ایستگاه فضایی بین‌المللی

از ویکی نجوم
نسخهٔ تاریخ ‏۲۵ فوریهٔ ۲۰۱۳، ساعت ۰۷:۰۱ توسط هانيه اميري (بحث | مشارکت‌ها) (جایگزینی متن - 'ایستگاه بین‌المللی فضایی' به 'ایستگاه فضایی بین‌المللی')
(تفاوت) → نسخهٔ قدیمی‌تر | نمایش نسخهٔ فعلی (تفاوت) | نسخهٔ جدیدتر ← (تفاوت)
پرش به: ناوبری، جستجو
پرونده:STS-133 International Space Station after undocking 5.jpg
تصویرایستگاه فضایی بین المللی به وسیله خدمه شاتل دیسکاوری

ایستگاه فضایی بین‌المللی (International Space Station) یک ایستگاه فضایی است که با مشارکت بیش از ۱۵ کشور ساخته می‌شود. این ایستگاه فضایی در مدار زمین و در ارتفاع ۳۵۰ کیلومتری از سطح زمین در حرکت است. سرعت آن در مدار معادل ۲۷٬۷۰۰ کیلومتر بر ساعت است، که به این ترتیب روزی ۱۵ بار به دور زمین گردش می‌کند. ساخت این ایستگاه فضایی هنوز ادامه دارد و تکمیل آن برای سال ۲۰۱۰ (میلادی) پیش‌بینی شده است. پس از تکمیل، ایستگاه فضایی بین‌المللی ۴۵۰ تن وزن خواهد داشت، و ۱۲۰۰ متر مکعب فضای کار، پژوهش و زندگی برای فضانوردان فراهم خواهد آورد.


آژانس پژوهش‌های هوافضای ژاپن|سازمان فضایی ژاپن، و سازمان فضایی کانادا است. سازمان فضایی برزیل از طریق همکاری با ناسا با این برنامه مشارکت می‌کند. سازمان فضایی ایتالیا، هم به عنوان یک عضو فعال در سازمان فضایی اروپا، و هم بطور مستقل در برنامه ایستگاه فضایی مشارکت می‌کند. سازمان فضایی چین نیز علاقه خود را برای پیوستن به جمع مشارکت‌کنندگان، به ویژه از طریق همکاری با سازمان فضایی روسیه اعلام داشته است.


ایستگاه فضایی بین‌المللی در حقیقت فرزند و ترکیبی از چندین پروژه فضایی است که قبلاً توسط کشورهای مختلف برنامه‌ریزی شده بود. از جمله این برنامه‌ها می‌توان به ایستگاه فضایی میر-۲ (روسیه)، ایستگاه فضایی آزادی (ایالات متحده آمریکا)، آزمایشگاه فضایی کلمبوس (اتحادیه اروپا) و آزمایشگاه فضایی کیبو (ژاپن) اشاره کرد.

حضور فضانوردان در ایستگاه فضایی بین‌المللی از آغاز اردوی ۱|نخستین ماموریت در ۱۲ آبان ۱۳۷۹ تاکنون بدون وقفه ادامه داشته است.


این ایستگاه در حالت عادی ظرفیت سه سرنشین دائمی را دارا است، اگرچه هنگام اتصال فضاپیماها و ورود اردوهای جدید، تعداد فضانوردان درون ایستگاه بطور موقت تا ۱۰ نفر هم افزایش می‌یابد. یک فروند فضاپیمای سایوز با ظرفیت ۳ نفر بطور دائمی برای تخلیه اضطراری ایستگاه در هنگام خطر به آن متصل است. پس از تکمیل ایستگاه در سال ۲۰۱۰، ظرفیت عادی آن به ۷ نفر خواهد رسید، که این تعداد برای انجام تمام پژوهش‌ها و آزمایش‌های برنامه‌ریزی شده ضروری است.


در ابتدای کار ایستگاه، سرنشینان آن از سازمان‌های فضایی سازمان فضایی فدرال روسیه و ناسا انتخاب می‌شدند، تا اینکه در ژوئیه ۲۰۰۶ یک فضانورد آلمانی سازمان فضایی اروپا، در قالب اردوی ۱۳ به ایستگاه فضایی بین‌المللی سفر کرد. تاکنون روی هم رفته فضانوردانی از ۱۶ کشور جهان در این ایستگاه اقامت کرده‌اند؛ این تعداد شامل ۵ توریست فضایی نیز هست؛ انوشه انصاری در روز ۲۷ شهریور۱۳۸۵ به ایستگاه فضایی بین‌المللی وارد شد و ۹ روز در آن اقامت داشت.


در حال حاضر فضاپیماهای سایوز، فضاپیمای پروگرس، شاتل فضایی، و فضاپیمای ترابری خودکار مسئولیت رساندن سرنشین، خدمات و پشتیبانی را به ایستگاه فضایی بر عهده دارند.

تکمیل ساخت ایستگاه فضایی بین‌المللی برای سال ۲۰۱۰ میلادی برنامه‌ریزی شده است. تخمین زده می‌شود که جمع هزینه‌های این ایستگاه از آغاز ساخت تا پایان حدود ۱۰۰ میلیارد یورو باشد. به این ترتیب، ایستگاه فضایی بین‌المللی پرهزینه‌ترین دستگاه ساخته شده در طول تاریخ بشر است.

ایستگاه فضایی بین‌المللی معمولاً با مخفف نام انگلیسی آن یعنی ISS نامیده می‌شود.

ویژگی‌ها و اهداف[ویرایش]

پرونده:Tracy Caldwell Dyson in Cupola ISS.jpg
تریسی کالدول در کوپولا

ایستگاه فضایی بین‌المللی تشکیلات فضایی و سرنشین‌دار بزرگی است که در مدار نزدیک زمین قرار دارد. این ایستگاه از چندین بخش تشکیل شده که توسط کشورهای مختلف ساخته شده‌اند و تکمیل آن تا سال ۲۰۱۰ (میلادی) ادامه خواهد داشت. اولین بخش ایستگاه در ۲۹ آبان ۱۳۷۷ (۲۰ نوامبر ۱۹۹۸ (میلادی)) به مدار زمین پرتاب شد، و دو سال بعد در ۱۲ آبان ۱۳۷۹ ( نوامبر ۲۰۰۰ (میلادی)) با وروداولین اردوی فضانوردان، استفاده مفید از ایستگاه آغاز گشت. علاوه بر خودِ ایستگاه مداری، تشکیلات زمینی کنترل پرواز در کشورهای مختلف، عملیات ایستگاه فضایی را زیر نظر دارند.

کاربردهای اصلی ایستگاه فضایی بین‌المللی عبارتند از:

  • آزمایشگاه فضایی برای انجام پژوهش‌های نوین، پژوهش‌ها و آزمایش‌هایی که انجام آنها روی زمین به علت وجود گرانش ممکن نیست یا با دشواری‌هایی همراه است؛
  • رصدخانه دائمی در مدار زمین، برای رصد کردن زمین، خورشید، منظومه شمسی و کیهان؛
  • مرکز حمل و نقل مداری که می‌توان در آن فضاپیماها، بار و قطعات گوناگون را گردآوری کرد، و پس از مونتاژ و تنظیم، آنها را به مقصد مورد نظر فرستاد؛
  • مرکز سرویس برای تعمیر، نگهداری، و تنظیم فضاپیماها و ماهواره‌ها در مدار زمین؛
  • مرکز ساخت و ساز برای مونتاژ و نصب سازه‌های بزرگ فضایی؛
  • مرکز همکاری پژوهشی با بخش خصوصی در زمینه مهندسی هوافضا با هدف پیشبرد فن‌آوری فضایی و تشویق بیشتر بخش خصوصی به سرمایه‌گذاری در آن.

عمر عملیاتی ایستگاه فضایی بین‌المللی تا سال ۲۰۱۷ میلادی برنامه‌ریزی شده است. با این حال، این ایستگاه فضایی حتی دو سال پیش از تکمیل یعنی در سال ۲۰۰۸ (میلادی)، بزرگترین ایستگاه ساخته شده در مدار زمین در طول تاریخ فضانوردی است. تخمین زده می‌شود که جمع هزینه‌های این ایستگاه از آغاز ساخت تا پایان حدود ۱۰۰ میلیارد یورو باشد. به این ترتیب، ایستگاه فضایی بین‌المللی پرهزینه‌ترین دستگاه ساخته شده در طول تاریخ بشر است. مشارکت‌کنندگان در این پروژه، چنین هزینه گزافی را برای رسیدن به دستاوردهایی بزرگ و درازمدت پرداخت می‌کنند؛ مشارکت در این پروژه باعث می‌شود که در این کشورها بودجه کلانی برای پیشبرد تحقیقات و تولید با استفاده از فن‌آوری‌های پیشرفته اختصاص یابد، «دانش و اطلاعات» به عنوان زیرساختار توسعه آن جوامع نهادینه شود، و تبادل دانش، تجربه، فرهنگ و فن‌آوری از طریق مشارکت در این برنامه بین‌المللی بدست آید.

کشورهای سازنده بخش‌های اصلی ایستگاه (تا پایان پروژه) عبارتند از: سازمان فضایی فدرال روسیه (۶ بخش)، ناسا (۴ بخش)، سازمان فضایی اروپا (۳ بخش)، آژانس پژوهش‌های هوافضای ژاپن (۲ بخش)، آژانس فضایی کانادا (۲ بخش)، سازمان فضایی ایتالیا بطور مستقل (یک بخش)، به همراه دو بخش که یکی ساخت مشترک ایالات متحده آمریکا و روسیه و دیگری ساخت مشترک اروپا و ایالات متحده آمریکا است.

شاتل فضایی، سایوز و فضاپیمای پروگرس از آغاز پروژه برای حمل و نقل فضانوردان و بار به ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده می‌شوند. در پی فاجعه انفجار فضاپیمای کلمبیا در ۱۲ بهمن ۱۳۸۱ و زمین‌گیر شدن ناوگان شاتل فضایی، برای مدتی حدود ۲ سال و نیم وظیفهٔ نقل و انتقال فضانوردان و بار به ایستگاه فقط به عهده فضاپیماهای [سایوز و پروگرس بود. فضاپیماهای شاتل از ۴ مرداد۱۳۸۴ پرواز به ایستگاه را از سر گرفتند، و فضاپیمای ترابری خودکار از ۱۹ اسفند۱۳۸۶ به ناوگان فضاپیماهای پشتیبانی ایستگاه پیوست.

تولد ایستگاه فضایی بین‌المللی[ویرایش]

پرونده:Unity-Zarya-Zvezda STS-106.jpg
زاریا (وسط)، یونیتی (بالا) و ازوزدا (پایین) هستهٔ قابل سکونت ایستگاه فضایی بین‌المللی را تشکیل دادند.

سنگ بنای ایستگاه فضایی بین‌المللی، بخش «زاریا» نام دارد و ساخت روسیه است. با پرتاب زاریا در روز ۲۹ آبان۱۳۷۷ (۲۰ نوامبر ۱۹۹۸ (میلادی)) توسط موشک پروتون ازپایگاه فضایی بایکونور به مدار زمین، ایستگاه فضایی عملاً متولد شد.

بخش‌های دوم و سوم ایستگاه به بخش آمریکایی یونیتی و بخش روسی ازوزا هستند که به ترتیب در (۶ دسامبر ۱۹۹۸ () و ۲۲ تیر ۱۳۷۹ (۱۲ ژوئیه ۲۰۰۰ (میلادی)|۲۰۰۰) پس از پرتاب به مدار زمین، به بخش زاریا متصل شدند. اتصال این سه بخش به هم امکان زندگی و کار انسان را در ایستگاه فضایی بین‌المللی بوجود آورد، و متعاقب آن اردوی ۱|اردوی یکم فضانوردان شامل دو کیهان‌نورد روسی و یک فضانورد آمریکایی در روز 12 آبان۱۳۷۹ (۲ نوامبر۲۰۰۰ (میلادی)) وارد ایستگاه شدند.

ساخت و مونتاژ ایستگاه در فضا[ویرایش]

ساخت و مونتاژ ایستگاه فضایی بین‌المللی، چالش و فرایند بسیار پیچیده‌ای در زمینه مهندسی هوافضا است. در سال ۱۳۷۷ (۱۹۹۸ میلادی)، مونتاژ ایستگاه با قرار دادن بخش زاریا توسط موشک پروتون در مدار زمین آغاز شد. دو هفته بعد، بخش یونیتی در ماموریت اس‌تی‌اس-۸۸ توسط فضاپیمای اندور|شاتل فضایی اندور در مدار زمین قرار گرفت و به زاریا متصل گردید.

تقریبا یک سال و نیم پس از اتصال بخش یونیتی، بخش سرویس ازوزدا به ایستگاه اضافه شد. ازوزدا یکی از بخش‌های اصلی ایستگاه فضایی است، که با پیوستن آن به دو بخش قبلی، امکان زندگی، کار و پژوهش سه فضانورد در ایستگاه بوجود آمد.

پایان فرایند ساخت ایستگاه برای سال ۱۳۸۹ (۲۰۱۰ میلادی) برنامه‌ریزی شده است. پس از تکمیل، ایستگاه فضایی، نزدیک به ۱۲۰۰ متر مکعب فضا برای زندگی، کار و پژوهش فضانوردان، دارا خواهد بود.


سامانه‌های اصلی ایستگاه فضایی بین‌المللی[ویرایش]

پرونده:ISS on 20 August 2001.jpg
منبع اصلی تأمین نیرو در ایستگاه فضایی بین‌المللی، انرژی خورشیدی است.

منبع نیرو[ویرایش]

منبع نیروی الکتریکی ایستگاه فضایی بین‌المللی انرژی خورشیدی است. انرژی خورشیدی ابتدا فقط توسط صفحات خورشیدی متصل به بخش‌های روسی ایستگاه یعنی زاریا و ازوزدا تامین می‌شد. بخش‌های روسی ایستگاه از جریان برق مستقیم ۲۸ ولتی بهره می‌برند. (سامانه برق فضاپیمای شاتل نیز همینگونه است.)

آرایه صفحات خورشیدی دارای طولی معادل ۵۸ متر و سطحی برابر ۳۷۵ متر مربع است. این صفحات با حرکت‌های دورانی و چرخشی، خود را برای گرفتن بیشترین مقدار نور از خورشید تنظیم می‌کنند.

پس از توسعه ایستگاه و نصب بخش‌ها و سازه‌های جدید، صفحات خورشیدی متصل به ستون فقرات ایستگاه، با تولید برق مستقیم ۱۳۰ تا ۱۸۰ ولتی، برق مورد نیاز بخش‌های دیگر را با تامین می‌کنند. این برق پس از دریافت از سامانه انرژی خورشیدی، در سراسر ایستگاه با ولتاژ ۱۶۰ ولت (مستقیم) پخش می‌شود و در صورت نیاز به صورت ۱۲۴ ولت (مستقیم) در اختیار فضانوردان قرار می‌گیرد. تبادل نیروی الکتریکی با توان و ولتاژ متفاوت بین بخش‌های مختلف ایستگاه به‌وسیله ترانسفورماتور انجام می‌شود.

در تاریخ ۲۰ مارس۲۰۰۹ (میلادی) میلادی، قسمت چهارم و نهایی صفحات خورشیدی ایستگاه (حاوی دو بال) با هدایت کنترل‌کننده‌های زمینی باز و آماده کار شدند. به این ترتیب ایستگاه فضایی بین‌المللی، ده سال پس از شروع عملیات مونتاژ، با نصب آخرین صفحات خورشیدی به حداکثر ظرفیت الکتریکی خود دست‌یافت.

پشتیبانی زندگی[ویرایش]

در ایستگاه فضایی بین‌المللی، نظارت بر فشار هوا، میزان اکسیژن، آب، و اطفاء حریق توسط «سامانه کنترل محیط و پشتیبانی زندگی» انجام می‌گیرد. کنترل هوای قابل تنفس (اتمسفر) داخل ایستگاه فضایی بین‌المللی مهم‌ترین وظیفه این سامانه‌است. وظیفه تولید اکسیژن در ایستگاه به عهده دستگاهی موسوم به الکترون (دستگاه) است. الکترون نه تنها هوای درون ایستگاه را تصفیه می‌کند، بلکه با روش الکترولیز اکسیژن و هیدروژن را از آب مصرف‌شده در ایستگاه جدا کرده، اکسیژن را به اتمسفر ایستگاه برمی‌گرداند و هیدروژن را در فضا تخلیه می‌نماید. روش اصلی تصفیه هوای داخل ایستگاه در دستگاه الکترون، استفاده فیلترهایی مجهز به ذغال فعال است.


در کنار آن، تمام آب مصرف شده در ایستگاه ذخیره و بازیابی می‌شود. فاضلاب ایستگاه شامل پسماند و پیشاب سرنشینان از دستشویی‌ها و حمام، و بخار آب داخل ایستگاه جمع‌آوری شده، پس از تصفیه مجدداً آب خالص از آن بازیافته می‌شود و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فضای داخلی ایستگاه فضایی بین‌المللی نسبت به ایستگاه روسی میر بسیار بزرگ‌تر و کم‌سروصداتر است در آی‌اس‌اس پنجره‌های بیشتری نیز برای مشاهده زمین و محیط فضا جاسازی شده‌اند.

کنترل جهت[ویرایش]

جهت پرواز مداری ایستگاه فضایی بین‌المللی توسط یکی از دو سامانه موجود کنترل می‌شود. یکی از سامانه‌ها دارای چندین ژیروسکوپ کنترل‌کننده اندازهٔ حرکت زاویه‌ای|ژیروسکوپ کنترل‌کنندهٔ اندازهٔ حرکت زاویه‌ای است که در حالت عادی جهت حرکت ایستگاه را تنظیم می‌کند. در صورتی که اشباع شدن سامانه CMG آن را از انجام کار بازدارد، سامانه کنترل جهت روسی، به‌طور خودکار کنترل ایستگاه را در دست می‌گیرد. این سامانه با استفاده از پیشرانه‌های موجود در بخش‌های روسی، جهت ایستگاه را ثابت نگه می‌دارد.

کنترل ارتفاع[ویرایش]

ارتفاع ایستگاه فضایی بین‌المللی از سطح زمین بین ۲۷۸ کیلومتر تا ۴۶۰ کیلومتر در تغییر است. ارتفاع پایین‌تر معمولاً برای اتصال شاتل فضایی با محموله سنگین، و ارتفاع حداکثر ۴۲۵ کیلومتر برای اتصال فضاپیمای پشتیبانی سایوز حامل سرنشینان به ایستگاه مناسب است. به دلیل نیروی گرانش زمین، و اصطکاک جزئی ولی دائمی با اتمسفر بسیار رقیق لایه‌های فوقانی جو، ارتفاع ایستگاه فضایی بین‌المللی حدود ۲٫۵ کیلومتر در ماه کاهش می‌یابد.

این اصلاح ارتفاع توسط پیشرانه‌های موجود در بخش ازوزدا، و همچنین پس از اتصال شاتل فضایی، فضاپیمای پروگرس و فضاپیمای ترابری خودکار با استفاده از پیشرانه‌های آنها میسر است. اصلاح ارتفاع حدود ۳ ساعت (دو گردش مداری دور زمین) به طول می‌انجامد.

منبع[ویرایش]

ویکی پدیا فارسی[۱]