation . En los planos originales de la ISS, Nauka era utilizar la ubicación del muelle y estiba módulo (DSM), pero el DSM fue reemplazado más tarde por el Rassvet módulo y se trasladó a Zarya ' puerto nadir s. Los planificadores ahora anticipan que Nauka atracará en el puerto nadir de Zvezda , reemplazando el módulo Pirs . [164] [165]
Brazo robótico europeo
El brazo robótico europeo, que dará servicio al segmento orbital ruso, se lanzará junto con el módulo de laboratorio multipropósito en 2021. [166] después de haber sido pospuesto debido a la pandemia de Covid-19 . [167] El ROS no requiere que las naves espaciales o los módulos sean manipulados, ya que todas las naves espaciales y los módulos se acoplan automáticamente y pueden descartarse de la misma manera. La tripulación usa las dos grúas de carga Strela (en ruso : Стрела́ , lit. 'Flecha') durante las EVA para mover la tripulación y el equipo alrededor del ROS. Cada grúa Strela tiene una masa de 45 kg (99 lb). El lanzamiento de Nauka , inicialmente previsto para 2007, se ha retrasado repetidamente por diversas razones. [168] A mayo de 2020[actualizar], el lanzamiento a la ISS está asignado no antes de la primavera de 2021. [100] Después de esta fecha, las garantías de algunos de los sistemas de Nauka expirarán.
Prichal
Prichal , también conocido como Módulo Uzlovoy o UM (Ruso: Узловой Модуль Причал , lit. 'Nodal Module Berth'), [169] es un módulo en forma de bola de 4 toneladas (8.800 lb) [170] que permitirá el acoplamiento de dos módulos científicos y de energía durante la etapa final del montaje de la estación, y proporcionar al segmento ruso puertos de acoplamiento adicionales para recibir las naves espaciales Soyuz MS y Progress MS. La UM se lanzará en el tercer trimestre de 2021. [171] Se integrará con una versión especial de la nave espacial de carga Progress y se lanzará mediante un cohete Soyuz estándar, que se acoplará al puerto nadir del módulo Nauka . Un puerto está equipado con un puerto de acoplamiento híbrido activo, que permite el acoplamiento con el módulo MLM. Los cinco puertos restantes son híbridos pasivos, lo que permite el acoplamiento de vehículos Soyuz y Progress, así como módulos más pesados y futuras naves espaciales con sistemas de acoplamiento modificados. El módulo de nodo estaba destinado a servir como el único elemento permanente del Complejo Experimental y Ensamblaje Orbital Pilotado (OPSEK) cancelado . [171] [172] [165]
Módulos de energía científica 1 y 2
Science Power Module 1 (SPM-1, también conocido como NEM-1) y Science Power Module 2 (SPM-2, también conocido como NEM-2) son módulos que originalmente estaban planeados para llegar a la ISS no antes de 2024, y acoplarse al módulo Prichal , que está previsto que se conecte al módulo Nauka . [165] [173] En abril de 2021, Roscosmos anunció que NEM-1 se reutilizaría para funcionar como el módulo central de la estación de servicio orbital rusa propuesta (ROSS) y se lanzaría no antes de 2028. [174] [175]
Segmento de axioma
En enero de 2020, la NASA otorgó a Axiom Space un contrato para construir un módulo comercial para la ISS con una fecha de lanzamiento de 2024. El contrato está bajo el programa NextSTEP2 . La NASA negoció con Axiom sobre una base firme de contrato de precio fijo para construir y entregar el módulo, que se conectará al puerto de avance del módulo Harmony (Nodo 2) de la estación espacial . Aunque la NASA solo ha encargado un módulo, Axiom planea construir un segmento completo que consta de cinco módulos, incluido un módulo de nodo, una instalación de investigación y fabricación orbital, un hábitat para la tripulación y un "observatorio de la Tierra con ventanas grandes". Se espera que el segmento Axiom aumente en gran medida las capacidades y el valor de la estación espacial, permitiendo tripulaciones más grandes y vuelos espaciales privados de otras organizaciones. Axiom planea convertir el segmento en una estación espacial independiente una vez que la ISS sea desmantelada, con la intención de que actúe como sucesora de la ISS. [176] [177] [178]
Componentes propuestos
Xbase
Fabricado por Bigelow Aerospace . En agosto de 2016, Bigelow negoció un acuerdo con la NASA para desarrollar un prototipo terrestre de tamaño completo Deep Space Habitation basado en el B330 en la segunda fase de Next Space Technologies for Exploration Partnerships. El módulo se llama Mejora de la Estación Avanzada Bigelow Expandible (XBASE), ya que Bigelow espera probar el módulo adjuntándolo a la Estación Espacial Internacional.
Independencia-1
Nanoracks, después de finalizar su contrato con la NASA y después de ganar el premio NextSTEPs Phase II, ahora está desarrollando su concepto Independence-1 (anteriormente conocido como Ixion), que convertiría los tanques de cohetes gastados en un área habitable para ser probado en el espacio. En la primavera de 2018, Nanoracks anunció que Ixion ahora se conoce como Independence-1, el primer 'puesto de avanzada' en el programa Space Outpost de Nanoracks.
Demostración de la centrífuga Nautilus-X
Si se produce, esta centrífuga será la primera demostración en el espacio de una centrífuga a escala suficiente para efectos artificiales de g parcial. Estará diseñado para convertirse en un módulo de reposo para la tripulación de la ISS.
Componentes cancelados
Varios módulos previstos para la estación se cancelaron durante el transcurso del programa ISS. Las razones incluyen restricciones presupuestarias, módulos que se vuelven innecesarios y rediseños de estaciones después del desastre de Columbia de 2003 . El módulo de adaptaciones de centrífugas de EE. UU. Habría albergado experimentos científicos en diferentes niveles de gravedad artificial . [179] El módulo de habitación de EE. UU. Habría servido como alojamiento de la estación. En cambio, las viviendas están ahora repartidas por toda la estación. [180] Los Estados Unidos módulo de control provisional y ISS módulo de propulsión habría reemplazado las funciones de Zvezda en caso de un fallo de lanzamiento. [181] Se planearon dos módulos de investigación rusos para la investigación científica. [182] Se habrían acoplado a un módulo de acoplamiento universal ruso . [183] La Plataforma de Energía Científica de Rusia habría suministrado energía al Segmento Orbital Ruso independientemente de los paneles solares ITS.
Sistemas a bordo
Soporte vital
Los sistemas críticos son el sistema de control de la atmósfera, el sistema de suministro de agua, las instalaciones de suministro de alimentos, el equipo de saneamiento e higiene y el equipo de detección y extinción de incendios. Los sistemas de soporte vital del segmento orbital ruso están contenidos en el módulo de servicio Zvezda . Algunos de estos sistemas se complementan con equipos en los USOS. El laboratorio de Nauka tiene un conjunto completo de sistemas de soporte vital.
Sistemas de control atmosférico
La atmósfera a bordo de la ISS es similar a la de la Tierra . [184] La presión de aire normal en la ISS es 101,3 kPa (14,69 psi); [185] lo mismo que al nivel del mar en la Tierra. Una atmósfera similar a la de la Tierra ofrece beneficios para la comodidad de la tripulación y es mucho más segura que una atmósfera de oxígeno puro, debido al mayor riesgo de un incendio como el responsable de la muerte de la tripulación del Apolo 1 . [186] Se han mantenido condiciones atmosféricas similares a las de la Tierra en todas las naves espaciales rusas y soviéticas. [187]
El sistema Elektron a bordo de Zvezda y un sistema similar en Destiny generan oxígeno a bordo de la estación. [188] La tripulación tiene una opción de respaldo en forma de oxígeno embotellado y botes de Generación de Oxígeno de Combustible Sólido (SFOG), un sistema generador de oxígeno químico . [189] El dióxido de carbono es eliminado del aire por el sistema Vozdukh en Zvezda . Otros subproductos del metabolismo humano, como el metano de los intestinos y el amoníaco del sudor, se eliminan mediante filtros de carbón activado. [189]
Parte del sistema de control de atmósfera ROS es el suministro de oxígeno. La unidad Elektron, los generadores de combustible sólido y el oxígeno almacenado proporcionan triple redundancia. El suministro principal de oxígeno es la unidad Elektron que produce O
2y H
2por electrólisis del agua y ventila H2 por la borda. El sistema de 1 kW (1,3 hp) utiliza aproximadamente un litro de agua por miembro de la tripulación por día. Esta agua se trae de la Tierra o se recicla de otros sistemas. Mir fue la primera nave espacial en utilizar agua reciclada para la producción de oxígeno. El suministro de oxígeno secundario se obtiene quemando O
2-produciendo cartuchos Vika (ver también ISS ECLSS ). Cada 'vela' tarda de 5 a 20 minutos en descomponerse a 450–500 ° C (842–932 ° F), produciendo 600 litros (130 imp gal; 160 US gal) de O
2. Esta unidad se opera manualmente. [190]
El segmento orbital de EE. UU. Tiene suministros redundantes de oxígeno, de un tanque de almacenamiento presurizado en el módulo de esclusa de aire Quest entregado en 2001, complementado diez años más tarde por el sistema de circuito cerrado avanzado (ACLS) construido por la ESA en el módulo de tranquilidad (nodo 3), que produce O
2por electrólisis. [191] El hidrógeno producido se combina con el dióxido de carbono de la atmósfera de la cabina y se convierte en agua y metano.
Control térmico y de potencia
Los paneles solares de doble cara proporcionan energía eléctrica a la ISS. Estas células bifaciales recogen la luz solar directa en un lado y la luz reflejada de la Tierra en el otro, y son más eficientes y operan a una temperatura más baja que las células de un solo lado que se usan comúnmente en la Tierra. [192]
El segmento ruso de la estación, como la mayoría de las naves espaciales, utiliza 28 V CC de bajo voltaje de dos paneles solares giratorios montados en Zvezda . El USOS utiliza 130–180 V CC del conjunto fotovoltaico USOS, la energía se estabiliza y distribuye a 160 V CC y se convierte a los 124 V CC requeridos por el usuario. El voltaje de distribución más alto permite conductores más pequeños y ligeros, a expensas de la seguridad de la tripulación. Los dos segmentos de la estación comparten energía con los convertidores.
Los paneles solares USOS están dispuestos como cuatro pares de alas, para una producción total de 75 a 90 kilovatios. [193] Estos arreglos normalmente rastrean el Sol para maximizar la generación de energía. Cada matriz tiene aproximadamente 375 m 2 (4036 pies cuadrados) de área y 58 m (190 pies) de largo. En la configuración completa, los paneles solares rastrean el Sol girando el cardán alfa una vez por órbita; el cardán beta sigue cambios más lentos en el ángulo del Sol con respecto al plano orbital. El modo Night Glider alinea los paneles solares paralelos al suelo durante la noche para reducir la resistencia aerodinámica significativa en la altitud orbital relativamente baja de la estación. [194]
La estación originalmente utilizaba baterías recargables de níquel-hidrógeno ( NiH
2) para energía continua durante los 45 minutos de cada órbita de 90 minutos que es eclipsada por la Tierra. Las baterías se recargan en el lado diurno de la órbita. Tenían una vida útil de 6.5 años (más de 37,000 ciclos de carga / descarga) y fueron reemplazados regularmente durante los 20 años de vida útil anticipada de la estación. [195] A partir de 2016, las baterías de níquel-hidrógeno fueron reemplazadas por baterías de iones de litio , que se espera que duren hasta el final del programa ISS. [196]
Los grandes paneles solares de la estación generan una alta diferencia de voltaje potencial entre la estación y la ionosfera. Esto podría causar arcos a través de las superficies aislantes y chisporroteo de las superficies conductoras a medida que los iones son acelerados por la vaina de plasma de la nave espacial. Para mitigar esto, las unidades de contactor de plasma (PCU) crean rutas de corriente entre la estación y el campo de plasma ambiental. [197]
Los sistemas y experimentos de la estación consumen una gran cantidad de energía eléctrica, casi toda la cual se convierte en calor. Para mantener la temperatura interna dentro de los límites factibles, un sistema de control térmico pasivo (PTCS) está hecho de materiales de superficie externa, aislamiento como MLI y tubos de calor. Si el PTCS no puede soportar la carga de calor, un Sistema de Control Térmico Activo Externo (EATCS) mantiene la temperatura. El EATCS consiste en un circuito de refrigerante de agua interno, no tóxico, que se utiliza para enfriar y deshumidificar la atmósfera, que transfiere el calor acumulado a un circuito de amoníaco líquido externo . Desde los intercambiadores de calor, el amoníaco se bombea a radiadores externos que emiten calor en forma de radiación infrarroja y luego de regreso a la estación. [198] El EATCS proporciona refrigeración para todos los módulos presurizados de EE. UU., Incluidos Kibō y Columbus , así como la electrónica principal de distribución de energía de las armaduras S0, S1 y P1. Puede rechazar hasta 70 kW. Esto es mucho más que los 14 kW del Early External Active Thermal Control System (EEATCS) a través del Early Ammonia Servicer (EAS), que se lanzó en STS-105 e instaló en el P6 Truss. [199]
Comunicaciones y computadoras
* Luch y el transbordador espacial no están en uso a partir de 2020.
Las comunicaciones por radio proporcionan enlaces de datos científicos y de telemetría entre la estación y los centros de control de la misión . Los enlaces de radio también se utilizan durante los procedimientos de encuentro y atraque y para la comunicación de audio y video entre los miembros de la tripulación, los controladores de vuelo y los miembros de la familia. Como resultado, la ISS está equipada con sistemas de comunicación internos y externos que se utilizan para diferentes propósitos. [200]
El segmento orbital ruso se comunica directamente con el suelo a través de la antena Lira montada en Zvezda . [7] [201] La antena Lira también tiene la capacidad de utilizar el sistema de satélite de retransmisión de datos Luch . [7] Este sistema cayó en mal estado durante la década de 1990, por lo que no se utiliza durante los primeros años de la ISS, [7] [202] [203] A pesar de que dos nuevos Luch Satélites Luch -5A y Luch -5 ter-se pusieron en marcha en 2011 y 2012, respectivamente, para restaurar la capacidad operativa del sistema. [204] Otro sistema de comunicaciones ruso es el Voskhod-M , que permite las comunicaciones telefónicas internas entre Zvezda , Zarya , Pirs , Poisk y el USOS y proporciona un enlace de radio VHF a los centros de control terrestre a través de antenas en el exterior de Zvezda . [205]
El segmento orbital de EE. UU. (USOS) utiliza dos enlaces de radio separados montados en la estructura de celosía Z1 : los sistemas de banda S (audio) y banda K u (audio, video y datos). Estas transmisiones se enrutan a través del Sistema de satélite de retransmisión de datos y seguimiento de los Estados Unidos (TDRSS) en órbita geoestacionaria , lo que permite comunicaciones casi continuas en tiempo real con el Centro de control de misión Christopher C. Kraft Jr. (MCC-H) en Houston . [7] [25] [200] Los canales de datos para el Canadarm2, el laboratorio europeo Columbus y los módulos japoneses Kibō también se enrutaron originalmente a través de los sistemas de banda S y K u , con el Sistema de retransmisión de datos europeo y un sistema japonés similar destinado a eventualmente complementar al TDRSS en este rol. [25] [206] Las comunicaciones entre módulos se realizan en una red inalámbrica interna . [207]
La radio UHF es utilizada por astronautas y cosmonautas que conducen EVA y otras naves espaciales que se acoplan o se desacoplan de la estación. [7] Las naves espaciales automatizadas están equipadas con su propio equipo de comunicaciones; el ATV utiliza un láser conectado a la nave espacial y el equipo de comunicaciones de proximidad conectado a Zvezda para acoplarse con precisión a la estación. [208] [209]
La ISS está equipada con aproximadamente 100 computadoras portátiles IBM / Lenovo ThinkPad y HP ZBook 15 . Las computadoras portátiles tienen sistemas operativos Windows 95 , Windows 2000 , Windows XP , Windows 7 , Windows 10 y Linux . [210] Cada computadora es una compra comercial lista para usar que luego se modifica por razones de seguridad y operación, incluidas actualizaciones de conectores, refrigeración y energía para adaptarse al sistema de energía de 28 V CC de la estación y al entorno ingrávido. El calor generado por las computadoras portátiles no aumenta sino que se estanca alrededor de la computadora portátil, por lo que se requiere ventilación forzada adicional. Las computadoras portátiles a bordo de la ISS están conectadas a la LAN inalámbrica de la estación a través de Wi-Fi y Ethernet, que se conecta a tierra a través de la banda K u . Aunque en un principio esto proporcionó una velocidad de 10 Mbit / s de descarga y 3 Mbit / s de subida de la estación, [211] [212] La NASA actualizó el sistema a finales de agosto 2019 y aumentó las velocidades de hasta 600 Mbit / s. [213] [214] Los discos duros de las computadoras portátiles fallan ocasionalmente y deben reemplazarse. [215] Otras fallas de hardware informático incluyen casos en 2001, 2007 y 2017; Algunas de estas fallas han requerido que los EVA reemplacen los módulos de computadora en dispositivos montados externamente. [216] [217] [218] [219]
El sistema operativo utilizado para las funciones clave de la estación es la distribución Debian Linux . [220] La migración de Microsoft Windows a Linux se realizó en mayo de 2013 por razones de fiabilidad, estabilidad y flexibilidad. [221]
En 2017, se lanzó una computadora en la nube SG100 a la ISS como parte de la misión OA-7. [222] Fue fabricado por NCSIST de Taiwán y diseñado en colaboración con la Academia Sinica y la Universidad Nacional Central bajo contrato con la NASA. [223]
Operaciones
Expediciones
A cada tripulación permanente se le asigna un número de expedición. Las expediciones duran hasta seis meses, desde el lanzamiento hasta el desacoplamiento, un 'incremento' cubre el mismo período de tiempo, pero incluye naves espaciales de carga y todas las actividades. Las expediciones 1 a 6 consistieron en tripulaciones de tres personas. Las expediciones 7 a 12 se redujeron al mínimo seguro de dos tras la destrucción del transbordador Columbia de la NASA . Desde la Expedición 13, la tripulación aumentó gradualmente a seis alrededor de 2010. [224] [225] Con la llegada de la tripulación en vehículos comerciales estadounidenses a partir de 2020, [226] la NASA ha indicado que el tamaño de la expedición puede aumentar a siete miembros de la tripulación, el número ISS fue diseñado originalmente para. [227] [228]
Gennady Padalka , miembro de Expediciones 9 , 19 / 20 , 31 / 32 , y 43 / 44 , y el comandante de la Expedición 11 , ha pasado más tiempo en el espacio que cualquier otra persona, un total de 878 días, 11 horas, y 29 minutos. [229] Peggy Whitson ha pasado más tiempo en el espacio de cualquier americano, un total de 665 días, 22 horas, y 22 minutos durante su tiempo en expediciones de 5 , 16 , y 50 / 51 / 52 . [230]
Vuelos privados
Los viajeros que pagan por su propio pasaje al espacio son denominados participantes de vuelos espaciales por Roscosmos y la NASA, y a veces se los denomina "turistas espaciales", un término que generalmente no les gusta. [b] Los siete fueron transportados a la EEI en la nave espacial rusa Soyuz. Cuando las tripulaciones profesionales cambian en números no divisibles por los tres asientos en una Soyuz, y no se envía un miembro de la tripulación de corta estancia, MirCorp vende el asiento de repuesto a través de Space Adventures. Cuando se retiró el transbordador espacial en 2011, y el tamaño de la tripulación de la estación se redujo a seis, el turismo espacial se detuvo, ya que los socios dependían de los asientos de transporte rusos para acceder a la estación. Los horarios de vuelos de Soyuz aumentan después de 2013, permitiendo cinco vuelos de Soyuz (15 asientos) con solo dos expediciones (12 asientos) requeridas. [238] Los asientos restantes se venden por alrededor de 40 millones de dólares a miembros del público que pueden aprobar un examen médico. La ESA y la NASA criticaron los vuelos espaciales privados al comienzo de la ISS, y la NASA inicialmente se resistió a entrenar a Dennis Tito , la primera persona en pagar por su propio pasaje a la ISS. [C]
Anousheh Ansari se convirtió en la primera iraní en el espacio y la primera mujer autofinanciada en volar a la estación. Los funcionarios informaron que su educación y experiencia la convierten en mucho más que una turista, y su desempeño en los entrenamientos ha sido "excelente". [239] La propia Ansari rechaza la idea de que sea una turista. Hizo estudios rusos y europeos sobre medicina y microbiología durante su estadía de 10 días. El documental Space Tourists de 2009 sigue su viaje a la estación, donde cumplió "un antiguo sueño del hombre: dejar nuestro planeta como una" persona normal "y viajar al espacio exterior". [240]
En 2008, el participante del vuelo espacial Richard Garriott colocó un geocaché a bordo de la ISS durante su vuelo. [241] Este es actualmente el único geocaché no terrestre que existe. [242] Al mismo tiempo , se colocó a bordo de la ISS el Immortality Drive , un registro electrónico de ocho secuencias de ADN humano digitalizadas . [243]
Operaciones de flota
Una amplia variedad de naves espaciales tripuladas y no tripuladas han apoyado las actividades de la estación. Los vuelos a la ISS incluyen 37 misiones del Transbordador Espacial, 75 naves espaciales de reabastecimiento Progress (incluidos los transportes modificados del módulo M-MIM2 y M-SO1 ), 59 naves espaciales Soyuz tripuladas, 5 ATV europeos , 9 HTV japoneses , 20 SpaceX Dragon y 13 misiones Cygnus . [ cita requerida ]
Actualmente hay 8 puertos de atraque disponibles para visitar naves espaciales: [244] [245]
- Harmony forward (con PMA 2 / IDA 2 )
- Cenit de armonía (con PMA 3 / IDA 3 )
- Nadir de armonía
- Nadir de unidad
- Pirs nadir [246]
- Poisk cenit
- rassvet nadir
- Zvezda en popa
Tripulado
A 25 de noviembre de 2020[árbitro]242 personas de 19 países habían visitado la estación espacial, muchas de ellas varias veces. Estados Unidos envió 152 personas, Rusia envió 49, nueve japoneses, ocho canadienses, cinco italianos, cuatro franceses, tres alemanes y uno de Bélgica, Brasil, Dinamarca, Gran Bretaña, Kazajstán, Malasia, los Países Bajos, Sudáfrica, Corea del Sur, España, Suecia y los Emiratos Árabes Unidos. [247]
Desatornillado
Los vuelos espaciales sin tripulación a la Estación Espacial Internacional (ISS) se realizan principalmente para entregar carga, sin embargo, varios módulos rusos también se han acoplado al puesto de avanzada después de lanzamientos sin tripulación. Las misiones de reabastecimiento suelen utilizar la nave espacial Russian Progress, los vehículos todo terreno europeos, los vehículos Kounotori japoneses y las naves espaciales American Dragon y Cygnus. El sistema de acoplamiento principal para la nave espacial Progress es el sistema Kurs automatizado , con el sistema TORU manual como respaldo. Los vehículos todo terreno también utilizan Kurs, sin embargo, no están equipados con TORU. Progress y ATV pueden permanecer acoplados hasta seis meses. [248] [249] La otra nave espacial - la japonesa HTV, la SpaceX Dragon (bajo la fase 1 de CRS) y la Northrop Grumman [250] Cygnus - se reúne con la estación antes de ser atacada usando Canadarm2 y atracada en el puerto nadir de Harmony o módulo Unity por uno o dos meses. En la fase 2 de CRS, Cargo Dragon se acoplará de forma autónoma en IDA-2 o 3, según sea el caso. A diciembre de 2020, las naves espaciales Progress han volado la mayoría de las misiones sin tripulación a la ISS.
Actualmente atracado / atracado
- Clave
| Nave espacial y misión | Localización | Llegada ( UTC ) | Salida (planificada) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Progreso MS No. 445 | Progreso MS-16 | Pirs nadir | 17 de febrero de 2021 [251] [252] | Julio 2021 | |
| SS Katherine Johnson | NG-15 | Nadir de unidad | 22 de febrero de 2021 | 28 de mayo de 2021 [253] | |
| Soyuz MS Yu.A. Gagarin | Soyuz MS-18 | rassvet nadir | 9 de abril de 2021 [251] [252] | 13 de octubre de 2021 | |
| Tripulación Dragón Esfuerzo | Tripulación-2 | Armonía adelante | 24 de abril de 2021 [254] | Octubre de 2021 | |
Misiones programadas
- Todas las fechas son UTC . Las fechas son las más tempranas posibles y pueden cambiar.
- Los puertos de avance están en la parte delantera de la estación de acuerdo con su dirección normal de viaje y orientación ( actitud ). A popa está en la parte trasera de la estación, utilizada por naves espaciales que impulsan la órbita de la estación. Nadir está más cerca de la Tierra, Zenith está arriba.
- Clave
| Fecha de lanzamiento ( NETO ) | Astronave | Misión | Vehículo de lanzamiento | Sitio de lanzamiento | Proveedor de lanzamiento | Puerto de atraque / atraque |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 de junio de 2021 [255] | Dragón de carga | SpX-22 | Falcon 9 Bloque 5 | Kennedy LC-39A | SpaceX | Cenit de la armonía |
| 9 de junio de 2021 [251] [252] | Progreso MS | Progreso MS-17 | Soyuz-2.1a | Sitio de Baikonur 31/6 | Roscosmos | Zvezda en popa |
| 5 de julio de 2021 [251] [252] | Nauka | N / A | Protón-M | Sitio de Baikonur 200/39 | Roscosmos | Nadir de Zvezda |
| Agosto de 2021 [256] | Boeing Starliner SC-2 | Boe-OFT 2 | Atlas V N22 | Cabo Cañaveral SLC-41 | Alianza de lanzamiento unida | Armonía adelante |
| Julio de 2021 [251] [257] | Cygnus | NG-16 | Antares 230+ | Almohadilla Wallops 0A | Northrop Grumman | Nadir de unidad |
| 18 de agosto de 2021 [251] [252] | Progreso MS | Progreso MS-18 | Soyuz-2.1a | Sitio de Baikonur 31/6 | Roscosmos | Zvezda en popa |
| Agosto de 2021 [251] [257] | Dragón de carga | SpX-23 | Falcon 9 Bloque 5 | Kennedy LC-39A | SpaceX | Cenit de la armonía |
| Septiembre de 2021 [251] [257] [258] | Boeing Starliner Calypso | Boe-CFT | Atlas V N22 | Cabo Cañaveral SLC-41 | Alianza de lanzamiento unida | Armonía adelante |
| Septiembre de 2021 [251] [257] | Tripulación Dragón | Tripulación-3 | Falcon 9 Bloque 5 | Kennedy LC-39A | SpaceX | Armonía adelante |
| Septiembre de 2021 [251] [257] [259] | Tenacidad del cazador de sueños | SNC-1 | Vulcan Centaur VC4L | Cabo Cañaveral SLC-41 | Alianza de lanzamiento unida | Nadir de armonía |
| 5 de octubre de 2021 [251] [252] | Soyuz MS | Soyuz MS-19 | Soyuz-2.1a | Sitio de Baikonur 31/6 | Roscosmos | TBD |
| Octubre de 2021 [251] | Tripulación Dragón | AX-1 | Falcon 9 Bloque 5 | Kennedy LC-39A | SpaceX | Cenit de la armonía |
| 17 de noviembre de 2021 [251] [252] | Progreso MS | Progreso MS-19 | Soyuz-2.1a | Sitio de Baikonur 31/6 | Roscosmos | Poisk cenit |
| 24 de noviembre de 2021 [251] [252] | Prichal | Progreso M-UM | Soyuz-2.1b | Sitio de Baikonur 31/6 | Roscosmos | nauka nadir |
| Noviembre de 2021 [251] [257] | Dragón de carga | SpX-24 | Falcon 9 Bloque 5 | Kennedy LC-39A | SpaceX | Cenit de la armonía |
| 8 de diciembre de 2021 [251] [252] | Soyuz MS | Soyuz MS-20 | Soyuz-2.1a | Sitio de Baikonur 31/6 | Roscosmos | rassvet nadir |
| Enero de 2022 [251] [257] | Boeing Starliner | Starliner-1 | Atlas V N22 | Cabo Cañaveral SLC-41 | Alianza de lanzamiento unida | Armonía adelante |
| Febrero de 2022 [251] | HTV-X | HTV-X1 | H3-24L | Tanegashima LA-Y2 | JAXA | Nadir de armonía |
Unión cósmica
Todas las naves espaciales rusas y los módulos autopropulsados pueden reunirse y acoplarse a la estación espacial sin intervención humana utilizando el sistema de acoplamiento de radar Kurs desde más de 200 kilómetros de distancia. El ATV europeo utiliza sensores de estrellas y GPS para determinar su rumbo de intercepción. Cuando se pone al día, utiliza un equipo láser para reconocer ópticamente a Zvezda , junto con el sistema Kurs para la redundancia. La tripulación supervisa estas naves, pero no interviene excepto para enviar órdenes de interrupción en caso de emergencia. Las naves de Progress y de suministro de ATV pueden permanecer en la ISS durante seis meses, [260] [261] lo que permite una gran flexibilidad en el tiempo de la tripulación para la carga y descarga de suministros y basura.
Desde los programas iniciales de la estación, los rusos siguieron una metodología de acoplamiento automatizada que utilizaba a la tripulación en funciones de anulación o monitoreo. Aunque los costos de desarrollo iniciales fueron altos, el sistema se ha vuelto muy confiable con estandarizaciones que brindan beneficios de costos significativos en operaciones repetitivas. [262]
Las naves espaciales Soyuz utilizadas para la rotación de la tripulación también sirven como botes salvavidas para la evacuación de emergencia; se reemplazan cada seis meses y se utilizaron después del desastre de Columbia para devolver a la tripulación varada de la ISS. [263] Las expediciones requieren, en promedio, 2.722 kg de suministros, y al 9 de marzo de 2011[actualizar], las tripulaciones habían consumido un total de alrededor de 22.000 comidas . [84] Los vuelos de rotación de la tripulación Soyuz y los vuelos de reabastecimiento Progress visitan la estación en promedio dos y tres veces, respectivamente, cada año. [264]
Otros vehículos atracan en lugar de atracar. El vehículo de transferencia japonés H-II se estaciona en órbitas progresivamente más cercanas a la estación, y luego espera las órdenes de 'aproximación' de la tripulación, hasta que está lo suficientemente cerca para que un brazo robótico agarre y atraque el vehículo en el USOS. Las embarcaciones atracadas pueden transferir bastidores de carga útil estándar internacional . Atraque de naves espaciales japonesas durante uno o dos meses. [265] El Cygnus de atraque y el SpaceX Dragon fueron contratados para transportar carga a la estación en el marco de la fase 1 del programa de Servicios de reabastecimiento comercial . [266] [267]
Desde el 26 de febrero de 2011 hasta el 7 de marzo de 2011, cuatro de los socios gubernamentales (Estados Unidos, ESA, Japón y Rusia) tenían sus naves espaciales (NASA Shuttle, ATV, HTV, Progress y Soyuz) atracadas en la ISS, la única vez que esto ha sucedido para fecha. [268] El 25 de mayo de 2012, SpaceX entregó la primera carga comercial con una nave espacial Dragon. [269]
Abrir y acoplar ventanas
Antes del acoplamiento de una nave espacial a la ISS, el control de navegación y actitud ( GNC ) se entrega al control de tierra del país de origen de la nave espacial. GNC está configurado para permitir que la estación se desplace en el espacio, en lugar de disparar sus propulsores o girar con giroscopios. Los paneles solares de la estación están colocados de lado a la nave espacial entrante, por lo que los residuos de sus propulsores no dañan las células. Antes de su retiro, los lanzamientos de Shuttle a menudo tenían prioridad sobre Soyuz, con prioridad ocasional a las llegadas de Soyuz con tripulación y cargas de tiempo crítico, como materiales de experimentos biológicos. [270]
Refacción
Las unidades de reemplazo orbital (ORU) son piezas de repuesto que se pueden reemplazar fácilmente cuando una unidad pasa su vida útil de diseño o falla. Ejemplos de ORU son bombas, tanques de almacenamiento, cajas de control, antenas y unidades de batería. Algunas unidades se pueden reemplazar con brazos robóticos. La mayoría se almacenan fuera de la estación, ya sea en pequeños pallets llamados ExPRESS Logistics Carriers (ELC) o comparten plataformas más grandes llamadas Plataformas de Estiba Externas que también albergan experimentos científicos. Ambos tipos de palets proporcionan electricidad a muchas piezas que podrían resultar dañadas por el frío del espacio y requerir calefacción. Los transportistas logísticos más grandes también tienen conexiones de red de área local (LAN) para telemetría para conectar experimentos. Un gran énfasis en almacenar los USOS con ORU se produjo alrededor de 2011, antes del final del programa de transbordadores de la NASA, ya que sus reemplazos comerciales, Cygnus y Dragon, llevan de una décima a una cuarta parte de la carga útil.
Problemas y fallas inesperados han impactado el cronograma de montaje de la estación y los horarios de trabajo, lo que ha llevado a períodos de capacidades reducidas y, en algunos casos, podrían haber forzado el abandono de la estación por razones de seguridad. Los problemas graves incluyen una fuga de aire del USOS en 2004, [271] la ventilación de humos de un generador de oxígeno Elektron en 2006, [272] y la falla de las computadoras en el ROS en 2007 durante STS-117 que dejó la estación sin propulsor, Elektron , Vozdukh y otras operaciones del sistema de control ambiental. En el último caso, se encontró que la causa principal era la condensación dentro de los conectores eléctricos que provocaban un cortocircuito. [273]
Durante STS-120 en 2007 y luego de la reubicación de la armadura P6 y los paneles solares, se observó durante el despliegue que el panel solar se había roto y no se estaba desplegando correctamente. [274] Scott Parazynski llevó a cabo una EVA , con la ayuda de Douglas Wheelock . Se tomaron precauciones adicionales para reducir el riesgo de descarga eléctrica, ya que las reparaciones se llevaron a cabo con el panel solar expuesto a la luz solar. [275] Los problemas con la matriz fueron seguidos en el mismo año por problemas con la junta rotativa Solar Alpha de estribor (SARJ), que hace girar las matrices en el lado de estribor de la estación. Se observaron vibraciones excesivas y picos de alta corriente en el motor de accionamiento de la matriz, lo que resultó en la decisión de reducir sustancialmente el movimiento del SARJ de estribor hasta que se entendiera la causa. Las inspecciones durante las EVA en STS-120 y STS-123 mostraron una contaminación extensa de virutas metálicas y escombros en el engranaje impulsor grande y confirmaron daños en las grandes superficies metálicas de los cojinetes, por lo que la junta se bloqueó para evitar daños mayores. [276] [277] Las reparaciones de las juntas se llevaron a cabo durante STS-126 con lubricación y el reemplazo de 11 de los 12 rodamientos trundle en la junta. [278] [279]
En septiembre de 2008, el daño al radiador S1 se notó por primera vez en las imágenes de Soyuz. Inicialmente, no se pensó que el problema fuera grave. [280] Las imágenes mostraron que la superficie de un subpanel se ha desprendido de la estructura central subyacente, posiblemente debido al impacto de micro-meteoroides o escombros. El 15 de mayo de 2009, el tubo de amoníaco del panel del radiador dañado se desconectó mecánicamente del resto del sistema de refrigeración mediante el cierre controlado por computadora de una válvula. Luego se usó la misma válvula para ventilar el amoníaco del panel dañado, eliminando la posibilidad de una fuga de amoníaco. [280] También se sabe que una cubierta del propulsor del módulo de servicio golpeó el radiador S1 después de ser arrojada durante un EVA en 2008, pero su efecto, si lo hay, no ha sido determinado.
En las primeras horas del 1 de agosto de 2010, una falla en el circuito de enfriamiento A (lado de estribor), uno de los dos circuitos de enfriamiento externos, dejó a la estación con solo la mitad de su capacidad de enfriamiento normal y sin redundancia en algunos sistemas. [281] [282] [283] El problema parecía estar en el módulo de la bomba de amoníaco que hace circular el fluido refrigerante de amoníaco. Se cerraron varios subsistemas, incluidos dos de los cuatro CMG.
Las operaciones planificadas en la ISS se interrumpieron a través de una serie de EVA para abordar el problema del sistema de enfriamiento. Un primer EVA el 7 de agosto de 2010, para reemplazar el módulo de la bomba defectuoso, no se completó por completo debido a una fuga de amoníaco en una de las cuatro desconexiones rápidas. Un segundo EVA el 11 de agosto eliminó con éxito el módulo de bomba averiado. [284] [285] Se requirió un tercer EVA para restaurar el Loop A a la funcionalidad normal. [286] [287]
El sistema de refrigeración del USOS está construido en gran parte por la empresa estadounidense Boeing, [288] que también es el fabricante de la bomba averiada. [281]
Las cuatro unidades de conmutación de bus principal (MBSU, ubicadas en la armadura S0) controlan el enrutamiento de la energía desde las cuatro alas del panel solar al resto de la ISS. Cada MBSU tiene dos canales de alimentación que alimentan 160 V CC desde los arreglos a dos convertidores de alimentación CC a CC (DDCU) que suministran la alimentación de 124 V utilizada en la estación. A finales de 2011, MBSU-1 dejó de responder a comandos o enviar datos que confirmaban su estado. Mientras seguía enrutando la energía correctamente, estaba programado para ser intercambiado en el próximo EVA disponible. Una MBSU de repuesto ya estaba a bordo, pero una EVA del 30 de agosto de 2012 no se completó cuando un perno que se estaba apretando para finalizar la instalación de la unidad de repuesto se atascó antes de que se asegurara la conexión eléctrica. [289] La pérdida de MBSU-1 limitó la estación al 75% de su capacidad de energía normal, requiriendo limitaciones menores en las operaciones normales hasta que se pudiera solucionar el problema.
El 5 de septiembre de 2012, en un segundo EVA de seis horas, los astronautas Sunita Williams y Akihiko Hoshide reemplazaron exitosamente a MBSU-1 y restauraron la ISS al 100% de energía. [290]
El 24 de diciembre de 2013, los astronautas instalaron una nueva bomba de amoníaco para el sistema de enfriamiento de la estación. El sistema de enfriamiento defectuoso había fallado a principios de mes, deteniendo muchos de los experimentos científicos de la estación. Los astronautas tuvieron que enfrentarse a una "mini ventisca" de amoníaco mientras instalaban la nueva bomba. Fue solo la segunda caminata espacial de Nochebuena en la historia de la NASA. [291]
Centros de control de misión
Los componentes de la ISS son operados y controlados por sus respectivos organismos espaciales en centros de control de misión de todo el mundo, incluyendo Center Misión RKA de control , Centro de Control de ATV , Centro de Control JEM y Centro de Control de HTV en Tsukuba Space Center , Christopher C. Kraft Jr. Mission Control Center , Payload Operations and Integration Center , Columbus Control Center y Mobile Servicing System Control.
Vida a bordo
Actividades de la tripulación
Un día típico para la tripulación comienza con un despertar a las 06:00, seguido de actividades posteriores al sueño y una inspección matutina de la estación. Luego, la tripulación desayuna y participa en una conferencia de planificación diaria con Mission Control antes de comenzar a trabajar alrededor de las 08:10. Sigue el primer ejercicio programado del día, tras el cual la tripulación continúa trabajando hasta las 13:05. Después de una pausa para el almuerzo de una hora, la tarde consiste en más ejercicio y trabajo antes de que la tripulación lleve a cabo sus actividades previas al sueño a partir de las 19:30, incluida la cena y una conferencia de la tripulación. El período de sueño programado comienza a las 21:30. En general, la tripulación trabaja diez horas al día entre semana y cinco horas los sábados, y el resto del tiempo es propio para relajarse o ponerse al día con el trabajo. [292]
La zona horaria utilizada a bordo de la ISS es la hora universal coordinada (UTC). Las ventanas están cubiertas durante las horas de la noche para dar la impresión de oscuridad porque la estación experimenta 16 amaneceres y atardeceres por día. Durante las misiones del transbordador espacial de visita, la tripulación de la ISS sigue principalmente el tiempo transcurrido de la misión (MET) del transbordador , que es una zona horaria flexible basada en el tiempo de lanzamiento de la misión del transbordador espacial. [293] [294] [295]
La estación proporciona alojamiento para la tripulación de cada miembro de la tripulación de la expedición, con dos "estaciones de descanso" en el Zvezda y cuatro más instaladas en Harmony . [296] [297] Los cuartos de USOS son cabinas privadas insonorizadas, aproximadamente del tamaño de una persona. Los cuartos de la tripulación ROS incluyen una pequeña ventana, pero proporcionan menos ventilación e insonorización. Un miembro de la tripulación puede dormir en un cuarto de la tripulación en un saco de dormir amarrado, escuchar música, usar una computadora portátil y guardar artículos personales en un cajón grande o en redes unidas a las paredes del módulo. El módulo también proporciona una lámpara de lectura, un estante y un escritorio. [298] [299] [300] Los equipos de visitantes no tienen un módulo para dormir asignado y colocan un saco de dormir en un espacio disponible en una pared. Es posible dormir flotando libremente a través de la estación, pero esto generalmente se evita debido a la posibilidad de chocar con equipos sensibles. [301] Es importante que los alojamientos de la tripulación estén bien ventilados; de lo contrario, los astronautas pueden despertarse privados de oxígeno y jadeando por aire, porque una burbuja de su propio dióxido de carbono exhalado se ha formado alrededor de sus cabezas. [298] Durante varias actividades de la estación y tiempos de descanso de la tripulación, las luces de la ISS se pueden atenuar, apagar y ajustar la temperatura de color . [302] [303]
Alimentación e higiene personal
En el USOS, la mayor parte de la comida a bordo está sellada al vacío en bolsas de plástico; las latas son raras porque son pesadas y caras de transportar. Los alimentos en conserva no son muy apreciados por la tripulación y el sabor se reduce en microgravedad, [298] por lo que se realizan esfuerzos para hacer que los alimentos sean más sabrosos, incluido el uso de más especias que en la cocción normal. La tripulación espera con ansias la llegada de cualquier nave espacial de la Tierra, ya que traen frutas y verduras frescas. Se tiene cuidado de que los alimentos no produzcan migas y se prefieren los condimentos líquidos a los sólidos para evitar contaminar el equipo de la estación. Cada miembro de la tripulación tiene paquetes de alimentos individuales y los cocina en la cocina de a bordo. La cocina cuenta con dos calentadores de alimentos, un refrigerador (agregado en noviembre de 2008) y un dispensador de agua que proporciona agua caliente y sin calentar. [299] Las bebidas se proporcionan en forma de polvo deshidratado que se mezcla con agua antes de su consumo. [299] [300] Las bebidas y sopas se beben en bolsas de plástico con pajitas, mientras que los alimentos sólidos se comen con un cuchillo y un tenedor sujetos a una bandeja con imanes para evitar que se vayan flotando. Cualquier alimento que flote, incluidas las migas, debe recolectarse para evitar que obstruya los filtros de aire de la estación y otros equipos. [300]
Las duchas en las estaciones espaciales se introdujeron a principios de la década de 1970 en Skylab y Salyut 3. [304] : 139 Por Salyut 6, a principios de la década de 1980, la tripulación se quejaba de la complejidad de ducharse en el espacio, que era una actividad mensual. [305] La ISS no cuenta con ducha; en cambio, los miembros de la tripulación se lavan con un chorro de agua y toallitas húmedas, con jabón dispensado de un recipiente similar a un tubo de pasta de dientes. Los equipos también reciben champú sin enjuague y pasta de dientes comestible para ahorrar agua. [301] [306]
Hay dos baños espaciales en la ISS, ambos de diseño ruso, ubicados en Zvezda y Tranquility . [299] Estos Compartimentos de Higiene y Desechos utilizan un sistema de succión impulsado por ventilador similar al Sistema de Recolección de Desechos del Transbordador Espacial. Los astronautas primero se abrochan al asiento del inodoro, que está equipado con barras de sujeción accionadas por resorte para garantizar un buen sellado. [298] Una palanca acciona un potente ventilador y un orificio de succión se abre: la corriente de aire se lleva los desechos. Los residuos sólidos se recogen en bolsas individuales que se almacenan en un contenedor de aluminio. Los contenedores llenos se transfieren a la nave espacial Progress para su eliminación. [299] [307] Los desechos líquidos se evacuan mediante una manguera conectada al frente del inodoro, con "adaptadores de embudo de orina" anatómicamente correctos unidos al tubo para que hombres y mujeres puedan usar el mismo inodoro. La orina desviada se recolecta y se transfiere al Sistema de Recuperación de Agua, donde se recicla en agua potable. [300]
Salud y seguridad de la tripulación
General
El 12 de abril de 2019, la NASA informó los resultados médicos del Astronaut Twin Study . El astronauta Scott Kelly pasó un año en el espacio en la EEI, mientras que su gemelo pasó el año en la Tierra. Se observaron varios cambios duraderos, incluidos los relacionados con alteraciones en el ADN y la cognición , cuando se comparó un gemelo con el otro. [308] [309]
En noviembre de 2019, los investigadores informaron que los astronautas experimentaron graves problemas de flujo sanguíneo y coágulos mientras estaban a bordo de la EEI, según un estudio de seis meses de 11 astronautas sanos. Los resultados pueden influir en los vuelos espaciales a largo plazo, incluida una misión al planeta Marte, según los investigadores. [310] [311]
Radiación
La ISS está parcialmente protegida del entorno espacial por el campo magnético de la Tierra . Desde una distancia promedio de aproximadamente 70.000 km (43.000 millas) de la superficie de la Tierra, dependiendo de la actividad solar, la magnetosfera comienza a desviar el viento solar alrededor de la Tierra y la estación espacial. Las erupciones solares siguen siendo un peligro para la tripulación, que puede recibir solo unos minutos de advertencia. En 2005, durante la "tormenta de protones" inicial de una erupción solar de clase X-3, la tripulación de la Expedición 10 se refugió en una parte más blindada del ROS diseñada para este propósito. [312] [313]
Subatomic charged particles, primarily protons from cosmic rays and solar wind, are normally absorbed by Earth's atmosphere. When they interact in sufficient quantity, their effect is visible to the naked eye in a phenomenon called an aurora. Outside Earth's atmosphere, ISS crews are exposed to approximately one millisievert each day (about a year's worth of natural exposure on Earth), resulting in a higher risk of cancer. Radiation can penetrate living tissue and damage the DNA and chromosomes of lymphocytes; being central to the immune system, any damage to these cells could contribute to the lower immunity experienced by astronauts. Radiation has also been linked to a higher incidence of cataracts in astronauts. Protective shielding and medications may lower the risks to an acceptable level.[46]
Radiation levels on the ISS are about five times greater than those experienced by airline passengers and crew, as Earth's electromagnetic field provides almost the same level of protection against solar and other types of radiation in low Earth orbit as in the stratosphere. For example, on a 12-hour flight, an airline passenger would experience 0.1 millisieverts of radiation, or a rate of 0.2 millisieverts per day; this is only one fifth the rate experienced by an astronaut in LEO. Additionally, airline passengers experience this level of radiation for a few hours of flight, while the ISS crew are exposed for their whole stay on board the station.[314]
Stress
There is considerable evidence that psychosocial stressors are among the most important impediments to optimal crew morale and performance.[315] Cosmonaut Valery Ryumin wrote in his journal during a particularly difficult period on board the Salyut 6 space station: "All the conditions necessary for murder are met if you shut two men in a cabin measuring 18 feet by 20 and leave them together for two months."
NASA's interest in psychological stress caused by space travel, initially studied when their crewed missions began, was rekindled when astronauts joined cosmonauts on the Russian space station Mir. Common sources of stress in early US missions included maintaining high performance under public scrutiny and isolation from peers and family. The latter is still often a cause of stress on the ISS, such as when the mother of NASA Astronaut Daniel Tani died in a car accident, and when Michael Fincke was forced to miss the birth of his second child.
A study of the longest spaceflight concluded that the first three weeks are a critical period where attention is adversely affected because of the demand to adjust to the extreme change of environment.[316] ISS crew flights typically last about five to six months.
The ISS working environment includes further stress caused by living and working in cramped conditions with people from very different cultures who speak a different language. First-generation space stations had crews who spoke a single language; second- and third-generation stations have crew from many cultures who speak many languages. Astronauts must speak English and Russian, and knowing additional languages is even better.[317]
Due to the lack of gravity, confusion often occurs. Even though there is no up and down in space, some crew members feel like they are oriented upside down. They may also have difficulty measuring distances. This can cause problems like getting lost inside the space station, pulling switches in the wrong direction or misjudging the speed of an approaching vehicle during docking.[318]
Medical
The physiological effects of long-term weightlessness include muscle atrophy, deterioration of the skeleton (osteopenia), fluid redistribution, a slowing of the cardiovascular system, decreased production of red blood cells, balance disorders, and a weakening of the immune system. Lesser symptoms include loss of body mass, and puffiness of the face.[46]
Sleep is regularly disturbed on the ISS because of mission demands, such as incoming or departing spacecraft. Sound levels in the station are unavoidably high. The atmosphere is unable to thermosiphon naturally, so fans are required at all times to process the air which would stagnate in the freefall (zero-G) environment.
To prevent some of the adverse effects on the body, the station is equipped with: two TVIS treadmills (including the COLBERT); the ARED (Advanced Resistive Exercise Device), which enables various weightlifting exercises that add muscle without raising (or compensating for) the astronauts' reduced bone density;[319] and a stationary bicycle. Each astronaut spends at least two hours per day exercising on the equipment.[298][299] Astronauts use bungee cords to strap themselves to the treadmill.[320][321]
Microbiological environmental hazards
Hazardous moulds that can foul air and water filters may develop aboard space stations. They can produce acids that degrade metal, glass, and rubber. They can also be harmful to the crew's health. Microbiological hazards have led to a development of the LOCAD-PTS which identifies common bacteria and moulds faster than standard methods of culturing, which may require a sample to be sent back to Earth.[322] Researchers in 2018 reported, after detecting the presence of five Enterobacter bugandensis bacterial strains on the ISS (none of which are pathogenic to humans), that microorganisms on the ISS should be carefully monitored to continue assuring a medically healthy environment for astronauts.[323][324]
Contamination on space stations can be prevented by reduced humidity, and by using paint that contains mould-killing chemicals, as well as the use of antiseptic solutions. All materials used in the ISS are tested for resistance against fungi.[325]
In April 2019, NASA reported that a comprehensive study had been conducted into the microorganisms and fungi present on the ISS. The results may be useful in improving the health and safety conditions for astronauts.[326][327]
Noise
Space flight is not inherently quiet, with noise levels exceeding acoustic standards as far back as the Apollo missions.[328][329] For this reason, NASA and the International Space Station international partners have developed noise control and hearing loss prevention goals as part of the health program for crew members. Specifically, these goals have been the primary focus of the ISS Multilateral Medical Operations Panel (MMOP) Acoustics Subgroup since the first days of ISS assembly and operations.[330][331] The effort includes contributions from acoustical engineers, audiologists, industrial hygienists, and physicians who comprise the subgroup's membership from NASA, the Russian Space Agency (RSA), the European Space Agency (ESA), the Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA), and the Canadian Space Agency (CSA).
When compared to terrestrial environments, the noise levels incurred by astronauts and cosmonauts on the ISS may seem insignificant and typically occur at levels that would not be of major concern to the Occupational Safety and Health Administration – rarely reaching 85 dBA. But crew members are exposed to these levels 24 hours a day, seven days a week, with current missions averaging six months in duration. These levels of noise also impose risks to crew health and performance in the form of sleep interference and communication, as well as reduced alarm audibility.
Over the 19 plus year history of the ISS, significant efforts have been put forth to limit and reduce noise levels on the ISS. During design and pre-flight activities, members of the Acoustic Subgroup have written acoustic limits and verification requirements, consulted to design and choose quietest available payloads, and then conducted acoustic verification tests prior to launch.[330]:5.7.3 During spaceflights, the Acoustics Subgroup has assessed each ISS module's in flight sound levels, produced by a large number of vehicle and science experiment noise sources, to assure compliance with strict acoustic standards. The acoustic environment on ISS changed when additional modules were added during its construction, and as additional spacecraft arrive at the ISS. The Acoustics Subgroup has responded to this dynamic operations schedule by successfully designing and employing acoustic covers, absorptive materials, noise barriers, and vibration isolators to reduce noise levels. Moreover, when pumps, fans, and ventilation systems age and show increased noise levels, this Acoustics Subgroup has guided ISS managers to replace the older, noisier instruments with quiet fan and pump technologies, significantly reducing ambient noise levels.
NASA has adopted most-conservative damage risk criteria (based on recommendations from the National Institute for Occupational Safety and Health and the World Health Organization), in order to protect all crew members. The MMOP Acoustics Subgroup has adjusted its approach to managing noise risks in this unique environment by applying, or modifying, terrestrial approaches for hearing loss prevention to set these conservative limits. One innovative approach has been NASA's Noise Exposure Estimation Tool (NEET), in which noise exposures are calculated in a task-based approach to determine the need for hearing protection devices (HPDs). Guidance for use of HPDs, either mandatory use or recommended, is then documented in the Noise Hazard Inventory, and posted for crew reference during their missions. The Acoustics Subgroup also tracks spacecraft noise exceedances, applies engineering controls, and recommends hearing protective devices to reduce crew noise exposures. Finally, hearing thresholds are monitored on-orbit, during missions.
There have been no persistent mission-related hearing threshold shifts among US Orbital Segment crewmembers (JAXA, CSA, ESA, NASA) during what is approaching 20 years of ISS mission operations, or nearly 175,000 work hours. In 2020, the MMOP Acoustics Subgroup received the Safe-In-Sound Award for Innovation for their combined efforts to mitigate any health effects of noise.[332]
Fire and toxic gases
An onboard fire or a toxic gas leak are other potential hazards. Ammonia is used in the external radiators of the station and could potentially leak into the pressurised modules.[333]
Orbita
Altitude and orbital inclination
The ISS is currently maintained in a nearly circular orbit with a minimum mean altitude of 370 km (230 mi) and a maximum of 460 km (290 mi),[334] in the centre of the thermosphere, at an inclination of 51.6 degrees to Earth's equator. This orbit was selected because it is the lowest inclination that can be directly reached by Russian Soyuz and Progress spacecraft launched from Baikonur Cosmodrome at 46° N latitude without overflying China or dropping spent rocket stages in inhabited areas.[335][336] It travels at an average speed of 28,000 kilometres per hour (17,000 mph), and completes 15.5 orbits per day (93 minutes per orbit).[2][18] The station's altitude was allowed to fall around the time of each NASA shuttle flight to permit heavier loads to be transferred to the station. After the retirement of the shuttle, the nominal orbit of the space station was raised in altitude (from about 350 km to about 400 km).[337][338] Other, more frequent supply spacecraft do not require this adjustment as they are substantially higher performance vehicles.[31][339]
Atmospheric drag reduces the altitude by about 2 km a month on average. Orbital boosting can be performed by the station's two main engines on the Zvezda service module, or Russian or European spacecraft docked to Zvezda's aft port. The Automated Transfer Vehicle is constructed with the possibility of adding a second docking port to its aft end, allowing other craft to dock and boost the station. It takes approximately two orbits (three hours) for the boost to a higher altitude to be completed.[339] Maintaining ISS altitude uses about 7.5 tonnes of chemical fuel per annum[340] at an annual cost of about $210 million.[341]
The Russian Orbital Segment contains the Data Management System, which handles Guidance, Navigation and Control (ROS GNC) for the entire station.[342] Initially, Zarya, the first module of the station, controlled the station until a short time after the Russian service module Zvezda docked and was transferred control. Zvezda contains the ESA built DMS-R Data Management System.[343] Using two fault-tolerant computers (FTC), Zvezda computes the station's position and orbital trajectory using redundant Earth horizon sensors, Solar horizon sensors as well as Sun and star trackers. The FTCs each contain three identical processing units working in parallel and provide advanced fault-masking by majority voting.
Orientation
Zvezda uses gyroscopes (reaction wheels) and thrusters to turn itself around. Gyroscopes do not require propellant; instead they use electricity to 'store' momentum in flywheels by turning in the opposite direction to the station's movement. The USOS has its own computer-controlled gyroscopes to handle its extra mass. When gyroscopes 'saturate', thrusters are used to cancel out the stored momentum. In February 2005, during Expedition 10, an incorrect command was sent to the station's computer, using about 14 kilograms of propellant before the fault was noticed and fixed. When attitude control computers in the ROS and USOS fail to communicate properly, this can result in a rare 'force fight' where the ROS GNC computer must ignore the USOS counterpart, which itself has no thrusters.[344][345][346]
Docked spacecraft can also be used to maintain station attitude, such as for troubleshooting or during the installation of the S3/S4 truss, which provides electrical power and data interfaces for the station's electronics.[347]
Orbital debris threats
The low altitudes at which the ISS orbits are also home to a variety of space debris,[348] including spent rocket stages, defunct satellites, explosion fragments (including materials from anti-satellite weapon tests), paint flakes, slag from solid rocket motors, and coolant released by US-A nuclear-powered satellites. These objects, in addition to natural micrometeoroids,[349] are a significant threat. Objects large enough to destroy the station can be tracked, and are not as dangerous as smaller debris.[350][351] Objects too small to be detected by optical and radar instruments, from approximately 1 cm down to microscopic size, number in the trillions. Despite their small size, some of these objects are a threat because of their kinetic energy and direction in relation to the station. Spacewalking crew in spacesuits are also at risk of suit damage and consequent exposure to vacuum.[352]
Ballistic panels, also called micrometeorite shielding, are incorporated into the station to protect pressurised sections and critical systems. The type and thickness of these panels depend on their predicted exposure to damage. The station's shields and structure have different designs on the ROS and the USOS. On the USOS, Whipple Shields are used. The US segment modules consist of an inner layer made from 1.5–5.0 cm-thick (0.59–1.97 in) aluminium, a 10 cm-thick (3.9 in) intermediate layers of Kevlar and Nextel,[353] and an outer layer of stainless steel, which causes objects to shatter into a cloud before hitting the hull, thereby spreading the energy of impact. On the ROS, a carbon fibre reinforced polymer honeycomb screen is spaced from the hull, an aluminium honeycomb screen is spaced from that, with a screen-vacuum thermal insulation covering, and glass cloth over the top.[354]
Space debris is tracked remotely from the ground, and the station crew can be notified.[355] If necessary, thrusters on the Russian Orbital Segment can alter the station's orbital altitude, avoiding the debris. These Debris Avoidance Manoeuvres (DAMs) are not uncommon, taking place if computational models show the debris will approach within a certain threat distance. Ten DAMs had been performed by the end of 2009.[356][357][358] Usually, an increase in orbital velocity of the order of 1 m/s is used to raise the orbit by one or two kilometres. If necessary, the altitude can also be lowered, although such a manoeuvre wastes propellant.[357][359] If a threat from orbital debris is identified too late for a DAM to be safely conducted, the station crew close all the hatches aboard the station and retreat into their Soyuz spacecraft in order to be able to evacuate in the event the station was seriously damaged by the debris. This partial station evacuation has occurred on 13 March 2009, 28 June 2011, 24 March 2012 and 16 June 2015.[360][361]
Sightings from Earth
Naked-eye visibility
The ISS is visible to the naked eye as a slow-moving, bright white dot because of reflected sunlight, and can be seen in the hours after sunset and before sunrise, when the station remains sunlit but the ground and sky are dark.[362] The ISS takes about 10 minutes to pass from one horizon to another, and will only be visible part of that time because of moving into or out of the Earth's shadow. Because of the size of its reflective surface area, the ISS is the brightest artificial object in the sky (excluding other satellite flares), with an approximate maximum magnitude of −4 when overhead (similar to Venus). The ISS, like many satellites including the Iridium constellation, can also produce flares of up to 16 times the brightness of Venus as sunlight glints off reflective surfaces.[363][364] The ISS is also visible in broad daylight, albeit with a great deal more difficulty.
Tools are provided by a number of websites such as Heavens-Above (see Live viewing below) as well as smartphone applications that use orbital data and the observer's longitude and latitude to indicate when the ISS will be visible (weather permitting), where the station will appear to rise, the altitude above the horizon it will reach and the duration of the pass before the station disappears either by setting below the horizon or entering into Earth's shadow.[365][366][367][368]
In November 2012 NASA launched its "Spot the Station" service, which sends people text and email alerts when the station is due to fly above their town.[369] The station is visible from 95% of the inhabited land on Earth, but is not visible from extreme northern or southern latitudes.[335]
Under specific conditions, the ISS can be observed at night on 5 consecutive orbits. Those conditions are 1) a mid-latitude observer location, 2) near the time of the solstice with 3) the ISS passing in the direction of the pole from the observer near midnight local time. The three photos show the first, middle and last of the five passes on June 5/6, 2014.
Astrophotography
Using a telescope-mounted camera to photograph the station is a popular hobby for astronomers,[370] while using a mounted camera to photograph the Earth and stars is a popular hobby for crew.[371] The use of a telescope or binoculars allows viewing of the ISS during daylight hours.[372]
Some amateur astronomers also use telescopic lenses to photograph the ISS while it transits the Sun, sometimes doing so during an eclipse (and so the Sun, Moon, and ISS are all positioned approximately in a single line). One example is during the 21 August solar eclipse, where at one location in Wyoming, images of the ISS were captured during the eclipse.[373] Similar images were captured by NASA from a location in Washington.
Parisian engineer and astrophotographer Thierry Legault, known for his photos of spaceships transiting the Sun, travelled to Oman in 2011 to photograph the Sun, Moon and space station all lined up.[374] Legault, who received the Marius Jacquemetton award from the Société astronomique de France in 1999, and other hobbyists, use websites that predict when the ISS will transit the Sun or Moon and from what location those passes will be visible.
Cooperación internacional
Involving five space programs and fifteen countries,[375] the International Space Station is the most politically and legally complex space exploration programme in history.[376] The 1998 Space Station Intergovernmental Agreement sets forth the primary framework for international cooperation among the parties. A series of subsequent agreements govern other aspects of the station, ranging from jurisdictional issues to a code of conduct among visiting astronauts.[377]
Participating countries
Brazil (1997–2007)- Canada
- European Space Agency
- Belgium
- Denmark
- France
- Germany
- Italy
- Netherlands
- Norway
- Spain
- Sweden
- Switzerland
- United Kingdom
- Japan
- Russia
- United States
Fin de la misión
According to the Outer Space Treaty, the United States and Russia are legally responsible for all modules they have launched.[378] Several possible disposal options were considered: Natural orbital decay with random reentry (as with Skylab), boosting the station to a higher altitude (which would delay reentry), and a controlled targeted de-orbit to a remote ocean area.[379] As of late 2010, the preferred plan is to use a slightly modified Progress spacecraft to de-orbit the ISS.[380] This plan was seen as the simplest, cheapest and with the highest margin.[380]
OPSEK was previously intended to be constructed of modules from the Russian Orbital Segment after the ISS is decommissioned. The modules under consideration for removal from the current ISS included the Multipurpose Laboratory Module (Nauka), planned to be launched in spring 2021 as of May 2020[update],[100] and the other new Russian modules that are proposed to be attached to Nauka. These newly launched modules would still be well within their useful lives in 2024.[381]
At the end of 2011, the Exploration Gateway Platform concept also proposed using leftover USOS hardware and Zvezda 2 as a refuelling depot and service station located at one of the Earth-Moon Lagrange points. However, the entire USOS was not designed for disassembly and will be discarded.[382]
In February 2015, Roscosmos announced that it would remain a part of the ISS programme until 2024.[19] Nine months earlier—in response to US sanctions against Russia over the annexation of Crimea—Russian Deputy Prime Minister Dmitry Rogozin had stated that Russia would reject a US request to prolong the orbiting station's use beyond 2020, and would only supply rocket engines to the US for non-military satellite launches.[383]
On 28 March 2015, Russian sources announced that Roscosmos and NASA had agreed to collaborate on the development of a replacement for the current ISS.[384] Igor Komarov, the head of Russia's Roscosmos, made the announcement with NASA administrator Charles Bolden at his side.[385] In a statement provided to SpaceNews on 28 March, NASA spokesman David Weaver said the agency appreciated the Russian commitment to extending the ISS, but did not confirm any plans for a future space station.[386]
On 30 September 2015, Boeing's contract with NASA as prime contractor for the ISS was extended to 30 September 2020. Part of Boeing's services under the contract will relate to extending the station's primary structural hardware past 2020 to the end of 2028.[387]
There have also been suggestions that the station could be converted to commercial operations after it is retired by government entities.[388]
In July 2018, the Space Frontier Act of 2018 was intended to extend operations of the ISS to 2030. This bill was unanimously approved in the Senate, but failed to pass in the U.S. House.[389][390] In September 2018, the Leading Human Spaceflight Act was introduced with the intent to extend operations of the ISS to 2030, and was confirmed in December 2018.[23][24][391]
Costo
The ISS has been described as the most expensive single item ever constructed.[392] As of 2010 the total cost was US$150 billion. This includes NASA's budget of $58.7 billion (inflation-unadjusted) for the station from 1985 to 2015 ($72.4 billion in 2010 dollars), Russia's $12 billion, Europe's $5 billion, Japan's $5 billion, Canada's $2 billion, and the cost of 36 shuttle flights to build the station, estimated at $1.4 billion each, or $50.4 billion in total. Assuming 20,000 person-days of use from 2000 to 2015 by two- to six-person crews, each person-day would cost $7.5 million, less than half the inflation-adjusted $19.6 million ($5.5 million before inflation) per person-day of Skylab.[393]
Ver también
- A Beautiful Planet – 2016 IMAX documentary film showing scenes of Earth, as well as astronaut life aboard the ISS
- Center for the Advancement of Science in Space – operates the US National Laboratory on the ISS
- List of commanders of the International Space Station
- List of space stations
- List of spacecraft deployed from the International Space Station
- Science diplomacy
- Space Station 3D – 2002 Canadian documentary
Notas
- ^ "Zarya" can have a lot of meanings: "daybreak", "dawn" (in the morning) or "afterglow", "evening glow", "sunset" (in the evening). But usually it means "dawn".
- ^ Privately funded travellers who have objected to the term include Dennis Tito, the first such traveller,[231] Mark Shuttleworth, founder of Ubuntu,[232] Gregory Olsen and Richard Garriott.[233][234] Canadian astronaut Bob Thirsk said the term does not seem appropriate, referring to his crewmate, Guy Laliberté, founder of Cirque du Soleil.[235] Anousheh Ansari denied being a tourist[236] and took offence at the term.[237]
- ^ ESA director Jörg Feustel-Büechl said in 2001 that Russia had no right to send 'amateurs' to the ISS. A 'stand-off' occurred at the Johnson Space Center between Commander Talgat Musabayev and NASA manager Robert Cabana. Cabana refused to train Dennis Tito, a member of Musabayev's crew along with Yuri Baturin. The commander argued that Tito had trained 700 hours in the last year and was as qualified as any NASA astronaut, and refused to allow his crew to be trained on the USOS without Tito. Cabana stated training could not begin, and the commander returned with his crew to their hotel.
Referencias
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In fact, we're designed on the U.S. side to take four crew. The ISS design is actually for seven. We operate with six because first, we can get all our work done with six, and second, we don't have a vehicle that allows us to fly a seventh crew member. Our requirement for the new vehicles being designed is for four seats. So I don't expect us to go down in crew size. I would expect us to increase it.
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Docking is when one incoming spacecraft rendezvous with another spacecraft and flies a controlled collision trajectory in such a manner so as to align and mesh the interface mechanisms. The spacecraft docking mechanisms typically enter what is called soft capture, followed by a load attenuation phase, and then the hard docked position which establishes an air-tight structural connection between spacecraft. Berthing, by contrast, is when an incoming spacecraft is grappled by a robotic arm and its interface mechanism is placed in close proximity of the stationary interface mechanism. Then typically there is a capture process, coarse alignment and fine alignment and then structural attachment.
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- Zvezda nadir- just for Nauka Module having a docking port with it that will be docked permanently to it.
- Nauka nadir- just for Progress M-UM having Prichal Module with it that will be docked permanently to it.
- Prichal nadir
- Prichal aft
- Prichal forward
- Prichal starboard
- Prichal port
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This article incorporates text from this source, which is in the public domain.Otras lecturas
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- Reference Guide to the International Space Station (PDF) (Utilization ed.). NASA. September 2015. NP-2015-05-022-JSC.
- Reference Guide to the International Space Station (PDF) (Assembly Complete ed.). NASA. November 2010. ISBN 978-0-16-086517-6. NP-2010-09-682-HQ.
enlaces externos
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- Journey to the ISS by ESA at YouTube.com
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- Seán Doran's compiled videos of orbital photography from the ISS: Orbit - Remastered, Orbit: Uncut; The Four Seasons, Nocturne - Earth at Night, Earthbound, the Pearl (see Flickr album for more)