Estação espacial

O modular Estação Espacial Internacional

Uma estação espacial (ou estação orbital) é uma sonda capaz de suportar um grupo, que está concebido para permanecer no espaço (mais comumente em órbita baixa da Terra) por um período prolongado de tempo, e que a outra nave espacial pode encaixar. Uma estação espacial se distingue de outras naves espaciais usadas para voos espaciais tripulados por falta de maior propulsão ou sistemas de aterragem. Em vez disso outros veículos transporte de pessoas e carga de e para a estação. A partir de novembro 2012 duas estações espaciais estão em órbita: a Estação Espacial Internacional , e da China Tiangong 1 (que foi lançado com êxito em 29 de setembro de 2011, depois de ter falhado em sua tentativa anterior agosto lançamento). Estações anteriores incluem o Almaz e Série Salyut, Skylab e, mais recentemente Mir .

As estações espaciais são usados para estudar os efeitos do vôo espacial a longo prazo sobre o corpo humano, bem como a fornecer plataformas para maior número e duração dos estudos científicos do que disponível em outros veículos espaciais. Todas as estações espaciais foram concebidos com a intenção de rodar múltiplas equipes, com cada membro da tripulação de ficar a bordo da estação por semanas ou meses, mas raramente mais de um ano. Desde o fatídico vôo de Soyuz 11 para Salyut 1, todos os registros de duração do voo espacial tripulados têm sido filmado a bordo de estações espaciais. O recorde de duração para um único voo espacial é 437,7 dias, estabelecido pelo Valeriy Polyakov a bordo Mir, de 1994 a 1995. Em 2011, três astronautas completaram missões individuais de mais de um ano, tudo a bordo Mir.

As estações espaciais têm sido utilizados tanto para fins civis e militares. O último uso militar estação espacial foi Salyut 5, que foi usado pelo Programa Almaz da União Soviética em 1976 e 1977.

História

Conceitos iniciais

A Lua Tijolo, primeiro conhecido representação de uma estação espacial.

Foram previstas estações espaciais desde pelo menos 1869, quando Everett Hale escreveu sobre uma "lua tijolo 'na revista Atlantic Monthly. As estações espaciais também foram posteriormente previsto Konstantin Tsiolkovsky e Hermann Oberth.

Em 1929 De Herman Potočnik O Problema da viagem espacial foi publicado, e manteve-se popular por mais de 30 anos. Em 1951, em Semanal de Collier, Wernher von Braun publicou seu projeto para uma estação espacial em forma de roda.

Durante os Segunda Guerra Mundial cientistas alemães pesquisado um arma orbital que poderia utilizar a energia do sol. Este assim chamado " sol arma "seria parte de uma estação espacial em órbita da Terra a uma altura de 5.100 milhas (8200 km).

Com a Apollo 11 aterragem na Lua em julho de 1969, o Estados Unidos ganhou a corrida à Lua sobre o mundo do outro superpotência da época, a União Soviética . Isso fez com que a União Soviética a procurar outras maneiras de mostrar as suas capacidades de voo espacial.

Salyut, Almaz, e Skylab (1971-1986)

A primeira estação espacial foi Salyut 1, que foi lançado pela União Soviética em 19 de abril de 1971. Como todas as estações espaciais início, era "monolítica", destina-se a ser construído e lançado em uma única peça, e depois ocupado por uma tripulação mais tarde. Como tal, estações monolíticos geralmente continha todos os seus suprimentos e equipamentos experimental quando lançado, e foram consideradas "gastas", e, em seguida, abandonado, quando estes foram usados para cima.

As estações anteriores soviéticos foram todos designada "Salyut", mas entre eles havia dois tipos distintos: civis e militares. As estações militares, Salyut 2, Salyut 3, e Salyut 5, foram também conhecido como Estações Almaz.

As estações de civis Salyut 6 e Salyut 7 foram construídas com duas portas para conexão de aparelhos, o que permitiu uma segunda equipe para visitar, trazendo uma nova nave espacial com eles; o Soyuz balsa poderia passar 90 dias no espaço, após o qual ponto que precisava para ser substituída por uma nave espacial Soyuz fresco. Isto permitiu uma tripulação para o homem da estação continuamente. Skylab também foi equipado com duas portas para conexão de aparelhos, como estações de segunda geração, mas a porta extra nunca foi utilizado. A presença de uma segunda porta nas novas estações permitido Veículos de abastecimento Progress para ser encaixado para a estação, o que significa que novos suprimentos poderiam ser trazidos para ajudar missões de longa duração. Este conceito foi ampliado em Salyut 7, que "dura ancorado" com um Puxão TKS pouco antes de ser abandonado; este serviu como uma prova de conceito para a utilização de estações modulares de espaço. O Salyuts posterior pode razoavelmente ser visto como uma transição entre os dois grupos.

Mir (1986-1998)

Terra ea estação Mir

Ao contrário de estações anteriores, a estação espacial soviética Mir teve um design modular; uma unidade de núcleo foi lançado, e módulos adicionais, geralmente com uma função específica, foram adicionados mais tarde para isso. Este método permite uma maior flexibilidade na operação, assim como de eliminar a necessidade para uma única extremamente poderoso veículo de lançamento. Estações modulares também são projetados desde o início para ter seus suprimentos fornecido pelo apoio logístico, o que permite uma vida mais longa ao custo de exigir lançamentos de apoio regulares.

ISS (1998-presente)

O módulo central da estação espacial internacional foi lançado em 1998.

O ISS é dividido em duas seções principais, o segmento orbital do russo (ROS), eo segmento operacional Estados Unidos (USOS).

Usos módulos foram levados para a estação pela Space Shuttle e anexado manualmente à ISS por tripulações durante EVAs. As conexões são feitas manualmente para elétrica, dados, sistemas de propulsão e fluidos de arrefecimento. Isso resulta em uma única peça, que não é concebido para a desmontagem.

Módulos do segmento orbital do russo é capaz de lançar, voar e encaixar-se sem intervenção humana usando Proton foguetes. As conexões são feitas automaticamente para energia, dados e fluidos de propulsão e gases. A abordagem russa permite montagem de estações espaciais em órbita outros mundos, em preparação para missões tripuladas. O Módulo Nauka da ISS será usada na 12ª russo (/ Soviética) estação espacial, OPSEK, cujo principal objetivo é apoiar tripulado de exploração espacial profunda.

Estações modulares ou espaciais 'próxima geração' russos diferem das estações de peça única 'monolíticas', permitindo reconfiguração da estação para atender às necessidades em constante mudança. De acordo com um relatório de 2009, RKK Energia está a estudar métodos para remover a partir da estação alguns módulos do segmento russo Orbital quando o fim da missão é alcançado para a ISS e usá-los como base para uma nova estação, conhecida como a Assembléia Pilotado Orbital e Experimento Complex. Nenhum desses módulos teria chegado ao fim da sua vida útil em 2016 ou 2020. O relatório apresenta uma declaração de um engenheiro russo não identificado que acredita que, com base na experiência de Mir, uma vida de trinta anos deve ser possível, excepto danos micrometeoritos, porque os módulos russos foram construídos com em órbita remodelação em mente.

Tiangong (2011-presente)

Primeira estação espacial da China, Tiangong-1 foi lançado em setembro de 2011. O não-tripulado Shenzhou 8, em seguida, realizou com sucesso um encontro automático e de acoplamento em novembro de 2011. O tripulado Shenzhou 9, em seguida, acoplado com Tiangong-1 em Junho de 2012. O tripulado Shenzhou 10 deverá visitar em 2013. Dois mais estações espaciais, 2 e Tiangong Tiangong 3 são esperados para ser lançado nos anos seguintes, abrindo o caminho para a construção de uma maior estação espacial por volta de 2020.

Habitabilidade

Estas estações têm vários problemas que limitam a sua habitabilidade de longo prazo, tais como as taxas de reciclagem muito baixas, níveis relativamente altos de radiação e uma falta de gravidade. Alguns destes problemas causar desconforto e efeitos a longo prazo de saúde. No caso de erupções solares, todos os habitats atuais são protegidos pelo campo magnético da Terra, e estão abaixo da Cinturões de Van Allen.

Futuro habitats espaciais podem tentar resolver estas questões, e poderia ser destinado a ocupação a longo prazo. Alguns projetos pode até acomodar um grande número de pessoas, essencialmente "cidades no espaço" onde as pessoas fazem suas casas. Sem tal projeto ainda não foi construído, uma vez que mesmo para uma pequena estação, os atuais custos (2010) de lançamento não são economicamente ou politicamente viável.

Possíveis maneiras de lidar com esses custos seria a construção de um grande número de foguetes (economias de escala), empregam foguetes reutilizáveis, In Situ de Recursos Utilização, ou spacelaunch métodos não-foguetes, tais como elevadores espaciais. Por exemplo, em 1975, propondo a buscar habitabilidade longo prazo através de gravidade artificial e massa no espaço suficiente para permitir alta proteção contra radiações, o histórico mais ambicioso NASA estudo, um conceitual 10.000 pessoas spacestation, anteviu um futuro base do controlador de massa lançamento de 600 vezes a sua própria massa em material de lunar cumulativamente ao longo de anos.

Arquitetura

Painéis solares da estação espacial módulos backlit pelo sol

A estação espacial é um sistema complexo com muitos subsistemas inter-relacionados:

1. Estrutura
2. Energia elétrica
3. Controle térmico
4. Determinação de atitude e controle
5. Orbital navegação e propulsão
6. Automação e robótica
7. Computação e comunicações
8. Apoio ambiental e de vida
9. Instalações da tripulação
10. Tripulação e carga transporte

Lista de estações espaciais

As estações espaciais soviéticas veio em dois tipos, o civil Durable Estação Orbital (DOS), e os militares Estações Almaz. (Datas referem-se a períodos em que as estações eram habitadas por tripulações)

• Estações espaciais Salyut (URSS, 1971-1986)
  • Salyut 1 (1971, 1 tripulação e uma falha de encaixe)
  • DOS-2 (1972, falha no lançamento)
  • Salyut 2 / Almaz (1973, falhou logo após o lançamento)
  • Cosmos 557 (1973, re-inseridos 11 dias após o lançamento)
  • Salyut 3 / Almaz (1974, 1 tripulação e uma falha de encaixe)
  • Salyut 4 (1975, dois tripulantes e uma tripulação planejado não conseguiu atingir a órbita)
  • Salyut 5 / Almaz (1976-1977, dois tripulantes e 1 falhou o acoplamento)
  • Salyut 6 (1977-1981, 16 equipes (5 longa duração, 11 de curta duração e uma falha de encaixe)
  • Salyut 7 (1982-1986, 10 tripulações (6 longa duração, 4 de curta duração e uma falha de encaixe)
• Skylab (EUA, 1973-1979, 3 equipes)
• Mir / (URSS / Rússia, 1986-2000, 28 longas tripulações de duração)
• Estação Espacial Internacional (ISS) / / / / ( Estados Unidos , Agência Espacial Europeia , Japão , Rússia e Canadá 2000 em curso, 30 tripulações de longa duração a partir de abril de 2012)
• Tiangong (China, 2011-em curso)
  • Tiangong 1 (uma tripulação de 2011-em curso, a partir de junho de 2012)

Projetos cancelados

• United States Air Force Manned projeto do Laboratório Orbital, cancelada em 1969 cerca de um ano antes do primeiro vôo de teste planejado; este foi incomum, sendo um projeto explicitamente militar, em oposição à União Soviética Programa Almaz, que foi fortemente entrelaçada com, e escondida por, o programa Salyut contemporânea.

Módulo de reentrada Gêmeos B separa do MOL. 1967 desenho conceptual usando Gêmeos reentrada da nave espacial. (USAF)

• Uma segunda unidade Skylab ( Skylab B) foi fabricado, como um artigo de backup; devido aos elevados custos de fornecimento de veículos de lançamento, e um desejo pela NASA para encerrar as operações de Saturno e Apollo no tempo para se preparar para o Space Shuttle entrada em serviço, nunca foi levado. O casco pode agora ser visto na National Air and Space Museum, em Washington DC.

• Um número adicional de Salyuts foram produzidos, como backups ou como artigos de vôo que foram posteriormente canceladas.

• Os EUA Programa da Estação Espacial Freedom, que, apesar de estar sob desenvolvimento por dez anos, nunca foi lançado, em vez evoluindo para a Estação Espacial Internacional

• O Soviete / russo Mir-2 estação, que nunca foi construída, tivemos alguns dos seus elementos incorporados na Estação Espacial Internacional.

• O Facilidade Espaço Industrial foi uma estação proposto na década de 1980 que devia ser financiada com fundos privados. O projeto foi cancelado quando a empresa criada para construir, Space Industries Incorporated, foi incapaz de assegurar o financiamento do Governo dos Estados Unidos.

• O Europeu Columbus projeto planejado para criar uma pequena estação espacial atendido pelo Shuttle Hermes. Ela evoluiu para a ISS Módulo Columbus.

Desenvolvimentos futuros

• Os República Popular da China é esperado para lançar mais dois laboratórios espaciais chamados 2 e Tiangong Tiangong 3 antes de 2016. Será então lançar um módulo de três de 60 toneladas estação espacial até 2020. Projeto 921-2 é o nome de trabalho dada pela República Popular da China para planos de criar uma estação espacial tripulada. O público é convidado a apresentar sugestões para os nomes e símbolos para adornar o planejado Estação espacial chinês.

• US empresa Bigelow Aerospace está desenvolvendo a Estação Espacial Comercial Bigelow, um privado complexo orbital. Bigelow propõe a construir a estação espacial usando tanto Sundancer e BA 330 módulos da nave espacial expansíveis, bem como um centro de nó de acoplamento, de propulsão , painéis solares, e anexado cápsulas tripulação. Lançamento inicial de componentes estação espacial está prevista para 2014, com porções da estação disponível para uso concedido já em 2015. Bigelow começou a se referir publicamente aos configuração de dois módulos Sundancer iniciais e um BA-330 módulo-da primeira estação Bigelow como Espaço Complexo Alpha em outubro de 2010. Uma segunda orbital Complexo Espacial station- Bravo -é programada para começar lançamentos em 2016. Em fevereiro de 2011, os lançamentos para Space Complexo Alpha foram contratados para lançar em Atlas V e Falcon 9 veículos de lançamento, a partir de Cabo Canaveral , a partir de 2014.

• Em abril de 2008, a agência espacial russa propôs a construção de uma estaleiro de construção orbital (OPSEK) para naves espaciais muito pesado para o lançamento de Terra diretamente. Não seria começar a construção ou ser concluído até depois do desmantelamento da Estação Espacial Internacional. Este plano foi descrito para os parceiros da ISS por Anatoly Perminov 17 de junho de 2009.

• O Orbital Technologies Estação Espacial Comercial é um projeto de um russo corporação (Orbital Technologies). O CSS destina-se a acomodar diversas funções, tais como:
  • Possibilitar investigação microgravidade espacial.
  • Fornecer um destino para o voo espacial comercial humano, o turismo espacial, e programas do voo espacial humano estaduais patrocinado.
  • Atuando como um backup e refúgio seguro de emergência para a Estação Espacial Internacional e da sua tripulação.
  • Permitindo o desenvolvimento de produtos.
  • Facilitar a manutenção satélite e manutenção.
  • Fornecer um posto avançado de preparação para missões de voos espaciais tripulados para além da órbita baixa da Еarth.
  • Fornecimento de uma plataforma de sensoriamento remoto único capaz.

Exploração proposta de Gateway Platform em EML-1

O acordo de negócios para desenvolver e comercializar a estação foi recentemente clarificada pelo russo empresa Orbital Technologies, que está colaborando para desenvolver a estação com o Foguete and Space Technology Corporation Energia (RSC Energia).

• Excalibur Almaz, uma empresa internacional com sede na Ilha de Man, no Reino Unido e liderado por Arthur Dula, está desenvolvendo um sistema integrado por um espaço veículo reutilizável e uma estação espacial baseada na tecnologia dos postos militares soviéticos "Almaz". Neste esforço, Excalibur-Almaz é co-trabalhar com uma empresa russa com uma grande tradição em tecnologia aeroespacial, a associação militar-industrial "Mashinostroyenia".

• Em dezembro de 2011 Boeing propôs usar Nó 4 como o núcleo de um Exploração de Gateway Platform para ser construído na ISS e realocados via espaço rebocador a uma Terra-Lua Ponto Lagrange (EML-1 ou 2). O objetivo da plataforma seria apoiar missões de pouso lunar com um módulo lunar reutilizável após os dois primeiros Voos SLS. Seria também contornar a necessidade de um L1 depot propulsor para missões lunares. Outro hardware que incluem uma câmara, um "módulo internacional ', e uma MPLM baseado módulo habitat.

• Em fevereiro de 2012 Playboy propôs um "clube de espaço" orbital, em conjunto com a Virgin Galactic. Seus planos incluem um restaurante e um clube de dança da gravidade zero.