به مناسبت سالگرد پرتاب ایستگاه فضایی بین المللی

انسان چگونه بیش از 2 دهه در فضا زندگی کرده است؟

انسان چگونه بیش از 2 دهه در فضا زندگی کرده است؟ شاه بلاگ: نخستین اجزای ایستگاه فضایی بین المللی(ISS) در تاریخ 20 نوامبر 1998 تقریباً 12 سال بعد از پرتاب نخستین ماژول ایستگاه فضایی شوروی موسوم به ˮمیر-2ˮ(MIR-2) و 25 سال بعد از پرتاب اولین ایستگاه فضایی ایالات متحده به نام ˮاسکای لبˮ(Skylab) به فضا پرتاب شد.


به گزارش شاه بلاگ به نقل از ایسنا، ایستگاه فضایی "اسکای لب" اولین ایستگاه پژوهشی ناسا در فضا بود که بین سالهای ۱۹۷۳ تا ۱۹۷۹ در مدار زمین قرار داشت. "اسکای لب" تنها ایستگاه فضایی بود که بطور انحصاری توسط ایالات متحده کار می کرد. یک ایستگاه دائمی که از سال ۱۹۸۸ برای مدت(حداقل) ۱۰ سال برنامه ریزی شده بود، اما بودجه آن لغو و تصمیم به مشارکت در ساخت یک ایستگاه فضایی بین المللی در سال ۱۹۹۳ گرفته شد.
"اسکای لب" دارای جرم ۹۰ هزار و ۶۱۰ کیلوگرمی و جرم ماژول "آپولو" ۱۴ هزار کیلوگرم بود. ماژول خدمات موسوم به "csm" به آپولو متصل بود و شامل یک کارگاه آموزشی، رصدخانه خورشیدی و چند صد آزمایشگاه علوم زیستی و علوم فیزیکی بود. این ایستگاه توسط موشک اصلاح شده "ساترن وی"(Saturn V ) به نام "Saturn INT-۲۱" به مدار نزدیک زمین پرتاب شد و این آخرین پرواز برای موشکی بود که پیش تر برای ماموریت های فرود فضاپیمای "آپولو" در ماه مشهور بود.
"میر-۲" نیز یک پروژه ایستگاه فضایی شوروی بود که در فوریه ۱۹۷۶ شروع شد. تعدادی از ماژول های تولید شده برای "میر-۲" در ایستگاه فضایی بین المللی گنجانده شده اند. این پروژه تا حالا دستخوش تغییرات زیادی شده است.
مونتاژ ایستگاه فضایی بین المللی ۱۰ سال و بیش از ۳۰ ماموریت طول کشید. این ایستگاه فضایی نتیجه همکاری بی سابقه علمی و مهندسی بین پنج آژانس فضایی به نمایندگی از ۲۱ کشور است که شامل "ناسا" از ایالات متحده آمریکا، "روسکاسموس" از روسیه، "ژاکسا"(آژانس هوافضای ژاپن) از ژاپن، آژانس فضایی کانادا(CSA) از کانادا و آژانس فضایی اروپا(ESA) شامل ۱۶ کشور عضو اتحادیه اروپا و بریتانیا هستند.
ایستگاه فضایی بین المللی با آزمایشگاه های کاملاً مجهز و سیستم های پیشرفته پشتیبانی از حیات که با صفحات خورشیدی تغذیه می شوند، فضایی جهت زندگی و کار با گنجایش تا هفت خدمه را دارد که انواع تحقیقات را در مدار نزدیک زمین(LEO) انجام می دهند.
حالا به مناسبت سالگرد پرتاب ایستگاه فضایی بین المللی می خواهیم یکی از تاثیرگذارترین مهندسی ها را که تا حالا به وجود آمده است را بررسی نماییم.


ایستگاه فضایی ماژولار چیست؟
ایستگاه فضایی بین المللی(ISS) یک ایستگاه فضایی ماژولار یا متشکل از چند قطعه است. این بدان مدلول است که این ایستگاه از چندین ماژول تحت فشار(در حال حاضر ۱۶ ماژول) تولید شده است. این ماژول ها در زمان های مختلف در تاریخ ایستگاه فضایی بین المللی راه اندازی شده اند.
نخستین ماژول ها شامل ماژول باری "زاریا"(Zarya) به مفهوم "طلوع خورشید" ساخت روسیه و ماژول اتصالی "یونیتی"(Unity) ساخت ایالات متحده در سال ۱۹۹۸ به فضا پرتاب شدند. در تاریخ شش دسامبر خدمه ماموریت "STS-۸۸" ماژول "زاریا" را با "یونیتی" به خوبی متصل کردند.
با این وجود، این دو ماژول در ابتدا فاقد یک سیستم پشتیبانی طولانی مدت از حیات بودند و بنا بر این بود که ایستگاه فضایی بین المللی تا سال ۲۰۰۰ هنوز مورد استفاده انسانی قرار نگرفته بود. تا آن زمان سومین ماژول یعنی ماژول خدمات "زیوزدا"(Zvezda) به مفهوم "ستاره" به ایستگاه فضایی بین المللی اضافه شده بود که محل های اقامت ایستگاه فضایی، سیستم های پشتیبانی از حیات، توزیع نیروی الکتریکی، سیستم های پردازش داده، سیستم های کنترل پرواز، سیستم های پیش رانش، سیستم های ارتباطی و یک اسکله را در ایستگاه فضایی بین المللی فراهم نمود و بعنوان سنگ بنای اولیه برای سکونت نخستین انسان در این ایستگاه فضایی عمل کرد.
"زیوزدا" در مجموع دارای ۱۱ بخش است که بعنوان نقاط اتصال برای صفحات خورشیدی، رادیاتورهای کنترل حرارتی و محموله های خارجی و همین طور خطوط تاسیسات برق و خنک کننده و ریل های حمل و نقل متحرک عمل می کنند.
سپس ماژول آزمایشگاهی چند منظوره "نائوکا"(Nauka) به مفهوم "علم" در تاریخ ۲۱ ژوئیه ۲۰۲۱ پرتاب شد که آخرین ماژول ایستگاه فضایی بین المللی است. این ماژول بعنوان یک مرکز علمی، جایگاه اتصال با فضاپیماها و اتاق قفل هوا برای انجام راهپیمایی های فضایی عمل می کند.
گفتن است که برنامه هایی برای افزودن حداقل یک ماژول دیگر به ایستگاه فضایی بین المللی وجود دارد.


هدف از ایستگاه فضایی بین المللی چیست؟
هدف اصلی ایستگاه فضایی بین المللی خدمت بعنوان پایگاهی برای انجام تحقیقات علمی در حوزه های نجوم، اختر زیست شناسی، هواشناسی، شیمی، آب و هوای فضا، پزشکی فضایی و غیره است.
ایستگاه فضایی بین المللی برای انجام این تحقیقات، مجهز به هفت ماژول تحقیقاتی یا آزمایشگاهی به اسامی "کلمبوس"(Columbus) ساخته آژانس فضایی اروپا، "دستینی"(Destiny) ساخته ناسا، "رسوت"(Rassvet) و "پویسک"(Poisk) ساخته روسکاسموس، "کیبو"(Kibo) ساخته ژاپن و "نائوکا"(Nauka) ماژول آزمایشگاهی چند منظوره ایستگاه فضایی و ساخته روسیه است.
ایستگاه فضایی بین المللی علاوه بر این آزمایشگاه ها، همین طور دارای سخت افزارهای علمی است که در نقاط مختلف بیرونی ایستگاه فضایی قرار دارد.
تا حالا حدود ۳۰۰۰ مطالعه یا آزمایش علمی در ایستگاه فضایی بین المللی انجام شده است. هر زمان که فضانوردان زمان بیشتری را به تحقیقات علمی در ایستگاه فضایی بین المللی اختصاص دادند، علم بشر شکوفا شده است. هدف خیلی از این مطالعات، شناسایی اثرات شرایط ریزگرانش بر بدن انسان و نحوه رفتار مواد در فضا است.
در نهایت، خیلی از این مطالعات می توانند راه را برای انسان ها بمنظور سفر و اقامت طولانی مدت در فضا بدون تحلیل عضلانی و استخوانی که تعدادی از شایع ترین مشکلات سلامتی در رابطه با قرار گرفتن در وضعیت بی وزنی هستند، هموار کنند. در حقیقت خدمه مقیم ایستگاه فضایی بین المللی باید هر روز حدود دو ساعت ورزش کنند تا از این مشکلات جلوگیری نمایند. بنا بر این است که ایستگاه فضایی بین المللی مجهز به تردمیل سازگار با فضا، دوچرخه ثابت و تجهیزات وزنه زنی است.
ضمن این که مطالعات دیگر، بر جو زمین و پرتوهای کیهانی خورشید تمرکز دارند. خدمه ایستگاه فضایی بین المللی همین طور تحقیقاتی را در مورد غبار کیهانی، ماده تاریک و پادماده در جهان و بسیاری دیگر از مسائل علمی انجام می دهند.


زندگی در ایستگاه فضایی بین المللی
زندگی در ایستگاه فضایی بین المللی به لطف سیستم های پیشرفته پشتیبانی از حیات که هوا، آب و غذا را برای فضانوردان فراهم می کنند، امکان پذیر شده است.
بیشتر اکسیژن مورد استفاده در ایستگاه فضایی بین المللی بوسیله الکترولیز تولید می شود؛ فرآیندی که در آن از برق تولید شده توسط صفحات خورشیدی ایستگاه فضایی برای تجزیه آب به گاز هیدروژن و گاز اکسیژن استفاده می شود. اکسیژن در فضای ایستگاه آزاد می شود تا فضانوردان بتوانند آزادانه و بدون نیاز به هیچ دستگاهی نفس بکشند. کربن دی اکسید بازدم آنها نیز با بهره گیری از زئولیت؛ ماده ای اسفنج مانند که کربن دی اکسید را جذب می کند، از هوای ایستگاه حذف می شود.
اما آب شرب و مورد نیاز فضانوردان ایستگاه فضایی از کجا می آید؟ بردن آب از زمین به ایستگاه فضایی بین المللی بسیار دشوار و پرهزینه است. در نظر بگیرید که حداقل ۴۰۰۰ گالن آب در سال برای چهار نفر در ایستگاه فضایی مورد نیاز است و این در حالیست که ایستگاه فضایی بین المللی بطور معمول از هفت نفر میزبانی می کند. بدین سبب تولید آب یا بهتر بگوییم، استفاده مجدد از آن در ایستگاه فضایی عملی تر است.
"سیستم احیای آب"(WRS) در ایستگاه فضایی بین المللی، آب را از ادرار فضانوردان و همین طور رطوبت و تراکم موجود در ایستگاه فضایی می گیرد و آنرا تصفیه می کند تا به آب شرب تبدیل گردد. مقداری آب نیز از زمین به ایستگاه فضایی فرستاده می شود تا اطمینان حاصل شود که آب شیرین کافی برای خدمه فراهم می شود.
خدمه از این آب برای تولید اکسیژن، نوشیدن و شستشو استفاده می نمایند. در ایستگاه فضایی بین المللی دوش وجود ندارد، برای اینکه آب در اثر شرایط ریزگرانش به پایین سقوط نمی کند و معلق می ماند. در عوض، فضانوردان از صابون مایع، آب و شامپوی بدون نیاز به شستشو استفاده می نمایند. آنها آب و صابون مایع را ر وی پوست خود می کشند و با حوله آنرا خشک می کنند.
در مورد غذا نیز اینگونه است که غذای مورد نیاز فضانوردان از زمین بعنوان وعده های غذایی از پیش آماده در کیسه های بی هوا موسوم به "زیپ لاک" و کنسرو به ایستگاه فضایی بین المللی برده می شود. فضانوردان دارای مایکروفر و فِرهای کانوکشن هستند که می توانند با آنها آشپزی کنند.
در "فر کانوکشن" انتقال حرارت خشک در کابین پخت وجود دارد که برای ایجاد رطوبت با اسپری شدن ذرات پودری آب به محفظه داغ بخار در کابین تولید و موجب ایجاد رطوبت مورد نیاز پخت می شود.
خیلی از غذاهای ارسالی به ایستگاه فضایی خشک می شوند تا فاسد یا آلوده نشوند. اما فضانوردان همین طور تعدادی از غذاهای تازه(عمدتا میوه ها و سبزیجات) را در یخچال نگهداری می کنند. مواد غذایی آنها به طور معمول هر دو ماه یک دفعه ازطریق یک فضاپیما شارژ می شود.
خدمه ایستگاه فضایی بین المللی همین طور می توانند با بهره گیری از دستگاه قهوه ساز فضایی به نام "ISSpresso" برای خودشان قهوه درست کنند. آنها همین طور به چای، لیموناد و آب پرتقال دسترسی دارند. اما باید همه این نوشیدنی ها را با نی بنوشند، برای اینکه مایعات به سبب شرایط ریزگرانش از لیوان بیرون می آیند و به اطراف می روند.
فضانوردان بعد از خوردن و نوشیدن، حتما می خواهند که به دستشویی بروند. باز هم به سبب شرایط ریزگرانش، آنها باید خودرا به توالت ببندند. ضمن این که برای جلوگیری از معلق و شناور شدن فضولات، توالت ایستگاه فضایی دارای یک فن مکنده است که آنها را به درون می مکد.
در مورد خواب نیز فضانوردان حاضر در ایستگاه فضایی بین المللی، خودرا در کیسه های خواب در کابین های کوچک می پیچند. هر کابین به اندازه کافی برای یک نفر جا دارد. با توجه به این که دراز کشیدن بر روی یک تخت در وضعیت ریزگرانش امکان پذیر نیست، آنها بسادگی در صورتیکه در آن کابین شناور هستند، می خوابند. تعدادی از فضانوردان با بهره گیری از طناب یا چسباندن سر خود به یک بالش با چسب، احساس پتو کشیدن و خوابیدن در زمین را شبیه سازی می کنند تا احساسی شبیه به واقعیت از دراز کشیدن روی یک تخت داشته باشند.


ایستگاه فضایی بین المللی چقدر در مدار نزدیک زمین می ماند؟
بااینکه ایستگاه فضایی بین المللی هنوز به خوبی کار می کند، اما ناسا می خواهد تا اختتام همین دهه میلادی آنرا بازنشسته کند. یک طرح این است که شرکت های خصوصی ایستگاه های فضایی جدید بسازند. به این ترتیب، ناسا می تواند سالانه یک میلیارد دلار در هزینه هایش صرفه جویی کند و می تواند از این پول برای تامین هزینه ماموریت های سفر به ماه، مریخ و احیانا فراتر از آن استفاده نماید.




منبع:

1400/08/30
11:49:42
5.0 / 5
96
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۴ بعلاوه ۲
شاهبلاگ

شاه بلاگ

وبلاگ عمومی

shahblog.ir - حقوق سایت شاه بلاگ محفوظ است