ایستگاه فضایی بین المللی(iss)

 در بیستم نوامبر 1998 ایستگاه فضایی بین المللی  با پرتاب اتاقک کنترل Zarya ساخته شده توسط روس ها  به اعماق فضا متولد شد.

این ایستگاه فضایی بین المللی در واقع یک ماهواره مسکونی بسیار عظیم در فضا است که با همکاری بیش از پانزده کشور از سراسر جهان در حال تکمیل می باشد

این پایگاه دور افتاده دست ساخت بشر از یک اتاقک، اکنون به ایستگاهی در حال توسعه با بیش از 10 اتاقک متفاوت تبدیل شده است. تا به حال ساختار داربستی آن متشکل از 12 قطعه بزرگ و سه دستگاه از بزرگترین تنظیم کننده های خورشیدی به ایستگاه متصل گردیده است. در طول 10 سال گذشته این ایستگاه میزبان 164 نفر بوده و با جرمی در حدود 313 تن بیش از57300 بار  به دور زمین چرخیده است که معادل پیمودن مسیری در حدود 1،3 تریلیون مایل(2تریلیون کیلومتر )است. ایستگاه فضایی در مداری به ارتفاع ۴۰۰ کیلومتری از سطح زمین در گردش است،همچنین گستره مداری آن از عرض جغرافیایی ۵۲ درجه شمالی تا ۵۲ درجه جنوبی تغییر می کند. . ۸ صفحه خورشیدی با تولید بیش از ۱۰۰ کیلو وات برق وظیفه تامین نیروی الکتریکی را ایستگاه را بر عهده دارند. این صفحات بر روی بر روی سوله ای تمام فلزی با طولی در حدود ۱۰۹ متر نصب شده اند.

پس از تکمیل، ایستگاه فضایی بین‌المللی ۴۵۰ تن وزن خواهد داشت، و ۱۲۰۰ متر مکعب فضای کار، پژوهش و زندگی برای فضانوردان فراهم خواهد آورد. ایستگاه فضایی بین‌المللی در شب بصورت ستاره‌ای متحرک با چشم غیرمسلح قابل رؤیت است.

ایستگاه فضایی به عنوان یک رصد خانه،آزمایشگاه و کارگاه فضایی محیطی بسیار مناسب برای فعالیت فضانوردان و کیهان نوردان از سراسر جهان خواهد بود.

اهداف و ماموریت ها

خدمه حاضر در ایستگاه با همکاری دانشمندان روی زمین با استفاده از سیستم های رادیویی، دست به آزمایش های فضایی خواهند زد.برخی  از این آزمایشات به بررسی تاثیر شرایط متفاوت فضا نسبت به زمین،از جمله بی وزنی بر روی انسان است.علاوه بر ان آزمایشاتی در زمینه های گوناگون شیمی مانند بررسی کریستال های پروتیین صورت خواهد گرفت.کریستال هایی که در فضا رشد می کنند نسبت به نمونه های زمینی از نقص کم تری برخوردارند،در نتیجه این فرایند آنالیز آنها نیز با سهولت بیشتری صورت می پذیرد.با بهره گیری از این داده ها در تحقیقات پزشکی، می توان دریافت که کدام نوع از کریستال ها برای تولید انبوه در زمین مناسب تر هستند.
از دیگر مزایای ایستگاه فضای بین المللی می توان به این موضوع اشاره کرد که کلیه تجهیزات فقط برای یک بار به ایستگاه حمل می شوند.علاوه بر این کیهان نوردان و یا فضانوردان قادرند بار ها و بارها از ایستگاه استفاده نمایند.همچنین دانشمندان می توانند با استفاده از داده هایی که از نتایج تحقیقات در ایستگاه حاصل می آید، با سرعت بیشتری پژوهش های خود را در زمین را پی گیری و یا اصلاح نمایند.ایستگاه فضایی بین المللی برای مدت ۱۵ سال استفاده مفید طراحی شده است اما اگر بخش ها ،قطعات و یا تجهیزات آن در بازه های زمانی منظم مورد بررسی و یا تعمیر قرار بگیرند می توان برای دهه ها از آن استفاده نمود.

تاریخچه

ایستگاه فضایی بین المللی نهمین ایستگاه قابل سکونت در مدار است.نخستین ایستگاه فضایی توسط اتحاد جماهیر شوروی با عنوان سالیوت و پس از آن ایستگاه فضایی اسکای لب توسط ایالت متحده در دهه ۱۹۷۰ میلادی به فضا پرتاب شدند.
در سال ۱۹۸۶میلادی شوروی شروع به راه اندازی ایستگاه فضایی میر نمود.این نخستین ایستگاهی بود که در آن از اتاقک استفاده می شد.در این هنگام شوروی با استفاده از راکت های سایوز که ضریب امنیتی بسیار بالایی دارند و از لحاظ اقتصادی نیز بسیار به صرفه هستند توانست تجهیزات و همچنین خدمه را به ایستگاه فضایی میر منتقل نماید.در سال ۱۹۹۱ میلادی همزمان با فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی ،در عملیات اجرای میر وقفه صورت گرفت به طوری که دانشمندان از ادامه کار باز مانند و این پروژه عظیم متوقف گردید.سرانجام در سال ۲۰۰۱ میلادی روسیه این ایستگاه را از مدار زمین خارج نمود و میر به سوی زمین سقوط کرد و منهدم شد.
در دهه ۱۹۹۰ میلادی روسیه اقدام به ساخت ایستگاه فضایی میر ۲ نمود.در همین زمان ایالات متحده به همراه کانادا ، آژانس فضایی اروپا و ژاپن تصمیم گرفتند تا پروژه ساخت ایستگاه فضایی تحت عنوان آزادی در شراکت را عملی نمایند.اما سرانجام با توجه به کمبود های مالی ، آمریکا ضمن توافق با روسیه در سال ۱۹۹۳ میلادی اقدام به ساخت ایستگاهی مشترک با نام ایستگاه فضایی بین المللی نمود.
برای ساخت ایستگاه ،شاتل های سازمان فضایی ناسا به طور پیوسته از سال ۱۹۹۵ تا سال ۱۹۹۸ میلادی به ایستگاه فضایی میر پرتاب می شدند. در این هنگام فضانوردان ایالات متحده برای انجام تحقیقات به مدت شش ماه تمام وقت خود را در میر بسر بردند.

یکی از مهم ترین دلایلی تاخیر در ساخت ایستگاه فضایی، عدم پرداخت هزینه ساخت و ساز ، توسط دولت روسیه بود.در نهایت در نوامبر سال ۱۹۹۸ میلادی روسیه با استفاده از راکت پروتن،نخستین بخش(اتاقک) از ایستگاه را به مدار زمین انتقال داد.این بخش Zarya نام داشت که در زبان روسی به معنای طلوع خورشید است.قطعه بعدی Unityنام داشت که ساخت ایالات متحده بود و در دسامبر همان سال با شاتل فضایی Endeavour به فضا پرتاب شد و به بخش نخست متصل گردید.  Unityشامل ۸ دریچه می شد که یکی از آنها به Zarya و بقیه دریچه های آن برای اتصال به سایر اتاقک ها تعبیه شده بود.

قبل از اینکه ایستگاه فضایی اولین میهمانان زمینی را در خود جای دهد ماموریت های متعددی به منظور تجهیز و فراهم کردن تدارکات این امر صورت پذیرفت.

در ژوییه سال ۲۰۰۰ میلادی راکت پروتن در پروازی دیگر بخش Zvezda(ستاره) یا اتاقک خدمات را به ایستگاه انتقال داد. این بخش از قسمت هایی همچون اتاق کار و استراحت برای فضانوردان و خدمه تشکیل می شد.در اکتبر همان سال ایالات متحده شاتل فضایی دیسکاوری را به سوی ایستگاه فضایی پرتاب کرد. دیسکاوری در طی این ماموریت قطعات و تجهیزات زیادی را با خود حمل می نمود که از مهمترین آنها می توان به بست های صفحات خورشیدی و یک ابزار اتصال دهنده با نام PMA اشاره کرد.با استفاده از این ابزار، سکوی ایستگاه فضایی برای ارتباط مکانیکی آن با شاتل های فضایی به بهره برداری رسید. نخستین خدمه تمام وقت ایستگاه فضایی با نام Expedition One در نوامبر سال ۲۰۰۰ میلادی توسط راکت سایوز به ایستگاه انتقال یافتند.فرمانده ویلیام شفرد به همراه دو کیهان نورد دیگر به نام های یوری جدزینکو و سرگیی کریکالو این گروه سه نفره را تشکیل می دادند.حدود یک ماه بعد آمریکا به همراه شاتل Endeavour صفحات خورشیدی ساخت خود را برای تکمیل صفحات متصل به اتاقک ها به مدار ارسال کرد.

مدت کوتاهی پس از رسیدن  اولین تیم اعزامی فضانوردان به ایستگاه ،خدمه شاتل فضایی STS-97 ساختار داربستی P6که  شامل اولین جفت تنظیم کننده های خورشیدی عظیم بود را نصب کردند. با نصب p6 انرژی خورشیدی کافی برای آغاز کار اولین آزمایشگاه فراهم گردید و به این ترتیب بعد از مدت کوتاهی، ایالات متحده توسط شاتل آتلانتیس در فوریه سال ۲۰۰۱ میلادی نخستین آزمایشگاه فضایی خود را تحت عنوان سرنوشت Destiny Laboratory به ایستگاه فضایی فرستاد و پس از گذشت چند ماه این آزمایشگاه تحقیقات خود را شروع نمود.در همان سال اتاقک های airlock(محفظه هایی که هوا به داخل آنها نفوذ نمی کند) و همچنین سکوی ارتباطی دیگری توسط روسیه و آمریکا به ایستگاه اضافه گردید.

نخستین توریست فضایی دنیس تیتو که یک مشاور در بخش سرمایه گذاری نیز بود در آوریل سال ۲۰۰۱ میلادی در ماموریت جایگزینی سایوز با صرف هزینه بسیار زیاد، پس از گذراندن دوره آموزشی و آماده سازی شش ماهه در مسکو به ایستگاه فضایی سفر کرد و پس از گذشت شش روز به زمین باز گشت.پس از او یک تاجر از آفریقای جنوبی با نام مارک شاتلورت به عنوان دومین گردش گر فضایی در آوریل سال ۲۰۰۲ میلادی در ماموریتی مشابه به ایستگاه انتقال یافت.پس از آن ماموریت های سایوز به انتقال فضانوردان منتخب آژانس فضایی اروپا اختصاص یافت.
مراحل بعدی تکمیل ایستگاه فضایی به افزایش توان الکتریکی آن و همچنین ایجاد شرایطی مناسب برای خدمه مربوط می شد.در این صورت فضانوردان بیشتری(شش یا هفت نفر) می توانستند به طور تمام وقت و در بازه های زمانی طولانی مدت به فعالیت خود ادامه دهند.
ایالات متحده برای افزایش تعداد خدمه ایستگاه و همچنین ساخت هواپیمای گریز (برای بازگشت اضطراری به گنجایش ۶ نفر ) برنامه ریزی نمود. اما دیری نپایید که آمریکا متوجه شد میزان هزینه های تکمیل ایستگاه پنج میلیارد دلار بیشتر از بودجه در نظر گرفته شده برای این کار است.در نتیجه در طی تصمیمی که به شدت توسط آژانس فضایی اروپا و ژاپن مورد مخالف قرار گرفت،ساخت هواپیمای گریز و همچنین افزایش تعداد خدمه ایستگاه فضایی را لغو کرد.

بخش های ستونی که به مرور نصب می شدند در نهایت  ساختار اسکلتی ایستگاه را تشکیل دادند . بسیاری از این ستون ها به تنهایی بسیار عظیم بودند و  بعضی وزنی معادل27000 پوند داشتند اما نهایتا" این تجهیزات ISS  را به وسعتی به انداه یک زمین فوتبال  گسترش دادند.

در سال ۲۰۰۲ میلادی ایستگاه فضایی با ۳ خدمه کماکان به کار خود ادامه می داد.شاتل ها فضایی هر چهار یا پنج ماه یک بار خدمه ایستگاه را جایگزین می کردند.کیهان نوردان روسی نیز توسط فضا پیما های سایوز هر شش ماه یک بار به ایستگاه فضایی ارسال می شدند.علاوه بر آن راکت های سایوز طوری طراحی شده بودند که در زمان اضطراری همچون یک کپسول نجات عمل می کردند.با گذشت زمان میزان تولید نیروی برق ایستگاه نیز به صورت کند افزایش می یافت. در نوامبر 2002 فضانوردان  John herrington   وAlegria – Michael lopez  از خدمه شاتل STS-113 قسمت  ریل ماشینیrailcar”" روی ستون را فعال کردند ،این قسمت به آنها اجازه می دهد که در طول عملیات ساخت و نگهداری به راحتی  به بالا و پایین ستون حرکت کنند و همچنین بازوی روبوتیک ایستگاه نیز به ماشین وصل می شود.

در فوریه سال ۲۰۰۳ میلادی شاتل کلمبیا پس از پایان ماموریت خود در هنگام بازگشت به زمین در یک حادثه غم بار نابود شد و تمامی هفت سر نشین آن جان خود را از دست دادند. پس از آن ایالات متحده برای مدت چند سال کلیه ماموریت های شاتل فضایی به ایستگاه را برای حفظ جان فضانوردان لغو کرد. سرانجام در سال ۲۰۰۵ میلادی شاتل دیسکاوری سفری آزمایشی به ایستگاه انجام داد و پس از موفقیت این پرواز، برای اجرای ماموریت اس.تی.اس ۱۲۱ دیسکاوری برای بار دیگر در ژوییه سال ۲۰۰۶ میلادی به ایستگاه متصل گردید.شاتل فضایی آتلانتیس نیز سپتامبر همان سال به منظور تکمیل مراحل نهایی ایستگاه فضایی بین المللی به مدار زمین پرتاب شد.

در مارس 2008 فضانوردان روبوت بسیار بزرگی به نام Dextreرا در قسمت خارجی ایستگاه نصب کردند. این روبوت 200 میلیون دلاری که دارای دو بازو است میزان زمانی را که فضانوردان در بیرون از ایستگاه صرف می کردند به طور چشمگیری کاهش داده و همچنین تعداد راهپیمایی های فضایی را در حدود 12 بار در سال کم کرده است.

 چنین بر آورد می شود تا تکمیل نهایی ایستگاه فضایی بین المللی در مجموع به بیش از ۸۰ پرواز توسط شاتل های فضایی آمریکا به همراه راکت های روسیه نیاز باشد. پیش از این تصور می شد که ایستگاه در سال ۲۰۰۶ میلادی تکمیل شود،اما به علت مخارج بسیار بالا که به طور غیر قابل پیش بینی افزایش می یابد،تکمیل ایستگاه به سال های آینده موکول می شود.