Astronomiefreunde Waghäusel. Die Internationale Raumstation ISS Teil 1: Der Aufbau

Transkript

1 Die Internationale Raumstation ISS Teil 1: Der Aufbau

2 Planung und Aufbau Beide Raumfahrtnationen USA und UdSSR planten bereits früh eine ständig von Menschen bewohnte Station in der Erdumlaufbahn. Nachdem klar war, dass die UdSSR den Wettlauf zum Mond nicht mehr gewinnen konnte wandte sich die Planung ganz und gar Raumstationen für den Langzeit- Aufenthalt von Menschen zu.

3 Planung und Aufbau Die Sowjetunion brachte 1971 mit Saljut 1 ihre erste Raumstation ins All 1973 zogen die USA mit Skylab nach, während die UdSSR mit sechs weiteren Saljut Stationen und vor allem mit der modular aufgebauten MIR enorme Erfahrung mit Langzeitaufenthalten sammeln konnte.

4 Planung und Aufbau Saljut 7 Skylab Astronomiefreunde Waghäusel

5 Planung und Aufbau Mir Astronomiefreunde Waghäusel

6 Planung und Aufbau In den frühen 80ern wurden amerikanische Planungen einer großen Raumstation konkret. Der Name sollte Freedom (Freiheit) lauten. Wegen der hohen Kosten sollte die Station zusammen mit internationalen Partnern gebaut werden. Die ESA, Kanada und Japan schlossen sich dem Projekt an.

7 Planung und Aufbau Nach dem Ende des kalten Krieges wurde eine Zusammenarbeit von NASA und Russland möglich. Die nachfolgende Planung führte zu einer Kostenexplosion. Die geplante Raumstation wurde in Space Station Alpha umbenannt wurde das Projekt komplett neu aufgelegt.

8 Planung und Aufbau Die USA schlugen als Name Alpha vor. Dies wurde von Russland abgelehnt, da nach deren Ansicht die ERSTE echte Station die russische MIR war. Bis 1998 schlossen sich weitere 13 Nationen dem Projekt, welches schließlich den Namen ISS bekam, an (USA, Russland, 11 ESA-Staten, Kanada und Japan). Später schloss Brasilien noch einen separaten Vertrag zur Mitnutzung der Station.

9 Planung und Aufbau Die ISS ist nach dem Vorbild der russischen MIR modular aufgebaut. Die einzelnen Baugruppen sollten von 36 Shuttle-Flügen und 4 unbemannten russischen Trägerraketen in die Umlaufbahn gebracht werden, um sie dort zur Station zusammenzubauen. Bis zur Ausmusterung der Shuttles im Jahr 2011 stehen noch 6 Shuttle-Flüge aus. Der nächste Flug ist für den 7. Februar 2010 geplant.

10 Planung und Aufbau In ihrem Endgültigen Ausbau wird die ISS 107 Meter lang, 80 Meter breit und 27 Meter hoch sein. Die Masse wird dann 400 Tonnen betragen und der umbaute Raum der bewohnbaren Module wird rund 2500 Kubikmeter sein.

11 Der Aufbau Das erste ISS-Bauteil, das in Russland gebaute, aber von den USA bezahlte Frachtund Antriebsmodul SARIA ging am 20. November 1998 an Bord einer russischen Schwerlastrakete vom Typ Proton in die Umlaufbahn.

12 Der Aufbau Es folgte 2 Wochen später der Verbindungsknoten UNITY an Bord des Space Shuttles.

13 Der Aufbau Im Sommer 1999 startete das russische Wohnmodul SWESDA wiederum mit einer russisschen Proton-Rakete.

14 Der Aufbau Im Oktober 2000 folgte an Bord des Space Shuttles das erste Gittermodul Z1 mit dem Lageregelungssystem. Nun konnte am 2. November 2000 die erste 3-köpfige Langzeitbesatzung in die Station einziehen.

15 Der Aufbau Die nächste Shuttle-Mission brachte im Dezember 2000 den ersten großen Solarzellenausleger zur Station. Er wurde zunächst auf dem Gittersegment Z1 montiert. Er lieferte in der Anfangsphase der Station fast die komplette Energie.

16 Der Aufbau Astronomiefreunde Waghäusel

17 Der Aufbau Mit der Mission STS98 wurde am 7. Februar 2001 das amerikanische Labormodul DESTINY in die Umlaufbahn gebracht und an UNITY angebaut.

18 Der Aufbau Destiny Astronomiefreunde Waghäusel

19 Der Aufbau Mit der Mission STS100 wurde der kanadische Roboterarm und mit dem Modul Quest eine Luftschleuse zur ISS gebracht. Ab jetzt waren Weltraumausstiege auch ohne angedocktes Shuttle möglich.

20 Der Aufbau Pirs, ein russisches Andockmodul für Sojus-Raumschiffe folgte am 14. September Ab jetzt waren Weltraumausstiege auch mit russischen Raumanzügen möglich.

21 Der Aufbau Es folgte nun der Aufbau des Rückgrats der Raumstation. Am 8. April 2002 wurde das zentrale Gitterelement S0 am amerikanischen Labormodul Destiny befestigt. Daran schlossen in Flugrichtung rechts S1 (Oktober 2002) und links P1 (November 2002) an. Durch das Columbia-Unglück folgte ein fast 4-järiger Baustopp.

22 Der Aufbau S0 Truss Astronomiefreunde Waghäusel

23 Der Aufbau S1 Truss Astronomiefreunde Waghäusel

24 Der Aufbau P1 Truss Astronomiefreunde Waghäusel

25 Der Aufbau Im September 2006 folgte als linke Verlängerung der Trägerstruktur das Modul P3/P4 mit großem Solarzellenausleger. Drei Monate später wurde das Gitterelement P5 in Verlängerung dazu montiert.

26 Der Aufbau Auf der rechten Seite des Gittermastes folgte im Juni 2007 das Element S3/S4 mit großem Solarzellenausleger. Die Verlängerung auf dieser Seite des Mastes erfolgte 2 Monate später mit dem Element S5.

27 Der Aufbau Der Verbindungsknoten HARMONY erreichte im Oktober 2007 die ISS. Außerdem versetzte die Manschaft der Mission STS120 das Solarmodul P6 an das linke Ende des Gittermastes. Dieser Solarzellenausleger war im Dezember 2000 vorläufig auf das Gitterelement Z1 montiert worden.

28 Der Aufbau P6 Truss nun an endgültiger Position Harmony noch nicht an endgültiger Pos.

29 Der Aufbau Nach dem Abdocken des Shuttle versetzte die ISS Mannschaft, die inzwischen 16. Langzeitbesatzung, den Andock-Adapter für das Shuttle von Destiny auf Harmony und montierte anschließend Harmony an das vordere Ende von Destiny Harmony ist ein weiterer Verbindungsknoten, ähnlich wie Unity.

30 Der Aufbau Das europäische Forschungsmodul COLUMBUS wurde am 11. Februar 2008 in Flugrichtung rechts am vorderen Verbindungsknoten Harmony angebaut.

31 Der Aufbau Am 3. Juni 2008 folgte mit KIBO das japanische Forschungsmodul. Sein Platz ist gegenüber von Columbus am vorderen Verbindungsknoten Harmony in Flugrichtung links.

32 Der Aufbau Durch STS-119 wurde im März 2009 das vierte und letzte Solarmodul S6 installiert. Im Mai 2009 wurde die Besatzung der ISS auf sechs Raumfahrer aufgestockt.

33 Der Aufbau Das letzte Bauteil des Kibo-Moduls wurde Mitte Juli durch STS-127 installiert. Im November 2009 erreichte das russische Kopplungsmodul Poisk die Station.

34 Der Aufbau Die nächste Erweiterung ist für Februar 2010 geplant. Dann soll der Verbindungsknoten 3, TRANQUILITY mit der Aussichtskuppel und einem Fracht-Andock-Stutzen die Station erreichen und links am Verbindungsknoten Unity montiert werden.

35 Der Aufbau Mit der Ankunft des russischen Labormoduls MLM soll die Station in 2011 fertiggestellt sein.

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37 Der Betrieb Um die 6-köpfige Dauerbesatzung der Station zu versorgen, Abfälle zu entsorgen und Ausrüstungsgegenstände zur Station zu bringen sind zahlreiche Versorgungsflüge notwendig. Hierzu stehen die russischen Progress- Frachter mit rund 2,5 t Nutzlast, das europäische ATV mit 7,5 t Nutzlast und das japanische HTV mit 6 t Nutzlast zur Verfügung, allesamt Einwegsysteme.

38 Der Betrieb Progress-Frachter HTV ATV Jules Verne Astronomiefreunde Waghäusel

39 Der Betrieb Das MPLM ist ein klimatisiertes Vielzweckmodul, welches mit 9,1 t Nutzlast das größte Ladevolumen hat. Es benötigt zum Start jedoch ein Shuttle, wodurch ein Start seht teuer ist. Es ist das einzige Modul, mit dem Experimente und Ausrüstung wieder zur Erde zurück gebracht werden können.

40 Die Umlaufbahn Die ISS umrundet die Erde in einer fast kreisförmigen niederen Umlaufbahn zwischen 330 und 400 km Höhe. Die mittlere Bahnhöhe nimmt durch den Luftwiderstand der Erdatmosphäre, welche dort noch immer spürbar ist, um täglich 50 bis 150 m ab. Dies muss von Zeit zu Zeit durch Bahnanhebungen ausgeglichen werden.

41 Die Umlaufbahn Astronomiefreunde Waghäusel

42 Die Umlaufbahn Für die Bahnanhebungen stehen folgende Antriebseinheiten mit entsprechenden Triebwerken zur Verfügung: Space Shuttle Sojus Progress-Frachter ATV-Frachter Swesda-Wohnmodul

43 Die Umlaufbahn Die Bahnneigung der ISS gegen den Erd- Äquator beträgt 51,6. Das bedeutet, dass die ISS von der Erde aus nur etwa zwischen 60. Breitengrad Nord und dem 60. Breitengrad Süd beobachtbar ist. Höhere Breiten werden nicht überflogen. Die Dauer eines Umlaufes beträgt 91 Minuten.

44 Die Besatzung Die ISS ist seit dem 2. November 2000 ohne Unterbrechung bewohnt. Zunächst von 3 Astronauten. Nach dem Unglück des Shuttles Columbia im Februar 2003 wurde die Besatzung auf 2 Mann reduziert. Der Besatzungswechsel musste nämlich nun durch Sojus- Raumschiffe erfolgen, da die Shuttles Startverbot hatten. Im Juli 2006 kam Thomas Reiter mit STS121 zur ISS. Da waren es wieder 3.

45 Die Besatzung Seit dem 29. Mai 2009 wird die ISS nun von 6 Astronauten bewohnt. Es sind jederzeit 2 Sojus-Raumschiffe angedockt um die Möglichkeit für eine plötzliche Evakuierung aller Besatzungsmitglieder zu haben. Die Wahrscheinlichkeit des Ernstfalls wird von der NASA mit 1:124 pro Halbjahr angegeben. Bisher haben 171 Personen die ISS besucht. 47 davon absolvierten Langzeitaufenthalte.

46 Die Besatzung Während Sojus Raumschiffe oder das Shuttle angekoppelt sind wohnen auch deren Besatzungen für 1 bis 2 Wochen in der Station. Sieben Besucher bisher waren Weltraumtouristen, die für den rund 1- wöchigen Aufenthalt in der ISS rund 20 Millionen US-Dollar bezahlen mussten.

47 Fortsetzung folgt Teil 2: Leben und arbeiten an Bord der ISS