Montage der Internationalen Raumstation - Assembly of the International Space Station
Der Aufbau der Internationalen Raumstation (ISS) ist seit den 1990er Jahren im Gange. Zarya , das erste ISS-Modul, wurde am 20. November 1998 von einer Proton-Rakete gestartet. Zwei Wochen nach dem Start von Zarya folgte die Mission STS-88 Space Shuttle , die Unity , das erste von drei Knotenmodulen, mitbrachte und mit Zarya verband . Dieser nackte 2-Modul-Kern der ISS blieb für die nächsten eineinhalb Jahre unbemannt, bis im Juli 2000 das russische Modul Zvezda von einer Proton-Rakete gestartet wurde, wodurch eine maximale Besatzung von zwei Astronauten oder Kosmonauten dauerhaft auf der ISS bleiben konnte .
Die ISS hat ein Druckvolumen von ca. 1.000 Kubikmetern (35.000 cu ft), eine Masse von ca. 410.000 Kilogramm (900.000 lb), ca. 100 Kilowatt Leistung, eine Traverse 108,4 Meter (356 ft) lang, Module 74 Meter (243 .) ft) lang und eine Besatzung von sieben. Der Bau der kompletten Station erforderte mehr als 40 Montageflüge. Ab 2020 lieferten 36 Space-Shuttle-Flüge ISS-Elemente. Andere Montageflüge bestanden aus Modulen, die von der Falcon 9 , der russischen Proton- Rakete oder, im Fall von Pirs und Poisk , der Sojus-U- Rakete angehoben wurden .
Einige der größeren Module umfassen:
- Zarya (gestartet am 20. November 1998)
- Unity- Modul (gestartet am 4. Dezember 1998, auch bekannt als Node 1)
- Zvezda (gestartet am 12. Juli 2000)
- Destiny- Labormodul (gestartet am 7. Februar 2001)
- Harmony Module (gestartet am 23. Oktober 2007, auch bekannt als Node 2)
- Columbus Orbital-Anlage (gestartet am 7. Februar 2008)
- Japanisches Experimentiermodul , auch bekannt als Kibo (gestartet in mehreren Flügen zwischen 2008-2009)
- Das Fachwerk und die Sonnenkollektoren sind auch ein großer Teil der Station. (gestartet in mehreren Flügen zwischen 2000-2009)
- Nauka (MLM-U) (Start 21. Juli 2021)
Logistik
Die Raumstation befindet sich in einer Umlaufbahn um die Erde in einer Höhe von etwa 410 km (250 Meilen), eine Art von Umlaufbahn, die normalerweise als niedrige Erdumlaufbahn bezeichnet wird (die tatsächliche Höhe variiert im Laufe der Zeit aufgrund von atmosphärischem Widerstand und Wiederaufladungen um mehrere Kilometer ). Es umkreist die Erde in einem Zeitraum von etwa 90 Minuten; Bis August 2007 hatte es seit dem Start von Zarya am 20. November 1998 mehr als 50.000 Umlaufbahnen absolviert .
Bis zur Fertigstellung im Jahr 2010 sollten insgesamt 14 druckbeaufschlagte Hauptmodule Teil der ISS sein. Hinzu kommen eine Reihe kleinerer Druckkabinen ( Sojus-Raumschiff (dauerhaft 2 als Rettungsboote – 6 Monate Rotationen), Progress- Transporter ( 2 oder mehr), die Quest- und Pirs- Luftschleusen sowie regelmäßig das H-II Transfer Vehicle ).
Das US-Orbitalsegment wurde 2011 nach der Installation des Alpha-Magnetspektrometers während der STS-134- Mission fertiggestellt. Die russische Orbitalsegment- Baugruppe befindet sich seit der Installation des Rassvet- Moduls im Jahr 2010 während der STS-132- Mission auf unbestimmte Zeit . Das Rassvet- Modul auf der ISS sollte ursprünglich das dynamische Testmodell der inzwischen eingestellten Science Power Platform am Boden sein . Ab 2020 gibt es im russischen Orbitalsegment kein eigenes wissenschaftliches Labormodul. Das wissenschaftliche Labormodul Nauka sollte ursprünglich 2007 an die ISS geliefert werden, aber Kostenüberschreitungen und Qualitätskontrollprobleme haben es um über ein Jahrzehnt verzögert. Der aktuelle Plan sieht vor , dass Nauka Mitte 2021 geliefert wird, gefolgt von der Lieferung des Knotenmoduls Prichal im dritten Quartal 2021. Nauka wird über neue Besatzungsquartiere, lebenserhaltende Ausrüstung, die Sauerstoff und Wasser produzieren kann, und eine neue Kombüse verfügen . Es ist geplant, 2 oder 3 weitere Module hinzuzufügen, die Mitte der 2020er Jahre an Prichal angeschlossen werden sollen. Das Hinzufügen weiterer russischer Module in den Jahren 2021-25 wird dem Zvezda- Modul sehr helfen, da die ursprünglich installierten zentralen Befehlscomputer von Zvezda nicht mehr funktionieren (drei ThinkPad- Laptops sind jetzt die zentralen Befehlscomputer von Zvezda ) und seine Elektron-Sauerstoffgeneratoren nicht austauschbar sind und längst abgelaufen sind Datum. In russischen Modulen wird die gesamte Hardware mit fest installierten Geräten gestartet. Es ist unmöglich, Hardware wie im US-Orbital-Segment mit seinen sehr breiten 51 Zoll (105 cm) Lukenöffnungen zwischen den Modulen zu ersetzen. Dieses potenzielle Problem mit der Zvezda wurde deutlich, als im Oktober 2020 Toilette, Ofen und Elektron gleichzeitig ausfielen und die Kosmonauten an Bord Notreparaturen vornehmen mussten.
Die ISS wird nach ihrer Fertigstellung aus einem Satz kommunizierender Druckmodule bestehen, die mit einem Fachwerk verbunden sind , auf dem vier große Paare von Photovoltaikmodulen (Solarzellen) befestigt sind. Die Druckmodule und das Fachwerk stehen senkrecht: das Fachwerk erstreckt sich von Steuerbord nach Backbord und die bewohnbare Zone erstreckt sich auf der Achtern- Vorder-Achse. Obwohl die Lage der Station während des Baus variieren kann, ist die Achter-Vorwärts-Achse parallel zum Geschwindigkeitsvektor, wenn sich alle vier Photovoltaikmodule in ihrer endgültigen Position befinden.
Zusätzlich zu den Montage- und Nutzungsflügen sind bis 2010 rund 30 Flüge der Progress-Raumsonde für die Logistik erforderlich. Experimentelle Ausrüstung, Treibstoff und Verbrauchsmaterialien werden und werden von allen Fahrzeugen geliefert, die die ISS besuchen: der SpaceX Dragon , der russische Progress, der European ATV und der japanische HTV und Raumstation downmass werden auf der Erde Einrichtungen auf dem Drachen getragen werden zurück.
Columbia- Katastrophe und Änderungen der Baupläne
Katastrophe und Folgen
Nach der Katastrophe des Space Shuttle Columbia am 1. Februar 2003 herrschte Unsicherheit über die Zukunft der ISS. Die anschließende zweieinhalbjährige Aussetzung des US- Space-Shuttle-Programms , gefolgt von Problemen bei der Wiederaufnahme des Flugbetriebs im Jahr 2005, waren große Hindernisse.
Das Space-Shuttle-Programm nahm den Flug am 26. Juli 2005 mit der STS-114- Mission Discovery wieder auf . Diese Mission zur ISS sollte sowohl neue Sicherheitsmaßnahmen testen, die seit der Columbia- Katastrophe eingeführt wurden, als auch die Station mit Nachschub versorgen. Obwohl die Mission sicher erfolgreich war, war sie nicht ohne Risiko; Schaum wurde durch den externen Tank vergossen , was die NASA dazu veranlasste, anzukündigen, dass zukünftige Missionen geerdet werden würden, bis dieses Problem gelöst sei.
Zwischen der Columbia- Katastrophe und der Wiederaufnahme der Shuttle-Starts wurde der Besatzungsaustausch ausschließlich mit der russischen Sojus-Sonde durchgeführt . Beginnend mit Expedition 7 wurden zwei Astronauten-Betreuer-Crews im Gegensatz zu den zuvor gestarteten drei Crews gestartet. Da die ISS über einen längeren Zeitraum nicht von einem Shuttle besucht wurde, sammelte sich eine größere Abfallmenge als geplant an, die den Stationsbetrieb im Jahr 2004 vorübergehend behinderte. Progress Transporte und der Shuttleflug STS-114 haben dieses Problem jedoch behoben.
Änderungen in Bauplänen
An der ursprünglich geplanten ISS wurden schon vor der Columbia- Katastrophe viele Änderungen vorgenommen . Module und andere Strukturen wurden gestrichen oder ersetzt, und die Anzahl der Shuttle-Flüge zur ISS wurde gegenüber den zuvor geplanten Zahlen reduziert. Mehr als 80 % der Hardware, die Ende der 1990er Jahre Teil der ISS sein sollte, befand sich jedoch im Orbit und ist heute Teil der ISS-Konfiguration.
Während des Shuttle-Standdowns wurde der Bau der ISS gestoppt und die an Bord durchgeführte wissenschaftliche Arbeit war aufgrund der Besatzungsgröße von zwei begrenzt, was zu früheren Verzögerungen aufgrund von Shuttle-Problemen und Budgetbeschränkungen der russischen Raumfahrtbehörde führte.
Im März 2006 verabschiedete ein Treffen der Leiter der fünf teilnehmenden Weltraumorganisationen den neuen ISS-Bauplan, der die Fertigstellung der ISS bis 2010 vorsah.
Mit Stand Mai 2009 wurde nach 12 Shuttle-Bauflügen nach der zweiten „Return to Flight“-Mission STS-121 eine sechsköpfige Besatzung aufgestellt . Zu den Anforderungen für die Aufstockung der Besatzung gehörten eine verbesserte Umweltunterstützung auf der ISS, eine zweite Sojus, die dauerhaft an der Station angedockt ist, um als zweites "Rettungsboot" zu fungieren, häufigere Progress-Flüge, um die doppelte Menge an Verbrauchsmaterialien bereitzustellen, mehr Treibstoff für Manöver zum Anheben der Umlaufbahn , und eine ausreichende Versorgungsleitung von Versuchsausrüstung. Mit Stand November 2020 hat sich die Besatzungskapazität durch den Start von Crew Dragon von SpaceX auf sieben erhöht , die 4 Astronauten zur ISS befördern kann.
Spätere Ergänzungen umfassten das Bigelow Expandable Activity Module (BEAM) im Jahr 2016, und zahlreiche russische Komponenten sind im Rahmen des In-Orbit-Baus von OPSEK geplant .
Montagereihenfolge
Die ISS besteht aus 16 unter Druck stehenden Modulen: sechs russischen Modulen ( Zarya , Pirs , Zvezda , Poisk , Rassvet und Nauka ), acht US-Modulen ( BEAM , Leonardo , Harmony , Quest , Tranquility , Unity , Cupola und Destiny ), zwei japanische Module ( JEM-ELM-PS und JEM-PM ) und ein europäisches Modul ( Columbus ).
Das neueste Modul, Nauka , das am 21. Juli 2021 eingeführt wurde, wird das primäre Labormodul im russischen Segment werden
Mindestens ein weiteres russisches Druckmodul soll der Station hinzugefügt werden. Prichal ist ein kugelförmiger Docking-Knoten mit sechs Docking-Ports.
Obwohl nicht permanent an die ISS angedockt, waren bei einigen Shuttle-Missionen Multi-Purpose Logistics Modules (MPLMs) Teil der ISS. Ein MPLM war an Harmony (zunächst an Unity ) angeschlossen und wurde für Nachschub- und Logistikflüge verwendet.
An der ISS befestigte Raumfahrzeuge erweitern ebenfalls das unter Druck stehende Volumen. Mindestens ein Sojus-Raumschiff ist immer als „Rettungsboot“ angedockt und wird alle sechs Monate im Rahmen der Crew Rotation durch eine neue Sojus ersetzt. Die folgende Tabelle zeigt die Reihenfolge, in der diese Komponenten zur ISS hinzugefügt wurden. Stillgelegte und deorbitierte Module sind grau dargestellt.
Element | Montageflug |
Auflegungsdatum |
Starten Fahrzeug |
Länge | Durchmesser | Masse | Isolierte Ansicht | Stationsansicht |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Zarja (FGB) | 1A/R | 1998-11-20 | Proton-K | 12,56 m (41,2 Fuß) | 4,1 m (13 Fuß) | 24.968 kg (55.045 lb) | ||
Einheit (Knoten 1) | 2A | 1998-12-04 | Space Shuttle Endeavour ( STS-88 ) | 5,5 m (18 Fuß) | 4,3 m (14 Fuß) | 11.895 kg (26.224 Pfund) | ||
PMA-1 | 1,86 m (6 Fuß 1 Zoll) | 1,9 m (6 Fuß 3 Zoll) | 1.589 kg (3.503 lb) | |||||
PMA-2 | 1,86 m (6 Fuß 1 Zoll) | 1,9 m (6 Fuß 3 Zoll) | 1.376 kg (3.034 lb) | |||||
Zvezda (Servicemodul) | 1R | 2000-07-12 | Proton-K | 13,1 m (43 Fuß) | 4,2 m (14 Fuß) | 24.604 kg (54.243 lb) | ||
Z1 Fachwerk | 3A | 2000-10-11 | Space Shuttle- Entdeckung ( STS-92 ) | |||||
PMA-3 | 1,86 m (6 Fuß 1 Zoll) | 1,9 m (6 Fuß 3 Zoll) | 1.183 kg (2.608 Pfund) | |||||
P6 Fachwerk & Solar-Arrays | 4A | 2000-11-30 | Space Shuttle Endeavour ( STS-97 ) | |||||
Schicksal (US-Labor) | 5A | 2001-02-07 | Raumfähre Atlantis ( STS-98 ) | 9,2 m (30 Fuß) | 4,3 m (14 Fuß) | 14.515 kg (32.000 lb) | ||
ESP-1 | 5A.1 | 2001-03-08 | Space Shuttle- Entdeckung ( STS-102 ) | |||||
Canadarm2 (SSRMS) | 6A | 2001-04-19 | Space Shuttle Endeavour ( STS-100 ) | |||||
Quest (gemeinsame Luftschleuse) | 7A | 2001-07-12 | Raumfähre Atlantis ( STS-104 ) | 5,5 m (18 Fuß) | 4,0 m (13,1 Fuß) | 9.923 kg (21.876 lb) | ||
Pirs (Andockfach) | 4R | 2001-09-14 |
Sojus-U ( Fortschritt M-SO1 ) |
4,9 m (16 Fuß) | 2,55 m (8,4 Fuß) | 3.838 kg (8.461 lb) | ||
S0 Fachwerk | 8A | 2002-04-08 | Raumfähre Atlantis ( STS-110 ) | |||||
Mobiles Basissystem | UF2 | 2002-06-05 | Space Shuttle Endeavour ( STS-111 ) | |||||
S1 Fachwerk | 9A | 2002-10-07 | Raumfähre Atlantis ( STS-112 ) | |||||
P1 Fachwerk | 11A | 2002-11-23 | Space Shuttle Endeavour ( STS-113 ) | |||||
ESP-2 | LF1 | 2005-07-26 | Space Shuttle- Entdeckung ( STS-114 ) | |||||
P3/P4 Fachwerk & Solar-Arrays | 12A | 2006-09-09 | Raumfähre Atlantis ( STS-115 ) | |||||
P5 Fachwerk | 12A.1 | 2006-12-09 | Space-Shuttle- Entdeckung ( STS-116 ) | |||||
S3/S4 Fachwerk & Solar-Arrays | 13A | 2007-06-08 | Raumfähre Atlantis ( STS-117 ) | |||||
S5 Fachwerk | 13A.1 | 2007-08-08 | Space Shuttle Endeavour ( STS-118 ) | |||||
ESP-3 | ||||||||
Harmonie (Knoten 2) | 10 A | 2007-10-23 | Space Shuttle- Entdeckung ( STS-120 ) | 7,2 m
(24 Fuß) |
4,4 m
(14 Fuß) |
14.300 kg (31.500 lb) | ||
Umzug von P6 Truss |
||||||||
Columbus (Europäisches Labor) | 1E | 2008-02-07 | Raumfähre Atlantis ( STS-122 ) | 7 m
(23 Fuß) |
4,5 m
(15 Fuß) |
12.800 kg (28.219 lb) | ||
Dextre (SPDM) | 1J/A | 2008-03-11 | Space Shuttle Endeavour ( STS-123 ) | |||||
Experimentierlogistikmodul (ELM) | 4,21 m (13,8 Fuß) | 4,39 m (14,4 Fuß) | 8.386 kg (18.488 Pfund) | |||||
JEM Druckmodul (JEM-PM) | 1J | 2008-05-31 | Space-Shuttle- Entdeckung ( STS-124 ) | 11,19 m (36,7 Fuß) | 4,39 m (14,4 Fuß) | 15.900 kg (35.100 lb) | ||
JEM Fernmanipulatorsystem (JEMRMS) | ||||||||
S6 Fachwerk- und Solar-Arrays | 15A | 2009-03-15 | Space Shuttle- Entdeckung ( STS-119 ) | |||||
Kibo exponierte Einrichtung (JEM-EF) | 2J/A | 2009-07-15 | Space Shuttle Endeavour ( STS-127 ) | |||||
Poisk (MRM-2) | 5R | 2009-11-10 |
Sojus-U ( Fortschritt M-MIM2 ) |
|||||
ELC-1 | ULF3 | 2009-11-16 | Raumfähre Atlantis ( STS-129 ) | |||||
ELC-2 | ||||||||
Ruhe (Knoten 3) | 20A | 2010-02-08 | Space Shuttle Endeavour ( STS-130 ) | 6,706 m (22,00 Fuß) | 4,48 m (14,7 Fuß) | 19.000 kg (42.000 lb) | ||
Kuppel | ||||||||
Rassvet (MRM-1) | ULF4 | 2010-05-14 | Raumfähre Atlantis ( STS-132 ) | |||||
Leonardo (PMM) | ULF5 | 2011-02-24 | Space-Shuttle- Entdeckung ( STS-133 ) | 6,6 m
(22 Fuß) |
4,57 m (15,0 Fuß) | 4.082 kg (8.999 lb) | ||
ELC-4 | ||||||||
AMS-02 | ULF6 | 2011-05-16 | Space Shuttle Endeavour ( STS-134 ) | |||||
OBSS | ||||||||
ELC-3 | ||||||||
HRSGF | CRS SpX-2 | 2013-03-13 | Falcon 9 ( SpaceX CRS-2 ) | |||||
STRAHL | CRS SpX-8 | 2016-04-08 | Falcon 9 ( SpaceX CRS-8 ) | |||||
IDA-2 | CRS SpX-9 | 2016-07-18 | Falcon 9 ( SpaceX CRS-9 ) | |||||
IDA-3 | CRS SpX-18 | 2019-07-25 | Falcon 9 ( SpaceX CRS-18 ) | |||||
Bartolomeo | CRS SpX-20 | 2020-03-06 | Falcon 9 ( SpaceX CRS-20 ). | |||||
Nanoracks Bishop Airlock | CRS SpX-21 | 2020-12-06 | Falcon 9 ( SpaceX CRS-21 ) | |||||
iROSA | CRS SpX-22 | 2021-06-03 | Falcon 9 ( SpaceX CRS-22 ) | |||||
Nauka (MLM-U) | 3R | 2021-07-21 | Proton-M | 13 m (43 Fuß) | 4,25 m (13,9 Fuß) | 20.300 kg (44.800 lb) | ||
Europäischer Roboterarm | 11,3 m (37 Fuß) | 630 kg |
Zukünftige Elemente
- Im Januar 2021 kündigte die NASA Pläne an, die Solaranlagen der Station durch die Installation neuer Anlagen auf sechs der acht bestehenden Anlagen der Station aufzurüsten.
- Axiom Space plant, im Rahmen des kommerziellen Axiom Station-Projekts mehrere Module auf den Markt zu bringen, um dort zu verbinden, wo sich PMA-2 derzeit befindet. Am Ende des Lebens der ISS könnte die Axiom-Station von der ISS getrennt werden und als kommerzielle Plattform mit niedriger Umlaufbahn im Orbit weiterfahren.
Abgesagte Module
- Interims-Steuermodul – wird nach der Einführung von Zvezda nicht benötigt
- ISS-Antriebsmodul – nach dem Start von Zvezda nicht mehr benötigt
- Habitationsmodul (HAB) – Mit der Aufhebung des Habitationsmoduls werden nun Schlafplätze über die Station verteilt. Im russischen Segment sind es zwei und im US-Segment vier. Eine separate „Koje“ im Raum ist nicht notwendig – viele Besucher schnallen einfach ihren Schlafsack an die Wand eines Moduls, steigen ein und schlafen.
- Crew Return Vehicle (CRV) – ersetzt durch bemannte Raumfahrzeuge, die jederzeit an die Station angedockt sind ( Sojus , SpaceX Dragon 2 )
- Centrifuge Accommodations Module (CAM) – wäre an Harmony (Node 2) angeschlossen worden
- Nautilus-X-Zentrifugen-Demonstration – Wenn diese Zentrifuge hergestellt würde, wäre sie die erste Demonstration einer ausreichend großen Zentrifuge im Weltraum für künstliche Partial-g-Effekte gewesen. Es wurde als Schlafmodul für die ISS-Crew entwickelt.
- Science Power Platform (SPP) – Strom wird den russischen Segmenten teilweise von den US-Solarzellenplattformen zur Verfügung gestellt
- Russische Forschungsmodule (RM1 und RM2) – ersetzt durch einzelnes Mehrzwecklabormodul ( Nauka )
- Universal Docking Module (UDM) – zusammen mit den Forschungsmodulen, die daran angeschlossen werden sollten, abgesagt
- Science Power Module (NEM) – im April 2021 abgesagt und als Kernmodul der geplanten russischen Orbital Service Station (ROSS) verwendet.
Unbenutzte Module
Die folgenden Module wurden gebaut, aber in zukünftigen Planungen für die ISS ab Januar 2021 nicht verwendet.
- American Node 4 – Auch bekannt als Docking Hub System (DHS), würde es der Station ermöglichen, mehr Andockhäfen für Besucherfahrzeuge zu haben und aufblasbare Lebensräume und Technologiedemonstrationen als Teil der Station zu testen.
Kosten
Die ISS gilt als das teuerste jemals gebaute Objekt und kostet rund 150 Milliarden US-Dollar. Damit ist sie teurer als Skylab (kostet 2,2 Milliarden US-Dollar) und Mir (4,2 Milliarden US-Dollar).
Siehe auch
- Liste der bemannten Raumflüge zur Internationalen Raumstation
- Unbemannte Raumflüge zur Internationalen Raumstation
- Herstellung der Internationalen Raumstation
Verweise
Externe Links
- Animierter ISS-Montageprozess , Missionsbezeichnungen und Termine sind enthalten.
- Schema der geplanten Komponenten der ISS , Positionen der stornierten Module sind zu sehen.
- Medienartikel