A legnagyobb egyedi építmény, amit az emberiség a világűrben létrehozott a Nemzetközi Űrállomás (International Space Station, ISS). Ez egy Föld körül keringő laboratórium és űrállomás, állandó személyzettel,amely 15 ország együttműködésében jött létre. Feladatai elsősorban a súlytalanság és az űrbeli környezet tudományos kutatása és a kapcsolódó műszaki fejlesztés. Célja továbbá a hosszabb távú űrutazások, közte az emberes marsutazás előkészítése, az ahhoz kapcsolódó kihívások megértése, mindezeken túl a hétköznapi élet számára hasznos fejlesztések (pl. gyógyszerészet, anyagtechnológia, biológiai és orvosi vizsgálatok) is zajlanak rajta.

Az ISS kiépített állapotában a Föld körül. Figyeljük meg és próbáljuk elképzelni milyen rendkívüli látvány nyílhat fedélzetéről a Földünkre (NASA).

Az ISS-t 2000 óta folyamatosan használják, és várhatóan legalább 2030-ig működőképes marad. Az állomást 1998 és 2011 között szerelték össze az űrben, napjainkig 18 országból 222 ember látogatta meg, miközben folyamatosan fejlesztették új modulokkal. Összesen öt űrügynökség és alvállalkozóik együttműködésében épült ki: NASA (Egyesült Államok), Roszkoszmosz (Oroszország), ESA (Európa), JAXA (Japán) és CSA (Kanada).

A legkülönlegesebb labor

A Nemzetközi Űrállomás igazán egyedülálló laboratórium – a tudomány, a technológia és az emberi innováció találkozási pontja. Új technológiákat mutat be, és a Földön elérhetetlen kutatási eredményeket szolgáltat, emellett az emberiség hosszú távú túlélésének és a világűr „meghódításának” a határait feszegeti. Elsősorban súlytalansági laboratórium, amelyben általában egy hatfős nemzetközi legénység él és dolgozik (eddig összesen 280 személy látogatta meg 23 országból), miközben másodpercenként nyolc kilométeres sebességgel 90 percenként megkerüli a Földet közel 400 km magasságban.

Az ISS legénysége hetente körülbelül 35 órát tölt kutatásokkal, főleg a a fizikai és biológiai tudományok témakörében. Az állomás emellett úttörő egy újfajta „piac” kialakításában, alacsony Föld körüli pályán keringve a tudományos kutatás mellett új módszerekkel segíti az ipari lehetőségek, telekommunikáció és a szállítási képességek fejlesztését is.

Jessica Watkins és Bob Hines űrhajósok az XROOTS kísérletben furcsa irányokba növekedett gyökereket tanulmányoznak (NASA)

Fontosak az ISS-en zajló orvosi kutatások, amelyek bővítik az ismereteket a hosszú távú űrbeli tartózkodás emberi szervezetre gyakorolt hatásairól, részben az űrkolonizáció megértése céljából. Kiemelt témakör a Föld távérzékelése, megfigyelése a magasból, elemezve a légköri aeroszolokat, ózont, villámokat és oxidokat. Emellett a Napot, a kozmikus sugarakat, a kozmikus port, az antianyagot és a sötét anyagot is kutatják az űrállomásról, lásd későbbi írásainkat. Távlatilag tekintve sok fedélzetén zajló munka előkészítésnek is tekinthető a Föld körüli pályán túli célpontok, köztük a Mars emberi és robotos felfedezése irányába.

A világűr mint környezet kifejezetten életveszélyes, az intenzív sugárzások, a légkör hiánya, a szélsőséges hőmérsékleti viszonyok miatt – mindezek hosszú távon elviselhetetlenek a földi élőlények számára. Ugyanakkor néhány egyszerű életforma, az úgynevezett extremofilek képesek tetszhalott állapotban eltűrni ezt a környezetet egy ideig. Ilyen jellegű kísérleteket az ISS külső felületein elhelyezett egységeken végeznek.

A súlytalansági környezet

Az ISS fedélzetén súlytalanság uralkodik, noha a gravitáció ott is hat, hiszen emiatt kering a Föld körül. Ezalatt az űrállomás szabadeséssel zuhan, közben pedig nagy sebességgel „oldalra” halad, mindez együtt a közel gömb alakú Föld körül keringésként jelenik meg. Ezért „nem esik le” az ISS, és súlytalanság van a fedélzetén. Utóbbi nem tökéletes, gyakran inkább mikrogravitációs környezetnek is nevezik – az alábbi tényezők ugyanis megzavarják rajta a súlytalansági viszonyokat:

Egyrészt a nagyon ritka földi felsőlégkör miatt fékeződik az űrállomás, időnként meg is kell emelni a pályáját. Emellett a mechanikus rendszerei és a személyzet mozgása is rezgeti az építményt. A fedélzeti helyzetszabályozó giroszkópok szintén mozgatják a szerkezetet, méghozzá direkt módon, mindig a megfelelő irányban állítva az űrállomást. Esetenként a hajtóművek helyzet- vagy pályaváltozásokat végeznek, ugyancsak megzavarva a súlytalansági állapotot. Emellett árapály jellegű hatás is fellép: az ISS különböző pontjain lévő tárgyak, ha nem lennének az állomáshoz rögzítve, kissé eltérő pályán haladnának. Mivel mechanikusan össze vannak kötve, a fellépő erők enyhén elfordítani „próbálják” az egész állomást.

Christina Koch űrhajós fordított képe egy, a súlytalanságban lebegő vízcseppben (NASA).

A fentiek ellenére a közel súlytalan környezet hatása fontos elemzéseket tesz lehetővé a növények és állatok viselkedésére, fejlődésére és belső életfolyamataikra vonatkozóan. Egyedi anyagtudományi kísérletek is végezhetők az ISS-en, pl. kristálynövesztéssel, anyagok szeparációjával, tökéletesen tiszta komponensek előállításával, folyadékáramlással és különböző kémiai és gyógyszerészeti feladatokkal kapcsolatban.

Technikai sajátságok

Az ISS moduláris rendszerű űrállomás, amelyet sok különálló részből építettek fel, fokozatos bővítéssel. A nagy moduljait és egyéb kiterjedt egységeit 42 űrrepüléssel szállították fel, ebből 37-et amerikai űrrepülőgéppel, ötöt pedig orosz Proton/Szojuz hordozórakétákkal juttattak Föld körüli pályára. Az űrállomás áramellátását több mint egy hektár felületű napelemrendszer biztosítja, 75-90 kilowatt teljesítményt szolgáltatva.

Az ISS 24 óra alatt kb. 16 keringést végez a Föld körül (ezalatt kicsit hosszabb utat jár be mint a Föld és a Hold közötti távolság), így naponta 16 napfelkeltét és napnyugtát láthatnak róla az űrhajósok. A napelemek szárnyfesztávolsága (109 méter) nagyobb, mint a jelenlegi legnagyobb utasszállító repülőgépé, az Airbus A380-asé (80 méter). Ezért a róla visszavert napfény révén az ISS a Hold után következő legfényesebb objektum az éjszakai égen – ha a sötétben éppen a fejünk felett halad el. Sajnos Kapu Tibor repülésének időszakában a Nemzetközi Űrállomást nem figyelhetjük meg hazánkból az esti égen. Az űreszköz láthatóságáról egyébként a Heavens-above honlapon lehet tájékozódni.

További technikai érdekességek az űrállomásról:

tömege 419 725 kilogramm belső lakótérfogata 1005 köbméter a hozzá kapcsolódó űrhajók nélkül közel 13 km vezeték köti össze az űrállomás elektromos rendszerét egyszerre nyolc űrhajó kapcsolódhat az űrállomáshoz, jelenleg négy különböző teherűrhajó szállít rá rakományt: Cygnus, Dragon, HTV, Progressz a 17 méteres Canadarm2 robotkar hét különböző ízülettel és két fogó kézfejjel ellátott modul mozgatásra, tudományos kísérletek telepítésére, sőt űrhajósok szállítására is alkalmas eddig 270 űrsétát végeztek az űrállomásról, a leghosszabbat Susan Helms 2001-ben, amely 8 óra 56 percen keresztül tartott több mint 50 számítógép vezérli az űrállomás rendszereit, amelyek körülbelül 350 000 érzékelőt figyelnek, biztosítva az állomás és a legénység egészségét és biztonságát

Tekintse meg az űrállomást belülről