laboratório espacial -Spacelab

Arte do laboratório espacial, com corte interno do laboratório, 1981
Wubbo Ockels no laboratório, 1985
Cristais de iodeto de mercúrio cultivados no Spacelab 3

O Spacelab era um laboratório reutilizável desenvolvido pela Agência Espacial Européia (ESA) e usado em certos voos espaciais conduzidos pelo Ônibus Espacial . O laboratório compreendia vários componentes, incluindo um módulo pressurizado, um transportador não pressurizado e outros equipamentos relacionados alojados no compartimento de carga do ônibus espacial. Os componentes foram dispostos em várias configurações para atender às necessidades de cada voo espacial.

Os componentes do Spacelab voaram em um total de cerca de 32 missões de ônibus espaciais, dependendo de como esse hardware e missões são tabulados. O Spacelab permitiu que os cientistas realizassem experimentos em microgravidade em órbita geocêntrica . Havia uma variedade de hardware associado ao Spacelab, então uma distinção pode ser feita entre as principais missões do programa Spacelab com cientistas europeus executando missões no módulo habitável do Spacelab, missões executando outros experimentos de hardware do Spacelab e outras missões do Sistema de Transporte Espacial (STS) que usou algum componente do hardware da Spacelab. Há alguma variação na contagem de missões do Spacelab, em parte porque havia diferentes tipos de missões do Spacelab com uma grande variedade na quantidade de hardware do Spacelab voado e na natureza de cada missão. Houve pelo menos 22 grandes missões do Spacelab entre 1983 e 1998, e o hardware do Spacelab foi usado em várias outras missões, com alguns dos paletes do Spacelab voando até 2008.

Antecedentes e história

Impressão artística da missão Spacelab 2, mostrando alguns dos vários experimentos no compartimento de carga.

Em agosto de 1973, a NASA e a European Space Research Organization (ESRO), agora European Space Agency ou ESA, assinaram um memorando de entendimento (MOU) para construir um laboratório de ciências para uso em voos de ônibus espaciais. A construção do Spacelab foi iniciada em 1974 pela Entwicklungsring Nord (ERNO), uma subsidiária da VFW-Fokker GmbH , após a fusão com a Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) denominada MBB/ERNO, e incorporada à EADS SPACE Transportation em 2003. O primeiro laboratório módulo, LM1 , foi doado à NASA em troca de oportunidades de voo para os astronautas europeus. Um segundo módulo, LM2 , foi comprado pela NASA para uso próprio do ERNO.

A construção dos módulos do Spacelab começou em 1974 pela então empresa ERNO-VFW-Fokker.

O Spacelab é importante para todos nós por pelo menos quatro boas razões. Ele expandiu a capacidade do Shuttle de conduzir ciência em órbita muitas vezes. Ele forneceu uma oportunidade maravilhosa e um exemplo de grande joint venture internacional envolvendo governo, indústria e ciência com nossos aliados europeus. O esforço europeu forneceu ao mundo livre um sistema de laboratório realmente versátil vários anos antes que fosse possível se os Estados Unidos tivessem que financiá-lo por conta própria. E, finalmente, forneceu à Europa o desenvolvimento de sistemas e a experiência de gerenciamento de que precisavam para entrar na arena de voos espaciais tripulados exclusivos.

—  Administrador da NASA, Spacelab: uma história de sucesso internacional
Astronautas europeus se preparam para a missão Spacelab, 1984.
Diagrama do módulo de paletes da Spacelab

No início dos anos 1970, a NASA mudou seu foco das missões lunares para o ônibus espacial e também para a pesquisa espacial. O administrador da NASA na época mudou o foco de uma nova estação espacial para um laboratório espacial para o ônibus espacial planejado. Isso permitiria que tecnologias para futuras estações espaciais fossem pesquisadas e aproveitasse as capacidades do Ônibus Espacial para pesquisa.

O Spacelab foi produzido pela European Space Research Organization (ESRO), um consórcio de dez países europeus, incluindo:

Componentes

STS-42 com hardware Spacelab no compartimento orbital com vista para a Terra.

Além do módulo de laboratório, o conjunto completo incluía também cinco pallets externos para experimentos no vácuo construídos pela British Aerospace (BAe) e um “Iglu” pressurizado contendo os subsistemas necessários para a operação de configuração de voo somente com pallet. Oito configurações de voo foram qualificadas, embora mais possam ser montadas, se necessário.

O sistema tinha alguns recursos exclusivos, incluindo um tempo de retorno pretendido de duas semanas (para o tempo de retorno do lançamento do ônibus espacial original) e o roll-on-roll-off para carregamento em aeronaves (transporte terrestre).

O Spacelab consistia em uma variedade de componentes intercambiáveis, sendo o principal um laboratório tripulado que poderia voar na baía do orbitador do Ônibus Espacial e retornar à Terra. No entanto, o módulo habitável não precisava voar para realizar uma missão do tipo Spacelab e havia uma variedade de paletes e outros equipamentos de apoio à pesquisa espacial. O módulo habitável ampliou o volume para os astronautas trabalharem em ambiente de manga de camisa e teve espaço para racks de equipamentos e respectivos equipamentos de apoio. Quando o módulo habitável não era usado, alguns dos equipamentos de suporte para os paletes podiam ser alojados no Igloo menor , um cilindro pressurizado conectado à área da tripulação do ônibus espacial.

A missão Spacelab normalmente suportava vários experimentos, e a missão Spacelab 1 tinha experimentos nos campos da física de plasma espacial, física solar , física atmosférica , astronomia e observação da Terra . A seleção dos módulos apropriados fazia parte do planejamento da missão para missões Spacelab Shuttle e, por exemplo, uma missão pode precisar de menos espaço habitável e mais paletes, ou vice-versa.

módulo habitável

Shuttle Columbia durante STS-50 com Spacelab Module LM1 e túnel em seu compartimento de carga.

O módulo de laboratório habitável do Spacelab compreendia um ambiente cilíndrico na parte traseira do compartimento de carga útil do ônibus espacial, conectado ao compartimento da tripulação do orbitador por um túnel. O laboratório tinha um diâmetro externo de 4,12 m (13,5 pés) e cada segmento um comprimento de 2,7 m (8 pés 10 pol.). O módulo de laboratório consistia no mínimo de um segmento central, que poderia ser usado sozinho em uma configuração de módulo curto . A configuração do módulo longo incluía um segmento experimental adicional. Também foi possível operar experimentos do Spacelab a partir da cabine de comando traseira do orbitador.

Dez pessoas dentro do Módulo Spacelab em junho de 1995, comemorando a atracação do Ônibus Espacial e da Mir

O túnel pressurizado tinha seu ponto de conexão no meio do convés do orbitador. Havia dois túneis de comprimentos diferentes, dependendo da localização do módulo habitável no compartimento de carga. Quando o módulo de laboratório não era utilizado, mas era necessário espaço adicional para equipamentos de apoio, outra estrutura chamada Iglu poderia ser utilizada.

Foram construídos dois módulos laboratoriais, identificados como LM1 e LM2. O LM1 está em exibição no Steven F. Udvar-Hazy Center no Smithsonian Air and Space Museum atrás do Space Shuttle Discovery . O LM2 esteve em exibição na exposição Bremenhalle no Aeroporto de Bremen em Bremen , Alemanha, de 2000 a 2010. Ele reside no edifício 4c na fábrica Airbus Defence and Space próxima desde 2010 e só pode ser visto durante visitas guiadas.

Configuração do módulo longo Spacelab

palete

Implantação do Sistema de Satélite Conectado, implantado a partir do palete Spacelab

O Spacelab Pallet é uma plataforma em forma de U para montagem de instrumentação, grandes instrumentos, experimentos que requerem exposição ao espaço e instrumentos que requerem um grande campo de visão, como telescópios. O palete possui vários pontos rígidos para montagem de equipamentos pesados. O palete pode ser usado em configuração única ou empilhado de ponta a ponta em configurações duplas ou triplas. Até cinco paletes podem ser configurados no compartimento de carga do ônibus espacial usando configurações de palete dupla e palete tripla.

O Spacelab Pallet usado para transportar o Canadarm2 e o Dextre para a Estação Espacial Internacional está atualmente no Canada Aviation and Space Museum , emprestado da NASA através da Agência Espacial Canadense (CSA).

Um Spacelab Pallet foi transferido para o Museu Suíço de Transporte para exibição permanente em 5 de março de 2010. O Pallet, apelidado de Elvis , foi usado durante a missão STS-46 de oito dias, de 31 de julho a 8 de agosto de 1992, quando o astronauta da ESA Claude Nicollier foi a bordo do Ônibus Espacial Atlantis para implantar a missão científica European Retrievable Carrier (Eureca) da ESA e o Sistema de Satélites Tethered (TSS-1) conjunto NASA/ASI ( Agência Espacial Italiana ) . O Pallet carregava o TSS-1 no compartimento de carga do Shuttle.

Outro Spacelab Pallet está em exibição no US National Air and Space Museum em Washington, DC. Havia um total de dez paletes Spacelab voados no espaço.

Iglu

Em um voo espacial em que um módulo habitável não voava, mas paletes voavam, um cilindro pressurizado conhecido como Igloo carregava os subsistemas necessários para operar o equipamento do Spacelab. O iglu tinha 3 m (9,8 pés) de altura, um diâmetro de 1,5 m (4 pés 11 pol.) E pesava 1.100 kg (2.400 lb). Duas unidades Igloo foram fabricadas, ambas pela empresa belga SABCA , e ambas foram usadas em voos espaciais. Um componente Igloo voou no Spacelab 2 , ASTRO-1 , ATLAS-1, ATLAS-2, ATLAS-3 e ASTRO-2.

Um Spacelab Igloo está em exibição no James S. McDonnell Space Hangar no Steven F. Udvar-Hazy Center nos EUA.

Sistema de Apontamento de Instrumentos

O IPS era um dispositivo apontador gimbal, capaz de apontar telescópios, câmeras ou outros instrumentos. O IPS foi usado em três missões diferentes do Ônibus Espacial entre 1985 e 1995. O IPS foi fabricado pela Dornier , e duas unidades foram feitas. O IPS foi construído principalmente em alumínio, aço e isolamento multicamada .

O IPS seria montado dentro do compartimento de carga do Space Shuttle Orbiter e poderia fornecer apontamento de 3 eixos gimbaled. Ele foi projetado para uma precisão de apontamento de menos de 1 segundo de arco (uma unidade de grau) e três modos de apontamento, incluindo modos de foco terrestre, solar e estelar. O IPS foi montado em um palete exposto ao espaço exterior no compartimento de carga.

Missões IPS:

  • Spacelab 2, também conhecido como STS-51-F lançado em 1985
  • Astro-1, também conhecido como STS-35 lançado em 1990
  • Astro-2, também conhecido como STS-67 lançado em 1995

A missão Spacelab 2 voou com o Telescópio Infravermelho (IRT), que era um telescópio infravermelho refrigerado a hélio com abertura de 15,2 cm (6,0 pol.), observando a luz entre os comprimentos de onda de 1,7 a 118 μm. O IRT coletou dados infravermelhos em 60% do plano galáctico.

lista de peças

Os componentes do Spacelab são entregues, 1981.
Carga ASTRO-1 preparada, 1990.

Exemplos de componentes ou hardware da Spacelab:

  • EVA Airlock
  • Túnel
  • Adaptador de túnel
  • Iglu
  • Módulo do laboratório espacial
    • Cone da extremidade dianteira
    • cone da popa
    • Segmento/módulo principal
    • Prateleiras de experimentos
    • Segmento/módulo do experimento
  • Equipamento elétrico de suporte de solo
  • Equipamento Mecânico de Apoio Terrestre
  • Subsistema de Distribuição de Energia Elétrica
  • Subsistema de Comando e Gerenciamento de Dados
  • Subsistema de Controle Ambiental
  • Sistema de Apontamento de Instrumentos
  • Estrutura de paletes
  • Estrutura de Suporte para Experimentos Multifuncionais (MPESS)

A montagem do Extended Duration Orbiter (EDO) não era hardware da Spacelab, estritamente falando. No entanto, foi usado com mais frequência nos voos do Spacelab. Além disso, a NASA mais tarde o usou com os módulos SpaceHab .

missões do laboratório espacial

Patch da missão Spacelab 1
Remendo da missão STS-90 Neurolab
Ilustração da missão de observação da Terra do radar STS-99
Vista do compartimento do orbitador na STS-99 com o radar implantado, 2000.
STS-94 entra em órbita para a missão de pesquisa Microgravity usando o Spacelab, 1997.

Os componentes do Spacelab voaram em 22 missões do Ônibus Espacial de novembro de 1983 a abril de 1998. Os componentes do Spacelab foram desativados em 1998, exceto os Pallets. O trabalho científico foi transferido para a Estação Espacial Internacional (ISS) e o módulo Spacehab , um transportador pressurizado semelhante ao Módulo Spacelab. Um Spacelab Pallet foi recomissionado em 2000 para voo no STS-99 . O "Spacelab Pallet - Deployable 1 (SLP-D1) com Canadian Dextre (Purpose Dexterous Manipulator)" foi lançado no STS-123 . Os componentes do Spacelab foram usados ​​em 41 missões do Shuttle no total.

Os módulos habitáveis ​​voaram em 16 missões do Ônibus Espacial nas décadas de 1980 e 1990. As missões Spacelab Pallet voaram 6 vezes e as Spacelab Pallets voaram em outras missões 19 vezes.

Nome da missão orbitador Data de lançamento
Nome da missão Spacelab

Módulo pressurizado

Módulos não pressurizados
STS-2 Colômbia 12 de novembro de 1981 OSTA-1 1 Palete (E002)
STS-3 Colômbia 22 de março de 1982 OSS-1 1 Palete (E003)
STS-9 Colômbia 28 de novembro de 1983 Laboratório Espacial 1 Módulo LM1 1 Palete (F001)
STS-41-G Desafiador 5 de outubro de 1984 OSTA-3 1 Palete (F006)
STS-51-A Descoberta 8 de novembro de 1984 Recuperação de 2 satélites 2 Paletes (F007+F008)
STS-51-B Desafiador 29 de abril de 1985 Laboratório Espacial 3 Módulo LM1 MPESS
STS-51-F Desafiador 29 de julho de 1985 Laboratório Espacial 2 Iglu 3 Paletes (F003+F004+F005) + IPS
STS-61-A Desafiador 30 de outubro de 1985 Laboratório Espacial D1 Módulo LM2 MPESS
STS-35 Colômbia 2 de dezembro de 1990 ASTRO-1 Iglu 2 Paletes (F002+F010) + IPS
STS-40 Colômbia 5 de junho de 1991 SLS-1 Módulo LM1
STS-42 Descoberta 22 de janeiro de 1992 IML-1 Módulo LM2
STS-45 Atlântida 24 de março de 1992 ATLAS-1 Iglu 2 Paletes (F004+F005)
STS-50 Colômbia 25 de junho de 1992 USML-1 Módulo LM1 EDO
STS-46 Atlântida 31 de julho de 1992 TSS-1 1 Palete (F003)
STS-47 (J) Empreendimento 12 de setembro de 1992 Spacelab-J Módulo LM2
STS-56 Descoberta 8 de abril de 1993 ATLAS-2 Iglu 1 Palete (F008)
STS-55 (D2) Colômbia 26 de abril de 1993 Laboratório Espacial D2 Módulo LM1 Estrutura de suporte exclusiva (USS)
STS-58 Colômbia 18 de outubro de 1993 SLS-2 Módulo LM2 EDO
STS-61 Empreendimento 2 de dezembro de 1993 HSTSM 01 1 Palete (F009)
STS-59 Empreendimento 9 de abril de 1994 SRL-1 1 Palete (F006)
STS-65 Colômbia 8 de julho de 1994 IML-2 Módulo LM1 EDO
STS-64 Descoberta 9 de setembro de 1994 LEVE 1 Palete (F007)
STS-68 Empreendimento 30 de setembro de 1994 SRL-2 1 Palete (F006)
STS-66 Atlântida 3 de novembro de 1994 ATLAS-3 Iglu 1 Palete (F008)
STS-67 Empreendimento 2 de março de 1995 ASTRO-2 Iglu 2 Paletes (F002+F010) + IPS + EDO
STS-71 Atlântida 27 de junho de 1995 Laboratório Espacial-Mir Módulo LM2
STS-73 Colômbia 20 de outubro de 1995 USML-2 Módulo LM1 EDO
STS-75 Colômbia 22 de fevereiro de 1996 TSS-1R / USMP-3 1 Palete (F003) + 2 MPESS + EDO
STS-78 Colômbia 20 de junho de 1996 LMS Módulo LM2 EDO
STS-82 Descoberta 21 de fevereiro de 1997 HSTSM 02 1 Palete (F009)
STS-83 Colômbia 4 de abril de 1997 MSL-1 Módulo LM1 EDO
STS-94 Colômbia 1º de julho de 1997 MSL-1R Módulo LM1 EDO
STS-90 Colômbia 17 de abril de 1998 Neurolab Módulo LM2 EDO
STS-103 Descoberta 20 de dezembro de 1999 HSTSM 03A 1 Palete (F009)
STS-99 Empreendimento 11 de fevereiro de 2000 SRTM 1 Palete (F006)
STS-92 Descoberta 11 de outubro de 2000 montagem da ISS 1 Palete (F005)
STS-100 Empreendimento 19 de abril de 2001 montagem da ISS 1 Palete (F004)
STS-104 Atlântida 12 de julho de 2001 montagem da ISS 2 Paletes (F002+F010)
STS-109 Colômbia 1º de março de 2002 HSTSM 03B 1 Palete (F009)
STS-123 Empreendimento 11 de março de 2008 montagem da ISS 1 Palete (F004)
STS-125 Atlântida 11 de maio de 2009 HSTSM 04 1 Palete (F009)

Acrônimos do nome da missão:

  • ATLAS: Laboratório Atmosférico para Aplicações e Ciência
  • ASTRO: Não é um acrônimo; abreviação de "astronomia"
  • IML: Laboratório Internacional de Microgravidade
  • LITE: Experimento de tecnologia espacial Lidar
  • LMS: Ciências da Vida e da Microgravidade
  • MSL: Laboratório de Ciência de Materiais
  • SLS: Ciências da Vida do Laboratório Espacial
  • SRL: Laboratório de Radar Espacial
  • TSS: Sistema de Satélite Conectado
  • USML: Laboratório de Microgravidade dos EUA
  • USMP: carga útil de microgravidade dos EUA

Além de contribuir para as missões da ESA, a Alemanha e o Japão financiaram suas próprias missões de Ônibus Espacial e Laboratório Espacial. Embora superficialmente semelhantes a outros vôos, eles foram na verdade as primeiras e únicas missões espaciais não americanas e não europeias com controle total alemão e japonês.

O vôo do avião espacial orbital Deutschland-1 , financiado pela Alemanha Ocidental , incluiu mais de sete toneladas de equipamentos alemães de pesquisa científica.

A primeira missão da Alemanha Ocidental Deutschland 1 (Spacelab-D1, DLR-1, designação da NASA STS-61-A ) ocorreu em 1985. Uma segunda missão similar, Deutschland 2 (Spacelab-D2, DLR-2, designação da NASA STS-55 ), foi planejado pela primeira vez para 1988, mas devido ao desastre do ônibus espacial Challenger , foi adiado até 1993. Tornou-se a primeira missão espacial humana alemã após a reunificação alemã .

A única missão do Japão, Spacelab-J (designação NASA STS-47 ), ocorreu em 1992.

Outras missões

Missões canceladas

Spacelab-4, Spacelab-5 e outras missões planejadas do Spacelab foram canceladas devido ao desenvolvimento tardio do ônibus espacial e ao desastre do Challenger .

Galeria

Legado

Spacelab LM2 em Speyer, Alemanha (2008)
Um ovo dourado flutuando sem peso na missão Spacelab D1, devido à queda livre contínua de estar em órbita, criando um ambiente de microgravidade na espaçonave, 1985.

O legado da Spacelab vive na forma dos MPLMs e dos sistemas derivados deles. Esses sistemas incluem as espaçonaves ATV e Cygnus usadas para transferir cargas para a Estação Espacial Internacional , e os módulos Columbus , Harmony e Tranquility da Estação Espacial Internacional .

A missão Spacelab 2 pesquisou 60% do plano galáctico em infravermelho em 1985.

O Spacelab era um programa extremamente grande, e isso foi aprimorado por diferentes experimentos e múltiplas cargas e configurações ao longo de duas décadas. Por exemplo, em um subconjunto de apenas uma parte da missão Spacelab 1 (STS-9), nada menos que oito sistemas de imagem diferentes foram levados ao espaço. Incluindo esses experimentos, houve um total de 73 experimentos separados em diferentes disciplinas apenas no voo do Spacelab 1. As missões do Spacelab conduziram experimentos em materiais, vida, energia solar, astrofísica, atmosférica e ciência da Terra.

A Spacelab representa um grande investimento da ordem de um bilhão de dólares dos nossos amigos europeus. Mas sua conclusão marca algo igualmente importante: o compromisso de uma equipe obstinada, dedicada e talentosa, formada por governos, universidades e indústrias da ESA que permaneceram por uma década e acompanharam o projeto. Estamos orgulhosos de sua perseverança e parabenizamos você por seu sucesso.

—  Administrador da NASA, 1982

Diagrama, Módulo Spacelab e Palete

Layout do Spacelab mostrando túnel, módulo pressurizado e palete:
1-túnel de transição e conexão entre o orbitador e o Spacelab.
2-dobradiças de espaço de carga
3-pés
4-unidade experimental
5-módulos hiperbáricos (?)
6-plataforma externa
7-telescópio infravermelho
8-dispositivo para pesquisa do campo magnético da Terra
9-espaço de carga útil do orbitador
10-lado traseiro da parte frontal do orbitador

Veja também

Referências

links externos