Estacion espacial

El modular Estación Espacial Internacional

Una estación espacial (o estación orbital) es un nave espacial capaz de soportar una tripulación que está diseñado para permanecer en el espacio (más comúnmente en bajo la órbita de la Tierra) por un período prolongado de tiempo, ya que la otra nave puede atracar. Una estación espacial se distingue de otras naves espaciales utilizados para los vuelos espaciales tripulados por falta de mayor propulsión o sistemas de aterrizaje. En cambio otros vehículos de transporte de personas y carga desde y hacia la estación. En noviembre de 2012 dos estaciones espaciales están en órbita: la Estación Espacial Internacional , y la de China Tiangong 1 (que lanzó con éxito el 29 de septiembre de 2011, después de fracasar en su intento de lanzamiento antes de agosto). Estaciones anteriores incluyen el Almaz y Serie Salyut, Skylab y más recientemente Mir .

Las estaciones espaciales se utilizan para estudiar los efectos del vuelo espacial a largo plazo en el cuerpo humano, así como para proporcionar plataformas para un mayor número y duración de los estudios científicos que disponible en otros vehículos espaciales. Todas las estaciones espaciales han sido diseñados con la intención de rotar varios equipos, con cada miembro de la tripulación permanecer a bordo de la estación durante semanas o meses, pero rara vez más de un año. Desde el desafortunado vuelo de Soyuz 11 al Salyut 1, todos los registros de duración de los vuelos espaciales tripulados se han establecido a bordo de estaciones espaciales. La récord de duración para un único vuelo espacial es 437,7 días, establecido por Valeriy Polyakov a bordo del MIR desde 1994 hasta 1995. A partir de 2011, tres astronautas han completado misiones individuales de más de un año, todos a bordo Mir.

Las estaciones espaciales se han utilizado tanto para fines militares como civiles. El último uso militar estación espacial era Salyut 5, que fue utilizado por el Programa Almaz de la Unión Soviética en 1976 y 1977.

Historia

Los primeros conceptos

El ladrillo Luna, primero conocida representación de una estación espacial.

Las estaciones espaciales se han previsto al menos desde 1869 cuando Everett Hale escribió sobre una "luna de ladrillo 'en la revista Atlantic Monthly. Las estaciones espaciales también fueron más tarde previstas por Konstantin Tsiolkovsky y Hermann Oberth.

En 1929 Herman Potočnik El problema de los viajes espaciales se publicó, y sigue siendo popular por más de 30 años. En 1951, en Semanal de Collier, Wernher von Braun publicó su diseño para una estación espacial en forma de rueda.

Durante las Segunda Guerra Mundial los científicos alemanes investigado un arma orbital que podrían utilizar la energía del sol. Esta llamada " sol arma "sería parte de una estación espacial que orbita la Tierra a una altura de 5.100 millas (8200 kilometros).

Con el Apolo 11 aterrizaje en la Luna en julio de 1969, el Estados Unidos ganó la carrera a la Luna sobre el mundo otro superpotencia de la época, la Unión Soviética . Esto hizo que la Unión Soviética a buscar otras formas de mostrar sus capacidades de vuelo espacial.

Salyut, Almaz, y Skylab (1971-1986)

La primera estación espacial era Salyut 1, que fue lanzado por la Unión Soviética el 19 de abril de 1971. Al igual que todas las estaciones espaciales tempranas, era "monolítico", destinado a ser construido y puesto en marcha en una sola pieza, y luego con una tripulación más tarde. Como tales estaciones, monolíticos generalmente contenían todos sus suministros y equipo experimental cuando lanzó, y se considera "gastado", y luego abandonada, cuando estos se han agotado.

Las estaciones soviéticas anteriores fueron designados "Salyut", pero entre ellos había dos tipos distintos: civiles y militares. Las estaciones militares, Salyut 2, Salyut 3, y Salyut 5, también eran conocidos como Estaciones Almaz.

Las estaciones de civiles Salyut 6 y Salyut 7 fueron construidos con dos puertos de atraque, lo que permitió un segundo equipo para visitar, trayendo una nueva nave espacial con ellos; la Soyuz transbordador podría pasar 90 días en el espacio, después de lo cual el punto que necesitaba para ser reemplazado por una nave espacial Soyuz fresco. Esto permitió a un equipo al hombre la estación continuamente. Skylab también estaba equipado con dos puertos de acoplamiento, como estaciones de segunda generación, pero el puerto adicional nunca se utilizó. La presencia de un segundo puerto en las nuevas estaciones permitido Vehículos de suministro de progreso a ser acoplado a la estación, lo que significa que nuevos suministros podrían ser llevados a la ayuda misiones de larga duración. Este concepto se amplió en Salyut 7, que "dura acoplado" con un Remolcador TKS poco antes de que fuera abandonado; esto sirvió como una prueba de concepto para el uso de estaciones espaciales modulares. El Salyuts más tarde puede razonablemente ser visto como una transición entre los dos grupos.

Mir (1986-1998)

Tierra y la estación Mir

A diferencia de las estaciones anteriores, la estación espacial soviética Mir tenía una diseño modular; una unidad central se puso en marcha, y los módulos adicionales, por lo general con una función específica, se añadió más tarde a eso. Este método permite una mayor flexibilidad en la operación, así como la eliminación de la necesidad de una única inmensamente poderoso vehículo de lanzamiento. Estaciones modulares también están diseñados desde el principio para que sus suministros proporcionados por el apoyo logístico, lo que permite una mayor duración en el costo de requerir apoyo lanzamientos regulares.

ISS (1998-presente)

El módulo principal de la Estación Espacial Internacional se puso en marcha en 1998.

La ISS se divide en dos secciones principales, el segmento orbital ruso (ROS), y el segmento operacional Estados Unidos (USOS).

Usos módulos fueron llevados a la estación por la Transbordador Espacial y adjunto manualmente a la ISS por los equipos durante EVAs. Las conexiones se realizan de forma manual para eléctrico, de datos, de propulsión y los líquidos de refrigeración. Esto resulta en una sola pieza que no está diseñado para el desmontaje.

Módulos del segmento orbital ruso son capaces de poner en marcha, volar y atracar a sí mismos sin la intervención humana mediante Cohetes de protones. Las conexiones se realizan de forma automática para fuentes, datos y fluidos de propulsión y gases. El enfoque de Rusia permite el montaje de estaciones espaciales en órbita alrededor de otros mundos, en preparación para las misiones tripuladas. La Módulo Nauka de la ISS será utilizado en el 12 de Rusia (/ Soviética) estación espacial, OPSEK, cuyo principal objetivo es el apoyo a la exploración del espacio profundo tripulado.

Estaciones modulares o espacio de "nueva generación" de Rusia difieren de las estaciones de una sola pieza 'monolíticos' al permitir la reconfiguración de la estación para adaptarse a las necesidades cambiantes. Según un informe de 2009, RKK Energia está considerando métodos para eliminar de la estación de algunos módulos del Segmento orbital ruso cuando se llega al final de la misión de la ISS y utilizarlos como base para una nueva estación, conocida como la Orbital Asamblea pilotada y complejo experimento. Ninguno de estos módulos se habría llegado al final de su vida útil en 2016 o 2020. El informe presenta una declaración de un ingeniero ruso no identificado que cree que, basándose en la experiencia del Mir, una vida de treinta años debería ser posible, a excepción de daños micrometeoritos, ya que los módulos rusos se han construido con reformas en órbita en mente.

Tiangong (2011-presente)

Primera estación espacial de China, Tiangong-1 fue lanzado en septiembre de 2011. La no tripulado Shenzhou 8 entonces realizó con éxito un acoplamiento automático en noviembre de 2011. El tripulada Shenzhou 9 y luego se acopló a Tiangong-1, en junio de 2012. El tripulada Se espera Shenzhou 10 para visitar en 2013. Dos más estaciones espaciales, Tiangong 2 y Se espera Tiangong 3 que se lanzará en los años siguientes, allanando el camino para la construcción de un mayor estación espacial alrededor de 2020.

Habitabilidad

Estas estaciones tienen varios problemas que limitan su habitabilidad a largo plazo, tales como las tasas de reciclaje muy bajos, niveles relativamente altos de radiación y la falta de gravedad. Algunos de estos problemas causan malestar y largo plazo efectos sobre la salud. En el caso de las erupciones solares, todos los hábitats actuales están protegidos por el campo magnético de la Tierra, y están por debajo de la Cinturones de Van Allen.

Futuro hábitats espaciales pueden intentar abordar estas cuestiones, y podrían ser destinados a la ocupación a largo plazo. Algunos diseños incluso podrían dar cabida a un gran número de personas, esencialmente "ciudades en el espacio" donde la gente hacer sus hogares. No existe el diseño aún no se ha construido, ya que incluso para una estación pequeña, los actuales costos (2010) de lanzamiento no son económicamente o políticamente viable.

Las posibles maneras de hacer frente a estos costes serían para construir un gran número de cohetes (economías de escala), emplear cohetes reutilizables, In Situ de Recursos de utilización, o métodos spacelaunch no cohetes como ascensores espaciales. Por ejemplo, en 1975, proponiendo a buscar habitabilidad a largo plazo a través de gravedad artificial y suficiente masa en el espacio para permitir alta protección contra la radiación, el histórico más ambicioso de la NASA estudio, una conceptual 10.000 personas spacestation, la visión de un futuro base de controlador de masas lanzar 600 veces su propia masa de material lunar acumulativamente durante años.

Arquitectura

Los paneles solares de la estación espacial módulos iluminado por el Sol

Una estación espacial es un sistema complejo con muchos subsistemas interrelacionados:

1. Estructura
2. Energía eléctrica
3. Control térmico
4. Determinación de actitud y control
5. Navegación Orbital y propulsión
6. Automatización y robótica
7. Informática y comunicaciones
8. Apoyo Ambiental y de la vida
9. Instalaciones de la tripulación
10. Tripulación y carga, transporte

Lista de estaciones espaciales

Las estaciones espaciales soviéticas llegaron en dos tipos, el civil Durable Estación Orbital (DOS), y los militares Estaciones Almaz. (Fechas se refieren a los períodos en que las estaciones estaban habitadas por los equipos)

• Estaciones espaciales Salyut (URSS, 1971-1986)
  • Salyut 1 (1971, 1 tripulantes y 1 fallidos de acoplamiento)
  • DOS-2 (1972, fallo de lanzamiento)
  • Salyut 2 / Almaz (1973, fracasó poco después del lanzamiento)
  • Cosmos 557 (1973, volvió a entrar en once días después del lanzamiento)
  • Salyut 3 / Almaz (1974, 1 tripulantes y 1 falló acoplamiento)
  • Salyut 4 (1975, 2 tripulantes y 1 tripulación planeado no lograron alcanzar la órbita)
  • Salyut 5 / Almaz (1976-1977, 2 tripulantes y 1 falló acoplamiento)
  • Salyut 6 (1977-1981, 16 tripulaciones (5 larga duración, 11 de corta duración y 1 fallido de acoplamiento)
  • Salyut 7 (1982-1986, 10 tripulaciones (6 larga duración, 4 de corta duración y 1 fallido de acoplamiento)
• Skylab (EE.UU., 1973-1979, 3 tripulantes)
• Mir / (URSS / Rusia, 1986-2000, 28 largos tripulaciones de duración)
• Estación Espacial Internacional (ISS) / / / / ( Estados Unidos , la Agencia Espacial Europea , Japón , Rusia y Canadá 2000-en curso, 30 largos tripulaciones de duración a partir de abril 2012)
• Tiangong (China, 2011-en curso)
  • Tiangong 1 (2011-en curso, 1 equipo a partir de junio de 2012)

Proyectos cancelados

• Fuerza Aérea de los Estados Unidos Tripulado proyecto Laboratorio Orbital, cancelado en 1969 alrededor de un año antes del primer vuelo de prueba previsto; esto era inusual en ser un proyecto explícitamente militar, en contraposición a la Soviética Programa Almaz, que estaba fuertemente entrelazado con, y se oculta por el programa Salyut contemporánea.

Módulo de reentrada Gemini B se separa de la MOL. 1967 dibujo conceptual usando naves espaciales de reentrada Géminis. (USAF)

• Una segunda unidad Skylab ( Skylab B) fue fabricado, como un artículo de copia de seguridad; debido a los altos costos de prestación de los vehículos de lanzamiento, y un deseo por la NASA para cesar operaciones Saturno y Apolo en el tiempo para prepararse para el El transbordador espacial puesta en servicio, nunca fue volado. El casco se puede ver ahora en el National Air and Space Museum, en Washington DC.

• Un número de adicional Se produjeron Salyuts, como copias de seguridad o como artículos de vuelo que se cancelaron más tarde.

• Los EE.UU. Programa de la Estación Espacial Libertad, que, a pesar de estar en fase de desarrollo durante diez años, nunca se puso en marcha, en lugar evolucionando hacia la Estación Espacial Internacional

• El soviético / ruso Mir-2 de la estación, que nunca fue construido, tenía algunos de sus elementos incorporados a la Estación Espacial Internacional.

• La Facilidad Espacio Industrial fue una estación propuesta en la década de 1980 que iba a ser financiado con fondos privados. El proyecto fue cancelado cuando la empresa creada para construirlo, Espacio Industries Incorporated, fue incapaz de garantizar la financiación de la Gobierno de los Estados Unidos.

• El Europeo Proyecto de Colón planeó crear una pequeña estación espacial servida por la Transbordador Hermes. Se desarrolló en la Estación Espacial Internacional Módulo Columbus.

Desarrollos futuros

• Los República Popular de China se espera lanzar dos más laboratorios espaciales llamadas Tiangong 2 y Tiangong 3 antes de 2016. A continuación, poner en marcha un módulo de tres de 60 toneladas de la estación espacial en 2020. Proyecto 921-2 es el nombre de trabajo determinado por la República Popular de China por los planes para crear una estación espacial tripulada. Se le está pidiendo al público a presentar sugerencias para los nombres y los símbolos para adornar el planeadas Estación espacial china.

• EE.UU. empresa Bigelow Aerospace está desarrollando el Bigelow Estación Espacial Comercial, un privado complejo orbital. Bigelow propone la construcción de la estación espacial utilizando tanto Sundancer y BA 330 módulos de naves espaciales expandibles, así como un centro de nodo de acoplamiento, de propulsión , paneles solares, y unidos cápsulas de la tripulación. Lanzamiento inicial de componentes de la estación espacial está previsto para 2014, con partes de la estación disponible para uso arrendado ya en 2015. Bigelow comenzó a referirse públicamente a los dos módulos de configuración iniciales Sundancer y uno BA-330 módulo de la primera estación de Bigelow como Espacio Complejo Alfa en octubre de 2010. Un segundo orbital Complejo Espacial estación- Bravo -está previsto que comience lanzamientos en 2016. En febrero de 2011, los lanzamientos de espacio complejo Alfa han sido contratados para poner en marcha en Atlas V y Falcon 9 vehículos de lanzamiento, desde Cabo Cañaveral , a partir de 2014.

• En abril de 2008, la agencia espacial de Rusia propuso la construcción de un patio de construcción orbital (OPSEK) para las naves espaciales demasiado pesado para lanzar directamente desde la Tierra. No comenzaría a construirse o se terminó hasta después de la clausura de la Estación Espacial Internacional. Este plan fue descrito por los socios de la ISS Anatoly Perminov 17 de junio 2009.

• La Orbital Tecnologías Estación Espacial Comercial es un proyecto de un ruso corporación (Orbital Technologies). El CSS se destina a diversas funciones, tales como:
  • Investigación instrumental microgravedad espacial.
  • Proporcionar un destino para los vuelos espaciales comerciales humana, el turismo espacial, y los programas de vuelos espaciales humanos patrocinados por el estado.
  • Actuando como una copia de seguridad y refugio de emergencia para la Estación Espacial Internacional y su tripulación.
  • Habilitación de desarrollo de productos.
  • Facilitar el servicio de satélite y mantenimiento.
  • Proporcionar un puesto de avanzada de parada para las misiones de vuelos espaciales humanos más allá de la órbita baja Еarth.
  • El suministro de una plataforma de teledetección único capaz.

Exploración propuesta Plataforma Gateway en EML-1

El acuerdo comercial para el desarrollo y la comercialización de la estación se aclaró recientemente por Rusia firma Orbital Technologies, que está colaborando para desarrollar la estación con el Rocket and Space Technology Corporation Energia (RSC Energia).

• Excalibur Almaz, una empresa internacional con sede en la Isla de Man en el Reino Unido y dirigida por Arthur Dula, está desarrollando un sistema integrado por un vehículo espacial reutilizable y una estación espacial basado en la tecnología de las estaciones militares soviéticos "Almaz". En este esfuerzo, Excalibur Almaz-es co-trabajo con una empresa rusa con una gran tradición en la tecnología aeroespacial, la asociación militar-industrial "Mashinostroyenia".

• En diciembre de 2011 Boeing propuso utilizar Nodo 4 como el núcleo de una Exploración de Gateway Plataforma que se construirá en la ISS y se trasladó a través de remolcador espacial para una Tierra-Luna Punto de Lagrange (EML-1 o 2). El objetivo de la plataforma sería apoyar misiones de aterrizaje lunar con un módulo de aterrizaje lunar reutilizable después de los dos primeros Vuelos SLS. También sería pasar por alto la necesidad de una L1 depot propulsor para misiones lunares. Otro hardware incluiría una esclusa de aire, un 'módulo internacional ", y un MPLM basado módulo hábitat.

• En febrero de 2012 Playboy propuso un orbital "club espacial", en colaboración con Virgin Galactic. Sus planes incluyen un restaurante y un club de baile gravedad cero.