A Nemzetközi Űrállomás építése – 6. rész

Bonczók Zoltán | 2021. augusztus 16., hétfő 19:00

Hatodik részéhez érkezett a Nemzetközi Űrállomás építéséről szóló sorozatunk, amiben a 2002 és 2007 közötti időszak történéseit mutatjuk be, illetve részletesen beszélünk az ISS integrált rácsszerkezetéről és napelemeiről.

Előzmények

A Nemzetközi Űrállomás építése – Előzmények: Freedom, Mir-2 – 1. rész

A Nemzetközi Űrállomás építése – Zarja, Unity – 2. rész

A Nemzetközi Űrállomás építése – Zvezda – 3. rész

A Nemzetközi Űrállomás építése – Z1, P6 rácselem, Expedíció-1 – 4. rész

A Nemzetközi Űrállomás építése - Destiny, Canadarm2, Quest, Pirsz - 5. rész

A Pirsz kikötőmodul 2001-es érkezése után a Nemzetközi Űrállomás rácsszerkezetének a kiépítése kezdődött meg, mielőtt azonban rátérnénk az újabb történésekre, nézzük át az integrált rácsszerkezet felépítését, funkcióját és történelmét.

Az integrált rácsszerkezet (Integrated Truss Structure)

Az integrált rácsszerkezet (ITS) a Nemzetközi Űrállomás összekapcsolt elemekből álló, a túlnyomás nélküli elemeit (napelemek, radiátorok, logisztikai tárolók) tartó fő szerkezete. Az ITS-t még a Freedom űrállomáshoz tervezték, a rácselemeket a Boeing gyártotta az USA-ban lévő különböző telephelyein. A modulok alumíniumból és rozsdamentes acélból készültek, teljes elkészültség után kb. 110 méter hosszú a szerkezet. A rácselemek megnevezése az elem térbeli elhelyezkedésére utal, ami a Nemzetközi Űrállomáson követi a hajózásban használatos megnevezéseket. Az integrált rácsszerkezet a Nemzetközi Űrállomáson port, starboard és zenit irányokban helyezkedik el, de nézzük meg az összes irány elnevezését - ezek segítenek megérteni az ISS dokkolóportjainak az elhelyezkedését is.

  • Port (P): Menetirány szerinti bal oldal
  • Starboard (S): Menetirány szerinti jobb oldal
  • Zenit (Z): "Felfelé néző"
  • Nadír (N): "Lefelé, az ISS esetében a Föld felé néző"
  • Forward (F): "Előre néző, elülső, vagyis a menetiránynak előre" lévő
  • Aft (A): "Hátsó, hátrafelé néző, vagyis a menetiránynak ellentétes"

A Nemzetközi Űrállomás irányai

2001 végéig 2 rácselem már felszerelésre került, a Z1 és a P6 rácselem az első amerikai napelemekkel, habár utóbbi ideiglenesen a Z1 tetejére került, és majd 2007-ben szerelik át a végleges helyére. Az alábbiakban tekintsük át a rácsszerkezet egyes elemeit. Megjegyzés: a modulok közül hiányzik a P2 és S2 rácselem, amiket a Freedomhoz terveztek eredetileg, de végül nem kerültek megépítésre, mert ezek tartalmazták volna a helyzetstabilizáló és pályaemelésre használt hajtóműveket, azonban az ISS-en nem volt már rájuk szükség, mert az orosz Zvezda modul látja el ezt a feladatot.

Z1 rácselem

A Nemzetközi Űrállomásra felvitt első rácselem, nevéből adódóan zenit irányba helyezkedik el a Unity modul tetején. A modul 4 db giroszkópot (Control Moment Gyroscope (CMG) tartalmaz, mely az űrállomás irány- és pozíciótartásáért felel. A Z1-en található még egy Ku-sávú antenna, és a kommunikációs és nyomkövető rendszerek főbb elemei. Szigorú értelemben véve nem része az integrált rácsszerkezetnek, attól külön helyezkedik el.

S0 rácselem

Az integrált rácsszerkezet központi eleme, amit a Destiny modul tetejére szereltek fel 2002 áprilisában, az STS-110 küldetésen. A rácselem "S" (starboard) elnevezése kicsit félrevezető, de ez az integrált rácsszerkezet középső és központi modulja.  Az S0 az amerikai rész elektromos és hőszabályozó rendszerének központi átvezető elemeként szolgál. A modul nem bedokkolt a Destinyre, hanem 4 db ún. "Module to Struss Structure" (MTS) rozsdamentes acélból készült merevítővel rögzítették a Destinyre.

Az S0 rácselem

P1, S1 rácselemek

Az S0 rácselem két oldalán lévő rácselemek, melyek a hőszabályzó rendszer radiátorait tartalmazzák. Mindkét egységen 3-3 radiátor található, amik egy forgóegységre vannak felszerelve, és mindig úgy forgatják őket, hogy a lehető legkevesebb napfény érje őket. Mindkét egység 290 kg folyékony ammóniát keringtet a felesleges hő megszabadítására. A rácselemeken található még egy hosszanti sínpár is, ami a robotkart tartó szerkezetet és a Mobile Transport (MT) egységet tudja mozgatni. Az S1-et 2002 októberében (STS-112), a P1-et 2002 novemberében (STS-113) szerelték fel.

A P1 rácselem

Az S1 rácselem

P3/P4 és S3/S4 rácsszerelvények

A P3/P4 és S3/S4 szerelvényeket egybeépítve szállították fel: a P3/P4-et 2006 szeptemberében az STS-115 küldetésen, az S3/S4-et 2007 júniusában az STS-117 misszión. Az elemek nagyrészt teljesen megegyeznek egymással: a "3"-as jelzésű szerelvényeken találhatóak csatlakozók a kísérleti és tároló feladatokat ellátó ELC (EXPRESS Logistics Carrier) platformok és az ESP (External Stowage Platform) tárolóplatformok részére. Ezek a csatlakozók elektromos és adatkapcsolatot biztosítanak a tárolókon elhelyezett eszközöknek. Itt találhatóak még egy nadír irányba néző radiátor, illetve a 3 méter átmérőjű és 2500 kg tömegű, a "4"-es szerelvényen lévő napelemeket forgató egységek (SARJ - Solar Alpha Rotary Joint) is. A P4 és S4 modulokon található 1-1 napelemmodul, illetve a forgatóegységet a napelemmodullal összekötő rácsos szerkezet.

A P3/P4 elem

Az S3/S4 elem

P5, S5 rácselemek

Ezek a rácselemek egyszerű távtartók, amik a "4"-es és "6"-os rácselemek napelemtáblái közti megfelelő távolságot hivatottak biztosítani. A modulok 3,37 méter hosszúak, a P5-öt 2006 decemberében az STS-116, az S5-öt 2007 augusztusában az STS-117 küldetésen juttatták és szerelték fel.

A P5 elem

Az S5 távtartó

P6, S6 rácselemek

A P6 és S6 rácselemek az integrált rácsszerkezet legvégén található elemek, amelyek 1-1 radiátort, 1-1 SARJ forgatóegységet, illetve 1-1 napelemmodult tartalmaznak. A P6-ot már 2000 novemberében felbocsátották, de 2007 októberéig ideiglenes helyen, a Z1 rácselem tetején helyezkedett el. Az S6 rácselemet 2009 márciusában, az STS-119 küldetésen szállították fel, amivel befejeződött az integrált rácsszerkezet építése.

A P6 az átmeneti helyén a Z1 tetején

A P6 végleges helyén 2007 októbere után

Az S6 rácselem

2002 - Folytatódik a Nemzetközi Űrállomás bővítése

A Pirsz modul 2001 szeptemberi megérkezése után decemberben még az Endeavour űrsikló (STS-108) indult az űrállomásra, ami a Raffaello modullal vitt utánpótlást, illetve egy személyzetcserére is sor került. Ezután 2002 márciusában a Columbia startolt a negyedik Hubble szervizküldetésre (STS-109), majd áprilisban az Atlantis (STS-110) folytathatta az ISS bővítését az S0 rácselemmel, ami az integrált rácsszerkezet központi eleme lesz. A 10 napig tartó küldetés alatt 4 űrséta segítségével helyezték és szerelték fel a rácselemet a Destiny modul tetejére.

Az S0 rácselem a Canadarm2 végén az űrsiklóból való kiemelés közben

Alig két hónappal később, júniusban már újból startolt az Endeavour (STS-111), a misszió utánpótlást szállított, és személyzetcserét hajtott végre, illetve az S0-ra vitte fel a kanadai Mobile Base System (MBS) rendszert, ami azt teszi lehetővé, hogy a robotkar az integrált rácsszerkezeten is tudjon közlekedni és működni.

Az MBS a felszerelés előtt

2002 októberében az Atlantis (STS-112) újabb rácselemmel érkezik az ISS-re: a kb. 12,5 tonnás S1. A modul felszereléséhez 3 űrsétára volt szükség. November 24-én újra az Endeavour indul az STS-113 keretében, ezúttal a P1 rácselemmel a rakterében. December elejére így az integrált rácsszerkezet 3 fő eleme is felszerelésre került.

A P1 felszerelése közben

2002 tehát jelentős fejlesztésekkel telt az ISS-en, azonban 2003. február 1-jén ez a folyamat megszakad: a Columbia űrsikló (STS-107) az önálló repüléséről visszatérve a légkörbe érve darabokra hullott az indítás közben megsérült és levált hővédő csempék miatt. A tragédia 7 űrhajós életébe került, a NASA pedig az átfogó vizsgálat idejére leállítja az űrrepülőgép-programot, így a Nemzetközi Űrállomás bővítését is. Az űrsiklók két évig nem repülnek, ezalatt az ISS-en is csak csökkentett létszámú személyzet tartózkodik. Az ún. "Gondviselők" feladata az űrállomás karbantartása és az üzemelés biztosítása, a tudományos munka azonban háttérbe szorul. A személyzetcseréket orosz Szojuz űrhajókkal oldják meg.

Az ISS 2002 végén az STS-113 távozása után - jól látható az épülő integrált rácsszerkezet és a továbbra is ideiglenes helyen lévő P6 napelemei

A kivizsgálások lezárultával a NASA jelentős változásokat eszközölt a programban: minden misszióhoz készen kell állnia egy másik űrsiklónak, hogy probléma esetén az űrhajó segítségére siessen, Föld körüli pályán alaposan megvizsgálják a hővédő csempéket a Canadarm robotkar segítségével, és egyéb új biztonsági előírásokat vezettek be. Megszüntették a szóló repüléseket is (ilyenek voltak a Spacehab tudományos küldetések), és az űrsiklók kizárólag a Nemzetközi Űrállomás építésében vehetnek részt. Döntés született arról is, hogy az űrrepülőgép-programot az ISS építésének befejeztével leállítják.

A Columbia-szerencsétlenség utáni visszatérő küldetés, az STS-114 indítására végül 2005. július 26-án kerül sor, a Discovery feladata az új biztonsági előírások tesztelése, illetve utánpótlás szállítása a Raffaello modullal az ISS-re. Az űrsikló rakterében helyet foglal még az új ESP-2 külső tárolóplatform is, amit a Quest modulra szerelnek fel. Az ESP-2 az ESP-1 után a második külső tárolóplatform ami felhelyezésre került, elődjénél viszont jóval nagyobb.

Az ESP-2 felszerelés után (világossal kiemelve)

Az STS-114 útja azonban nem volt problémamentes, az indítás során újból hővédő burkolat hullik le a külső üzemanyagtartályról, hasonlóan a Columbia katasztrófához vezető előző küldetésen. A Discovery végül sikeresen landol, azonban a NASA újból felfüggeszti az űrrepülőgép-programot a hibák kijavításáig. Az újabb küldetés (STS-121) 2006. július 4-én indul (újra a Discovery-vel) az ISS-re, ami utánpótlást szállít. A következő küldetéssel (STS-115, Atlantis) 2006 szeptemberében azonban már folytatódhat az űrállomás bővítése: a P3/P4 rácselem és a rajta lévő új napelemtáblák kerülnek felhelyezésre, így már két pár amerikai napelemmel rendelkezik az ISS.

Az ISS az STS-115 távozása után

2006 decemberében újra indul a Discovery (STS-116), ezúttal a P5 távtartó elemet juttatják fel, illetve az űrrepülőgép rakterében helyet kap egy Spacehab modul is, amiben utánpótlást és ellátmányt szállítanak.

A P5 távtartó még felkészítés közben

Az ISS az STS-116 után. Jól látható, hogy a P6-on lévő egyik napelemtábla be van hajtva, hogy ne akadályozzák a P3/P4-en található új napelemtáblák forgását.

Fél évvel később, 2007 júniusában startol az Atlantis (STS-117), ami az S3/S4 rácselemet, és a hozzá tartozó napelemeket viszi az űrállomásra. A küldetés eredetileg még márciusban indult volna, azonban egy februári jégeső megrongálta az indítóálláson várakozó Atlantis külső üzemanyagtartályát. A misszió feladata a rácselem felszerelése, és az új napelemtáblák beüzemelése, amit sikeresen végre is hajtanak 4 űrséta alkalmával. A P6-on lévő napelemeket is visszahajtogatják, hogy ne akadályozza az újak forgását. A küldetés végén a Nemzetközi Űrállomás kezdi azt a formát felvenni, amit jelenleg is ismerünk, habár még számos modul felbocsátása hátravan.

Az ISS az STS-117 küldetésének a végén

Sorozatunk következő részében a 2007 és 2009 közötti történésekkel folytatjuk, benne az európai tudományos laboratórium, a Columbus megérkezésével.

Források

NASA

wikipedia

astronautix.com / spacefacts.de


Elkötelezettek vagyunk, hogy tevékenységünk reklámoktól mentes maradjon és kizárólag közösségi finanszírozásból működhessünk. Ha tetszik a munkánk, akkor azt kifejezheted egy megosztással, illetve ha van módod, anyagilag is hozzájárulhatsz az oldal működéséhez, ezt a "Támogatás" gomb megnyomásával teheted meg.



"A Nemzetközi Űrállomás építése – 6. rész" bejegyzés hozzászólásai (0 db)

Jelenleg még senki nem szólt hozzá a témához! Légy Te az első!

Hozzászólás írása +