Estação Espacial Internacional - International Space Station

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Estação Espacial Internacional
Uma visão avançada da Estação Espacial Internacional com um membro da Terra ao fundo.  À vista estão as oito asas pareadas de painéis solares de cor marrom da estação, quatro de cada lado da estação, montadas em uma estrutura de treliça central.  Espaçados ao longo da treliça estão dez radiadores brancos.  Preso ao centro da treliça está um agrupamento de módulos pressurizados dispostos em forma de T alongado.  Um conjunto de painéis solares é montado no módulo na extremidade posterior do cluster.
A ISS em 23 de maio de 2010, conforme visto da STS-132
ISS insignia.svg
ISS emblem.png
Estatísticas da estação
COSPAR ID 1998-067A
SATCAT 25544
Indicativo de chamada Alpha , Station
Equipe técnica Totalmente tripulado: 7
Atualmente a bordo: 7
( Soyuz MS-18 , SpaceX Crew-2 )
Expedição: 65
Comandante: Akihiko Hoshide ( JAXA )
Lançar 20 de novembro de 1998 ; 22 anos atras  ( 20/11/1998 )
Plataforma de lançamento
Massa 419.725 kg (925.335 lb)
Comprimento 73,0 m (239,4 pés)
Largura 109,0 m (357,5 pés)
Volume pressurizado 915,6 m 3 (32.333 pés cúbicos)
Pressão atmosférica 101,3  kPa (14,7  psi ; 1,0  atm )
oxigênio 21%, nitrogênio 79%
Altitude do perigeu 418 km (259,7 mi) AMSL
Altitude de apogeu 422 km (262,2 mi) AMSL
Inclinação orbital 51,64 °
Velocidade orbital 7,66 km / s
(27.600 km / h; 17.100 mph)
Período orbital 92,68 minutos
Órbitas por dia 15,54
Época da órbita 24 de fevereiro de 2021 02:47:11
Dias em órbita 22 anos, 5 meses, 21 dias
(11 de maio de 2021)
Dias ocupados 20 anos, 6 meses, 9 dias
(11 de maio de 2021)
No. de órbitas 125.964 em dezembro de 2020
Decadência orbital 2 km / mês
Estatísticas de 9 de março de 2011
(salvo indicação em contrário)
Referências:
Configuração
Os componentes da ISS em um diagrama explodido, com os módulos em órbita destacados em laranja e aqueles que aguardam o lançamento em azul ou rosa
Elementos da estação em agosto de 2019
( vista explodida )

A Estação Espacial Internacional (ISS) é uma estação espacial modular ( satélite artificial habitável ) em órbita baixa da Terra . É um projeto colaborativo multinacional envolvendo cinco agências espaciais participantes: NASA (Estados Unidos), Roscosmos (Rússia), JAXA (Japão), ESA (Europa) e CSA (Canadá). A propriedade e o uso da estação espacial são estabelecidos por tratados e acordos intergovernamentais. A estação funciona como um laboratório de pesquisa de microgravidade e ambiente espacial , no qual pesquisas científicas são conduzidas em astrobiologia , astronomia , meteorologia , física e outros campos. A ISS é adequada para testar os sistemas de espaçonaves e equipamentos necessários para possíveis missões futuras de longa duração à Lua e Marte.

O programa da ISS evoluiu da Space Station Freedom , uma proposta americana concebida em 1984 para construir uma estação orbital terrestre permanentemente tripulada, e a proposta contemporânea Soviética / Russa Mir-2 com objetivos semelhantes. A ISS é a nona estação espacial a ser habitada por tripulações, seguindo as estações Soviética e posteriormente russa Salyut , Almaz e Mir e o Skylab dos Estados Unidos . É o maior objeto artificial no espaço e o maior satélite na órbita baixa da Terra, regularmente visível a olho nu da superfície da Terra. Ele mantém uma órbita com uma altitude média de 400 quilômetros (250 milhas) por meio de manobras reboost usando os motores do Zvezda módulo de serviço ou visitar nave espacial. A ISS circunda a Terra em cerca de 93 minutos, completando 15,5 órbitas por dia.

A estação é dividida em duas seções: o Segmento Orbital Russo (ROS) é operado pela Rússia, enquanto o Segmento Orbital dos Estados Unidos (USOS) é administrado pelos Estados Unidos, bem como por muitas outras nações. A Roscosmos endossou a operação contínua do ROS até 2024, tendo proposto o uso de elementos do segmento para construir uma nova estação espacial russa chamada OPSEK . O primeiro componente ISS foi lançado em 1998, e os primeiros residentes de longa duração chegaram em 2 de novembro de 2000 após serem lançados do Cosmódromo de Baikonur em 31 de outubro de 2000. Desde então, a estação tem estado continuamente ocupada por 20 anos e 190 dias, o mais longo período contínuo presença humana em órbita baixa da Terra, tendo superado o recorde anterior de 9 anos e 357 dias da estação espacial Mir . O mais recente módulo pressurizado principal, Leonardo , foi instalado em 2011 e um habitat espacial inflável experimental foi adicionado em 2016. O desenvolvimento e a montagem da estação continuam, com vários novos elementos russos importantes programados para lançamento a partir de 2021. Em dezembro de 2018, o a autorização de operação das estações foi estendida até 2030, com financiamento garantido até 2025. Houve apelos para privatizar as operações da ISS depois desse ponto para perseguir futuras missões da Lua e de Marte , com o ex -administrador da NASA Jim Bridenstein dizendo "dadas as nossas restrições orçamentárias atuais, se quisermos para ir à lua e queremos ir a Marte, precisamos comercializar a órbita baixa da Terra e seguir para a próxima etapa. "

O ISS consiste em módulos habitacionais pressurizados, treliças estruturais, painéis solares fotovoltaicos , radiadores térmicos , portas de encaixe , baias de experimentos e braços robóticos. Os principais módulos da ISS foram lançados pelos foguetes russos Proton e Soyuz e pelos ônibus espaciais dos EUA . A estação é servida por uma variedade de espaçonaves visitantes: a russa Soyuz and Progress , a SpaceX Dragon 2 , a Northrop Grumman Innovation Systems Cygnus , o japonês H-II Transfer Vehicle e, anteriormente, o European Automated Transfer Vehicle (ATV) e SpaceX Dragon 1 . A espaçonave Dragon permite o retorno de carga pressurizada à Terra, que é usada, por exemplo, para repatriar experimentos científicos para análises posteriores. Em novembro de 2020, 242 astronautas, cosmonautas e turistas espaciais de 19 países diferentes visitaram a estação espacial, muitos deles várias vezes; isso inclui 152 americanos, 49 russos, 9 japoneses, 8 canadenses e 5 italianos.

Objetivo

A ISS foi originalmente planejada para ser um laboratório, observatório e fábrica, fornecendo transporte, manutenção e uma base de preparação em órbita baixa da Terra para possíveis missões futuras à Lua, Marte e asteróides. No entanto, nem todos os usos previstos no memorando de entendimento inicial entre a NASA e a Roscosmos foram realizados. Na Política Espacial Nacional dos Estados Unidos de 2010 , a ISS recebeu funções adicionais de servir a propósitos comerciais, diplomáticos e educacionais.

Pesquisa científica

O comandante da expedição 8 e o oficial de ciências Michael Foale conduzem uma inspeção da caixa de luvas da ciência da microgravidade
Vista de olho de peixe de vários laboratórios

A ISS fornece uma plataforma para conduzir pesquisas científicas, com energia, dados, resfriamento e equipe disponível para apoiar os experimentos. Pequenas espaçonaves sem rosca também podem fornecer plataformas para experimentos, especialmente aqueles envolvendo gravidade zero e exposição ao espaço, mas as estações espaciais oferecem um ambiente de longo prazo onde os estudos podem ser realizados potencialmente por décadas, combinado com o pronto acesso por pesquisadores humanos.

O ISS simplifica experimentos individuais, permitindo que grupos de experimentos compartilhem os mesmos lançamentos e tempo de tripulação. A pesquisa é conduzida em uma ampla variedade de campos, incluindo astrobiologia , astronomia , ciências físicas , ciência dos materiais , clima espacial , meteorologia e pesquisa humana, incluindo medicina espacial e ciências da vida . Os cientistas da Terra têm acesso oportuno aos dados e podem sugerir modificações experimentais para a tripulação. Se os experimentos subsequentes forem necessários, os lançamentos rotineiramente programados de embarcações de reabastecimento permitem que um novo hardware seja lançado com relativa facilidade. As tripulações realizam expedições de vários meses, proporcionando aproximadamente 160 horas-homem por semana de trabalho com uma tripulação de seis pessoas. No entanto, uma quantidade considerável de tempo da tripulação é consumida pela manutenção da estação.

Talvez o experimento ISS mais notável seja o Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), que se destina a detectar matéria escura e responder a outras questões fundamentais sobre o nosso universo e é tão importante quanto o Telescópio Espacial Hubble de acordo com a NASA. Atualmente ancorado na estação, ele não poderia ter sido facilmente acomodado em uma plataforma de satélite de voo livre devido às suas necessidades de energia e largura de banda. Em 3 de abril de 2013, os cientistas relataram que indícios de matéria escura podem ter sido detectados pelo AMS. De acordo com os cientistas, " os primeiros resultados do Espectrômetro Magnético Alfa do espaço confirmam um excesso inexplicável de pósitrons de alta energia nos raios cósmicos ligados à Terra".

O ambiente espacial é hostil à vida. A presença desprotegida no espaço é caracterizada por um intenso campo de radiação (consistindo principalmente de prótons e outras partículas subatômicas carregadas do vento solar , além de raios cósmicos ), alto vácuo, temperaturas extremas e microgravidade. Algumas formas simples de vida chamadas extremófilos , bem como pequenos invertebrados chamados tardígrados, podem sobreviver neste ambiente em um estado extremamente seco por meio da dessecação .

A pesquisa médica melhora o conhecimento sobre os efeitos da exposição espacial de longo prazo no corpo humano, incluindo atrofia muscular , perda óssea e deslocamento de fluidos. Esses dados serão usados ​​para determinar se voos espaciais humanos de alta duração e colonização espacial são viáveis. Em 2006, dados sobre perda óssea e atrofia muscular sugerem que haveria um risco significativo de fraturas e problemas de movimento se os astronautas pousassem em um planeta após um longo cruzeiro interplanetário, como o intervalo de seis meses necessário para viajar a Marte .

Os estudos médicos são conduzidos a bordo da ISS em nome do National Space Biomedical Research Institute (NSBRI). Entre eles, destaca-se o estudo de Ultrassom Diagnóstico Avançado em Microgravidade , no qual os astronautas realizam varreduras de ultrassom sob a orientação de especialistas remotos. O estudo considera o diagnóstico e tratamento de condições médicas no espaço. Normalmente não há médico a bordo da ISS e o diagnóstico de condições médicas é um desafio. Prevê-se que a ultrassonografia guiada remotamente terá aplicação na Terra em situações de emergência e cuidados rurais, onde o acesso a um médico treinado é difícil.

Em agosto de 2020, cientistas relataram que bactérias da Terra, principalmente Deinococcus radiodurans , que são altamente resistentes aos riscos ambientais , sobreviveram por três anos no espaço sideral , com base em estudos realizados na Estação Espacial Internacional. Essas descobertas apoiaram a noção de panspermia , a hipótese de que a vida existe em todo o Universo , distribuída de várias maneiras, incluindo poeira espacial , meteoróides , asteróides , cometas , planetoides ou espaçonaves contaminadas .

O sensoriamento remoto da Terra, astronomia e pesquisas do espaço profundo na ISS aumentaram drasticamente durante a década de 2010 após a conclusão do Segmento Orbital dos EUA em 2011. Ao longo dos mais de 20 anos de pesquisadores do programa ISS a bordo da ISS e no solo examinaram aerossóis , ozônio , relâmpagos e óxidos na atmosfera da Terra, bem como o Sol , raios cósmicos , poeira cósmica , antimatéria e matéria escura no universo. Exemplos de experimentos de sensoriamento remoto de visualização da Terra que voaram na ISS são o Orbiting Carbon Observatory 3 , o ISS-RapidScat , o ECOSTRESS , o Global Ecosystem Dynamics Investigation e o Cloud Aerosol Transport System . Os telescópios e experimentos astronômicos baseados na ISS incluem o SOLAR , o Neutron Star Interior Composition Explorer , o Calorimetric Electron Telescope , o Monitor of All-sky X-ray Image (MAXI) e o Alpha Magnetic Spectrometer .

Queda livre

Membro da tripulação da ISS armazenando amostras
Uma comparação entre a combustão de uma vela na Terra (à esquerda) e em um ambiente de queda livre, como a encontrada na ISS (à direita)

A gravidade na altitude da ISS é aproximadamente 90% tão forte quanto na superfície da Terra, mas os objetos em órbita estão em um estado contínuo de queda livre , resultando em um estado aparente de ausência de peso . Esta ausência de peso percebida é perturbada por cinco efeitos separados:

  • Arraste da atmosfera residual.
  • Vibração dos movimentos dos sistemas mecânicos e da tripulação.
  • Atuação dos giroscópios de momento de controle de atitude a bordo .
  • Disparos de propulsores para mudanças de atitude ou orbitais.
  • Efeitos de gradiente de gravidade , também conhecidos como efeitos de maré . Os itens em locais diferentes dentro da ISS, se não fossem anexados à estação, seguiriam órbitas ligeiramente diferentes. Estando mecanicamente interconectados, esses itens sofrem pequenas forças que mantêm a estação em movimento como um corpo rígido .

Os pesquisadores estão investigando o efeito do ambiente quase sem peso da estação na evolução, desenvolvimento, crescimento e processos internos de plantas e animais. Em resposta a alguns desses dados, a NASA deseja investigar os efeitos da microgravidade no crescimento de tecidos tridimensionais semelhantes aos humanos e nos incomuns cristais de proteína que podem ser formados no espaço.

Investigar a física dos fluidos na microgravidade fornecerá melhores modelos do comportamento dos fluidos. Como os fluidos podem ser quase completamente combinados na microgravidade, os físicos investigam os fluidos que não se misturam bem na Terra. Além disso, o exame de reações que são retardadas por baixa gravidade e baixas temperaturas melhorará nossa compreensão da supercondutividade .

O estudo da ciência dos materiais é uma importante atividade de pesquisa do ISS, com o objetivo de colher benefícios econômicos por meio do aprimoramento das técnicas utilizadas no terreno. Outras áreas de interesse incluem o efeito do ambiente de baixa gravidade na combustão, através do estudo da eficiência de queima e controle de emissões e poluentes. Essas descobertas podem melhorar o conhecimento atual sobre a produção de energia e levar a benefícios econômicos e ambientais.

Exploração

Um plano 3D do complexo MARS-500 com base na Rússia , usado para conduzir experimentos terrestres que complementam os preparativos baseados na ISS para uma missão humana a Marte

A ISS fornece uma localização na segurança relativa da órbita baixa da Terra para testar os sistemas das espaçonaves que serão necessários para missões de longa duração à Lua e Marte. Isso fornece experiência em operações, manutenção, bem como atividades de reparo e substituição em órbita, que serão habilidades essenciais na operação de espaçonaves mais distantes da Terra, os riscos da missão podem ser reduzidos e as capacidades das espaçonaves interplanetárias avançadas. Referindo-se à experiência MARS-500 , a ESA afirma que "Embora a ISS seja essencial para responder às questões relativas ao possível impacto da gravidade zero, radiação e outros fatores específicos do espaço, aspectos como o efeito do isolamento a longo prazo e confinamento podem ser mais apropriadamente endereçadas por meio de simulações terrestres ". Sergey Krasnov, chefe dos programas de voo espacial humano da agência espacial russa Roscosmos, em 2011 sugeriu que uma "versão mais curta" do MARS-500 poderia ser realizada na ISS.

Em 2009, observando o valor da estrutura de parceria em si, Sergey Krasnov escreveu: "Quando comparados com parceiros agindo separadamente, parceiros que desenvolvem habilidades e recursos complementares podem nos dar muito mais garantia do sucesso e segurança da exploração espacial. A ISS está ajudando ainda mais avançar na exploração do espaço próximo à Terra e na realização de programas prospectivos de pesquisa e exploração do sistema solar, incluindo a Lua e Marte. " Uma missão tripulada a Marte pode ser um esforço multinacional envolvendo agências espaciais e países fora da atual parceria com a ISS. Em 2010, o Director-Geral da ESA, Jean-Jacques Dordain, afirmou que a sua agência estava pronta para propor aos outros quatro parceiros que a China, a Índia e a Coreia do Sul fossem convidadas a aderir à parceria ISS. O chefe da NASA, Charles Bolden, declarou em fevereiro de 2011: "Qualquer missão a Marte provavelmente será um esforço global". Atualmente, a legislação federal dos EUA impede a cooperação da NASA com a China em projetos espaciais.

Educação e divulgação cultural

Manuscritos originais de Júlio Verne exibidos pela equipe dentro do
ATV Júlio Verne

A equipe da ISS oferece oportunidades para os alunos na Terra, executando experimentos desenvolvidos por alunos, fazendo demonstrações educacionais, permitindo a participação dos alunos em versões em sala de aula dos experimentos da ISS e envolvendo os alunos diretamente usando rádio, videolink e e-mail. A ESA oferece uma ampla gama de materiais didáticos gratuitos que podem ser baixados para uso em salas de aula. Em uma lição, os alunos podem navegar em um modelo 3D do interior e exterior da ISS e enfrentar desafios espontâneos para resolver em tempo real.

JAXA tem como objetivo inspirar as crianças a "buscarem a arte" e aumentar sua "consciência da importância da vida e de suas responsabilidades na sociedade". Por meio de uma série de guias educacionais, os alunos desenvolvem uma compreensão mais profunda do passado e do futuro próximo dos voos espaciais tripulados, bem como da Terra e da vida. Nos experimentos JAXA "Seeds in Space", os efeitos de mutação do voo espacial em sementes de plantas a bordo da ISS são explorados pelo cultivo de sementes de girassol que voaram na ISS por cerca de nove meses. Na primeira fase de utilização do Kibō, de 2008 a meados de 2010, pesquisadores de mais de uma dúzia de universidades japonesas conduziram experimentos em diversos campos.

As atividades culturais são outro objetivo importante do programa ISS. Tetsuo Tanaka, o diretor do Centro de Meio Ambiente e Utilização do Espaço da JAXA, disse: "Há algo no espaço que toca até mesmo as pessoas que não estão interessadas em ciência."

Rádio Amador na ISS (ARISS) é um programa de voluntariado que incentiva estudantes em todo o mundo a seguir carreiras em ciência, tecnologia, engenharia e matemática, por meio de oportunidades de comunicação de rádio amador com a equipe da ISS. ARISS é um grupo de trabalho internacional, composto por delegações de nove países, incluindo vários da Europa, além de Japão, Rússia, Canadá e Estados Unidos. Em áreas onde o equipamento de rádio não pode ser usado, o viva-voz conecta os alunos às estações terrestres que conectam as chamadas à estação espacial.

Gravação de voz falada pelo astronauta da ESA Paolo Nespoli sobre o assunto da ISS, produzida em novembro de 2017 para a Wikipedia

First Orbit é um documentário de longa-metragem de 2011 sobre Vostok 1 , o primeiro vôo espacial tripulado ao redor da Terra. Ao combinar a órbita da ISS com a de Vostok 1 o mais próximo possível, em termos de caminho no solo e hora do dia, o documentarista Christopher Riley e o astronauta da ESA Paolo Nespoli puderam filmar a vista que Yuri Gagarin teve em seu orbital pioneiro voo espacial. Esta nova filmagem foi cortada junto com as gravações de áudio da missão Vostok 1 originais provenientes do Arquivo do Estado Russo. Nespoli é creditado como o diretor de fotografia para este documentário, como ele gravou a maioria do próprio filmagem durante a Expedição 26 de / 27 de . O filme foi transmitido em uma estreia global no YouTube em 2011 sob uma licença gratuita através do site firstorbit.org .

Em maio de 2013, o comandante Chris Hadfield filmou um videoclipe de " Space Oddity " de David Bowie a bordo da estação, que foi lançado no YouTube. Foi o primeiro videoclipe a ser filmado no espaço.

Em novembro de 2017, ao participar em Expedition 52 / 53 na ISS, Paolo Nespoli fez duas gravações de sua voz falada (um em Inglês e outro em sua Itália natal), para uso em Wikipedia artigos. Este foi o primeiro conteúdo feito no espaço especificamente para a Wikipedia.

Construção

Manufatura

Fabricação e processamento do Nó 2 do módulo ISS nas Instalações de Processamento da Estação Espacial

Como a Estação Espacial Internacional é um projeto colaborativo multinacional, os componentes para montagem em órbita foram fabricados em vários países ao redor do mundo. Começando em meados da década de 1990, os componentes norte-americanos Destiny , Unity , a Integrated Truss Structure e os painéis solares foram fabricados no Marshall Space Flight Center e no Michoud Assembly Facility . Esses módulos foram entregues ao Edifício de Operações e Check-out e à Instalação de Processamento da Estação Espacial (SSPF) para montagem final e processamento para lançamento.

Os módulos russos, incluindo Zarya e Zvezda , foram fabricados no Centro Espacial de Pesquisa e Produção do Estado de Khrunichev em Moscou . O Zvezda foi fabricado inicialmente em 1985 como um componente do Mir-2 , mas nunca foi lançado e, em vez disso, tornou-se o Módulo de Serviço ISS.

O módulo Columbus da Agência Espacial Européia (ESA) foi fabricado nas instalações de Transporte Espacial da EADS Astrium em Bremen , Alemanha, junto com muitos outros empreiteiros em toda a Europa. Os outros módulos construídos pela ESA - Harmony , Tranquility , Leonardo MPLM e Cupola - foram inicialmente fabricados na fábrica da Thales Alenia Space em Torino, Itália. Os cascos de aço estrutural dos módulos foram transportados por aeronaves até o Centro Espacial Kennedy SSPF para processamento do lançamento.

O Módulo Experimental Japonês Kibō foi fabricado em várias instalações de manufatura de tecnologia no Japão, no Centro Espacial Tsukuba da NASDA (agora JAXA) e no Instituto de Ciência Espacial e Astronáutica . O módulo Kibo foi transportado de navio e levado de avião até a SSPF.

O Mobile Servicing System , composto pelo Canadarm2 e pela garra Dextre , foi fabricado em várias fábricas no Canadá (como o David Florida Laboratory ) e nos Estados Unidos, sob contrato com a Agência Espacial Canadense . O sistema de base móvel, uma estrutura de conexão para Canadarm2 montado em trilhos, foi construído pela Northrop Grumman .

conjunto

A montagem da Estação Espacial Internacional, um grande empreendimento na arquitetura espacial , começou em novembro de 1998. Módulos russos lançados e ancorados roboticamente, com exceção de Rassvet . Todos os outros módulos foram entregues pelo Ônibus Espacial , que exigiu a instalação dos tripulantes da ISS e do Ônibus Espacial utilizando o Canadarm2 (SSRMS) e atividades extra-veiculares (EVAs); em 5 de junho de 2011, eles adicionaram 159 componentes durante mais de 1.000 horas de EVA. 127 dessas caminhadas espaciais originaram-se da estação e as 32 restantes foram lançadas das eclusas de ar de ônibus espaciais ancorados. O ângulo beta da estação teve que ser considerado em todos os momentos durante a construção.

O primeiro módulo da ISS, Zarya , foi lançado em 20 de novembro de 1998 em um foguete russo Proton autônomo . Fornecia propulsão, controle de atitude , comunicações, energia elétrica, mas não tinha funções de suporte de vida de longo prazo. Duas semanas depois, um módulo passivo da NASA Unity foi lançado a bordo do vôo STS-88 do ônibus espacial e anexado a Zarya por astronautas durante os EVAs. Este módulo tem dois adaptadores de acoplamento pressurizados (PMAs), um se conecta permanentemente a Zarya , o outro permite que o ônibus espacial atracasse na estação espacial. Naquela época, a estação russa Mir ainda era habitada e a ISS permaneceu sem travas por dois anos. Em 12 de julho de 2000, o Zvezda foi lançado em órbita. Comandos pré-programados a bordo implantaram seus painéis solares e antena de comunicação. Ele então se tornou o alvo passivo para um encontro com Zarya e Unity : ele manteve uma órbita de estação enquanto o veículo Zarya - Unity realizava o encontro e atracação via controle de solo e o sistema automatizado russo de encontro e atracação. O computador de Zarya transferiu o controle da estação para o computador do Zvezda logo após o acoplamento. Zvezda acrescentou dormitórios, banheiro, cozinha, purificadores de CO 2 , desumidificador, geradores de oxigênio, equipamento de exercícios, além de comunicações de dados, voz e televisão com controle de missão. Isso permitiu a habitação permanente da estação.

A primeira tripulação residente, Expedição 1 , chegou em novembro de 2000 na Soyuz TM-31 . No final do primeiro dia na estação, o astronauta Bill Shepherd solicitou o uso do indicativo de rádio " Alpha ", que ele e o cosmonauta Krikalev preferiram ao mais complicado " Estação Espacial Internacional ". O nome " Alpha " já havia sido usado para a estação no início dos anos 1990, e seu uso foi autorizado para toda a Expedição 1. Shepherd vinha defendendo o uso de um novo nome para gerentes de projeto há algum tempo. Referindo-se a uma tradição naval em uma entrevista coletiva de pré-lançamento, ele disse: "Por milhares de anos, os humanos têm ido para o mar em navios. As pessoas projetaram e construíram essas embarcações, lançaram-nas com a boa sensação de que um nome trará o bem fortuna para a tripulação e sucesso para sua viagem. " Yuri Semenov , o presidente da Russian Space Corporation Energia na época, desaprovou o nome " Alpha " por achar que Mir era a primeira estação espacial modular, então os nomes " Beta " ou " Mir  2" para a ISS teriam sido mais adequado.

A expedição 1 chegou no meio do caminho entre os voos da STS-92 e da STS-97 . Cada um desses dois voos do Ônibus Espacial adicionou segmentos da Estrutura Truss integrada da estação , que fornecia à estação comunicação em banda Ku para a televisão dos EUA, suporte de atitude adicional necessário para a massa adicional do USOS e painéis solares substanciais suplementando os quatro solares existentes da estação matrizes.

Nos dois anos seguintes, a estação continuou a se expandir. Um foguete Soyuz-U entregou o compartimento de encaixe do Pirs . Os ônibus espaciais Discovery , Atlantis e Endeavor entregaram o laboratório Destiny e a câmara de descompressão Quest , além do braço robótico principal da estação, o Canadarm2 , e vários outros segmentos da Estrutura Treliça Integrada.

O cronograma de expansão foi interrompido pelo desastre do ônibus espacial Columbia em 2003 e um hiato resultante nos voos. O ônibus espacial ficou parado até 2005 com o STS-114 pilotado pela Discovery .

A montagem foi retomada em 2006 com a chegada do STS-115 com Atlantis , que entregou o segundo conjunto de painéis solares da estação. Vários outros segmentos de treliça e um terceiro conjunto de matrizes foram entregues em STS-116 , STS-117 e STS-118 . Como resultado da grande expansão das capacidades de geração de energia da estação, mais módulos pressurizados puderam ser acomodados, e o nó Harmony e o laboratório europeu Columbus foram adicionados. Estes foram logo seguidos pelos primeiros dois componentes do Kibō . Em março de 2009, o STS-119 concluiu a Estrutura Treliça Integrada com a instalação do quarto e último conjunto de painéis solares. A seção final do Kibō foi entregue em julho de 2009 na STS-127 , seguida pelo módulo Poisk russo . O terceiro nó, Tranquilidade , foi entregue em fevereiro de 2010 durante o STS-130 pelo Ônibus Espacial Endeavour , ao lado da Cúpula , seguido em maio de 2010 pelo penúltimo módulo russo, Rassvet . Rassvet foi entregue pelo ônibus espacial Atlantis na STS-132 em troca da entrega da próton russa do módulo Zarya financiado pelos EUA em 1998. O último módulo pressurizado do USOS, Leonardo , foi trazido para a estação em fevereiro de 2011 no vôo final of Discovery , STS-133 . O Espectrômetro Magnético Alfa foi entregue pela Endeavor em STS-134 no mesmo ano.

Em junho de 2011, a estação consistia em 15 módulos pressurizados e a Estrutura Treliça Integrada. Cinco módulos ainda serão lançados, incluindo o Nauka com o European Robotic Arm , o módulo Prichal e dois módulos de potência chamados NEM-1 e NEM-2. Em maio de 2020, o futuro módulo de pesquisa primário da Rússia, Nauka, deve ser lançado na primavera de 2021, junto com o Braço Robótico Europeu, que será capaz de se deslocar para diferentes partes dos módulos russos da estação.

A massa bruta da estação muda com o tempo. A massa total de lançamento dos módulos em órbita é de cerca de 417.289 kg (919.965 lb) (em 3 de setembro de 2011). A massa de experimentos, peças sobressalentes, objetos pessoais, tripulação, gêneros alimentícios, roupas, propelentes, suprimentos de água, suprimentos de gás, espaçonaves ancoradas e outros itens somam-se à massa total da estação. O gás hidrogênio é constantemente ventilado para o mar pelos geradores de oxigênio.

Estrutura

Projeto técnico de componentes

A ISS é uma estação espacial modular de terceira geração. As estações modulares podem permitir que os módulos sejam adicionados ou removidos da estrutura existente, permitindo maior flexibilidade.

Abaixo está um diagrama dos principais componentes da estação. As áreas azuis são seções pressurizadas acessíveis pela tripulação sem o uso de trajes espaciais. A superestrutura não pressurizada da estação é indicada em vermelho. Outros componentes não pressurizados são amarelos. O nó Unity se junta diretamente ao laboratório de Destiny . Para maior clareza, eles são mostrados separadamente.

Porto de ancoragem russo
Painel solar Zvezda DOS-8
(módulo de serviço)
Painel solar
Porto de ancoragem russo
Poisk (MRM-2)
câmara
Pirs
airlock
Porto de ancoragem russo
Laboratório de Nauka
para substituir Pirs
Braço robótico europeu
Prichal
Matriz solar (retraída) Zarya FGB
(primeiro módulo)
Matriz solar (retraída)
Rassvet
(MRM-1)
Porto de ancoragem russo
PMA 1
Porto de atracação de espaçonaves de carga
Doca de
carga Leonardo

Habitat BEAM
Quest
airlock

Nó de unidade 1

Nó de tranquilidade 3
Bishop
airlock
ESP-2 Cúpula
Painel solar Painel solar Radiador de calor Radiador de calor Painel solar Painel solar
ELC 2 , AMS Treliça Z1 ELC 3
Treliça S5 / 6 Treliça S3 / S4 S1 Truss S0 Truss P1 Truss Treliça P3 / P4 P5 / 6 Truss
ELC 4 , ESP 3 ELC 1
Braço robótico Dextre
Braço robótico Canadarm2
Painel solar Painel solar Painel solar Painel solar
ESP-1
Laboratório destino

Baía de carga logística de Kibō
Adaptador de encaixe IDA 3
Porto de atracação de espaçonaves de carga
Porta de encaixe PMA 3
Braço robótico Kibō
Cargas externas
Laboratório colombo

Harmonia 2

Laboratório Kibō
Plataforma externa Kibō
Porta de encaixe PMA 2
Adaptador de encaixe IDA 2
Módulos Axiom

Módulos pressurizados

Zarya vista pelo Ônibus Espacial Endeavour durante a STS-88

Zarya

Zarya ( russo : Заря́ , lit. 'Dawn'), também conhecido como Bloco de Carga Funcional ou FGB (do russo: "Функционально-грузовой блок" , lit. ' Funktsionalno-gruzovoy blok ' ou ФГБ ), é o primeiro módulo da ISS ter sido lançada. O FGB forneceu energia elétrica, armazenamento, propulsão e orientação para a ISS durante o estágio inicial de montagem. Com o lançamento e montagem em órbita de outros módulos com funcionalidade mais especializada, o Zarya passou a ser utilizado principalmente para armazenamento, tanto dentro da seção pressurizada quanto nos tanques de combustível montados externamente. O Zarya é um descendente da espaçonave TKS projetada para o programa russo Salyut . O nome Zarya ("Dawn") foi dado à FGB porque significava o início de uma nova era de cooperação internacional no espaço. Embora tenha sido construído por uma empresa russa, é propriedade dos Estados Unidos.

Unidade vista pelo Ônibus Espacial Endeavour durante a STS-88

Unidade

O módulo de conexão Unity , também conhecido como Nó 1, é o primeiro componente da ISS construído nos EUA. Ele conecta os segmentos russo e americano da estação e é onde a tripulação faz as refeições juntas.

O módulo tem formato cilíndrico, com seis locais de atracação ( vante , , bombordo , estibordo , zênite e nadir ) facilitando as conexões com outros módulos. A unidade mede 4,57 metros (15,0 pés) de diâmetro, 5,47 metros (17,9 pés) de comprimento, é feita de aço e foi construída para a NASA pela Boeing em uma fábrica no Marshall Space Flight Center em Huntsville, Alabama . O Unity é o primeiro dos três módulos de conexão; os outros dois são Harmonia e Tranquilidade .

Zvezda visto pelo ônibus espacial Endeavour durante a STS-97

Zvezda

Zvezda (russo: Звезда́ , que significa "estrela"), Salyut DOS-8 , também conhecido como Módulo de Serviço Zvezda , é um módulo do ISS. Foi o terceiro módulo lançado para a estação e fornece todos os sistemas de suporte de vida da estação , alguns dos quais são complementados no USOS, bem como alojamento para dois tripulantes. É o centro estrutural e funcional do Segmento Orbital Russo , que é a parte russa da ISS. A tripulação se reúne aqui para lidar com emergências na estação.

O módulo foi fabricado pela RKK Energia , com grande subcontratação da GKNPTs Khrunichev. O Zvezda foi lançado em um foguete Proton em 12 de julho de 2000 e acoplado ao módulo Zarya em 26 de julho de 2000.

O módulo Destiny sendo instalado no ISS

Destino

O módulo Destiny , também conhecido como Laboratório dos EUA, é a principal instalação operacional para cargas úteis de pesquisa dos EUA a bordo da ISS. Foi atracado para o módulo Unity e ativado por um período de cinco dias em fevereiro de 2001. Destiny é a primeira estação de pesquisa orbital operacional permanente da NASA desde que Skylab foi desocupado em fevereiro de 1974. A Boeing Company começou a construção de 14,5 toneladas (32.000 lb ) laboratório de pesquisa em 1995 no Michoud Assembly Facility e depois no Marshall Space Flight Center em Huntsville, Alabama. Destiny foi enviado para o Centro Espacial Kennedy na Flórida em 1998 e entregue à NASA para os preparativos de pré-lançamento em agosto de 2000. Foi lançado em 7 de fevereiro de 2001, a bordo do Ônibus Espacial Atlantis na STS-98 . Os astronautas trabalham dentro da instalação pressurizada para conduzir pesquisas em vários campos científicos. Cientistas de todo o mundo usariam os resultados para aprimorar seus estudos em medicina, engenharia, biotecnologia, física, ciência dos materiais e ciências da Terra.

Módulo
Quest Joint Airlock

Busca

O Quest Joint Airlock, anteriormente conhecido como Joint Airlock Module, é o principal airlock da ISS. O Quest foi projetado para hospedar passeios espaciais com trajes espaciais de Unidade de Mobilidade Extraveicular (EMU) e trajes espaciais Orlan . A eclusa de ar foi lançada no STS-104 em 14 de julho de 2001. Antes da Quest ser anexada, as caminhadas espaciais russas usando trajes Orlan só podiam ser feitas a partir do módulo de serviço Zvezda , e as caminhadas espaciais americanas usando EMUs só eram possíveis quando um ônibus espacial estava ancorado. A chegada do compartimento de atracação Pirs em 16 de setembro de 2001 forneceu outra câmara de descompressão a partir da qual as caminhadas espaciais Orlan podem ser conduzidas.

O módulo Pirs anexado à ISS.
Poisk após chegar à ISS em 12 de novembro de 2009.

Pirs e Poisk

Pirs (russo: Пирс , lit. 'Pier') e Poisk (russo: По́иск , lit. 'Search') são módulos de eclusa de ar russos, cada um com duas hachuras idênticas. Uma escotilha de abertura externa na estação espacial Mir falhou depois que ela se abriu muito rápido após ser destravada, por causa de uma pequena quantidade de pressão de ar remanescente na câmara de descompressão. Todas as escotilhas EVA na ISS abrem para dentro e são vedadas por pressão. Pirs foi usado para armazenar, consertar e reformar os trajes Orlan russos e fornecer entrada de contingência para a tripulação usando os trajes americanos ligeiramente mais volumosos. As portas de acoplamento mais externas em ambas as eclusas de ar permitem a acoplagem das espaçonaves Soyuz e Progress, e a transferência automática de propelentes de e para o armazenamento no ROS.

Pirs foi lançado em 14 de setembro de 2001, como ISS Assembly Mission 4R, em um foguete russo Soyuz-U, usando uma espaçonave Progress modificada , Progress M-SO1 , como um estágio superior. O Poisk foi lançado em 10 de novembro de 2009 acoplado a uma espaçonave Progress modificada , chamada Progress M-MIM2 , em um foguete Soyuz-U da plataforma de lançamento 1 no cosmódromo de Baikonur, no Cazaquistão .

Harmonia mostrada conectada a Columbus , Kibo e Destiny . Faces PMA-2. Os locais do nadir e do zênite estão abertos.

Harmonia

O Harmony , também conhecido como Nó 2 , é o "hub de utilitários" da ISS. Conecta os módulos de laboratório dos Estados Unidos, Europa e Japão, além de fornecer energia elétrica e dados eletrônicos. Cabines de dormir para quatro membros da tripulação estão alojadas aqui.

O Harmony foi lançado com sucesso no espaço a bordo do vôo STS-120 do ônibus espacial em 23 de outubro de 2007. Depois de ser temporariamente anexado ao lado bombordo do nó Unity , foi movido para sua localização permanente na extremidade dianteira do laboratório de Destiny em 14 de novembro , 2007. Harmony adicionou 2.666 pés cúbicos (75,5 m 3 ) ao volume vivo da estação, um aumento de quase 20 por cento, de 15.000 pés cúbicos (420 m 3 ) para 17.666 pés cúbicos (500,2 m 3 ). Sua instalação bem-sucedida significou que, do ponto de vista da NASA, a estação foi considerada "US Core Complete".

Tranquilidade em 2011

Tranqüilidade

Tranquility , também conhecido como Node 3, é um módulo da ISS. Ele contém sistemas de controle ambiental, sistemas de suporte de vida , um banheiro, equipamentos de ginástica e uma cúpula de observação .

A Agência Espacial Europeia e a Agência Espacial Italiana tiveram o Tranquility fabricado pela Thales Alenia Space . Uma cerimônia em 20 de novembro de 2009 transferiu a propriedade do módulo para a NASA. Em 8 de fevereiro de 2010, a NASA lançou o módulo da missão STS-130 do ônibus espacial .

O módulo Columbus na ISS

Colombo

Columbus é um laboratório de ciências que faz parte da ISS e é a maior contribuição individual para a estação feita pela Agência Espacial Europeia.

Assim como os módulos Harmony e Tranquility , o laboratório Columbus foi construído em Torino , Itália , pela Thales Alenia Space . O equipamento funcional e o software do laboratório foram projetados pela EADS em Bremen , Alemanha . Também foi integrado em Bremen antes de ser transportado para o Centro Espacial Kennedy, na Flórida, em um Airbus Beluga . Foi lançado a bordo do Ônibus Espacial Atlantis em 7 de fevereiro de 2008, no vôo STS-122 . Ele foi projetado para dez anos de operação. O módulo é controlado pelo Columbus Control Center , localizado no German Space Operations Center , parte do German Aerospace Center em Oberpfaffenhofen perto de Munique , Alemanha.

A Agência Espacial Européia gastou 1,4 bilhão (cerca de US $ 2 bilhões) na construção do Columbus , incluindo os experimentos que ele carrega e a infraestrutura de controle de solo necessária para operá-los.

Instalação exposta de Kibō à direita

Kibō

O Módulo Experimental Japonês (JEM), apelidado de Kibō ( き ぼ う , Kibō , Hope) , é um módulo científico japonês para a Estação Espacial Internacional (ISS) desenvolvido pela JAXA. É o maior módulo ISS único e está conectado ao módulo Harmony . As duas primeiras peças do módulo foram lançadas nas missões do Ônibus Espacial STS-123 e STS-124 . O terceiro e último componente foi lançado no STS-127 .

A Cúpula de janelas com persianas abertas.

Cúpula

A Cupola é um módulo observatório construído pela ESA da ISS. Seu nome deriva da palavra italiana cúpula , que significa " cúpula ". Suas sete janelas são usadas para conduzir experimentos, ancoragens e observações da Terra. Foi lançado a bordo da missão STS-130 do Ônibus Espacial em 8 de fevereiro de 2010 e anexado ao módulo Tranquilidade (Nodo 3). Com a Cupola instalada , a montagem da ISS atingiu 85 por cento de conclusão. A cúpula da janela central, tem um diâmetro de 80 cm (31 pol).

Rassvet visto do módulo Cupola durante o STS-132 com um progresso no canto inferior direito

Rassvet

Rassvet ( russo : Рассве́т ; lit. "amanhecer"), também conhecido como Mini-Research Module 1 (MRM-1) ( russo : Малый исследовательский модуль , МИМ 1 ) e anteriormente conhecido como Docking Cargo Module (DCM), é um componente da Estação Espacial Internacional (ISS). O projeto do módulo é semelhante ao Módulo de acoplamento Mir lançado na STS-74 em 1995. Rassvet é usado principalmente para armazenamento de carga e como uma porta de acoplamento para naves espaciais visitantes. Ele voou para a ISS a bordo do ônibus espacial Atlantis na missão STS-132 em 14 de maio de 2010 e foi conectado à ISS em 18 de maio de 2010. A escotilha conectando Rassvet com a ISS foi inaugurada em 20 de maio de 2010. Em 28 de junho Em 2010, a espaçonave Soyuz TMA-19 realizou o primeiro acoplamento com o módulo.

Módulo Multiuso Permanente
Leonardo

Leonardo

O Módulo Multifuncional Permanente Leonardo (PMM) é um módulo da Estação Espacial Internacional. Ele foi levado ao espaço a bordo do Ônibus Espacial na STS-133 em 24 de fevereiro de 2011 e instalado em 1º de março. Leonardo é usado principalmente para armazenamento de peças sobressalentes, suprimentos e resíduos na ISS, que até então era armazenado em muitos lugares diferentes dentro da estação espacial. É também a área de higiene pessoal dos astronautas que vivem no Segmento Orbital dos Estados Unidos . O Leonardo PMM era um Módulo de Logística Multifuncional (MPLM) antes de 2011, mas foi modificado em sua configuração atual. Anteriormente, era um dos dois MPLM usados ​​para trazer carga de e para a ISS com o ônibus espacial. O módulo foi nomeado em homenagem ao polímata italiano Leonardo da Vinci .

Módulo de atividade expansível Bigelow

Progressão da expansão do BEAM

O Módulo de Atividade Expansível Bigelow (BEAM) é um módulo de estação espacial expansível experimental desenvolvido pela Bigelow Aerospace , sob contrato com a NASA, para teste como um módulo temporário na Estação Espacial Internacional (ISS) de 2016 a pelo menos 2020. Ele chegou ao O ISS em 10 de abril de 2016, foi atracado à estação em 16 de abril, e foi ampliado e pressurizado em 28 de maio de 2016.

IDA-1 vertical

Adaptadores de encaixe internacionais

O International Docking Adapter (IDA) é um adaptador de sistema de acoplamento de nave espacial desenvolvido para converter APAS-95 para o NASA Docking System (NDS). Um IDA é colocado em cada um dos dois adaptadores pressurizados de acoplamento (PMAs) abertos do ISS , ambos conectados ao módulo Harmony .

Dois adaptadores de acoplamento internacionais estão atualmente instalados a bordo da estação. Originalmente, o IDA-1 foi planejado para ser instalado no PMA-2, localizado na porta de encaminhamento do Harmony , e o IDA-2 seria instalado no PMA-3 no zênite do Harmony . Depois que o IDA 1 foi destruído em um incidente de lançamento , o IDA-2 foi instalado no PMA-2 em 19 de agosto de 2016, enquanto o IDA-3 foi instalado posteriormente no PMA-3 em 21 de agosto de 2019.

Módulo de airlock NanoRacks Bishop instalado na ISS.

Módulo Bishop Airlock

O NanoRacks Bishop Airlock Module é um módulo de airlock financiado comercialmente lançado para a ISS no SpaceX CRS-21 em 6 de dezembro de 2020. O módulo foi construído pela NanoRacks , Thales Alenia Space e Boeing. Ele será usado para implantar CubeSats , pequenos satélites e outras cargas úteis externas para NASA, CASIS e outros clientes comerciais e governamentais.

Elementos não pressurizados

Análise dos componentes de treliça ISS mostrando treliças e todas as ORUs in situ

O ISS possui um grande número de componentes externos que não requerem pressurização. A maior delas é a Estrutura Treliça Integrada (ITS), na qual os principais painéis solares e radiadores térmicos da estação são montados. O ITS consiste em dez segmentos separados formando uma estrutura de 108,5 metros (356 pés) de comprimento.

A estação foi projetada para ter vários componentes externos menores, como seis braços robóticos, três plataformas de armazenamento externo (ESPs) e quatro transportadoras logísticas ExPRESS (ELCs). Embora essas plataformas permitam que experimentos (incluindo MISSE , STP-H3 e a missão de reabastecimento robótico ) sejam implantados e conduzidos no vácuo do espaço, fornecendo eletricidade e processando dados experimentais localmente, sua função principal é armazenar unidades de reposição orbitais (ORUs ) ORUs são peças que podem ser substituídas quando falham ou passam de sua vida útil, incluindo bombas, tanques de armazenamento, antenas e unidades de bateria. Essas unidades são substituídas por astronautas durante o EVA ou por braços robóticos. Várias missões de transporte foram dedicadas à entrega de ORUs, incluindo STS-129 , STS-133 e STS-134. Em janeiro de 2011, apenas um outro modo de transporte de ORUs tinha sido utilizado - o navio de carga japonês HTV-2 - que entregou um FHRC e CTC-2 por meio de seu Palete Exposto (EP).

Construção da Estrutura Treliça Integrada sobre a Nova Zelândia.

Existem também instalações de exposição menores montadas diretamente nos módulos do laboratório; o Kibō Exposed Facility serve como um " alpendre " externo para o complexo Kibō , e uma instalação no laboratório europeu Columbus fornece energia e conexões de dados para experimentos como o European Technology Exposure Facility e o Atomic Clock Ensemble in Space . Um instrumento de sensoriamento remoto , SAGE III-ISS , foi entregue à estação em fevereiro de 2017 a bordo do CRS-10 , e o experimento NICER foi entregue a bordo do CRS-11 em junho de 2017. A maior carga útil científica montada externamente ao ISS é o Alfa Magnético Espectrômetro (AMS), um experimento de física de partículas lançado no STS-134 em maio de 2011 e montado externamente no ITS. O AMS mede os raios cósmicos para procurar evidências de matéria escura e antimatéria.

A Bartolomeo External Payload Hosting Platform comercial , fabricada pela Airbus, foi lançada em 6 de março de 2020 a bordo do CRS-20 e conectada ao módulo europeu Columbus . Ele fornecerá 12 slots de carga útil externos adicionais, complementando os oito nas transportadoras logísticas ExPRESS , dez em Kibō e quatro em Columbus . O sistema foi projetado para ser atendido por robôs e não exigirá a intervenção de um astronauta. Tem o nome do irmão mais novo de Cristóvão Colombo.

Braços robóticos e guindastes de carga

O comandante Volkov fica em Pirs, de costas para a Soyuz, enquanto opera o
guindaste manual
Strela (que está segurando o fotógrafo Oleg Kononenko ).
Dextre , como muitos dos experimentos da estação e braços robóticos, pode ser operado da Terra, permitindo que as tarefas sejam realizadas enquanto a tripulação dorme.

A Estrutura de Treliça Integrada serve como base para o sistema manipulador remoto principal da estação, o Sistema de Serviço Móvel (MSS), que é composto por três componentes principais:

  • Canadarm2 , o maior braço robótico da ISS, tem uma massa de 1.800 quilogramas (4.000 lb) e é usado para: acoplar e manipular espaçonaves e módulos no USOS; manter os membros da tripulação e o equipamento no lugar durante os EVAs; e mova Dextre para executar tarefas.
  • Dextre é um manipulador robótico de 1.560 kg (3.440 lb) que tem dois braços e um torso giratório, com ferramentas elétricas, luzes e vídeo para substituir unidades orbitais de substituição (ORUs) e executar outras tarefas que requerem controle fino.
  • O Mobile Base System (MBS) é uma plataforma que se desloca sobre trilhos ao longo da treliça principal da estação, que serve como base móvel para Canadarm2 e Dextre, permitindo que os braços robóticos alcancem todas as partes do USOS.

Uma fixação de garra foi adicionada ao Zarya no STS-134 para permitir que o Canadarm2 se infiltrasse no Segmento Orbital Russo. Também instalado durante o STS-134 foi o Orbiter Boom Sensor System (OBSS) de 15 m (50 pés) , que tinha sido usado para inspecionar telhas de proteção térmica em missões do ônibus espacial e que pode ser usado na estação para aumentar o alcance do MSS . A equipe na Terra ou na ISS pode operar os componentes do MSS usando controle remoto, realizando trabalho fora da estação sem a necessidade de caminhadas espaciais.

O Sistema Manipulador Remoto do Japão , que atende a Instalação Exposta de Kibō , foi lançado no STS-124 e está conectado ao Módulo Pressurizado Kibō . O braço é semelhante ao braço do ônibus espacial, pois está permanentemente preso em uma extremidade e tem um dispositivo de travamento para acessórios de garra padrão na outra.

Componentes planejados

Braço Robótico Europeu

O Braço Robótico Europeu, que atenderá o Segmento Orbital Russo, será lançado junto com o Módulo de Laboratório Multiuso em 2021. após ter sido adiado devido à pandemia de Covid-19 . O ROS não requer a manipulação de naves espaciais ou módulos, pois todas as naves e módulos são acoplados automaticamente e podem ser descartados da mesma forma. A tripulação usa os dois guindastes de carga Strela (em russo : Стрела́ , literalmente 'Arrow') durante os EVAs para mover a tripulação e o equipamento ao redor do ROS. Cada guindaste Strela tem uma massa de 45 kg (99 lb).

Nauka

Renderização artística do módulo
Nauka acoplado ao Zvezda

Nauka (russo: Нау́ка , lit. 'Ciência'), também conhecido como Multipurpose Laboratory Module (MLM), (russo: Многофункциональный лабораторный модуль , ou МЛМ ), é um componente da ISS que ainda foi lançado no espaço. O MLM é financiado pela Roscosmos State Corporation . Nos planos ISS originais, Nauka era usar a localização do Docking e Estiva Module (DSM), mas o DSM mais tarde foi substituído pelo Rassvet módulo e mudou-se para Zarya ' port nadir s. Planners agora antecipar que Nauka irá atracar em Zvezda ' port nadir s, substituindo o Pirs módulo.

O lançamento do Nauka , inicialmente planejado para 2007, foi repetidamente adiado por vários motivos. A partir de maio de 2020, o lançamento para a ISS é atribuído a não antes de Primavera de 2021. Após esta data, as garantias de alguns dos Nauka ' sistemas s irá expirar.

Prichal

Maquete do Prichal módulo no Yuri Gagarin Cosmonaut Training Center

Prichal , também conhecido como Uzlovoy Module ou UM (russo: Узловой Модуль Причал , lit. 'Nodal Module Berth'), é um módulo em forma de bola de 4 toneladas (8.800 lb) que permitirá o encaixe de dois módulos científicos e de potência durante o estágio final da montagem da estação, e fornecer ao segmento russo portas de acoplamento adicionais para receber as espaçonaves Soyuz MS e Progress MS. O UM está previsto para ser lançado no terceiro trimestre de 2021. Ele será integrado com uma versão especial da espaçonave de carga Progress e lançado por um foguete Soyuz padrão, atracando ao porto nadir do módulo Nauka . Uma porta está equipada com uma porta de dock híbrida ativa, que permite a docking com o módulo MLM. As cinco portas restantes são híbridas passivas, permitindo a ancoragem de veículos Soyuz e Progress, bem como módulos mais pesados ​​e futuras espaçonaves com sistemas de ancoragem modificados. O módulo de nó foi planejado para servir como o único elemento permanente do Orbital Piloted Assembly and Experiment Complex (OPSEK) cancelado.

Módulos de poder da ciência 1 e 2

Science Power Module 1 (SPM-1, também conhecido como NEM-1) e Science Power Module 2 (SPM-2, também conhecido como NEM-2) são módulos que foram originalmente planejados para chegar à ISS antes de 2024, e encaixe no módulo Prichal , que está planejado para ser conectado ao módulo Nauka . Em abril de 2021, a Roscosmos anunciou que o NEM-1 seria adaptado para funcionar como o módulo central da Estação de Serviço Orbital Russa (ROSS) proposta , e não seria lançado antes de 2028.

Segmento Axiom

Em janeiro de 2020, a NASA concedeu à Axiom Space um contrato para construir um módulo comercial para a ISS com uma data de lançamento de 2024. O contrato está sob o programa NextSTEP2 . A NASA negociou com a Axiom um contrato firme de preço fixo para construir e entregar o módulo, que será conectado ao porto avançado do módulo Harmony (Nodo 2) da estação espacial . Embora a NASA tenha comissionado apenas um módulo, a Axiom planeja construir um segmento inteiro consistindo de cinco módulos, incluindo um módulo de nó, uma pesquisa orbital e instalação de fabricação, um habitat para a tripulação e um "observatório da Terra com janelas grandes". Espera-se que o segmento Axiom aumente muito as capacidades e o valor da estação espacial, permitindo tripulações maiores e voos espaciais privados por outras organizações. A Axiom planeja converter o segmento em uma estação espacial autônoma assim que a ISS for desativada, com a intenção de que ela atue como sucessora da ISS.

Componentes propostos

Xbase

Fabricado pela Bigelow Aerospace . Em agosto de 2016, Bigelow negociou um acordo com a NASA para desenvolver um protótipo terrestre em tamanho real de Habitação no Espaço Profundo baseado no B330 na segunda fase da Next Space Technologies for Exploration Partnerships. O módulo é chamado de Expansível Bigelow Advanced Station Enhancement (XBASE), pois Bigelow espera testar o módulo conectando-o à Estação Espacial Internacional.

Independência-1

Nanoracks, depois de finalizar seu contrato com a NASA, e depois de ganhar o prêmio NextSTEPs Fase II, está agora desenvolvendo seu conceito Independence-1 (anteriormente conhecido como Ixion), que transformaria os tanques de foguetes em uma área habitável para ser testada no espaço. Na primavera de 2018, Nanoracks anunciou que Ixion agora é conhecido como Independence-1, o primeiro 'posto avançado' no Programa de Posto Avançado Espacial Nanoracks.

Demonstração da centrífuga Nautilus-X

Se produzida, esta centrífuga será a primeira demonstração no espaço de centrífuga de escala suficiente para efeitos artificiais de g parcial. Ele será projetado para se tornar um módulo de repouso para a tripulação da ISS.

Componentes cancelados

O módulo de Habitação cancelado em construção em Michoud em 1997

Vários módulos planejados para a estação foram cancelados durante o programa da ISS. As razões incluem restrições orçamentárias, os módulos se tornando desnecessários e redesenho das estações após o desastre de 2003 no Columbia . O Módulo de Acomodações de Centrífugas dos EUA teria hospedado experimentos científicos em vários níveis de gravidade artificial . O Módulo de Habitação dos EUA teria servido como alojamento para a estação. Em vez disso, os aposentos agora estão espalhados por toda a estação. O US Interim Control Module e o ISS Propulsion Module teriam substituído as funções do Zvezda em caso de falha de lançamento. Dois Módulos de Pesquisa Russa foram planejados para pesquisa científica. Eles teriam sido acoplados a um Módulo de Acoplamento Universal Russo . A plataforma de energia científica russa teria fornecido energia ao segmento orbital russo independente dos painéis solares ITS.

Sistemas de bordo

Suporte de vida

Os sistemas críticos são o sistema de controle da atmosfera, o sistema de abastecimento de água, as instalações de abastecimento de alimentos, o equipamento de saneamento e higiene e o equipamento de detecção e supressão de incêndio. Os sistemas de suporte de vida do Segmento Orbital Russo estão contidos no módulo de serviço Zvezda . Alguns desses sistemas são complementados por equipamentos no USOS. O laboratório Nauka possui um conjunto completo de sistemas de suporte de vida.

Sistemas de controle atmosférico

Um fluxograma mostrando os componentes do sistema de suporte de vida da ISS.
As interações entre os componentes do Sistema de Controle Ambiental e Suporte à Vida (ECLSS) do ISS

A atmosfera a bordo da ISS é semelhante à da Terra . A pressão de ar normal no ISS é 101,3 kPa (14,69 psi); o mesmo que ao nível do mar na Terra. Uma atmosfera semelhante à da Terra oferece benefícios para o conforto da tripulação e é muito mais segura do que uma atmosfera de oxigênio puro, devido ao aumento do risco de um incêndio como o responsável pela morte da tripulação da Apollo 1 . Condições atmosféricas semelhantes às da Terra foram mantidas em todas as espaçonaves russas e soviéticas.

O sistema Elektron a bordo do Zvezda e um sistema semelhante em Destiny geram oxigênio a bordo da estação. A tripulação tem uma opção de backup na forma de recipientes de oxigênio engarrafado e de geração de oxigênio de combustível sólido (SFOG), um sistema gerador de oxigênio químico . O dióxido de carbono é removido do ar pelo sistema Vozdukh em Zvezda . Outros subprodutos do metabolismo humano, como o metano dos intestinos e a amônia do suor, são removidos por filtros de carvão ativado .

Parte do sistema de controle da atmosfera ROS é o suprimento de oxigênio. A redundância tripla é fornecida pela unidade Elektron, geradores de combustível sólido e oxigênio armazenado. O principal suprimento de oxigênio é a unidade Elektron, que produz O
2
e H
2
por eletrólise de água e aberturas de H2 ao mar. O sistema de 1 kW (1,3 HP) consome aproximadamente um litro de água por tripulante por dia. Essa água é trazida da Terra ou reciclada de outros sistemas. Mir foi a primeira espaçonave a usar água reciclada para a produção de oxigênio. O suprimento de oxigênio secundário é fornecido pela queima de O
2
- produção de cartuchos Vika (ver também ISS ECLSS ). Cada 'vela' leva 5–20 minutos para se decompor a 450–500 ° C (842–932 ° F), produzindo 600 litros (130 imp gal; 160 US gal) de O
2
. Esta unidade é operada manualmente.

O US Orbital Segment tem suprimentos redundantes de oxigênio, de um tanque de armazenamento pressurizado no módulo Quest airlock entregue em 2001, complementado dez anos depois pelo Advanced Closed-Loop System (ACLS) construído pela ESA no módulo Tranquility (Node 3), que produz O
2
por eletrólise. O hidrogênio produzido é combinado com o dióxido de carbono da atmosfera da cabine e convertido em água e metano.

Controle de energia e térmico

Painéis solares russos iluminados ao pôr do sol
Um dos oito pares de painéis solares USOS montados em treliça

Painéis solares de dupla face fornecem energia elétrica para a ISS. Essas células bifaciais coletam a luz solar direta de um lado e a luz refletida da Terra do outro, e são mais eficientes e operam a uma temperatura mais baixa do que as células unilaterais comumente usadas na Terra.

O segmento russo da estação, como a maioria das espaçonaves, usa 28  V  CC de baixa tensão de dois painéis solares rotativos montados no Zvezda . O USOS usa 130–180 V DC do painel fotovoltaico USOS, a energia é estabilizada e distribuída em 160 V DC e convertida para os 124 V DC exigidos pelo usuário. A tensão de distribuição mais alta permite condutores menores e mais leves, em detrimento da segurança da tripulação. Os dois segmentos de estação compartilham energia com conversores.

Os painéis solares USOS são organizados em quatro pares de asas, para uma produção total de 75 a 90 quilowatts. Essas matrizes normalmente rastreiam o Sol para maximizar a geração de energia. Cada conjunto tem cerca de 375 m 2 (4.036 pés quadrados) de área e 58 m (190 pés) de comprimento. Na configuração completa, os painéis solares rastreiam o Sol girando o gimbal alfa uma vez por órbita; o gimbal beta segue mudanças mais lentas no ângulo do Sol em relação ao plano orbital. O modo Night Glider alinha os painéis solares paralelos ao solo à noite para reduzir o arrasto aerodinâmico significativo na altitude orbital relativamente baixa da estação.

A estação originalmente usava baterias recarregáveis ​​de níquel-hidrogênio ( NiH
2
) para energia contínua durante os 45 minutos de cada órbita de 90 minutos que é eclipsada pela Terra. As baterias são recarregadas no lado diurno da órbita. Eles tinham uma vida útil de 6,5 anos (mais de 37.000 ciclos de carga / descarga) e eram substituídos regularmente durante a vida útil prevista de 20 anos da estação. A partir de 2016, as baterias de níquel-hidrogênio foram substituídas por baterias de íon-lítio , que devem durar até o final do programa ISS.

Os grandes painéis solares da estação geram uma diferença de alta tensão potencial entre a estação e a ionosfera. Isso pode causar formação de arco através de superfícies isolantes e pulverização de superfícies condutoras conforme os íons são acelerados pela bainha de plasma da espaçonave. Para atenuar isso, as unidades de contator de plasma (PCU) criam caminhos de corrente entre a estação e o campo de plasma ambiente.

Diagrama do sistema de controle térmico ativo externo ISS (EATCS)

Os sistemas e experimentos da estação consomem grande quantidade de energia elétrica, quase toda ela convertida em calor. Para manter a temperatura interna dentro dos limites viáveis, um sistema de controle térmico passivo (PTCS) é feito de materiais de superfície externa, isolamento como MLI e tubos de calor. Se o PTCS não consegue acompanhar a carga de calor, um Sistema de Controle Térmico Ativo Externo (EATCS) mantém a temperatura. O EATCS consiste em um circuito interno de refrigeração de água não tóxico usado para resfriar e desumidificar a atmosfera, que transfere o calor coletado para um circuito externo de amônia líquida . Dos trocadores de calor, a amônia é bombeada para radiadores externos que emitem calor como radiação infravermelha e, em seguida, de volta para a estação. O EATCS fornece resfriamento para todos os módulos pressurizados dos EUA, incluindo Kibō e Columbus , bem como os principais componentes eletrônicos de distribuição de energia das treliças S0, S1 e P1. Ele pode rejeitar até 70 kW. Isso é muito mais do que os 14 kW do Sistema de Controle Térmico Ativo Externo (EEATCS) através do Servicer Early Ammonia (EAS), que foi lançado no STS-105 e instalado no Truss P6.

Comunicações e computadores

Diagrama mostrando os links de comunicação entre a ISS e outros elementos.
Os sistemas de comunicação usados ​​pela ISS
* Luch e o Ônibus Espacial não estão em uso em 2020

As comunicações de rádio fornecem telemetria e links de dados científicos entre a estação e os centros de controle da missão . Links de rádio também são usados ​​durante procedimentos de encontro e atracação e para comunicação de áudio e vídeo entre membros da tripulação, controladores de vôo e familiares. Como resultado, o ISS está equipado com sistemas de comunicação interna e externa usados ​​para diferentes fins.

O segmento orbital russo se comunica diretamente com o solo por meio da antena Lira montada no Zvezda . A antena Lira também tem a capacidade de usar o sistema de retransmissão de dados por satélite Luch . Este sistema caiu em desuso durante a década de 1990, e por isso não foi utilizado durante os primeiros anos do ISS, embora dois novos Luch Satélites Luch -5A e Luch -5B-foram lançados em 2011 e 2012, respectivamente, para restaurar a capacidade operacional da sistema. Outro sistema de comunicações russo é o Voskhod-M , que permite comunicações telefónicas internas entre Zvezda , Zarya , Pirs , Poisk , eo USOS e fornece um link de rádio VHF para os centros de controlo em terra através de antenas em Zvezda 's exterior.

O US Orbital Segment (USOS) usa dois links de rádio separados montados na estrutura de treliça Z1 : os sistemas de banda S (áudio) e banda K u (áudio, vídeo e dados). Essas transmissões são roteadas através do Sistema de Rastreamento e Relé de Dados dos Estados Unidos (TDRSS) em órbita geoestacionária , permitindo comunicações quase contínuas em tempo real com o Centro de Controle de Missão Christopher C. Kraft Jr. (MCC-H) em Houston . Os canais de dados para o Canadarm2, o laboratório europeu Columbus e os módulos japoneses Kibō também foram originalmente encaminhados através dos sistemas de banda S e K u , com o European Data Relay System e um sistema japonês semelhante destinado a eventualmente complementar o TDRSS nesta função. As comunicações entre os módulos são realizadas em uma rede sem fio interna .

Uma série de laptops no laboratório dos EUA
Computadores portáteis cercam o console Canadarm2
Uma mensagem de erro exibe um problema com o disco rígido do laptop ISS

O rádio UHF é usado por astronautas e cosmonautas conduzindo EVAs e outras espaçonaves que atracam ou desencaixam da estação. As naves espaciais automatizadas são equipadas com seus próprios equipamentos de comunicação; o ATV usa um laser acoplado à espaçonave e o Equipamento de Comunicações de Proximidade acoplado ao Zvezda para acoplar com precisão à estação.

O ISS está equipado com cerca de 100 laptops IBM / Lenovo ThinkPad e HP ZBook 15 . Os laptops rodam os sistemas operacionais Windows 95 , Windows 2000 , Windows XP , Windows 7 , Windows 10 e Linux . Cada computador é uma compra de prateleira comercial que é então modificada para segurança e operação, incluindo atualizações de conectores, resfriamento e energia para acomodar o sistema de energia de 28 V CC da estação e ambiente sem gravidade. O calor gerado pelos laptops não aumenta, mas fica estagnado ao redor do laptop, portanto, ventilação forçada adicional é necessária. Os laptops a bordo da ISS são conectados à LAN sem fio da estação via Wi-Fi e ethernet, que se conecta ao solo via banda Ku . Embora originalmente isso fornecesse velocidades de download de 10  Mbit / s e upload de 3 Mbit / s da estação, a NASA atualizou o sistema no final de agosto de 2019 e aumentou as velocidades para 600 Mbit / s. Ocasionalmente, discos rígidos de laptop falham e devem ser substituídos. Outras falhas de hardware de computador incluem instâncias em 2001, 2007 e 2017; algumas dessas falhas exigiram que os EVAs substituíssem os módulos do computador em dispositivos montados externamente.

O sistema operacional usado para funções de estação chave é a distribuição Debian Linux . A migração do Microsoft Windows para o Linux foi feita em maio de 2013 por questões de confiabilidade, estabilidade e flexibilidade.

Em 2017, um SG100 Cloud Computer foi lançado para a ISS como parte da missão OA-7. Foi fabricado pela NCSIST de Taiwan e projetado em colaboração com a Academia Sinica e a National Central University sob contrato com a NASA.

Operações

Expedições

Zarya e Unity foram inscritos pela primeira vez em 10 de dezembro de 1998.
Soyuz TM-31 sendo preparada para trazer a primeira tripulação residente para a estação em outubro de 2000
A ISS foi lentamente montada ao longo de uma década de voos espaciais e tripulações

Cada tripulação permanente recebe um número de expedição. As expedições duram até seis meses, do lançamento até o desencaixe, um 'incremento' cobre o mesmo período, mas inclui espaçonaves de carga e todas as atividades. As expedições 1 a 6 consistiam em equipes de três pessoas. As expedições 7 a 12 foram reduzidas a um mínimo seguro de duas após a destruição do ônibus espacial da NASA Columbia . Da Expedição 13, a tripulação aumentou gradualmente para seis por volta de 2010. Com a chegada de tripulantes em veículos comerciais dos EUA em 2020, a NASA indicou que o tamanho da expedição pode ser aumentado para sete tripulantes, o número para o qual a ISS foi originalmente projetada.

Gennady Padalka , membro de expedições 9 , 19 de / 20 , 31 de / 32 e 43 / 44 , e o comandante de expedição 11 , passou mais tempo no espaço do que qualquer outro, um total de 878 dias, 11 horas e 29 minutos. Peggy Whitson passou a maior parte do tempo no espaço de qualquer americano, totalizando 665 dias, 22 horas e 22 minutos durante o seu tempo em expedições de 5 , 16 , e 50 / 51 / 52 .

Voos privados

Os viajantes que pagam pela sua própria passagem ao espaço são denominados participantes de voos espaciais pela Roscosmos e pela NASA, e às vezes são chamados de "turistas espaciais", um termo que eles geralmente não gostam. Todos os sete foram transportados para a ISS na espaçonave russa Soyuz. Quando as tripulações profissionais mudam em números não divisíveis pelos três assentos em uma Soyuz, e um membro da tripulação de curta duração não é enviado, o assento sobressalente é vendido pela MirCorp através da Space Adventures. Quando o ônibus espacial foi aposentado em 2011, e o tamanho da tripulação da estação foi reduzido para seis, o turismo espacial foi interrompido, pois os parceiros dependiam de assentos de transporte russos para acessar a estação. Os horários dos voos da Soyuz aumentaram após 2013, permitindo cinco voos da Soyuz (15 assentos) com apenas duas expedições (12 assentos) exigidas. As demais vagas são vendidas por cerca de US $ 40 milhões para o público que pode passar em um exame médico. A ESA e a NASA criticaram os voos espaciais privados no início da ISS, e a NASA inicialmente resistiu a treinar Dennis Tito , a primeira pessoa a pagar pela sua própria passagem para a ISS.

Anousheh Ansari se tornou a primeira iraniana no espaço e a primeira mulher autofinanciada a voar para a estação. As autoridades relataram que sua educação e experiência a tornam muito mais do que uma turista, e seu desempenho no treinamento foi "excelente". A própria Ansari descarta a ideia de ser uma turista. Ela fez estudos russos e europeus envolvendo medicina e microbiologia durante sua estada de 10 dias. O documentário de 2009 Space Tourists segue sua jornada até a estação, onde ela realizou "um sonho antigo do homem: deixar nosso planeta como uma" pessoa normal "e viajar para o espaço sideral."

Em 2008, o participante do vôo espacial Richard Garriott colocou um geocache a bordo da ISS durante seu vôo. Esta é atualmente a única geocache não terrestre existente. Ao mesmo tempo, o Immortality Drive , um registro eletrônico de oito sequências de DNA humano digitalizadas , foi colocado a bordo da ISS.

Operações de frota

Os navios de carga Dragon e Cygnus foram atracados na ISS juntos pela primeira vez em abril de 2016.
Do Japão Kounotori 4 atracação

Uma grande variedade de espaçonaves tripuladas e não tripuladas apoiaram as atividades da estação. Os voos para a ISS incluem 37 missões do ônibus espacial, 75 espaçonaves de reabastecimento Progress (incluindo os modificados M-MIM2 e M-SO1 ), 59 espaçonaves Soyuz tripuladas, 5 ATVs europeus , 9 HTVs japoneses , 20 missões SpaceX Dragon e 13 Cygnus .

Existem atualmente 8 portas de encaixe disponíveis para naves espaciais visitantes:

  1. Harmony para a frente (com PMA 2 / IDA 2 )
  2. Zênite de harmonia (com PMA 3 / IDA 3 )
  3. Nadir de harmonia
  4. Nadir da unidade
  5. Pirs nadir
  6. Poisk zenith
  7. Rassvet nadir
  8. Zvezda à

Tripulado

Em 25 de novembro de 2020, 242 pessoas de 19 países haviam visitado a estação espacial, muitas delas várias vezes. Os Estados Unidos enviaram 152 pessoas, a Rússia enviou 49, nove eram japoneses, oito eram canadenses, cinco eram italianos, quatro eram franceses, três eram alemães e havia um cada um da Bélgica, Brasil, Dinamarca, Grã-Bretanha, Cazaquistão, Malásia, Holanda, África do Sul, Coreia do Sul, Espanha, Suécia e Emirados Árabes Unidos.

Desenroscado

Os voos espaciais não tripulados para a Estação Espacial Internacional (ISS) são feitos principalmente para entregar cargas, no entanto, vários módulos russos também ancoraram no posto avançado após os lançamentos não desenroscados. As missões de reabastecimento normalmente usam as espaçonaves Russian Progress, ATVs europeus, veículos japoneses Kounotori e as espaçonaves American Dragon e Cygnus. O principal sistema de acoplamento da espaçonave Progress é o sistema Kurs automatizado , com o sistema TORU manual como backup. Os ATVs também usam Kurs, mas não são equipados com TORU. O Progress e o ATV podem permanecer acoplados por até seis meses. A outra espaçonave - a japonesa HTV, a SpaceX Dragon (sob CRS fase 1) e a Northrop Grumman Cygnus - se reuniram com a estação antes de ser agarrada usando Canadarm2 e atracada no porto do nadir do módulo Harmony ou Unidade por um a dois meses. Na fase 2 do CRS, o Cargo Dragon atracará autonomamente no IDA-2 ou 3, conforme o caso. Em dezembro de 2020, a espaçonave Progress voou a maioria das missões não tripuladas para a ISS.

Atualmente atracado / atracado

Renderização dos Lançamentos, Chegadas e Partidas de Veículos de Visita da ISS. Link ao vivo em: https://www.nasa.gov/feature/visiting-vehicle-launches-arrivals-and-departures
Chave
   As naves espaciais de carga desenroscadas são em azul claro
   A nave espacial com tripulação está em verde claro
Nave espacial e missão Localização Chegada ( UTC ) Partida (planejada)
Rússia Progress MS No. 445 Progresso MS-16 Pirs nadir 17 de fevereiro de 2021 Julho de 2021
Estados Unidos SS Katherine Johnson NG-15 Nadir da unidade 22 de fevereiro de 2021 28 de maio de 2021
Rússia Soyuz MS Yu.A.Gagarin Soyuz MS-18 Rassvet nadir 9 de abril de 2021 13 de outubro de 2021
Estados Unidos Crew Dragon Endeavour Tripulação-2 Harmony para a frente 24 de abril de 2021 Outubro de 2021

Missões programadas

  • Todas as datas são UTC . As datas são as primeiras datas possíveis e podem ser alteradas.
  • As portas de avanço estão na frente da estação de acordo com sua direção normal de viagem e orientação ( atitude ). A popa fica na parte traseira da estação, usada por espaçonaves que aumentam a órbita da estação. Nadir está mais próximo da Terra, Zenith está no topo.
Chave
   As naves espaciais de carga desenroscadas são na cor azul claro
   As naves espaciais com tripulação são na cor verde claro
   Módulos são na cor bege
Data de lançamento ( NET ) Nave espacial Missão Veículo de lançamento Local de lançamento Provedor de lançamento Porto de atracação / atracação
3 de junho de 2021 Dragão de carga SpX-22 Falcon 9 Bloco 5 Estados Unidos Kennedy LC-39A Estados Unidos SpaceX Zênite de harmonia
9 de junho de 2021 Progresso MS Progresso MS-17 Soyuz-2.1a Cazaquistão Site Baikonur 31/6 Rússia Roscosmos Zvezda à
5 de julho de 2021 Nauka N / D Proton-M Cazaquistão Site Baikonur 200/39 Rússia Roscosmos Zvezda nadir
Agosto de 2021 Boeing Starliner SC-2 Boe-OFT 2 Atlas V N22 Estados Unidos Cabo Canaveral SLC-41 Estados Unidos United Launch Alliance Harmony para a frente
Julho de 2021 Cygnus NG-16 Antares 230+ Estados Unidos Wallops Pad 0A Estados Unidos Northrop Grumman Nadir da unidade
18 de agosto de 2021 Progresso MS Progresso MS-18 Soyuz-2.1a Cazaquistão Site Baikonur 31/6 Rússia Roscosmos Zvezda à
Agosto de 2021 Dragão de carga SpX-23 Falcon 9 Bloco 5 Estados Unidos Kennedy LC-39A Estados Unidos SpaceX Zênite de harmonia
Setembro de 2021 Boeing Starliner Calypso Boe-CFT Atlas V N22 Estados Unidos Cabo Canaveral SLC-41 Estados Unidos United Launch Alliance Harmony para a frente
Setembro de 2021 Crew Dragon Tripulação-3 Falcon 9 Bloco 5 Estados Unidos Kennedy LC-39A Estados Unidos SpaceX Harmony para a frente
Setembro de 2021 Tenacidade do Dream Chaser SNC-1 Vulcan Centaur VC4L Estados Unidos Cabo Canaveral SLC-41 Estados Unidos United Launch Alliance Nadir de harmonia
5 de outubro de 2021 Soyuz MS Soyuz MS-19 Soyuz-2.1a Cazaquistão Site Baikonur 31/6 Rússia Roscosmos TBD
Outubro de 2021 Crew Dragon AX-1 Falcon 9 Bloco 5 Estados Unidos Kennedy LC-39A Estados Unidos SpaceX Zênite de harmonia
17 de novembro de 2021 Progresso MS Progresso MS-19 Soyuz-2.1a Cazaquistão Site Baikonur 31/6 Rússia Roscosmos Poisk zenith
24 de novembro de 2021 Prichal Progresso M-UM Soyuz-2.1b Cazaquistão Site Baikonur 31/6 Rússia Roscosmos Nauka nadir
Novembro de 2021 Dragão de carga SpX-24 Falcon 9 Bloco 5 Estados Unidos Kennedy LC-39A Estados Unidos SpaceX Zênite de harmonia
8 de dezembro de 2021 Soyuz MS Soyuz MS-20 Soyuz-2.1a Cazaquistão Site Baikonur 31/6 Rússia Roscosmos Rassvet nadir
Janeiro de 2022 Boeing Starliner Starliner-1 Atlas V N22 Estados Unidos Cabo Canaveral SLC-41 Estados Unidos United Launch Alliance Harmony para a frente
Fevereiro de 2022 HTV-X HTV-X1 H3-24L Japão Tanegashima LA-Y2 Japão JAXA Nadir de harmonia

Docking

O veículo de reabastecimento Progress M-14M quando se aproxima da ISS em 2012. Mais de 50 espaçonaves Progress não-piloto foram enviadas com suprimentos durante a vida útil da estação.

Todas as espaçonaves russas e módulos autopropelidos são capazes de se encontrar e acoplar à estação espacial sem intervenção humana, usando o sistema de acoplamento de radar Kurs a mais de 200 quilômetros de distância. O ATV europeu usa sensores estelares e GPS para determinar seu curso de interceptação. Quando o alcança, usa equipamento a laser para reconhecer opticamente o Zvezda , junto com o sistema Kurs para redundância. A tripulação supervisiona essas naves, mas não intervém, exceto para enviar comandos de aborto em emergências. As embarcações de abastecimento Progress e ATV podem permanecer na ISS por seis meses, permitindo grande flexibilidade no tempo da tripulação para carregamento e descarregamento de suprimentos e lixo.

A partir dos programas iniciais da estação, os russos buscaram uma metodologia de atracação automatizada que usava a tripulação em funções de substituição ou monitoramento. Embora os custos iniciais de desenvolvimento fossem altos, o sistema se tornou muito confiável com padronizações que fornecem benefícios de custo significativos em operações repetitivas.

A espaçonave Soyuz usada para rotação da tripulação também serve como botes salva-vidas para evacuação de emergência; eles são substituídos a cada seis meses e foram usados ​​após o desastre do Columbia para retornar tripulantes da ISS. As expedições exigem, em média, 2.722 kg de suprimentos e, até 9 de março de 2011, as tripulações consumiam um total de cerca de 22.000 refeições . Os voos de rotação da tripulação da Soyuz e os voos de reabastecimento Progress visitam a estação em média duas e três vezes por ano, respectivamente.

Outros veículos atracam em vez de atracar. O veículo de transferência H-II japonês estaciona em órbitas progressivamente mais próximas da estação e, em seguida, aguarda os comandos de 'abordagem' da tripulação, até que esteja perto o suficiente para um braço robótico agarrar e atracar o veículo para o USOS. As embarcações atracadas podem transferir racks de carga útil de padrão internacional . A nave espacial japonesa atraca por um a dois meses. As atracações Cygnus e SpaceX Dragon foram contratadas para transportar cargas para a estação no âmbito da fase 1 do programa de Serviços de Reabastecimento Comercial .

De 26 de fevereiro de 2011 a 7 de março de 2011, quatro dos parceiros governamentais (Estados Unidos, ESA, Japão e Rússia) tiveram suas espaçonaves (NASA Shuttle, ATV, HTV, Progress e Soyuz) ancoradas na ISS, a única vez que isso aconteceu com data. Em 25 de maio de 2012, a SpaceX entregou a primeira carga comercial com uma espaçonave Dragon.

Janelas de inicialização e encaixe

Antes de uma espaçonave atracar na ISS, o controle de navegação e atitude ( GNC ) é entregue ao controle de solo do país de origem da espaçonave. O GNC é configurado para permitir que a estação vagueie no espaço, em vez de disparar seus propulsores ou girar usando giroscópios. Os painéis solares da estação são virados de lado para a espaçonave que se aproxima, de forma que os resíduos de seus propulsores não danifiquem as células. Antes de sua aposentadoria, os lançamentos do Shuttle costumavam ter prioridade sobre a Soyuz, com prioridade ocasional dada às chegadas da Soyuz que transportavam tripulantes e cargas críticas, como materiais de experimentos biológicos.

Reparos

As peças sobressalentes são chamadas de ORUs ; alguns são armazenados externamente em paletes chamados ELCs e ESPs .
Duas matrizes solares pretas e laranja, mostradas irregulares e com um grande rasgo visível.  Um tripulante em um traje espacial, preso à ponta de um braço robótico, segura uma treliça entre duas velas solares.
Enquanto ancorado na extremidade do OBSS durante o STS-120 , o astronauta Scott Parazynski realiza reparos improvisados ​​em um painel solar dos EUA que se danificou durante o desdobramento.
Mike Hopkins durante uma caminhada no espaço

As unidades orbitais de reposição (ORUs) são peças sobressalentes que podem ser prontamente substituídas quando uma unidade passa de sua vida útil projetada ou falha. Exemplos de ORUs são bombas, tanques de armazenamento, caixas de controlador, antenas e unidades de bateria. Algumas unidades podem ser substituídas usando braços robóticos. A maioria é armazenada fora da estação, em pequenos paletes chamados ExPRESS Logistics Carriers (ELCs) ou compartilham plataformas maiores chamadas External Stowage Platforms, que também mantêm experimentos científicos. Ambos os tipos de paletes fornecem eletricidade para muitas peças que podem ser danificadas pelo frio do ambiente e precisam de aquecimento. As transportadoras logísticas maiores também têm conexões de rede local (LAN) para telemetria para conectar experimentos. Uma grande ênfase em estocar o USOS com ORU ocorreu por volta de 2011, antes do final do programa de ônibus espaciais da NASA, já que seus substitutos comerciais, Cygnus e Dragon, carregam um décimo a um quarto da carga útil.

Problemas inesperados e falhas afetaram o cronograma de montagem da estação e os cronogramas de trabalho, levando a períodos de capacidade reduzida e, em alguns casos, podem ter forçado o abandono da estação por motivos de segurança. Problemas sérios incluem um vazamento de ar do USOS em 2004, a saída de gases de um gerador de oxigênio Elektron em 2006 e a falha dos computadores no ROS em 2007 durante o STS-117 que deixou a estação sem propulsor, Elektron , Vozdukh e outras operações do sistema de controle ambiental. No último caso, a causa principal foi a condensação dentro dos conectores elétricos, levando a um curto-circuito.

Durante o STS-120 em 2007 e após a realocação da treliça P6 e painéis solares, foi observado durante o desdobramento que o painel solar havia rasgado e não estava sendo implantado corretamente. Um EVA foi realizado por Scott Parazynski , assistido por Douglas Wheelock . Cuidados extras foram tomados para reduzir o risco de choque elétrico, pois os reparos foram realizados com o painel solar exposto à luz solar. Os problemas com a matriz foram seguidos no mesmo ano por problemas com a junta rotativa Solar Alpha de estibordo (SARJ), que gira as matrizes no lado de estibordo da estação. Vibração excessiva e picos de alta corrente no motor de acionamento do array foram observados, resultando na decisão de reduzir substancialmente o movimento do SARJ de estibordo até que a causa fosse compreendida. As inspeções durante os EVAs em STS-120 e STS-123 mostraram extensa contaminação de aparas metálicas e detritos na grande engrenagem motriz e confirmaram danos às grandes superfícies de rolamento metálicas, então a junta foi travada para evitar mais danos. Reparos nas juntas foram realizados durante o STS-126 com lubrificação e a substituição de 11 dos 12 rolamentos giratórios na junta.

Em setembro de 2008, danos ao radiador S1 foram notados pela primeira vez nas imagens da Soyuz. O problema inicialmente não foi considerado sério. As imagens mostraram que a superfície de um subpainel destacou-se da estrutura central subjacente, possivelmente por causa do impacto de micro-meteoróides ou detritos. Em 15 de maio de 2009, a tubulação de amônia do painel do radiador danificado foi mecanicamente desligada do resto do sistema de resfriamento pelo fechamento controlado por computador de uma válvula. A mesma válvula foi então usada para liberar a amônia do painel danificado, eliminando a possibilidade de um vazamento de amônia. Também se sabe que uma tampa do propulsor do Módulo de Serviço atingiu o radiador S1 após ser alijado durante um EVA em 2008, mas seu efeito, se houver, não foi determinado.

Nas primeiras horas de 1º de agosto de 2010, uma falha no circuito de resfriamento A (lado estibordo), um dos dois circuitos de resfriamento externos, deixou a estação com apenas metade de sua capacidade de resfriamento normal e redundância zero em alguns sistemas. O problema parecia estar no módulo da bomba de amônia que circula o fluido de resfriamento de amônia. Vários subsistemas, incluindo dois dos quatro CMGs, foram encerrados.

As operações planejadas na ISS foram interrompidas por uma série de EVAs para resolver o problema do sistema de refrigeração. Um primeiro EVA em 7 de agosto de 2010, para substituir o módulo da bomba com falha, não foi totalmente concluído devido a um vazamento de amônia em uma das quatro desconexões rápidas. Um segundo EVA em 11 de agosto removeu com sucesso o módulo da bomba com falha. Um terceiro EVA foi necessário para restaurar o Loop A à funcionalidade normal.

O sistema de resfriamento do USOS é em grande parte construído pela empresa norte-americana Boeing, que também é a fabricante da bomba avariada.

As quatro unidades de comutação de barramento principal (MBSUs, localizadas na treliça S0), controlam o roteamento de energia das quatro asas do painel solar para o resto da ISS. Cada MBSU tem dois canais de energia que alimentam 160 V DC dos arrays para dois conversores de energia DC para DC (DDCUs) que fornecem a energia de 124 V usada na estação. No final de 2011, o MBSU-1 parou de responder a comandos ou de enviar dados que confirmavam sua integridade. Embora ainda roteando a energia corretamente, ela foi programada para ser trocada no próximo EVA disponível. Um MBSU sobressalente já estava a bordo, mas um EVA de 30 de agosto de 2012 não foi concluído quando um parafuso foi apertado para finalizar a instalação da unidade sobressalente emperrado antes de a conexão elétrica ser assegurada. A perda de MBSU-1 limitou a estação a 75% de sua capacidade de energia normal, exigindo pequenas limitações nas operações normais até que o problema pudesse ser resolvido.

Em 5 de setembro de 2012, em um segundo EVA de seis horas, os astronautas Sunita Williams e Akihiko Hoshide substituíram com sucesso o MBSU-1 e restauraram a ISS para 100% da potência.

Em 24 de dezembro de 2013, os astronautas instalaram uma nova bomba de amônia para o sistema de resfriamento da estação. O sistema de resfriamento defeituoso havia falhado no início do mês, interrompendo muitos dos experimentos científicos da estação. Os astronautas tiveram que enfrentar uma "mini nevasca" de amônia durante a instalação da nova bomba. Foi apenas a segunda caminhada no espaço da véspera de Natal na história da NASA.

Centros de controle de missão

Os componentes da ISS são operados e monitorados por suas respectivas agências espaciais em centros de controle de missão em todo o mundo, incluindo RKA Mission Control Center , ATV Control Center , JEM Control Center e HTV Control Center no Tsukuba Space Center , Christopher C. Kraft Jr. Mission Control Center , Payload Operations and Integration Center , Columbus Control Center e Mobile Servicing System Control.

Vida a bordo

Atividades da tripulação

Gregory Chamitoff espia pela janela
Especialistas da missão
STS-122 trabalhando em equipamentos robóticos no laboratório dos EUA

Um dia típico para a tripulação começa com um despertar às 06:00, seguido de atividades pós-sono e uma inspeção matinal da estação. A tripulação então toma o café da manhã e participa de uma conferência de planejamento diária com o Controle da Missão antes de iniciar o trabalho por volta das 08h10. Segue-se o primeiro exercício programado do dia, após o qual a tripulação continua a trabalhar até às 13h05. Após uma pausa para o almoço de uma hora, a tarde consiste em mais exercícios e trabalho antes que a tripulação execute suas atividades pré-sono a partir das 19h30, incluindo jantar e uma conferência da tripulação. O período de sono programado começa às 21:30. Em geral, a equipe trabalha dez horas por dia durante a semana e cinco horas aos sábados, com o restante do tempo sendo próprio para relaxamento ou recuperação do trabalho.

O fuso horário usado a bordo do ISS é o Tempo Universal Coordenado (UTC). As janelas são cobertas durante a noite para dar a impressão de escuridão, pois a estação experimenta 16 amanheceres e entardeceres por dia. Durante as visitas às missões do Ônibus Espacial, a tripulação da ISS segue principalmente o Tempo Decorrido da Missão (MET), que é um fuso horário flexível baseado no tempo de lançamento da missão do Ônibus Espacial.

A estação fornece alojamento para cada membro da tripulação da expedição, com duas 'estações de dormir' no Zvezda e mais quatro instaladas em Harmony . Os aposentos da USOS são cabines privadas à prova de som do tamanho de uma pessoa. Os aposentos da tripulação ROS incluem uma pequena janela, mas fornecem menos ventilação e isolamento acústico. Um membro da tripulação pode dormir em um quarto da tripulação em um saco de dormir amarrado, ouvir música, usar um laptop e armazenar itens pessoais em uma grande gaveta ou em redes presas às paredes do módulo. O módulo também fornece uma lâmpada de leitura, uma prateleira e uma mesa. As equipes visitantes não têm nenhum módulo de sono alocado e anexam um saco de dormir a um espaço disponível na parede. É possível dormir flutuando livremente pela estação, mas isso geralmente é evitado devido à possibilidade de esbarrar em equipamentos sensíveis. É importante que as acomodações da tripulação sejam bem ventiladas; caso contrário, os astronautas podem acordar privados de oxigênio e com falta de ar, porque uma bolha de seu próprio dióxido de carbono exalado se formou em torno de suas cabeças. Durante várias atividades da estação e tempos de descanso da tripulação, as luzes na ISS podem ser diminuídas, desligadas e as temperaturas de cor ajustadas.

Alimentos e higiene pessoal

Nove astronautas sentados ao redor de uma mesa coberta por latas abertas de comida amarradas à mesa.  No fundo, uma seleção de equipamentos é visível, assim como as paredes cor de salmão do nó Unity.
As tripulações da STS-127 e da Expedição 20 fazem uma refeição dentro da Unidade .
Frutas e vegetais frescos também são cultivados na Estação Espacial Internacional

No USOS, a maior parte da comida a bordo é lacrada a vácuo em sacos plásticos; as latas são raras porque são pesadas e caras para transportar. A comida conservada não é muito apreciada pela tripulação e o sabor é reduzido na microgravidade, portanto, esforços são feitos para tornar a comida mais palatável, incluindo o uso de mais temperos do que no cozimento normal. A tripulação espera ansiosamente a chegada de qualquer espaçonave da Terra, uma vez que trazem frutas e vegetais frescos. É tomado cuidado para que os alimentos não criem migalhas e os condimentos líquidos são preferidos aos sólidos para evitar a contaminação do equipamento da estação. Cada membro da tripulação tem pacotes individuais de alimentos e os cozinha usando a cozinha de bordo. A cozinha possui dois aquecedores de alimentos, uma geladeira (adicionada em novembro de 2008) e um dispensador de água que fornece água aquecida e não aquecida. As bebidas são fornecidas na forma de pó desidratado que é misturado com água antes do consumo. As bebidas e sopas são degustadas em sacos plásticos com canudinhos, enquanto os alimentos sólidos são comidos com faca e garfo presos a uma bandeja com imãs para evitar que flutuem. Qualquer alimento que flutuar, incluindo migalhas, deve ser coletado para evitar que obstrua os filtros de ar da estação e outros equipamentos.

Banheiro espacial no módulo de serviço Zvezda
O banheiro principal no segmento dos EUA dentro do módulo do Nó 3

Os chuveiros em estações espaciais foram introduzidos no início dos anos 1970 no Skylab e na Salyut  3. Na Salyut 6, no início dos anos 1980, a tripulação reclamou da complexidade do banho no espaço, que era uma atividade mensal. O ISS não possui chuveiro; em vez disso, os membros da equipe lavam-se com jato de água e lenços umedecidos, com sabão dispensado de um recipiente em forma de tubo de pasta de dente. As tripulações também recebem xampu sem enxágue e pasta de dente comestível para economizar água.

Existem dois banheiros espaciais na ISS, ambos de design russo, localizados no Zvezda e no Tranquility . Esses compartimentos de lixo e higiene usam um sistema de sucção acionado por ventilador semelhante ao sistema de coleta de lixo do ônibus espacial. Os astronautas primeiro se prendem ao assento do vaso sanitário, que é equipado com barras de retenção com mola para garantir uma boa vedação. Uma alavanca aciona um ventilador potente e um orifício de sucção se abre: o fluxo de ar leva os resíduos embora. Os resíduos sólidos são recolhidos em sacos individuais que são acondicionados em contentor de alumínio. Recipientes cheios são transferidos para a espaçonave Progress para descarte. Os resíduos líquidos são evacuados por uma mangueira conectada na frente do vaso sanitário, com "adaptadores de funil de urina" anatomicamente corretos acoplados ao tubo para que homens e mulheres possam usar o mesmo vaso sanitário. A urina desviada é coletada e transferida para o Sistema de Recuperação de Água, onde é reciclada em água potável.

Saúde e segurança da tripulação

No geral

Em 12 de abril de 2019, a NASA relatou os resultados médicos do Astronaut Twin Study . O astronauta Scott Kelly passou um ano no espaço na ISS, enquanto seu irmão gêmeo passou o ano na Terra. Várias mudanças duradouras foram observadas, incluindo aquelas relacionadas a alterações no DNA e cognição , quando um gêmeo foi comparado com o outro.

Em novembro de 2019, os pesquisadores relataram que os astronautas tiveram sérios problemas de fluxo sanguíneo e coágulos enquanto estavam a bordo da ISS, com base em um estudo de seis meses com 11 astronautas saudáveis. Os resultados podem influenciar voos espaciais de longo prazo, incluindo uma missão ao planeta Marte, de acordo com os pesquisadores.

Radiação

Vídeo da Aurora Austral , feito pela tripulação da Expedição 28 em uma passagem ascendente do sul de Madagascar ao norte da Austrália sobre o Oceano Índico

A ISS está parcialmente protegida do ambiente espacial pelo campo magnético da Terra . De uma distância média de cerca de 70.000 km (43.000 milhas) da superfície da Terra, dependendo da atividade solar, a magnetosfera começa a desviar o vento solar ao redor da Terra e da estação espacial. As explosões solares ainda são um perigo para a tripulação, que pode receber apenas alguns minutos de aviso. Em 2005, durante a "tempestade de prótons" inicial de uma explosão solar classe X-3, a tripulação da Expedição 10 se abrigou em uma parte mais protegida do ROS projetada para esse propósito.

Partículas carregadas subatômicas, principalmente prótons de raios cósmicos e vento solar, são normalmente absorvidas pela atmosfera da Terra. Quando eles interagem em quantidade suficiente, seu efeito é visível a olho nu em um fenômeno chamado aurora . Fora da atmosfera da Terra, as tripulações da ISS estão expostas a aproximadamente um milissievert por dia (cerca de um ano de exposição natural na Terra), resultando em um risco maior de câncer. A radiação pode penetrar no tecido vivo e danificar o DNA e os cromossomos dos linfócitos ; sendo fundamental para o sistema imunológico , qualquer dano a essas células pode contribuir para a redução da imunidade experimentada pelos astronautas. A radiação também foi associada a uma maior incidência de catarata em astronautas. A blindagem protetora e os medicamentos podem reduzir os riscos a um nível aceitável.

Os níveis de radiação na ISS são cerca de cinco vezes maiores do que os experimentados pelos passageiros e tripulantes de linhas aéreas, já que o campo eletromagnético da Terra fornece quase o mesmo nível de proteção contra a radiação solar e outros tipos de radiação na órbita terrestre baixa que na estratosfera. Por exemplo, em um vôo de 12 horas, um passageiro de linha aérea experimentaria 0,1 milisieverts de radiação, ou uma taxa de 0,2 milisieverts por dia; isso é apenas um quinto da taxa experimentada por um astronauta no LEO. Além disso, os passageiros das companhias aéreas experimentam esse nível de radiação por algumas horas de vôo, enquanto a tripulação da ISS fica exposta durante toda a sua estadia a bordo da estação.

Estresse

Cosmonauta Nikolai Budarin trabalhando dentro dos alojamentos da equipe do módulo de serviço do Zvezda

Há evidências consideráveis ​​de que os estressores psicossociais estão entre os impedimentos mais importantes para o moral e o desempenho ideais da tripulação. O cosmonauta Valery Ryumin escreveu em seu diário durante um período particularmente difícil a bordo da estação espacial Salyut 6 : "Todas as condições necessárias para o assassinato são satisfeitas se você trancar dois homens em uma cabana medindo 18 pés por 20 e deixá-los juntos por dois meses. "

O interesse da NASA no estresse psicológico causado pelas viagens espaciais, inicialmente estudado quando as missões com tripulação começaram, foi reavivado quando os astronautas se juntaram a cosmonautas na estação espacial russa Mir . Fontes comuns de estresse nas primeiras missões dos EUA incluíam a manutenção de alto desempenho sob escrutínio público e isolamento de colegas e familiares. Este último ainda é frequentemente uma causa de estresse na ISS, como quando a mãe do astronauta da NASA Daniel Tani morreu em um acidente de carro e quando Michael Fincke foi forçado a perder o nascimento de seu segundo filho.

Um estudo do vôo espacial mais longo concluiu que as primeiras três semanas são um período crítico em que a atenção é adversamente afetada por causa da demanda para se ajustar às mudanças extremas do ambiente. Os voos da tripulação da ISS normalmente duram cerca de cinco a seis meses.

O ambiente de trabalho da ISS inclui mais estresse causado por viver e trabalhar em condições restritas com pessoas de culturas muito diferentes que falam um idioma diferente. As estações espaciais de primeira geração tinham tripulações que falavam uma única língua; as estações de segunda e terceira gerações têm equipes de muitas culturas que falam vários idiomas. Os astronautas devem falar inglês e russo , e saber outros idiomas é ainda melhor.

Devido à falta de gravidade, muitas vezes ocorre confusão. Mesmo que não haja altos e baixos no espaço, alguns membros da tripulação sentem que estão orientados de cabeça para baixo. Eles também podem ter dificuldade em medir distâncias. Isso pode causar problemas como se perder dentro da estação espacial, puxar os interruptores na direção errada ou avaliar mal a velocidade de um veículo que se aproxima durante a atracação.

Médico

Um homem correndo em uma esteira, sorrindo para a câmera, com cordas elásticas estendendo-se da cintura até as laterais da esteira
Astronauta Frank De Winne , preso à esteira TVIS com cordas elásticas a bordo da ISS

Os efeitos fisiológicos da ausência de peso a longo prazo incluem atrofia muscular , deterioração do esqueleto (osteopenia) , redistribuição de fluidos, desaceleração do sistema cardiovascular, diminuição da produção de glóbulos vermelhos, distúrbios do equilíbrio e enfraquecimento do sistema imunológico. Os sintomas menores incluem perda de massa corporal e inchaço do rosto.

O sono é regularmente perturbado na ISS por causa das demandas de missões, como espaçonaves entrando ou partindo. Os níveis de som na estação são inevitavelmente altos. A atmosfera é incapaz de termossifonar naturalmente, então os ventiladores são necessários o tempo todo para processar o ar que ficaria estagnado no ambiente de queda livre (zero-G).

Para prevenir alguns dos efeitos adversos no corpo, a estação está equipada com: duas esteiras TVIS (incluindo a COLBERT); o ARED (Advanced Resistive Exercise Device), que permite vários exercícios de levantamento de peso que adicionam músculos sem aumentar (ou compensar) a densidade óssea reduzida dos astronautas; e uma bicicleta ergométrica. Cada astronauta passa pelo menos duas horas por dia se exercitando no equipamento. Os astronautas usam cordas elásticas para se prenderem à esteira.

Riscos ambientais microbiológicos

Moldes perigosos que podem sujar os filtros de ar e água podem se desenvolver a bordo de estações espaciais. Eles podem produzir ácidos que degradam metal, vidro e borracha. Eles também podem ser prejudiciais à saúde da tripulação. Os riscos microbiológicos levaram ao desenvolvimento do LOCAD-PTS, que identifica bactérias e fungos comuns mais rapidamente do que os métodos padrão de cultura , o que pode exigir que uma amostra seja enviada de volta à Terra. Pesquisadores em 2018 relataram, depois de detectar a presença de cinco cepas bacterianas de Enterobacter bugandensis na ISS (nenhuma das quais são patogênicas para humanos), que os microrganismos na ISS devem ser monitorados cuidadosamente para continuar a garantir um ambiente clinicamente saudável para os astronautas.

A contaminação em estações espaciais pode ser evitada pela redução da umidade e pelo uso de tintas que contenham produtos químicos anti-mofo, bem como o uso de soluções anti-sépticas. Todos os materiais usados ​​no ISS são testados quanto à resistência a fungos .

Em abril de 2019, a NASA relatou que um estudo abrangente havia sido conduzido sobre os microrganismos e fungos presentes na ISS. Os resultados podem ser úteis para melhorar as condições de saúde e segurança dos astronautas.

Ruído

O voo espacial não é inerentemente silencioso, com os níveis de ruído excedendo os padrões acústicos desde as missões Apollo . Por esse motivo, os parceiros internacionais da NASA e da Estação Espacial Internacional desenvolveram metas de controle de ruído e prevenção de perda auditiva como parte do programa de saúde para membros da tripulação. Especificamente, esses objetivos têm sido o foco principal do Subgrupo de Acústica do Painel de Operações Médicas Multilaterais da ISS (MMOP) desde os primeiros dias de montagem e operações da ISS. O esforço inclui contribuições de engenheiros acústicos , audiologistas , higienistas industriais e médicos que compõem o subgrupo da NASA, a Agência Espacial Russa (RSA), a Agência Espacial Europeia (ESA), a Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA) e a Agência Espacial Canadense (CSA).

Quando comparados aos ambientes terrestres, os níveis de ruído incorridos por astronautas e cosmonautas na ISS podem parecer insignificantes e normalmente ocorrem em níveis que não seriam de grande preocupação para a Administração de Segurança e Saúde Ocupacional - raramente atingindo 85 dBA. Mas os membros da tripulação estão expostos a esses níveis 24 horas por dia, sete dias por semana, com missões atuais que duram em média seis meses. Esses níveis de ruído também impõem riscos à saúde e ao desempenho da tripulação, na forma de interferência do sono e comunicação, bem como redução da audibilidade do alarme .

Ao longo dos mais de 19 anos de história da ISS, esforços significativos foram feitos para limitar e reduzir os níveis de ruído na ISS. Durante as atividades de projeto e pré-voo, os membros do Subgrupo Acústico escreveram os limites acústicos e os requisitos de verificação, foram consultados para projetar e escolher as cargas úteis mais silenciosas disponíveis e, em seguida, conduziram os testes de verificação acústica antes do lançamento. Durante os voos espaciais, o Subgrupo de Acústica avaliou os níveis de som em voo de cada módulo da ISS, produzidos por um grande número de veículos e fontes de ruído de experimentos científicos, para garantir a conformidade com padrões acústicos estritos. O ambiente acústico na ISS mudou quando módulos adicionais foram adicionados durante sua construção, e conforme a chegada de espaçonaves adicionais na ISS. O Subgrupo Acústica respondeu a este cronograma de operações dinâmicas projetando e empregando coberturas acústicas, materiais absorventes, barreiras acústicas e isoladores de vibração para reduzir os níveis de ruído. Além disso, quando as bombas, ventiladores e sistemas de ventilação envelhecem e mostram níveis de ruído elevados, este Subgrupo de Acústica orientou os gerentes da ISS a substituir os instrumentos mais antigos e mais ruidosos por ventiladores silenciosos e tecnologias de bomba, reduzindo significativamente os níveis de ruído ambiente .

NASA adotou critérios de risco danos mais-conservadores (com base nas recomendações do Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional ea Organização Mundial de Saúde ), a fim de proteger todos os membros da tripulação. O MMOP Acoustics Subgroup ajustou sua abordagem para gerenciar riscos de ruído neste ambiente único, aplicando, ou modificando, abordagens terrestres para prevenção de perda auditiva para definir esses limites conservadores. Uma abordagem inovadora foi a ferramenta de estimativa de exposição ao ruído da NASA (NEET), na qual as exposições ao ruído são calculadas em uma abordagem baseada em tarefas para determinar a necessidade de dispositivos de proteção auditiva (HPDs). A orientação para o uso de HPDs, seja de uso obrigatório ou recomendado, é documentada no Inventário de Risco de Ruído e publicada para referência da tripulação durante suas missões. O subgrupo Acoustics também rastreia excedentes de ruído da nave espacial, aplica controles de engenharia e recomenda dispositivos de proteção auditiva para reduzir a exposição da tripulação ao ruído. Finalmente, os limiares de audição são monitorados em órbita, durante as missões.

Não houve mudanças persistentes no limiar de audição relacionadas à missão entre os membros da tripulação do Segmento Orbital dos EUA (JAXA, CSA, ESA, NASA) durante o que está se aproximando de 20 anos de operações da missão ISS, ou quase 175.000 horas de trabalho. Em 2020, o MMOP Acoustics Subgroup recebeu o Prêmio Safe-In-Sound para Inovação por seus esforços combinados para mitigar quaisquer efeitos do ruído na saúde.

Fogo e gases tóxicos

Um incêndio a bordo ou vazamento de gás tóxico são outros perigos potenciais. A amônia é usada nos radiadores externos da estação e pode potencialmente vazar para os módulos pressurizados.

Órbita

Altitude e inclinação orbital

Gráfico mostrando a mudança de altitude da ISS de novembro de 1998 até novembro de 2018
Animação da órbita da ISS de 14 de setembro de 2018 a 14 de novembro de 2018. A Terra não é exibida.

A ISS é atualmente mantida em uma órbita quase circular com uma altitude média mínima de 370 km (230 mi) e um máximo de 460 km (290 mi), no centro da termosfera , com uma inclinação de 51,6 graus em relação ao equador da Terra. Esta órbita foi selecionada porque é a inclinação mais baixa que pode ser alcançada diretamente pela espaçonave russa Soyuz and Progress lançada do Cosmódromo de Baikonur na latitude 46 ° N sem sobrevoar a China ou lançar estágios de foguetes gastos em áreas habitadas. Ele viaja a uma velocidade média de 28.000 quilômetros por hora (17.000 mph) e completa 15,5 órbitas por dia (93 minutos por órbita). Foi permitido que a altitude da estação caísse na época de cada vôo do ônibus espacial da NASA para permitir que cargas mais pesadas fossem transferidas para a estação. Após a retirada do ônibus espacial, a órbita nominal da estação espacial foi elevada em altitude (de cerca de 350 km para cerca de 400 km). Outras espaçonaves de suprimento mais frequente não requerem este ajuste, pois são veículos de desempenho substancialmente mais alto.

O arrasto atmosférico reduz a altitude em cerca de 2 km por mês, em média. Orbital boosting pode ser realizada por dois motores principais da estação sobre o Zvezda módulo de serviço, ou russo ou nave espacial Europeia acoplado ao Zvezda 's porta traseira. O Veículo de Transferência Automatizado é construído com a possibilidade de adicionar uma segunda porta de atracação à sua extremidade traseira, permitindo que outras embarcações atracem e aumentem a estação. Leva aproximadamente duas órbitas (três horas) para que o impulso para uma altitude maior seja concluído. Manter a altitude da ISS usa cerca de 7,5 toneladas de combustível químico por ano a um custo anual de cerca de US $ 210 milhões.

Órbitas da ISS, mostradas em abril de 2013

O Segmento Orbital Russo contém o Sistema de Gerenciamento de Dados, que lida com Orientação, Navegação e Controle (ROS GNC) para toda a estação. Inicialmente, Zarya , o primeiro módulo da estação, controlava a estação até pouco tempo depois que o módulo de serviço russo Zvezda atracou e foi transferido o controle. O Zvezda contém o Sistema de Gerenciamento de Dados DMS-R da ESA. Usando dois computadores tolerantes a falhas (FTC), o Zvezda calcula a posição da estação e a trajetória orbital usando sensores redundantes do horizonte da Terra, sensores do horizonte solar e rastreadores do Sol e estrelas. Cada um dos FTCs contém três unidades de processamento idênticas trabalhando em paralelo e fornecem mascaramento de falhas avançado por votação por maioria.

Orientação

O Zvezda usa giroscópios ( rodas de reação ) e propulsores para se virar. Os giroscópios não requerem propelente; em vez disso, eles usam eletricidade para "armazenar" o impulso nos volantes, girando na direção oposta ao movimento da estação. O USOS tem seus próprios giroscópios controlados por computador para lidar com sua massa extra. Quando os giroscópios 'saturam' , os propulsores são usados ​​para cancelar o momento armazenado. Em fevereiro de 2005, durante a Expedição 10, um comando incorreto foi enviado ao computador da estação, utilizando cerca de 14 quilos de propelente, antes que a falha fosse detectada e corrigida. Quando os computadores de controle de atitude no ROS e no USOS falham em se comunicar adequadamente, isso pode resultar em uma rara 'luta de força', em que o computador ROS GNC deve ignorar a contraparte do USOS, que por si só não tem propulsores.

A espaçonave acoplada também pode ser usada para manter a atitude da estação, como para solucionar problemas ou durante a instalação da treliça S3 / S4 , que fornece energia elétrica e interfaces de dados para os componentes eletrônicos da estação.

Ameaças de detritos orbitais

Um objeto de 7 gramas (mostrado no centro) disparado a 7 km / s (23.000 pés / s), a velocidade orbital da ISS, fez esta cratera de 15 cm (5,9 pol.) Em um bloco sólido de alumínio .
Objetos rastreáveis ​​por radar , incluindo detritos, com anel distinto de satélites geoestacionários

As baixas altitudes em que as órbitas da ISS também são o lar de uma variedade de detritos espaciais, incluindo estágios de foguetes gastos, satélites extintos, fragmentos de explosão (incluindo materiais de testes de armas anti-satélite ), flocos de tinta, escória de motores de foguetes sólidos e refrigerante lançado por satélites nucleares US-A . Esses objetos, além dos micrometeoróides naturais , são uma ameaça significativa. Objetos grandes o suficiente para destruir a estação podem ser rastreados e não são tão perigosos quanto detritos menores. Objetos pequenos demais para serem detectados por instrumentos óticos e de radar, de aproximadamente 1 cm até o tamanho microscópico, chegam a trilhões. Apesar de seu pequeno tamanho, alguns desses objetos são uma ameaça por causa de sua energia cinética e direção em relação à estação. A tripulação que anda no espaço em trajes espaciais também corre o risco de danificar o traje e a conseqüente exposição ao vácuo .

Painéis balísticos, também chamados de blindagem de micrometeorito, são incorporados à estação para proteger seções pressurizadas e sistemas críticos. O tipo e a espessura desses painéis dependem de sua exposição prevista aos danos. Os escudos e a estrutura da estação têm designs diferentes no ROS e no USOS. No USOS, Whipple Shields são usados. Os módulos de segmentos US consistem de uma camada interior feita a partir de 1,5-5,0 cm de espessura (0,59-1,97 in) de alumínio , a 10 cm de espessura (3,9 pol) camadas intermédias de Kevlar e Nextel , e uma camada exterior de aço inoxidável , que faz com que os objetos se quebrem em uma nuvem antes de atingir o casco, espalhando assim a energia do impacto. No ROS, uma tela de favo de mel de polímero reforçada com fibra de carbono é espaçada do casco, uma tela de favo de mel de alumínio é espaçada, com uma cobertura de isolamento térmico de tela a vácuo e tecido de vidro por cima.

Exemplo de gerenciamento de
risco : um modelo da NASA mostrando áreas de alto risco de impacto para a Estação Espacial Internacional.

Detritos espaciais são rastreados remotamente do solo e a equipe da estação pode ser notificada. Se necessário, propulsores no segmento orbital russo podem alterar a altitude orbital da estação, evitando os destroços. Essas manobras de prevenção de detritos (DAMs) não são incomuns, ocorrendo se os modelos computacionais mostrarem que os detritos se aproximarão dentro de uma certa distância de ameaça. Dez DAMs foram realizados até o final de 2009. Normalmente, um aumento na velocidade orbital da ordem de 1 m / s é usado para elevar a órbita em um ou dois quilômetros. Se necessário, a altitude também pode ser reduzida, embora tal manobra desperdice propelente. Se uma ameaça de detritos orbitais for identificada tarde demais para um DAM ser conduzido com segurança, a tripulação da estação fecha todas as escotilhas a bordo da estação e recua para sua espaçonave Soyuz, a fim de ser capaz de evacuar no caso de a estação ser seriamente danificada por os escombros. Esta evacuação parcial da estação ocorreu em 13 de março de 2009, 28 de junho de 2011, 24 de março de 2012 e 16 de junho de 2015.

Avistamentos da Terra

Visibilidade a olho nu

Exposição de longa duração do Skytrack da ISS

A ISS é visível a olho nu como um ponto branco brilhante de movimento lento devido à luz do sol refletida, e pode ser vista nas horas após o pôr do sol e antes do nascer do sol, quando a estação permanece iluminada pelo sol, mas o solo e o céu estão escuros. A ISS leva cerca de 10 minutos para passar de um horizonte a outro, e só será visível parte desse tempo por causa do movimento para dentro ou para fora da sombra da Terra . Por causa do tamanho de sua área de superfície refletiva, a ISS é o objeto artificial mais brilhante no céu (excluindo outras chamas de satélite ), com uma magnitude máxima aproximada de -4 quando acima (semelhante a Vênus ). A ISS, como muitos satélites, incluindo a constelação de Iridium , também pode produzir chamas de até 16 vezes o brilho de Vênus, já que a luz do sol reflete em superfícies reflexivas. A ISS também é visível em plena luz do dia, embora com muito mais dificuldade.

As ferramentas são fornecidas por uma série de sites como o Heavens-Above (veja Visualização ao vivo abaixo), bem como aplicativos de smartphone que usam dados orbitais e a longitude e latitude do observador para indicar quando a ISS estará visível (se o tempo permitir), onde a estação parecerá subir, a altitude acima do horizonte que alcançará e a duração da passagem antes que a estação desapareça, seja por se colocar abaixo do horizonte ou entrar na sombra da Terra.

Em novembro de 2012, a NASA lançou seu serviço "Spot the Station", que envia mensagens de texto e alertas de e-mail às pessoas quando a estação deve voar acima de sua cidade. A estação é visível em 95% das terras habitadas na Terra, mas não é visível nas latitudes extremas do norte ou sul.

A ISS em sua primeira passagem da noite, passando quase acima, logo após o pôr do sol em junho de 2014
A ISS passando para o norte em sua terceira passagem da noite perto da meia-noite local em junho de 2014

Sob condições específicas, a ISS pode ser observada à noite em 5 órbitas consecutivas. Essas condições são 1) uma localização do observador de latitude média, 2) perto da hora do solstício com 3) a ISS passando na direção do pólo do observador perto da meia-noite, hora local. As três fotos mostram o primeiro, o meio e o último dos cinco passes em 5/6 de junho de 2014.

A ISS passando a oeste em sua 5ª passagem da noite antes do nascer do sol em junho de 2014

Astrofotografia

O ISS e o HTV fotografados da Terra por Ralf Vandebergh

Usar uma câmera montada em um telescópio para fotografar a estação é um hobby popular para os astrônomos, enquanto usar uma câmera montada para fotografar a Terra e as estrelas é um hobby popular para a tripulação. O uso de um telescópio ou binóculo permite a visualização da ISS durante o dia.

Composto de 6 fotos da ISS transitando pela Lua minguante

Alguns astrônomos amadores também usam lentes telescópicas para fotografar a ISS enquanto ela transita pelo Sol, às vezes durante um eclipse (e assim o Sol, a Lua e a ISS estão todos posicionados aproximadamente em uma única linha). Um exemplo é durante o eclipse solar de 21 de agosto , onde em um local em Wyoming, imagens da ISS foram capturadas durante o eclipse. Imagens semelhantes foram capturadas pela NASA de um local em Washington.

O engenheiro e astrofotógrafo parisiense Thierry Legault, conhecido por suas fotos de espaçonaves em trânsito no Sol, viajou para Omã em 2011 para fotografar o Sol, a Lua e a estação espacial, todos alinhados. Legault, que recebeu o prêmio Marius Jacquemetton da Société astronomique de France em 1999, e outros entusiastas, usam sites que prevêem quando a ISS transitará pelo Sol ou pela Lua e de que local essas passagens serão visíveis.

Cooperação internacional

Placa comemorativa em homenagem ao Acordo Intergovernamental da Estação Espacial assinado em 28 de janeiro de 1998

Envolvendo cinco programas espaciais e quinze países, a Estação Espacial Internacional é o programa de exploração espacial mais político e legalmente complexo da história. O Acordo Intergovernamental da Estação Espacial de 1998 estabelece a estrutura principal para a cooperação internacional entre as partes. Uma série de acordos subsequentes regem outros aspectos da estação, que vão desde questões jurisdicionais a um código de conduta entre os astronautas visitantes.

Países participantes

Fim da missão

Muitas espaçonaves de reabastecimento da ISS já sofreram reentrada atmosférica , como Júlio Verne ATV

De acordo com o Tratado do Espaço Exterior , os Estados Unidos e a Rússia são legalmente responsáveis ​​por todos os módulos que lançaram. Várias opções de descarte possíveis foram consideradas: decadência orbital natural com reentrada aleatória (como no Skylab), impulsionando a estação para uma altitude mais alta (o que atrasaria a reentrada) e uma desorbita controlada direcionada para uma área oceânica remota. No final de 2010, o plano preferencial é usar uma espaçonave Progress ligeiramente modificada para sair da órbita da ISS. Esse plano foi visto como o mais simples, mais barato e com maior margem de lucro.

O OPSEK foi planejado anteriormente para ser construído com módulos do Segmento Orbital Russo após a ISS ser desativada. Os módulos em consideração para remoção do ISS atual incluíram o Módulo de Laboratório Multifuncional ( Nauka ), planejado para ser lançado na primavera de 2021 em maio de 2020, e os outros novos módulos russos que são propostos para serem anexados a Nauka . Esses módulos recém-lançados ainda estariam dentro de suas vidas úteis em 2024.

No final de 2011, o conceito de plataforma de portal de exploração também propôs o uso de hardware USOS e Zvezda 2 como depósito de reabastecimento e estação de serviço localizada em um dos pontos Terra-Lua de Lagrange . No entanto, todo o USOS não foi projetado para desmontagem e será descartado.

Em fevereiro de 2015, Roscosmos anunciou que permaneceria como parte do programa ISS até 2024. Nove meses antes - em resposta às sanções dos EUA contra a Rússia sobre a anexação da Crimeia - o vice-primeiro-ministro russo Dmitry Rogozin havia declarado que a Rússia rejeitaria um EUA pedido para prolongar o uso da estação orbital para além de 2020, e forneceria apenas motores de foguetes aos EUA para o lançamento de satélites não militares.

Em 28 de março de 2015, fontes russas anunciaram que Roscosmos e NASA concordaram em colaborar no desenvolvimento de um substituto para o ISS atual. Igor Komarov , o chefe da Roscosmos da Rússia, fez o anúncio com o administrador da NASA Charles Bolden ao seu lado. Em um comunicado fornecido à SpaceNews em 28 de março, o porta-voz da NASA David Weaver disse que a agência apreciou o compromisso russo de estender a ISS, mas não confirmou nenhum plano para uma futura estação espacial.

Em 30 de setembro de 2015, o contrato da Boeing com a NASA como contratante principal da ISS foi estendido para 30 de setembro de 2020. Parte dos serviços da Boeing no âmbito do contrato se relacionarão com a extensão do hardware estrutural primário da estação após 2020 até o final de 2028.

Também houve sugestões de que a estação poderia ser convertida para operação comercial depois de ser aposentada por entidades governamentais.

Em julho de 2018, o Ato de Fronteira Espacial de 2018 pretendia estender as operações da ISS até 2030. Esse projeto foi aprovado por unanimidade no Senado, mas não foi aprovado na Câmara dos Estados Unidos. Em setembro de 2018, o Leading Human Spaceflight Act foi introduzido com a intenção de estender as operações da ISS até 2030 e foi confirmado em dezembro de 2018.

Custo

O ISS foi descrito como o item individual mais caro já construído. Em 2010, o custo total era de US $ 150 bilhões. Isso inclui o orçamento da NASA de $ 58,7 bilhões (inflação não ajustada) para a estação de 1985 a 2015 ($ 72,4 bilhões em dólares de 2010), $ 12 bilhões da Rússia, $ 5 bilhões da Europa, $ 5 bilhões do Japão, 2 bilhões de dólares do Canadá e o custo de 36 voos de ônibus. para construir a estação, estimada em US $ 1,4 bilhão cada, ou US $ 50,4 bilhões no total. Assumindo 20.000 dias-pessoa de uso de 2000 a 2015 por equipes de duas a seis pessoas, cada dia-pessoa custaria $ 7,5 milhões, menos da metade dos $ 19,6 milhões ajustados pela inflação ($ 5,5 milhões antes da inflação) por dia-pessoa do Skylab .

Veja também

Notas

Referências

 Este artigo incorpora  material de domínio público de sites ou documentos da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço .

Leitura adicional

links externos

Sites da agência ISS

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Visualização ao vivo

Multimídia