Medzinárodná vesmírna stanica

Medzinárodná vesmírna stanica (; skratka: ISS; ; skratka: ) je v súčasnosti (rok ) jedna z dvoch trvalo obývaných vesmírnych staníc na obežnej dráhe Zeme. Ďalšou je Čínska vesmírna stanica. ISS sa skladá z viacerých modulov. Jej výstavba začala vypustením prvého modulu Zarja 20. novembra 1998. Prvá stála posádka na ňu vstúpila 2. novembra 2000 a odvtedy sa približne každých 6 mesiacov posádky menia.

Vesmírna stanica je na obežnej dráhe okolo Zeme vo výške okolo 420 km. Tento typ dráhy sa zvyčajne nazýva nízka obežná dráha. Zem obehne raz za približne 90 minút, čo je cca 15,5-krát za jeden deň. Na orbite ju udržujú manévre pomocou motorov modulu Zvezda alebo práve prítomných kozmických lodí. V súčasnosti predstavuje najväčšie umelé teleso na obežnej dráhe viditeľné voľným okom.

ISS slúži ako výskumné stredisko s mikrogravitáciou a vesmírnym prostredím, v ktorom posádka vykonáva experimenty z biológie, fyziky, astronómie a iných oblastí. Stanica je pripravená na testovanie vybavenia a vesmírnych plavidiel potrebných pre misie na Mesiac a Mars.

V mnohých ohľadoch ISS reprezentuje zlúčenie predchádzajúcich plánovaných nezávislých staníc: ruský Mir-2 a americkú stanicu Freedom. Okrem ruských a amerických modulov plánovaných pre tieto stanice sa k stanici pripojil európsky modul Columbus a japonský experimentálny modul Kibō. Stanica je dnes zástupca trvalej prítomnosti človeka vo vesmíre. Je trvale obývaná aspoň dvojčlennou posádkou od 2. novembra 2000. Od r. 2010 drží rekord v dĺžke súvislého obývania telesa vo vesmíre človekom, ktorý do tej doby držala kozmická stanica Mir (3634 dní). Spolupráca na stanici je dohodnutá do roku 2024. 28. marca 2015 NASA a Roskosmos oznámili dohodu o spolupráci na nasledovníkovi ISS.

Medzinárodná vesmírna stanica je spoločným projektom piatich kozmických agentúr: 22px NASA – Spojené štáty 22px Roskosmos – Rusko 22px Japonská kozmická agentúra (JAXA) – Japonsko 12px Kanadská vesmírna agentúra (CSA) – Kanada 22px Európska vesmírna agentúra (ESA) – projektu sa účastní 11 z jej členov ( Belgicko, Dánsko, Francúzsko, Holandsko, Nemecko, Nórsko, Spojené kráľovstvo, Španielsko, Švajčiarsko, Švédsko a Taliansko).

Brazílska vesmírna agentúra sa zúčastňuje na základe zvláštneho kontraktu s NASA. Talianska vesmírna agentúra má podobne oddelené zmluvy pre rôzne aktivity, ktoré nerobí v rámci úloh ESA pre ISS (ktorej je Taliansko tiež plným účastníkom).

Dopravu na stanicu a späť až do ukončenia ich prevádzky zabezpečovali hlavne americké raketoplány, ruské transportné pilotované kozmické lode Sojuz a automatické nákladné kozmické lode Progress. Následkom havárie Columbie bola ďalšia výstavba obmedzená a plánovaná konfigurácia stanice sa mierne pozmenila. Od roku 2012 sa do procesu dopravy materiálu a zásob zapojila aj súkromná spoločnosť SpaceX prostredníctvom lode Dragon.

Na základe pôvodného Memoranda medzi NASA a Ruskou kozmickou agentúrou je účel stanice charakterizovaný ako laboratórium, observatórium a špecializovaná dielňa vo vesmíre. V roku 2010 bol tento základný koncept rozšírený o aktivity komerčného, diplomatického a náučného charakteru. Zvažuje sa aj (zatiaľ presne nešpecifikovaná) podpora pre budúce misie na Mesiac, Mars či asteroidy. ISS poskytuje možnosť testovania vesmírnych plavidiel pre dlhodobé lety na Mesiac alebo na Mars v relatívnom bezpečí nízkej obežnej dráhy. Takto získavame skúsenosti v obsluhe, opravách a výmenách na obežnej dráhe. Tieto aktivity budú kľúčové pri obsluhe kozmických lodí ďalej od Zeme a minimalizujú sa tak riziká takýchto operácií.

Malé nepilotované kozmické lode síce ponúkajú možnosť nulovej gravitácie a vystavenie sa vesmíru, ale stanica vytvára dlhodobé prostredie pre výskum. ISS je ľahko prístupná, čím zjednodušuje jednotlivé experimenty a odbúrava potrebu samostatných štartov pre vykonávanie experimentov. Široká paleta skúmaných oblastí zahŕňa astrobiológiu, astronómiu, výskum človeka vrátane vesmírnej medicíny a života, fyzikálne vedy, materiálové vedy, vesmírne počasie a meteorológiu. Vedci na Zemi majú prístup k dátam posádky a môžu upravovať a spúšťať experimenty. Posádky so 6 členmi sa menia v expedíciách po niekoľkých mesiacoch, čo poskytuje zhruba 160 pracovných hodín na člena posádky.

Posádka ISS umožňuje študentom na Zemi vykonávať vlastné experimenty, ktorých sa študenti osobne zúčastňujú a priamo komunikujú s posádkou ISS pomocou rádia, videa a e-mailov. ESA zdarma poskytuje na stiahnutie a použitie v triedach širokú paletu výučbových materiálov. Hlavným cieľom materiálového výskumu na ISS sú ekonomické benefity.

Mikrogravitácia Gravitácia vo výške obežnej dráhy ISS je len trošku slabšia ako na povrchu Zeme. Ale objekty na orbite sú v stave voľného pádu, výsledkom čoho je zdanlivý stav beztiaže. Tento stav narušuje päť rôznych javov.

Odpor zvyškovej atmosféry. Ten ISS čiastočne eliminuje tým, že keď pri obehu vstúpi do zemského tieňa, solárne panely sa natočia tak, aby minimalizovali aerodynamický odpor a minimalizovali znižovanie obežnej dráhy Vibrácie z pohybov mechanických systémov a posádky Činnosť palubných gyroskopov Činnosť trysiek pri zmene výšky alebo orbity Slapové javy

Vedci skúmajú vplyv mikrogravitácie na vývoj, rast a vnútorné procesy rastlín a živočíchov. NASA skúma prejavy mikrogravitácie na rast tkanív a tvorbu nezvyčajných kryštálov proteínov.

Výskum fyziky tekutín v mikrogravitácii umožní lepšie modelovanie správania tekutín, hlavne tých, ktoré sa na Zemi veľmi nepremiešajú, pretože v mikrogravitácii sa tekutiny takmer úplne premiešavajú. Navyše spomalenie reakcií nízkou gravitáciou pomôže lepšiemu pochopeniu supravodivosti.

Výsledky Inžinieri a vedci z celého sveta vytvorili Alfa magnetický spektrometer (AMS), ktorý NASA porovnáva s HST. AMS nemohol byť umiestnený na samostatný satelit kvôli energetickým a komunikačným nárokom, preto je súčasťou ISS. 3. apríla vedci NASA oznámili, že AMS možno zachytil prvé náznaky tmavej hmoty.

Vesmírne prostredie je nepriateľské pre život. Charakterizuje ho silná radiácia, extrémne vákuum, extrémne teploty a mikrogravitácia. Niektoré jednoduché formy života (napr. Hypsibius dujardini) tieto podmienky dokážu prežiť.

Medicínsky výskum skúma dlhodobé efekty na ľudský organizmus ako napr. svalovú atrofiu, stratu kostnej hmoty a presun tekutín. Tieto údaje budú smerodajné pri ďalších ľudských misiách a kolonizácii. Údaje z roku 2006 predpokladali signifikantné riziko fraktúr a pohybových problémov následkom straty kostnej hmoty a svalovej atrofie už aj pre krátkodobé misie, ako napr. misia na Mars.

História thumb|left|Zárodok stanice v decembri 1998

História Medzinárodnej vesmírnej stanice sa začala písať už v roku 1984, keď americký prezident Ronald Reagan vyhlásil plán stavby vesmírnej stanice pomenovanej Freedom (Sloboda). Nasledujúce roky boli v znamení odďaľovania začiatku výstavby a problémov s financovaním. V roku 1991 sa k plánu výstavby pripojili Kanada, Japonsko a Európska vesmírna agentúra (ESA). K nim sa v roku 1993 pripojilo Rusko a stanica sa začala nazývať Alpha. Rok 1995 možno považovať za začiatok prípravy na výstavbu. V rokoch 1995 – 98 sa uskutočnilo 9 skúšobných spojení s vesmírnou stanicou Mir, pri ktorých sa trénovalo pripájanie a výmeny posádok.

Plánovaný štart prvého modulu Funkcionalnyj Gruzovoj Blok s menom Zaria (úsvit) bol oneskorený opäť kvôli finančným problémom, a preto bol radšej celý zaplatený americkou stranou. Dňa 20. novembra 1998 odštartovala raketa Proton so zmieňovaným modulom Zaria. Zaria je valcovitého tvaru, 12,6 metra dlhý a má maximálny priemer . Patrí k nemu aj dvojica slnečných panelov a 4 spojovacie uzly. Jeho vypustením sa začala stavba ISS. Modul Zaria pôvodne slúžil pre zaisťovanie telekomunikačných služieb a riadenie letu. Neskôr slúžil najmä ako skladovací priestor a zásobník.

thumb|ISS koncom roka 2000

O 16 dní neskôr sa so Zariou stretol raketoplán Endeavour a vo svojom nákladovom priestore k nej pripojil modul Unity. Tento modul obsahoval dva pretlakové spájacie adaptéry: jedným sa pripojil k Zarii a druhý umožňoval pripojenie raketoplánu. Unity slúži ako križovatka modulov. Môže byť k nemu pripojených až 6 ďalších modulov. Po vlastnom spojení za pomoci manipulačného ramena museli dvaja astronauti uskutočniť ešte 3 výstupy do otvoreného priestoru, počas ktorých prepájali kábeláž a inštalovali antény a držadlá pre ďalšie výstupy do otvoreného priestoru. 13. septembra sa Endeavour oddelil od stanice a o 3 dni úspešne pristál. Po jeho odpojení sa zmenila orientácia komplexu a stanica bola uvedená do pomalej rotácie.

Ďalšie dva roky zostala ISS neobývaná. Už vypustené moduly neboli schopné udržať potrebnú dráhu a boli nutné časté korekcie. Čakalo sa na ďalší plánovaný ruský modul – Zvezda. Finančné problémy opäť spôsobili meškanie jej vypustenia a tým aj pokračovanie vo výstavbe. Modul bol vypustený až 12. júla 2000. Naprogramované príkazy rozložili jeho solárne panely a komunikačnú anténu. Následne modul zostal ako pasívne teleso na obežnej dráhe stanice. O priblíženie a pripojenie k stanici sa postarali spojené moduly Zaria a Unity s pomocou pozemného strediska a automatického ruského spájacieho mechanizmu. Po pripojení Zvezdy k modulu Zaria vznikol základ ruskej časti stanice. Tento servisný modul slúži ako dočasný obytný priestor a zaisťuje dodávky elektrického prúdu, telekomunikáciu s pozemnými strediskami a korekcie dráhy. Počítač Zarie odovzdal kontrolu nad stanicou počítaču modulu Zvezda. Zvezda pridala ubytovacie priestory, toalety, kuchyňu, filtráciu CO2, odvlhčovač, generátory kyslíka, zariadenie na cvičenie a dátovú, hlasovú a televíznu komunikáciu s riadiacim strediskom. Tým sa umožnilo trvalé osídlenie stanice.

Už 31. októbra 2000 mohla stanicu navštíviť prvá stála posádka. Jej hlavnou úlohou bolo zabývanie stanice. Kozmonauti ďalej vybaľovali uložené zásoby a zariadenia. Museli sa tiež pripraviť na prijatie raketoplánu Atlantis s novým modulom Destiny. Tento modul bol pripojený 10. februára 2001 k modulu Unity a po niekoľkých dňoch sa raketoplán vrátil na Zem.

Modul Destiny je hlavným centrom vedeckých experimentov na stanici. Kozmonauti oživili modul a ďalej čakali na raketoplán Discovery, ktorý 10. marca priviezol novú posádku a nákladný modul Leonardo. Raketoplán odviezol späť modul plný odpadu spolu s prvou posádkou.

Ďalšou dôležitou súčasťou je Canadarm2, ktorú priviezol raketoplán Endeavour 16. apríla 2001. Kanadská ruka je robotický manipulátor dlhý . Slúži na premiestňovanie ľudí aj nákladu pozdĺž priehradovej konštrukcie.

Ruské moduly okrem modulu Rassvet odštartovali a aj sa spojili automaticky . Všetky ostatné moduly vyniesli na obežnú dráhu raketoplány a všetky vyžadovali inštaláciu posádkou ISS a raketoplánu prostredníctvom výstupov do otvoreného vesmíru a mobilného servisného systému ISS. K 5. júnu 2011 bolo pridaných 159 komponentov počas viac ako 1 000 hodín EVA. 127 týchto výstupov bolo realizovaných zo stanice a ostatných 32 z raketoplánov. Počnúc júnom 2011 stanica pozostáva z pätnástich natlakovaných modulov a v podstate kompletnej priehradovej konštrukcie.

Podoba stanice v čase

Stavba stanice a moduly

Medzinárodná vesmírna stanica

Źródło i licencja