ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) یک ایستگاه فضایی مدولار (ماهواره مصنوعی قابل سکونت) در مدار نزدیک زمین LEO است. این یک پروژه مشترک چند ملیتی است که شامل پنج آژانس فضایی شرکت‌کننده است: ناسا (ایالات متحده)، روسکوسموس (روسیه)، JAXA (ژاپن)، ESA (اروپا)، و CSA (کانادا). مالکیت و استفاده از ایستگاه فضایی توسط معاهدات و توافقات بین دولتی ایجاد شده است. این ایستگاه به عنوان یک آزمایشگاه تحقیقاتی ریزگرانش و محیط فضایی عمل می کند که در آن تحقیقات علمی در اختر زیست شناسی، نجوم، هواشناسی، فیزیک و سایر زمینه ها انجام می شودو همچنین برای آزمایش سیستم‌های فضاپیما و تجهیزات مورد نیاز برای مأموریت‌های طولانی مدت احتمالی آینده به ماه و مریخ مناسب است.
برنامه ISS از "ایستگاه فضایی آزادی"، یک پیشنهاد از آمریکایی‌ها که در سال 1984 برای ساخت یک ایستگاه دائمی در مدار زمین طراحی شد و پیشنهاد میر-2 شوروی/روسیه از سال 1976 با اهداف مشابه، شکل گرفت. ایستگاه فضایی بین‌المللی نهمین ایستگاه فضایی است که خدمه در آن ساکن می‌شوند، به دنبال ایستگاه‌های سالیوت، آلماز و میر شوروی و بعد از آن روسیه و اسکای لب آمریکایی. این بزرگترین جسم مصنوعی در فضا و بزرگترین ماهواره در مدار پایین زمین است که به طور منظم با چشم غیر مسلح از سطح زمین قابل مشاهده است و مداری را با ارتفاع متوسط 400 کیلومتر با استفاده از موتورهای ماژول سرویس Zvezda حفظ می کند. ایستگاه فضایی بین‌المللی تقریباً در 93 دقیقه دور زمین می‌چرخد و هر روز 15.5 دور به دور زمین می‌چرخد.
ایستگاه فضایی بین المللی تقریباً 400 تن وزن دارد و مساحتی به بزرگی یک زمین فوتبال را پوشش می دهد. ساختن یک ایستگاه فضایی روی زمین و سپس پرتاب آن به فضا در یک حرکت غیرممکن بود چون هیچ موشکی به اندازه کافی بزرگ یا قدرتمند وجود ندارد. برای غلبه بر این مشکل، ایستگاه فضایی تکه تکه به فضا برده شد و به تدریج در مداری، تقریباً 400 کیلومتر بالاتر از سطح زمین ساخته شد. این تجمیع به بیش از 40 ماموریت نیاز داشت.
تقسیم بندی ماژول ها
این ایستگاه به دو بخش تقسیم می شود: بخش مداری روسیه (ROS) توسط روسیه اداره می شود، در حالی که بخش مداری ایالات متحده (USOS) توسط ایالات متحده و همچنین توسط سایر ایالت ها اداره می شود. بخش روسی شامل شش ماژول است. بخش ایالات متحده شامل ده ماژول است که خدمات پشتیبانی آنها 76.6٪ برای ناسا، 12.8٪ برای JAXA، 8.3٪ برای ESA و 2.3٪ برای CSA توزیع شده است.
ایستگاه فضایی بین المللی یک سازه یکپارچه نیست و از ماژول هایی تشکیل شده که در طی زمان ارسال و به یکدیگر متصل شده اند تا سازه ای که امروزه به نام ایستگاه فضایی بین المللی شناخته میشود را به وجود آورند.
ایستگاه فضایی بین المللی (iss) از شانزده ماژول تشکیل شده است که چهار ماژول روسی (Pirs, Zvezda, Poisk and Rassvet)، نه ماژول امریکایی (Zarya, BEAM, Leonardo, Harmony, Quest, Tranquility, Unity, Cupola, and Destiny)، دو ماژول ژاپنی (the JEM-ELM-PS and JEM-PMو یک ماژول(Columbus) ساخته اژانس فضایی اتحادیه اروپاست.
اولین ماژول ایستگاه فضایی، ماژول زاریا روسی بود که در سال 1998 به فضا ارسال شد و یک ماه بعد اولین ماژول امریکایی یونیتی به همراه دو داکت PMA-1,2 توسط شاتل فضایی اندوور به ان متصل شد که با نام node-1 شناخته میشود.
داکتPMA-1 اولین نسل داکت های مورد استفاده در ایستگاه فضایی بود که برای اتصال شاتل های فضایی به ایستگاه مورد استفاده قرار گرفت. به عبارتی Pressurized Mating Adapter نوعی از اداپتورهای هستند که برای تبدیل مکانیزم های CBM به APAS-95 در قسمت امریکایی ایستگاه استفاده میشدند.
ایستگاه فضایی بین المللی
ماژول یونیتی یکی از 9 ماژول آمریکایی به همراه آداپتور PMA-1
برخلاف ایلات متحده که در سرار برنامه های skylab,Apollo و space shuttle از داکینگ دستی و به وسیله کنترل خلبان استفاده میکردند، اتحاد جماهیر شوروی از همان ابتدا تلاش برای استفاده از سیستم های خودکار می کرد
اولین سیستم چنینی با موفقیت در 30 اکتبر 1967 در ماموریت ایگلا هنگامی که دو کپسول بدون سرنشین سایوز kosmos 186 و kosmos 188 به طور خودکار به یکدیگر متصل شدند مورد ازمایش قرار گرفت .
اولین ماموریت سرنشین دار اتحاد جماهیر شوروی در 16 ژانویخ 1969 به وقوع پیوست که دو فضانورد با در کپسول سایوز 5 به کپسول بدون سرنشین سایوز 4 متصل و با یک راهپیمای فضایی به سایوز 4 منتقل شده و با سفینه غیر از چیزی که با ان پرتاب شده بودند فرود امدند
در دهه 70 میلادی اتحاد جماهیر شورروی فضاپیماهای سایوز را به تونل انتقال داخلی مجهز کرد تا از ان برای انتقال فضانوردان به ایستگاه فضایی سالیوت استفاده کند.
با اغاز به کار ایستگاه سالیوت 6 اتحاد جماهیر شوروی شروع به استفاده از فضاپیماهای باری پروگرس کرد که از سیستم داکینگ ایگلا کرد پس از مدتی با پروژه ایستگاه فضایی میر و سپس ایستگاه فضایی بین المللی، با سیستم kurs جایگزین شد، بزرگترین تفاوت این دو سیستم در این بود که در سیستم ایگلا، ایستگاه فضایی هم نیاز بود که در پروسه اتصال همکاری بکند و با تغییر وضعیت خود به نقطه اتصال برسد ولی در سیستم krus با استفاده از چندین انتن رادیویی عمل هدایت و اتصال بطور خودکار انجام میشود .
دیاگرام سیستم اتصال ایگلا
ماژول های لغو شده
چندین ماژول برنامه ریزی شده برای ایستگاه در طول برنامه ISS لغو شد. دلایل شامل محدودیت های بودجه، غیر ضروری شدن ماژول‌ها و طراحی مجدد ایستگاه پس از فاجعه 2003 کلمبیا است. ماژول اسکان Centrifuge ایالات متحده میزبان آزمایشات علمی در سطوح مختلف گرانش مصنوعی بود. ماژول Habitation ایالات متحده به عنوان محل زندگی ایستگاه عمل می کرد. در عوض، محل زندگی در حال حاضر در سراسر ایستگاه پخش شده است. ماژول کنترل موقت ایالات متحده و ماژول پیشرانه ایستگاه فضایی بین‌المللی در صورت شکست پرتاب، جایگزین عملکردهای Zvezda میشدند. دو ماژول تحقیقاتی روسیه برای تحقیقات علمی برنامه ریزی شده بود. آنها می توانستند به یک ماژول داکینگ جهانی روسی متصل شوند. پلتفرم قدرت علمی روسیه مستقل از آرایه های خورشیدی ITS به بخش مداری روسیه انرژی می داد.
هزینه
ISS به‌عنوان گران‌ترین آیتم واحدی که تاکنون ساخته شده است توصیف شده است. تا سال 2010، کل هزینه 150 میلیارد دلار آمریکا بود. این شامل بودجه 58.7 میلیارد دلاری ناسا (89.73 میلیارد دلار در سال 2021) برای ایستگاه از سال 1985 تا 2015، 12 میلیارد دلار روسیه، 5 میلیارد دلار اروپا، 5 میلیارد دلار ژاپن، 2 میلیارد دلار کانادا، و هزینه 36 پرواز شاتل برای ساخت ایستگاه است. هر کدام 1.4 میلیارد دلار یا در مجموع 50.4 میلیارد دلار برآورد شده است. با فرض استفاده از 20000 نفر در روز از سال 2000 تا 2015 توسط خدمه دو تا شش نفره، هر نفر در روز 7.5 میلیون دلار هزینه خواهد داشت که کمتر از نیمی از 19.6 میلیون دلار (5.5 میلیون دلار قبل از تورم) به ازای هر نفر در روز Skylab است. پیش بینی می شود ماموریت این سیستم پیچیده ساخت بشر تا سال 2031 پایان یابد و به صورت کنترل شده در اقیانوس آرام سقوط کند.
نرم افزار STK یا Systems tool kit یک نرم افزار منحصربه فرد برای مدلسازی و تحلیل سامانه های مختلف از جمله فضاییست. کاربران با استفاده از این نرم افزار می‌توانند پیچیده ترین سامانه های فضایی، اجرام سماوری، حرکت آنها و... را شبیه سازی کنند. این نرم افزار در قالب دو دوره مقدماتی و پیشرفته در مجموعه آموزشی پارس پژوهان ارائه و تدریس می شود.
اطلاعات بیشتر:
