Costruire la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è come costruire un giocattolo usando un set di mattoncini LEGO o K'nex per bambini. Ma mentre quei giocattoli tendono ad essere di piccole dimensioni, l'ISS contiene migliaia e migliaia di parti [fonte:Hollingham].
L'assemblaggio della ISS è iniziato nel novembre 1998 quando un razzo a protoni russo ha posizionato il primo modulo, il Blocco di carico funzionale (Zarya), in orbita. Un equipaggio di tre membri, la prima dell'ISS, è stato lanciato dalla Russia il 31 ottobre 2000. L'equipaggio ha trascorso quattro mesi e 17 giorni a bordo della ISS, attivare sistemi e condurre esperimenti.
Da allora, molti veicoli spaziali hanno portato in orbita parti della ISS e il suo assemblaggio è progredito. Durante questo periodo, la ISS è stata presidiata continuamente - al momento della stesura di questo documento, 61 spedizioni di astronauti hanno raggiunto con successo la stazione.
L'attuale equipaggio della stazione ha rilevato il 3 ottobre, 2019. Quegli uomini e queste donne coraggiosi sono i membri della ISS Expedition 61 e dovrebbero rimanere nello spazio fino a febbraio 2020. A quel punto, consegneranno le redini a Expedition 62 [fonte:NASA].
Mentre gli uffici domestici vanno, la ISS è dannatamente grande. A 357 piedi (108,8 metri) di lunghezza, il suddetto traliccio è lungo quasi quanto un campo di football americano. L'ISS contiene anche più serie di ampi, pannelli solari rettangolari con un'apertura alare di 240 piedi (73 metri). Per quanto riguarda il peso, la stazione punta la bilancia a 925, 335 libbre (419, 725 chilogrammi). E ne ha 13, 696 piedi cubi (388 metri cubi) di spazio abitabile a bordo, una cifra che aumenta ogni volta che un'altra nave attracca lì [fonte:NASA].
Viaggiando alla velocità vertiginosa di 17, 227 miglia all'ora (27, 724 chilometri all'ora), l'ISS orbita a un'altitudine media di 248 miglia (400 chilometri) sopra la superficie terrestre [fonti:Conners e Howell].
Queste sono alcune specifiche piuttosto impressionanti, ma forse ancora più impressionante è il modo in cui l'ISS mantiene un ambiente vivibile.
" " L'astronauta della NASA Jessica Meir innaffia i cuscini delle piante dove vengono coltivati i verdi di senape Mizuna come parte dell'esperimento botanico Veg-04B. NASA
Il mantenimento di un ambiente permanente nello spazio richiede cose che molti di noi danno per scontate qui sulla Terra:aria fresca, acqua, cibo, un clima confortevole (e abitabile), persino la rimozione dei rifiuti e la protezione antincendio.
Primo, parliamo d'aria. Abbiamo tutti bisogno di ossigeno, quindi l'ISS ha diversi metodi per fornirlo. Una tecnica consiste nell'ottenere ossigeno dalla Terra tramite astronavi. Le navette di rifornimento arrivano periodicamente con ossigeno fresco al seguito; l'elemento vitale viene depositato in serbatoi pressurizzati a bordo della ISS [fonte:Starr].
L'ISS dispone anche di sistemi che producono ossigeno respirabile dall'acqua riciclata. Usando l'elettrolisi, alcuni di questi dispositivi scindono l'acqua in idrogeno e ossigeno. Quindi, il primo è combinato con un composto indesiderabile:l'anidride carbonica (CO2). Gli umani espirano naturalmente questo gas incolore, ma inspirarne troppo è pericoloso per la salute.
Sulla Terra questo di solito non è un problema perché le piante assorbono CO2. Eppure lo spazio per il giardinaggio è limitato sulla ISS, che ha costretto gli ingegneri a escogitare altri mezzi per rimuovere l'anidride carbonica in eccesso. Dopo l'avvio del processo di elettrolisi, parte dell'idrogeno reagisce con l'accumulo di CO2. Un sottoprodotto di questa interazione è il gas metano, che si scarica nello spazio. Nel frattempo, l'ossigeno recuperato entra nella fornitura d'aria della ISS [fonte:Starr].
Mentre sta succedendo, l'acqua potabile viene riciclata poiché alcuni di questi meccanismi riconfezionano l'aria espirata. L'acqua viene anche recuperata raccogliendo il sudore, condensa e urina. (Più, alcuni membri dell'equipaggio ottengono l'acqua riutilizzando l'acqua del bagno e della doccia.) Come ha detto l'astronauta Douglas H. Wheelock al New York Times nel 2015, quando sei a bordo della ISS, "Il caffè di ieri è il caffè di domani" [fonte:Schwartz].
Secondo l'Agenzia spaziale europea, fino all'80% dell'acqua a bordo della ISS viene riciclata. Proprio adesso, l'ESA e la NASA stanno armeggiando con sistemi di supporto vitale a ciclo chiuso che, se perfezionati, potrebbero eliminare totalmente la necessità di spedizioni di acqua e ossigeno alla ISS. Craccare questa tecnologia potrebbe diventare la chiave per i viaggi spaziali a lunga distanza in futuro [fonte:ESA].
OK, quindi per quanto riguarda il cibo? Bene, a parte alcune piante commestibili che vengono coltivate a bordo, l'equipaggio dipende dalle consegne di routine per la maggior parte del suo approvvigionamento alimentare. Molte voci di menu sono disponibili in confezioni appositamente progettate che vengono fissate alle superfici da pranzo con velcro, per timore che fluttuino via nell'ambiente a bassa gravità [fonti:Lemonick e Preston].
Mantenere una temperatura abitabile è un'altra grande preoccupazione. La ISS deve resistere a temperature di -128 gradi Celsius (-200 gradi Fahrenheit) e 93 gradi Celsius (200 gradi Fahrenheit) sui lati bui e illuminati dal sole del nostro pianeta, rispettivamente.
Tra l'altro, l'ISS utilizza riscaldatori, isolamento e circuiti di circolazione dell'ammoniaca liquida per la regolazione della temperatura interna. I radiatori aiutano a rilasciare il calore in eccesso generato da alcuni dei macchinari a bordo della stazione [fonte:NASA].
Come ogni casa, l'ISS deve essere tenuto pulito. Ciò è particolarmente importante nello spazio, dove sporco e detriti galleggianti potrebbero rappresentare un pericolo. Gli astronauti usano varie salviette, detersivi e aspirapolveri per la pulizia delle superfici, filtri e se stessi. La spazzatura viene raccolta in sacchi, stivato in una nave di rifornimento e restituito alla Terra o incenerito [fonti:Anderson e NASA].
Protezione antincendio a bordo della ISS Il fuoco è uno dei pericoli più pericolosi nello spazio. Durante il soggiorno dell'astronauta Jerry Linenger su Mir, scoppiò un incendio. L'equipaggio della Mir ha spento l'incendio, ma non prima che la stazione fosse danneggiata. Per rilevare e sopprimere gli incendi, l'ISS ha rilevatori di fumo, sistemi di allarme informatizzati, estintori e respiratori portatili [fonte:Frost].
ISS:Potenza, Propulsione e comunicazioni " " La Stazione Spaziale Internazionale sta viaggiando alla velocità vertiginosa di 17, 227 miglia all'ora (27, 724 chilometri all'ora) ad un'altitudine media di 248 miglia (400 chilometri) sopra la superficie terrestre. Richiede tutti i tipi di booster e propulsione per mantenere la rotta. NASA
La ISS è fondamentalmente una grande navicella spaziale. Come tale, deve potersi muovere nello spazio, il suo equipaggio deve mantenere le comunicazioni con i controllori a terra e ha bisogno di energia per realizzare tutto questo.
Diamo per scontato di avere energia elettrica per far funzionare le nostre case. Per esempio, per usare la tua caffettiera, basta collegarlo al muro senza pensarci due volte. Come a casa tua, tutti i sistemi di bordo della ISS richiedono energia elettrica. Otto grandi pannelli solari forniscono energia elettrica dal sole. Ogni array è lungo 240 piedi (73 metri) e, cumulativamente parlando, copre un'area di circa 27, 000 piedi quadrati (2, 500 metri quadrati) [fonte:NASA].
Su ogni array ci sono due coperte di celle solari. Ogni coperta è su un lato di un albero telescopico che può estendersi e ritrarsi per piegare o formare l'array. L'albero accende un gimbal in modo che possa mantenere le celle solari rivolte verso la luce del sole [fonte:NASA].
Come una griglia sulla Terra, gli array generano energia primaria:da 84 a 120 kilowatt circa di elettricità, abbastanza per tenere accese le luci in oltre 40 case. La NASA riferisce che mentre l'ISS assorbe la luce solare, circa il 60 percento dell'elettricità prodotta in questo processo va a ricaricare le batterie a bordo della stazione [fonte:NASA].
Originariamente, la ISS era dotata di batterie al nichel-idrogeno. Ma nel 2017 dopo 18 anni di servizio, quelli sono stati sostituiti con due dozzine di sostituzioni agli ioni di litio. Oltre ad essere più economico, queste batterie aggiornate sono più piccole e più efficienti [fonte:Nield].
Alle altitudini orbitanti della stazione, L'atmosfera terrestre è estremamente sottile, ma ancora abbastanza spessa da trascinare sulla ISS e rallentarla. Perciò, la ISS deve essere potenziata ogni tanto, per timore che vira fuori rotta e perda quota decelerando.
Il modulo di servizio russo Zvezda ha motori che possono essere utilizzati per potenziare la ISS. Però, sono le navi di rifornimento Progress che fanno la maggior parte del rilancio. Ogni evento di riavvio richiede bruciature del motore a razzo [fonti:Pappalardo e NASA].
Queste stesse tecnologie potrebbero essere utilizzate anche per allontanare la nave dai detriti spaziali galleggianti (cosa abbastanza comune di questi tempi). Oltretutto, a volte è necessario regolare l'orientamento della stazione in modo che possa collegarsi con le navi di rifornimento.
Non solo l'equipaggio della ISS ha bisogno di sapere dove si trovano con precisione, ma devono anche localizzare altri oggetti e capire come andare dal punto A al punto B, soprattutto durante i reboost.
Per discernere la sua velocità e posizione, l'ISS utilizza i sistemi di posizionamento globale (GPS) russi e statunitensi. Anche, ci sono più giroscopi rotanti che aiutano la stazione a mantenere l'orientamento desiderato. Inoltre, l'ISS monitora la posizione di varie stelle, satelliti e stazioni di terra - così come il sole - per navigare [fonte:NASA].
Ora che sai come l'ISS rimane nello spazio, vediamo com'è vivere e lavorare lì.
Comunicazioni ISS Per rimanere in contatto con la Terra, la stazione utilizza i satelliti Tracking and Data Relay (TDRS) situati a 22, 000 miglia (35, 400 chilometri) sopra la Terra. Segnali contenenti voce, video e dati scientifici vengono trasmessi attraverso questi dispositivi, che facilitano il contatto tra la ISS e il controllo della missione della NASA a Houston (attraverso il White Sands Complex nel New Mexico) [fonte:NASA].
La vita a bordo della ISS " " Cosmonauta russo Maxim Suraev, comandante della spedizione 41, esercitazioni sul tapis roulant a resistenza esterna con carico operativo combinato (COLBERT) nel nodo Tranquility della Stazione Spaziale Internazionale. NASA
Com'è vivere e lavorare nello spazio? Per rispondere a tali domande, Ingegnere di volo Expedition 18 Sandra Magnus, ha scritto una serie di diari sulla sua permanenza a bordo della ISS. Nota una cosa importante:la giornata di un astronauta è pianificata con largo anticipo da molte persone a terra.
"Beh, abbiamo a bordo un programma di pianificazione che contiene tutti i dettagli di cui abbiamo bisogno per svolgere il lavoro della giornata. Ci dice quando dovremmo andare a dormire, quando dovremmo alzarci, quando dovremmo fare esercizio, quando consumare i nostri pasti, quando e di quali informazioni abbiamo bisogno per svolgere i nostri compiti" [fonte:NASA].
Sebbene questo suoni estremamente rigido, Magnus nota che c'è una certa flessibilità in quanto non tutte le attività devono essere eseguite all'ora esatta dettata dal programma.
La microgravità presenta un ambiente difficile. Che tu stia dormendo, cambiare vestiti o lavorare, a meno che non sia fissato in posizione, tutto nella ISS intorno a te galleggia. Anche qualcosa di apparentemente semplice come alzarsi la mattina e vestirsi non è così semplice. Immagina di aprire il tuo armadio solo per vedere il suo contenuto volare via verso di te. Quando ci si prepara al mattino, Magnus afferma, "Quando mi tolgo i pigiami, galleggiano negli alloggi dell'equipaggio finché non li raccolgo e li fisso immediatamente dietro una fascia o qualcosa del genere. Basti dire che è facile perdere le cose quassù!" [fonte:NASA].
Dopo il risveglio, ogni astronauta ha un periodo post-sonno per prepararsi alla giornata. Durante questo periodo, gli astronauti possono fare la doccia, mangia e leggi il Daily Summary Report (che - fatto divertente - include il fumetto occasionale) [fonte:ESA].
L'esercizio è importante; in microgravità, le ossa perdono calcio e i muscoli perdono massa. Così, gli astronauti dedicano molto tempo agli allenamenti. Sull'ISS, i membri dell'equipaggio trascorrono 2,5 ore al giorno - per sei giorni alla settimana - esercitandosi rigorosamente. Mentre hanno un tapis roulant, una cyclette, e attrezzatura per il sollevamento pesi a loro disposizione, questi oggetti sembrano abbastanza lontani dall'attrezzatura che vedresti in un YMCA. (Per aver gridato forte, il dispositivo di sollevamento pesi utilizza l'aspirazione per creare resistenza - e la bici non ha nemmeno un sedile.) [fonte:Grush].
Per il lavoro vero e proprio, gli astronauti conducono esperimenti o manutenzioni. Come la maggior parte delle persone, si fermano a pranzo a mezzogiorno. Quindi, una volta terminata la giornata lavorativa, c'è una conferenza di pianificazione serale tra l'equipaggio ei centri di controllo a terra. Quando sarà finita, gli astronauti sono liberi di uscire, prendi la cena e interagisci con i social media.
Parlando di tempo libero, la ISS è nota per tenere serate cinematografiche per tutto l'equipaggio. Nel 2016, Gizmodo ha riferito che gli astronauti hanno avuto accesso a oltre 500 film e programmi TV, tra cui "Famiglia Moderna, "Pulp Fiction" e "Notorious" di Alfred Hitchcock. Un anno dopo, La spedizione 54 ha messo in fermento il twitterverse quando sono stati trattati per una proiezione di "Star Wars:Gli ultimi Jedi" a bordo della ISS [fonti:Novak e NASA].
Idealmente, i membri dell'equipaggio dovrebbero dormire 8,5 ore a notte. A causa delle macchine ronzanti, alcuni astronauti indossano i tappi per le orecchie mentre sonnecchiano [fonte:ESA].
Lavora a bordo della ISS " " L'astronauta della NASA Rex Walheim lavora al di fuori del laboratorio Columbus poco dopo che è stato installato nel febbraio 2008. Columbus, che fa parte della ISS da 11 anni, contiene 10 "rack" di esperimenti, ciascuno delle dimensioni di una cabina telefonica. NASA
Ricercatori dei governi, le industrie e le istituzioni educative possono utilizzare le strutture sull'ISS. Ma perché dovrebbero volerlo? L'ISS è utilizzato principalmente per la ricerca scientifica nell'ambiente unico della microgravità. La gravità influenza molti processi fisici sul pianeta blu che chiamiamo casa. Per esempio, la gravità altera il modo in cui gli atomi si uniscono per formare i cristalli. A bordo dell'ISS, gli sperimentatori possono sviluppare cristalli più grandi e meglio strutturati di quanto potrebbero sulla Terra. Tali cristalli potrebbero aiutarci a ideare farmaci più efficienti per combattere le malattie o migliorare le tecnologie di rilevamento delle radiazioni [fonte:ISS:US National Laboratory].
Anche, la microgravità fa alcune cose interessanti per sparare. Quando accendi un fiammifero qui sulla Terra, la gravità tira freddo, aria densa verso il basso mentre i gas caldi salgono, provocando una fiamma a forma di lacrima. Ma sulla ISS, le fiamme assumono la forma di minuscole sfere bluastre. Questi hanno già rivoluzionato la nostra comprensione del processo di combustione. Lungo la strada, Gli esperimenti sulla fiamma della ISS potrebbero aiutare gli ingegneri a progettare bruciatori più efficienti e contemporaneamente a ridurre l'inquinamento atmosferico [fonte:NASA].
L'esposizione a lungo termine all'assenza di gravità fa sì che i nostri corpi perdano calcio dalle ossa, tessuto dai muscoli e fluidi dal nostro corpo. Questi effetti dell'assenza di gravità, come la diminuzione della forza muscolare, osteoporosi — sono simili agli effetti dell'invecchiamento. Così, l'esposizione alla microgravità può darci nuove informazioni sul processo di invecchiamento e sui trattamenti associati.
Infatti, le prove di NELL-1 - una proteina sperimentale che combatte l'osteoporosi (tra le altre cose) formando osso sostitutivo - su topi di laboratorio a bordo della stazione hanno prodotto risultati incoraggianti [fonte:Smith].
Gli astronauti della ISS possono anche testare i sistemi di supporto alla vita ecologica. Nel loro posto di lavoro orbitante, è possibile coltivare varie piante che rilasciano ossigeno, assorbono anidride carbonica e forniscono cibo. Queste abilità di giardinaggio saranno importanti per lunghi viaggi spaziali interplanetari, come un viaggio su Marte.
In orbita sopra l'atmosfera terrestre e dotato di strumenti speciali e telescopi, l'equipaggio della ISS può monitorare molte cose diverse sulla superficie del pianeta (come i modelli di distribuzione dei ghiacciai) e nella sua atmosfera (come lo sviluppo di uragani). I membri dell'equipaggio possono anche utilizzare i telescopi per osservare il sole, stelle e galassie senza distorsioni dall'atmosfera terrestre.
Per dettagli su progetti ed esperimenti specifici, puoi controllare il sito web degli esperimenti sulla stazione spaziale della NASA. Ora diamo uno sguardo al futuro della ISS.
Il futuro dell'ISS " " L'astronauta della NASA Christina Koch è vista qui con il nuovo hardware per il Cold Atom Lab (CAL), un esperimento che produce nuvole di atomi raffreddati a temperature molto più basse dello spazio profondo in modo che gli scienziati possano studiare i comportamenti fondamentali e le caratteristiche quantistiche. NASA
La conoscenza raramente costa poco. Con il suo cartellino del prezzo cumulativo di $ 100 miliardi, l'ISS è una delle imprese più costose della storia umana. E per anni, considerazioni finanziarie hanno sollevato interrogativi sul suo futuro a lungo termine.
L'ISS continuerà a ricevere finanziamenti dalle nazioni partecipanti fino al 2024. Ma alcuni importanti cambiamenti potrebbero essere all'orizzonte. Recentemente, La NASA ha lanciato l'idea di aprire la stazione a compagnie private, in linea con il piano originale di Reagan. Forse, a un certo punto, gli interessi commerciali assumeranno il controllo parziale o totale delle operazioni quotidiane. Eppure resta da vedere se la ISS diventerà mai proprietà privata, come sperano alcuni politici [fonti:Greenfieldboyce e NASA].
Lo spazio può essere l'ultima frontiera, ma ormai, il dominio orbitale della stazione è diventato un territorio familiare. Di nuovo, La NASA sta puntando sulla luna:il programma Artemis in corso dovrebbe far atterrare "la prima donna e il prossimo uomo" sul satellite naturale della Terra entro l'anno 2024 [fonte:NASA].
Allora, dove finisce la ISS? Alcuni amministratori e scienziati ritengono che la ricerca condotta a bordo della stazione sia vitale per il successo dei futuri sforzi di esplorazione lunare e marziana. Ancora, le domande sui soldi alzano sempre le loro brutte teste. La ISS sottrae troppi soldi ad altri progetti spaziali o viceversa? Il 31 luglio 2019, L'amministratore della NASA Jim Bridenstone ha annunciato che l'agenzia non avrebbe prelevato denaro dal budget della ISS per finanziare la nuova tecnologia di atterraggio lunare. "Se cannibalizzi la scienza, se cannibalizzi l'ISS, non raggiungerai mai lo stato finale che desideri, " ha affermato [fonti:Matthews e Redd].
Mentre i governi partecipanti discutono del destino del loro laboratorio fuori dal mondo, La Cina ha creato le proprie stazioni spaziali. Due prototipi - Tiangong-1 e Tiangong-2 - hanno terminato la loro corsa nell'orbita del pianeta Terra nel 2018 e nel 2019, rispettivamente. Entrambe le navi sono state utilizzate per aiutare a sviluppare un progetto più grande e migliore:un grande, Veicolo simile alla ISS con tre moduli. Secondo il governo cinese, sarà completato tra l'inizio e la metà del 2020 [fonte:Jones].
Non importa cosa riserva il domani per la Stazione Spaziale Internazionale, rimane una meraviglia della costruzione dello spazio - e mentre scrivo, è la missione spaziale con equipaggio più lunga mai intrapresa.
Ricerca e sviluppo ingegneristici sulla ISS Gran parte della ricerca e sviluppo ingegneristico della ISS va verso lo studio degli effetti dell'ambiente spaziale sui materiali e lo sviluppo di nuove tecnologie per l'esplorazione dello spazio, comprese nuove tecniche di costruzione per costruire oggetti nello spazio, nuovi sistemi di comunicazione satellitare e spaziale, e sistemi avanzati di supporto vitale per i futuri veicoli spaziali.
L'ambiente spaziale presenta rischi unici (micrometeoroidi, Raggi cosmici, ossigeno atomico) che influiscono su materiali come quelli utilizzati nei veicoli spaziali. I materiali possono essere collocati sulla ISS in piattaforme aperte, esposti all'ambiente spaziale per anni e prontamente analizzati. Le informazioni recuperate aiuteranno a progettare materiali migliori per far durare più a lungo i satelliti nell'ambiente spaziale.
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Pubblicato originariamente:6 dicembre 2019
Domande frequenti sull'ISS Quanto è grande la Stazione Spaziale Internazionale? Secondo la Nasa, la Stazione Spaziale Internazionale punta la bilancia a 925, 335 libbre (419, 725 chilogrammi). ne ha 13, 696 piedi cubi (388 metri cubi) di spazio abitabile a bordo, una cifra che aumenta ogni volta che vi attracca un'altra imbarcazione. Quanto dista la Stazione Spaziale Internazionale dalla Terra? L'ISS orbita a un'altitudine media di 400 chilometri sopra la superficie terrestre. Quanti anni ha la Stazione Spaziale Internazionale? Il suo montaggio in orbita è iniziato nel 1998. Riesci a vedere la stazione spaziale con i tuoi occhi? Sì! Ad occhio nudo, la stazione spaziale sembra un punto bianco in rapido movimento nel cielo notturno. Ci sono siti web che possono aiutarti a tracciare la stazione e intravederla. Chi c'è sulla Stazione Spaziale Internazionale in questo momento? Secondo la Nasa, un equipaggio internazionale di sei persone vive e lavora sulla Stazione Spaziale Internazionale. Molte più informazioni articoli Correlati $ 58 milioni potrebbero farvi atterrare sulla Stazione Spaziale Internazionale
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