Uzay istasyonu - Space station

Uluslararası Uzay İstasyonu monte edilmiş jeosantrik yörüngeye ve uzayda büyük yapay nesnedir

Bir uzay istasyonu olarak da bilinen, yörünge istasyonu ya da bir yörünge uzay istasyonu , a, uzay aracı edebilen bir insan mürettebat destek olarak yörünge uzun bir süre boyunca ve bu nedenle bir tür boşluk yaşam . Büyük tahrik veya iniş sistemlerinden yoksundur . İstasyonlar, diğer uzay araçlarının mürettebatı ve malzemeleri transfer etmek için yanaşmasına izin vermek için yerleştirme bağlantı noktalarına sahip olmalıdır.

Yörünge karakolunu korumanın amacı, programa bağlı olarak değişir. Uzay istasyonları çoğunlukla bilimsel amaçlarla fırlatıldı, ancak askeri fırlatmalar da gerçekleşti. 2021 itibariyle, düşük Dünya yörüngesinde tam olarak çalışır durumda ve kalıcı olarak ikamet edilen bir uzay istasyonu var : uzay uçuşunun insan vücudu üzerindeki etkilerini incelemek ve aynı zamanda bir uçuş yapmak için bir yer sağlamak için kullanılan Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS). diğer uzay araçlarında mümkün olandan daha fazla sayıda ve daha uzun süreli bilimsel çalışma. Çin 'in Tiangong Uzay İstasyonu yapım aşamasındadır. Hem Hindistan hem de Rusya , önümüzdeki on yıllar için istasyonlar inşa etmeyi önerdi.

Tarih

Herman Potočnik tarafından bir uzay istasyonu için erken bir tasarım , ilk olarak dönme tekerleği olarak tasarlandı (1929)

Bir uzay istasyonuna benzeyen herhangi bir şeyden ilk söz, Edward Everett Hale'nin 1869'daki " The Brick Moon " filminde gerçekleşti . Uzay istasyonlarına ciddi, bilimsel temelli düşünceyi ilk verenler, 20. yüzyılın başlarında yaklaşık yirmi yıl arayla Konstantin Tsiolkovsky ve Hermann Oberth'ti . 1929'da Herman Potocnik 'ın Uzay Seyahati Sorunu , yapay yerçekimi oluşturmak için bir 'döner tekerlek' uzay istasyonu öngörülüyor ilk yayımlandı. İkinci Dünya Savaşı sırasında kavramsallaştırılan " güneş tabancası ", Dünya yörüngesinde 8,200 kilometre (5,100 mi) yükseklikte dönen teorik bir yörünge silahıydı . Daha fazla araştırma yapılmadı. 1951'de Wernher von Braun , Collier's Weekly'de Potočnik'in fikrine atıfta bulunarak dönen bir tekerlek uzay istasyonu için bir konsept yayınladı . Bununla birlikte, 20. yüzyılda bir döner istasyonun geliştirilmesi hiçbir zaman başlamadı.

İlk uzay istasyonu Salyut-1. Soyuz 11'den ayrılırken görüldüğü gibi

1971'de Sovyetler Birliği dünyanın ilk uzay istasyonu Salyut 1'i geliştirdi ve fırlattı . Almaz ve Salyut serisi sonunda katıldı Skylab'in , Mir ve Tiangong-1 ve Tiangong-2 . İlk Sovyet çabaları sırasında geliştirilen donanım, günümüzde yörüngede dönen ISS'nin önemli bir bölümünü oluşturan gelişmiş varyantlarla kullanımda olmaya devam ediyor. Her mürettebat üyesi istasyonda haftalarca veya aylarca kalır, ancak nadiren bir yıldan fazla olur. Soyuz 11 ekibinin Salyut 1'e uğursuz uçuşuyla başlayarak , son zamanlardaki tüm insanlı uzay uçuşu süresi kayıtları uzay istasyonlarında belirlendi. Tek bir uzay uçuşu için süre rekor 437,75 gün ile kümesidir Valeri Polyakov gemiye Mir 1994'ten 2021 1995. As, dört kozmonot bir yılı aşkın tek misyonları, uçakta bulunan tamamladıktan Mir . Askeri amaçlı kullanılan son uzay istasyonu, Almaz programı kapsamında fırlatılan ve 1976 ile 1977 yılları arasında yörüngede dönen Sovyet Salyut 5 idi .

Erken monolitik istasyonlar (1971–1986)

1970'lerin ABD Skylab istasyonu

İlk istasyonlar, genellikle tüm malzemeleri ve deney ekipmanlarını içeren tek parça halinde inşa edilen ve piyasaya sürülen monolitik tasarımlardı. Daha sonra istasyona katılmak ve araştırma yapmak için bir ekip başlatılacaktı. Malzemeler tükendikten sonra istasyon terk edildi.

İlk uzay istasyonu, 19 Nisan 1971'de Sovyetler Birliği tarafından fırlatılan Salyut 1'di. İlk Sovyet istasyonlarının tümüne "Salyut" adı verildi, ancak bunlar arasında iki farklı tür vardı: sivil ve askeri. Askeri istasyonlar, Salyut 2 , Salyut 3 ve Salyut 5 , Almaz istasyonları olarak da biliniyordu .

Salyut 6 ve Salyut 7 sivil istasyonları , ikinci bir mürettebatın ziyaret etmesine izin veren ve yanlarında yeni bir uzay aracı getiren iki yerleştirme limanı ile inşa edildi; Soyuz feribot o taze Soyuz uzay aracı tarafından değiştirilmesi gerekiyordu bu noktada uzayda 90 gün, harcayabilirsiniz. Bu, bir mürettebatın istasyonu sürekli olarak yönetmesine izin verdi. American Skylab (1973–1979) da ikinci nesil istasyonlar gibi iki yerleştirme portu ile donatıldı, ancak ekstra port hiçbir zaman kullanılmadı. Yeni istasyonlarda ikinci bir limanın varlığı, Progress tedarik araçlarının istasyona yanaşmasına izin verdi , bu da uzun süreli görevlere yardımcı olmak için taze malzemelerin getirilebileceği anlamına geliyordu. Bu konsept , terk edilmeden kısa bir süre önce bir TKS römorkörüyle "sabit kenetlenen" Salyut 7'de genişletildi ; bu, modüler uzay istasyonlarının kullanımı için bir kavram kanıtı işlevi gördü. Daha sonraki Salyutlar makul olarak iki grup arasında bir geçiş olarak görülebilir.

Mir (1986–2001)

Dünya ve Mir istasyonu

Önceki istasyonların aksine, Sovyet uzay istasyonu Mir modüler bir tasarıma sahipti ; bir çekirdek birim başlatıldı ve daha sonra buna genellikle belirli bir role sahip ek modüller eklendi. Bu yöntem, operasyonda daha fazla esneklik sağlarken, son derece güçlü tek bir fırlatma aracına olan ihtiyacı ortadan kaldırır . Modüler istasyonlar ayrıca, başlangıçtan itibaren malzemelerinin lojistik destek araçları tarafından sağlanacak şekilde tasarlanmıştır; bu, düzenli destek başlatmaları gerektirme pahasına daha uzun bir kullanım ömrü sağlar.

Mir'in tasarım ve yeteneklerine dayalı olarak modüller halen geliştirilmektedir .

Tiangong 1 ve Tiangong 2 (2011-2019)

Çin'in ilk uzay laboratuvarı Tiangong-1 Eylül 2011'de fırlatıldı. Mürettebatsız Shenzhou 8 daha sonra Kasım 2011'de başarılı bir şekilde otomatik bir buluşma ve yanaşma gerçekleştirdi. Mürettebatlı Shenzhou 9 daha sonra Haziran 2012'de Tiangong-1'e kenetlendi ve ardından mürettebatlı Shenzhou 10 Tiangong-3 için bir plan Tiangong-2 ile birleştirilirken , Eylül 2016'da ikinci bir uzay laboratuvarı Tiangong-2 başlatıldı .

Mayıs 2017'de Çin, Birleşmiş Milletler Dış Uzay İşleri Ofisi'ne Tiangong-1'in irtifasının azalmakta olduğunu ve yakında atmosfere yeniden girip parçalanacağını bildirdi . Yeniden girişin 2018 Mart sonu veya Nisan başında gerçekleşmesi bekleniyordu. Çin İnsanlı Uzay Mühendisliği Ofisine göre Tiangong-1 , 2 Nisan 2018 00:15 UTC'de Tahiti'nin kuzeybatısında , Güney Pasifik Okyanusu üzerinden yeniden girdi .

Temmuz 2019'da Çin İnsanlı Uzay Mühendisliği Ofisi , yakın gelecekte Tiangong-2'yi yörüngeden çıkarmayı planladığını duyurdu, ancak belirli bir tarih verilmedi. İstasyon daha sonra 19 Temmuz'da kontrollü bir giriş yaptı ve Güney Pasifik Okyanusu üzerinde yandı.

Akım

ISS (1998-günümüz)

Uluslararası Uzay İstasyonu yapım aşamasında
International Space Station Tiangong Space Station Mir Skylab Tiangong-2 Salyut 1 Salyut 2 Salyut 4 Salyut 6 Salyut 7
Yukarıdaki resim tıklanabilir bağlantılar içeriyor
Mevcut ve geçmiş uzay istasyonları arasındaki boyut karşılaştırmaları, en son göründükleri gibi. Güneş panelleri mavi, ısı radyatörleri kırmızı. İstasyonların silüetler tarafından gösterilmeyen farklı derinliklere sahip olduğunu unutmayın.

ISS, Rus Yörünge Segmenti (ROS) ve ABD Yörünge Segmenti (USOS) olmak üzere iki ana bölüme ayrılmıştır . Uluslararası Uzay İstasyonu'nun ilk modülü olan Zarya , 1998'de fırlatıldı.

Rus Yörünge Segmentinin "ikinci nesil" modülleri, Proton'da fırlatılabildi , doğru yörüngeye uçabildi ve insan müdahalesi olmadan kendilerini yerleştirebildi. Güç, veri, gazlar ve itici gazlar için bağlantılar otomatik olarak yapılır. Rus özerk yaklaşımı, mürettebatın fırlatılmasından önce uzay istasyonlarının montajına izin veriyor.

Rus "ikinci nesil" modülleri, değişen ihtiyaçlara göre yeniden yapılandırılabilir. 2009 itibariyle, RKK Energia , ISS için görev sona erdikten sonra Yörünge Pilotlu Montaj ve Deney Kompleksi üzerindeki ROS'un bazı modüllerinin kaldırılmasını ve yeniden kullanılmasını düşünüyordu . Ancak, Eylül 2017'de Roscosmos başkanı, istasyonun OPSEK'i oluşturmak üzere ayrılmasının teknik fizibilitesinin araştırıldığını ve şu anda Rus segmentini ISS'den ayırma planları olmadığını söyledi.

Buna karşılık, ana ABD modülleri Uzay Mekiği'nde fırlatıldı ve EVA'lar sırasında ekipler tarafından ISS'ye bağlandı . Elektrik gücü, veri, sevk ve soğutma sıvıları için bağlantılar da bu sırada yapılır, bu da demonte edilmek üzere tasarlanmayan ve tek bir kütle olarak yörüngeden çıkarılması gereken entegre bir modül bloğu ile sonuçlanır.

Axiom Orbital Segmenti ortalarında 2020'lerde başlayan ISS eklenecek planlı bir ticari segment. Axiom Space, Ocak 2020'de girişim için NASA'dan onay aldı. Uluslararası Uzay İstasyonuna en fazla üç Axiom modülü eklenecek. İlk modül en geç 2024'e kadar başlatılabilir ve PMA-2'nin yeniden yerleştirilmesini gerektiren Harmony'nin ileri limanına yerleştirilecektir . Axiom Space, ilk çekirdek modülüne iki adede kadar ek modül eklemeyi ve modüllerde yaşamaları için özel astronotlar göndermeyi planlıyor. Modüller bir gün Rusya'nın önerdiği OPSEK'e benzer şekilde Axiom İstasyonuna ayrılabilir.

Tiangong Uzay İstasyonu (2021-günümüz)

Tiangong Uzay İstasyonu ( Çin :天宫; pinyin : Tiangong ; yanıyor 'Heavenly Sarayı'), 29 Nisan 2021 tarihinde başlatılan ilk modülü olan, bir yörünge eğimde, düşük Dünya yörüngesinde Dünya'nın üzerinde 340 450 kilometredir 42° ila 43°. 2021-22'de toplam 11 lansmanla planlanan inşaatı, çekirdek modülü altı mürettebata ev sahipliği yapabilen iki laboratuvar modülüyle genişletmeyi amaçlıyor.

Tiangong Uzay İstasyonu'nun Ekim 2021'de Görüntülenmesi
Tiangong Uzay İstasyonu'nun Ekim 2021'de Görüntülenmesi

Planlanan projeler

Bu uzay istasyonları, ev sahibi kuruluşlar tarafından duyurulmuştur ve şu anda planlama, geliştirme veya üretim aşamasındadır. Burada listelenen lansman tarihi, daha fazla bilgi elde edildikçe değişebilir.

İsim varlık programı Mürettebat boyutu Lansman tarihi Uyarılar
Ay Geçidi Amerika Birleşik Devletleri NASA ESA CSA JAXA
ESA logosu basit.svg
Kanada
Japonya
Artemis
4
Kasım 2024 Bir bilim platformu olarak ve Ay'a çıkış için bir sahne alanı olarak hizmet etmek Amaçlanan NASA 'nın Artemis programı ve takip üzerine Mars'a insan misyon .
Rus Yörünge Servis İstasyonu
(ROSS)
Rusya roskozmos
TBD
2025
TBD Hindistan ISRO Hint İnsanlı Uzay Uçuşu Programı
3
~2030 ISRO başkanı K. Sivan , 2019 yılında Hindistan'ın Uluslararası Uzay İstasyonuna katılmayacağını ve bunun yerine kendi başına 20 tonluk bir uzay istasyonu inşa edeceğini duyurdu. Önümüzdeki 5-7 yıl içinde inşa edilmesi amaçlanıyor,
Ay Yörünge İstasyonu
(LOS)
Rusya roskozmos
TBD
2030'dan sonra
Stasiun Luar Angkasa Republik Endonezya (SLARI) Endonezya LAPAN
TBD
2030–2035

İptal edilen projeler

Bu istasyonların çoğu mali zorluklar nedeniyle iptal edildi. Ancak Mir-2 , Freedom ile birleştirildi ve Uluslararası Uzay İstasyonu'nun temelini oluşturdu .

İsim varlık Mürettebat boyutu Uyarılar
İnsanlı Yörünge Laboratuvarı 1–7 Amerika Birleşik Devletleri NASA 2 1969'da aşırı maliyetler nedeniyle iptal edildi
Skylab B Amerika Birleşik Devletleri NASA 3 İnşa edildi, ancak finansman yetersizliği nedeniyle fırlatma iptal edildi. Şimdi bir müze parçası.
OPS-4 Sovyetler Birliği SSCB Almaz programının iptali nedeniyle inşa edilmiş ancak hiç başlatılamamıştır .
Özgürlük Amerika Birleşik Devletleri NASA 14-16 Uluslararası Uzay İstasyonunun temelini oluşturmak için birleştirildi
Mir-2 Sovyetler Birliği SSCB Roscosmos
Rusya
2
Kolomb MTFF ESA logosu basit.svg ESA 3 ( Hermes'ten ziyaret )
Gökada Amerika Birleşik Devletleri Bigelow Havacılık robotik Artan maliyetler ve temel Galaxy alt sistemlerini test etme yeteneği nedeniyle iptal edildi
Almaz reklamı Birleşik Krallık Excalibur Almaz 4 veya daha fazla Fon eksikliği.
OPSEK Rusya roskozmos 2'den fazla 2017'de iptal edildi. OPSEK bileşenleri bunun yerine ISS'ye bağlı kalacak.

Mimari

Astronotlar Kader Laboratuvarı'ndan dışarı bakıyor, 2001
Astronot , Dünya yörüngesindeki Skylab uzay istasyonu kümesinin Yörünge Atölyesi'nin (OWS) mürettebat bölümünde sıcak bir banyo yapıyor . Dağıtma ise duş tesisi duş perdesi yerden yukarı çekilir ve tavana bağlı. Su, esnek bir hortuma bağlı basma düğmeli duş başlığından gelir. Su bir vakum sistemi ile çekilir .

İki tür uzay istasyonu uçuruldu: monolitik ve modüler. Monolitik istasyonlar tek bir araçtan oluşur ve bir roketle fırlatılır. Modüler istasyonlar, bağımsız olarak fırlatılan ve yörüngeye kenetlenen iki veya daha fazla ayrı araçtan oluşur. Modüler istasyonlar, daha düşük maliyetler ve daha fazla esneklik nedeniyle şu anda tercih edilmektedir. Her iki türe de Progress gibi kargo gemileriyle yakıt ikmali yapılabilir .

Bir uzay istasyonu, yapı, elektrik gücü, termal kontrol, tutum belirleme ve kontrol , yörünge navigasyonu ve tahrik, otomasyon ve robotik, bilgi işlem ve iletişim, çevre ve yaşam desteği, mürettebat tesisleri ve dahil olmak üzere birbiriyle ilişkili birçok alt sistemi içermesi gereken karmaşık bir araçtır. mürettebat ve kargo taşımacılığı. İstasyonlar, gerekli yetenekleri yönlendiren yararlı bir rol üstlenmelidir.

Malzemeler

Uzay istasyonları genellikle uzay radyasyonunu , iç basıncı, mikrometeoroidleri ve güneşin termal etkilerini ve soğuk sıcaklıkları çok uzun süreler boyunca hava koşullarına maruz bırakmak zorunda olan dayanıklı malzemelerden yapılır . Tipik olarak paslanmaz çelik , titanyum ve yüksek kaliteli alüminyum alaşımlarından yapılırlar ve balistik kalkan koruması olarak Kevlar gibi yalıtım katmanları bulunur .

yaşanabilirlik

Uluslararası Uzay İstasyonu ve çevresindeki etkinliklerin videosu

Uzay istasyonu ortamı, sınırlı hava, su ve yiyecek kaynakları ve atık ısıyı yönetme ihtiyacı gibi kısa vadeli problemler ve ağırlıksızlık ve nispeten yüksek seviyelerdeki gibi uzun vadeli problemler de dahil olmak üzere, insanın yaşanabilirliği için çeşitli zorluklar sunar . iyonize radyasyon . Bu koşullar, uzay istasyonu sakinleri için kas atrofisi , kemik bozulması , denge bozuklukları , görme bozuklukları ve yüksek kanser riski dahil olmak üzere uzun vadeli sağlık sorunları yaratabilir .

Gelecekteki uzay habitatları bu sorunları çözmeye çalışabilir ve mevcut görevlerin tipik olarak sürdüğü haftalar veya ayların ötesinde işgal için tasarlanabilir. Olası çözümler oluşturulmasını içermektedir yapay yerçekimi bir tarafından döner yapının , dahil radyasyon koruma , ve yerinde tarımsal ekosistemlerin gelişimini. Hatta bazı tasarımlar çok sayıda insanı barındırabilir ve esasen insanların yarı kalıcı olarak ikamet edeceği "uzaydaki şehirler" haline gelebilir.

Çevresel mikrobiyoloji

Uzay istasyonlarında gelişen kalıplar, metal, cam ve kauçuğu bozan asitler üretebilir. Mikroorganizmaları tespit etmek için genişleyen bir dizi moleküler yaklaşıma rağmen, filogenetik soyun bir fonksiyonu olarak mikrobiyal hücrelerin farklı canlılıklarını değerlendirmenin hızlı ve sağlam yolları, anlaşılması zor olmaya devam etmektedir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

bibliyografya

Dış bağlantılar