Estação Espacial Internacional
(ISS)
Na continuidade das operações da Mir russa, do Skylab dos Estados Unidos e do planejado Columbus europeu, a Estação Espacial Internacional representa a permanência humana no espaço e tem sido mantida com tripulações de número não inferior a dois elementos desde 2 de novembro de 2000. A cada rendição da tripulação, a estação comporta duas equipas (em andamento e a próxima), bem como um ou mais visitantes.
A ISS envolve diversos programas espaciais, sendo um projeto conjunto da Agência Espacial Canadiana (CSA/ASC) , Agência Espacial Europeia (ESA), Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (宇宙航空研究 ou JAXA) , Agência Espacial Federal Russa (ROSKOSMOS) e Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) dos Estados Unidos.
A estação espacial encontra-se em órbita em torno da Terra a uma altitude de aproximadamente 360 quilômetros, uma órbita tipicamente designada de órbita terrestre baixa (na verdade, a altitude varia ao longo do tempo em vários quilómetros devido ao arrastamento atmosférico e reposição). A estação perde, em média, 100 metros de altitude por dia e orbita a Terra num período de cerca de 92 minutos. Em 27 de junho de 2008 (às 01:01 UTC) completou 55.000 órbitas desde o lançamento do módulo Zarya, o primeiro a ser lançado para o espaço.
A estação era atendida principalmente pelo vaivém espacial ou ônibus espacial e pelas naves Soyuz e Progress. O último voo de um ônibus espacial – o Atlantis - foi marcado para 8 de julho de 2011. A estação é utilizada continuamente para realização de experiências científicas (algumas cuja realização na superfície terrestre seriam de elevada dificuldade, mas de relativa facilidade em órbita). Atualmente a estação está pronta para suportar tripulações de seis elementos. Até julho de 2006, todos os membros da tripulação permanente provinham dos programas espaciais russos ou norte-americanos. No entanto a partir dessa data, a EEI tem recebido tripulantes das Agências Espaciais Europeia, Canadiana e Japonesa. A Estação Espacial também já foi visitada por muitos astronautas de outros países e por turistas espaciais.
É comum associar à estação um estado de "gravidade zero", originando alguma confusão, porque tal que não ocorre no local. A gravidade aproximada do local, levando-se em conta um raio de 6.378,1 km terrestre, é de 8,3 m/s² a 8,4 m/s², pela igualdade da Lei da Gravitação Universal (LGU) e o peso, o que é considerável. O efeito "gravidade zero" ocorre porque a estação está "a cair eternamente" por causa da curva ocasionada pela "força centrípeta" a que está sujeita.
Manufatura e montagem da EEI
A construção da EEI dependeu de mais de 50 missões de montagem e utilização. Destas, 39 foram assistidas pelo vaivém espacial ou ônibus espacial . Adicionalmente a estas missões, aproximadamente 30 missões da nave Progress foram necessárias para providenciar a logística. No final, a EEI ficou a operar com um volume de pressurização de 1.200 metros cúbicos, uma massa de 419.000 quilogramas, 110 kilowatts de potência e uma estrutura de suporte de 108,4 metros de comprimento, com módulos de 74 metros e tripulações de seis elementos.
A manufatura dos módulos e da estrutura que compõem a EEI foi realizada por diversas empresas contratadas pelas agências espaciais que formam o grupo responsável pela montagem e manutenção da mesma. A parte americana da estação foi manufaturada principalmente por quatro companhias que tiveram contratos, anunciados a 1 de dezembro de 1987, que são: a Boeing, a Divisão Astroespacial da General Electric, a McDonnell Douglas e a Divisão Rocketdyne da Rockwell. A parte russa foi manufaturada pela empresa RKK Energiya, que também construiu o módulo Zarya, financiado pelos EUA. A Agência Espacial Europeia contribuiu construindo os módulos Node 2 (Harmonia) para os EUA e o laboratório Columbus. O primeiro foi construído pela empresa Thales Alenia Space, baseada em Cannes, na França, e o segundo numa parceria entre a Thales Alenia e a empresa EADS Astrium. A contribuição japonesa (laboratório Kibo) foi manufaturada pela Mitsubishi e a canadiana (braço robótico Canadarm) através da empresa MD Robotics, subsidiária da companhia MDA (MacDonald Dettwiler).
A primeira secção da EEI foi colocada em órbita em 1998 e mais duas partes foram adicionadas antes do envio da primeira tripulação, que chegou à estação a 2 de novembro de 2000 e consistia do astronauta norte-americano William Shepherd e de dois cosmonautas russos, Yuri Gidzenko e Sergei Krikalev. Nesta época foi decidido designar a estação espacial de "Alpha", embora o uso do nome estivesse restrito à missão.
Após quase uma década de montagem, a configuração da estação (em junho de 2008) contava com uma massa de 300.214 kg e 358 metros cúbicos de espaço habitável. Para chegar a essa configuração foram necessárias 26 missões norte-americanas do ônibus espacial e 48 missões russas. Destas últimas, 16 foram tripuladas e 32 não tripuladas. A construção também necessitou de 112 caminhadas no espaço, 28 das quais a partir do ônibus espacial e 84 a partir da própria estação. No total, o tempo utilizado nessas caminhadas no espaço foi de 706 horas. Nesse processo também foram necessárias a realização de 18.000 refeições.
A EEI tem tido uma história problemática. Inicialmente planejada como uma "Estação Espacial Livre" da NASA, assim promovida pelo presidente norte-americano Ronald Reagan, mostrou-se demasiado dispendiosa. Após a Guerra Fria, foi retomada como um projecto conjunto entre a NASA e a Rosaviakosmos russa. Desde essa altura o seu custo tem-se mostrado muito superior ao projectado inicialmente pela NASA, além de estar com seu cronograma de montagem bastante atrasado. Em 2003 ainda era incapaz de acomodar uma tripulação de seis, consequentemente limitando a quantidade de ciência passível de se realizar, o que também não beneficiava as relações com os parceiros europeus, japoneses e canadianos do projecto. Em julho de 2004, a NASA concordou em completar a estação até ao nível de suporte de seis membros e ao lançamento de secções adicionais como o módulo japonês de experiências. Enquanto a NASA continua responsável por gerir a construção, a Rússia mantém a continuidade do lançamento e recolha das tripulações de e para a estação.
Cooperação internacional
O fim da guerra fria proporcionou uma aliança internacional de programas espaciais para a construção da Estação Espacial Internacional. Um consórcio de 15 países estão atualmente a participar na construção e nas experiências científicas na EEI: os Estados Unidos, a Rússia, o Canadá, o Japão e, através da Agência Espacial Europeia (ESA), a Bélgica, a Dinamarca, a França, a Alemanha, a Itália, a Países Baixos, a Noruega, a Espanha,Portugal, a Suécia, a Suíça e o Reino Unido.Participação brasileira
O Brasil assinou um acordo exclusivo e direto com a NASA para produzir hardware e, em troca, ter acesso aos equipamentos norte-americanos além de permissão para enviar um astronauta brasileiro à estação, , o que aconteceu em 2006 quando o brasileiro Marcos César Pontes, o primeiro astronauta lusófono, esteve na estação, onde permaneceu por uma semana, transportado por um foguete russo.Contudo, o Brasil está atualmente fora do projeto de construção da Estação Espacial Internacional, devido ao não cumprimento, da empresa subcontratada da Embraer, do contrato assinado, que foi incapaz de fornecer o Palete EXPRESS prometido. Após quase dez anos de participação, o país deixou de ser considerado na lista de fabricantes da base orbital. Segundo o especialista John Logsdon, diretor do Instituto de Políticas Espaciais da Universidade George Washington e membro do Comitê de Conselho da Nasa, "já é tarde demais para o Brasil fazer qualquer coisa, a não ser tornar um usuário da estação".
Objetivos da ISS
Algumas críticas encaram o projecto da NASA como um desperdício de tempo e dinheiro, inibidor do progresso em outros projectos mais úteis: por exemplo, os 100 bilhões de dólares estimados poderiam pagar dezenas de missões espaciais não tripuladas. No geral, existem muitas críticas contra a exploração espacial que defendem que essa quantia seria melhor empregue em problemas na Terra.Os defensores da exploração espacial argumentam que tais críticas são, no mínimo, redutoras e de pouca visão, e talvez decepcionantes. Os defensores da investigação e exploração espacial tripulada defendem que estes esforços já produziram bilhões de dólares de tangíveis benefícios às pessoas na Terra. Algumas projecções apontam para um benefício económico indirecto, materializado pela comercialização das tecnologias desenvolvidas durante a exploração espacial tripulada, que já retornou mais de sete vezes o investimento inicial para a economia (algumas projecções conservadoras colocam este valor em três vezes o investimento inicial). Se a ISS, isolada do restante programa espacial, será um contribuinte considerável é, no entanto, um assunto de renhido debate.
Estado atual da ISS
Após o desastre do ônibus espacial Columbia em 11 de Fevereiro de 2003, e a consequente suspensão das missões com estas naves, houve um intervalo onde não foram mais realizados trabalhos de montagem. A sua construção ficou praticamente suspensa dado que os componentes principais são tão pesados que não podiam ser colocados no espaço sem o auxílio dos ônibus espaciais. Por exemplo, o módulo do laboratório da Agência Espacial Europeia, o Columbus, apesar de concluído, não pôde ser lançado em órbita até o mês de fevereiro de 2008, contabilizando um atraso de três anos em sua instalação. Apesar disso, não houve a interrupção das trocas de tripulação que continuaram a ser efetuadas pelas naves Soyuz. A partir da Soyuz TMA-2, a tripulação passou a ser formada por dois astronautas/cosmonautas, no lugar das tradicionais equipes de três elementos. Essa situação foi normalizada em julho de 2006, com o retorno da composição de três tripulantes com a participação do astronauta da Agência Espacial Europeia Thomas Reiter (Alemanha).
Durante esse período também houve um grande acúmulo de lixo e materiais descartáveis devido ao fato das espaçonaves Soyuz não disporem da capacidade de transportar esse material excedente. No entanto, boa parte desse transporte foi suprida pelas naves de cargas russas Progress. Atualmente esse problema já está estabilizado.
Desde a retomada dos lançamentos de ônibus espaciais em 2005, a montagem da estação tem ocorrido em ritmo razoavelmente acelerado, com a instalação de painéis solares, módulos pressurizados, braços robóticos e racks para exposição de experimentos.
Em novembro de 2008, durante a missão STS-126 do ônibus espacial Endeavour, foi realizada a preparação da estação para acomodar seis tripulantes. Para tanto, foram instalados dois novos quartos de dormir, um banheiro (de fabricação russa), equipamentos de cozinha, dois aquecedores de alimentos, um refrigerador de comida, um equipamento para exercícios de resistência física além de um sistema de recuperação de água e reciclagem de urina para conversão em água potável.
Ainda estão planejados mais 4 lançamentos do ônibus espacial para completar a montagem da Estação até 2011. Dentro desse prazo também está previsto o lançamento de mais dois módulos pressurizados construídos pelos russos, dos quais já foi confirmado o lançamentos do módulo MRM1 (maio/2010).
Com a instalação do módulo Node 3 (Tranquility) junto com seu módulo Cupola em fevereiro de 2010, a Estação Espacial está quase completa a agora mantém uma janela para o espaço que possibilita aos astronautas/cosmonautas uma visão extraordinária da Terra.
Módulos pressurizados
A ISS terminou formalmente a sua construção a 8 de Junho de 2011, tendo 14 módulos pressurizados com aproximadamente 1 000 metros cúbicos de volume. Esses módulos incluem laboratórios, compartimentos de docagem de espaçonaves, câmara de despressurização, nodos de ligação e áreas de vivência. Cada módulo foi lançado através dos ônibus espaciais, foguetes Proton ou Soyuz. Abaixo segue uma lista dos módulos com data de lançamento e massa equivalente.| Para maiores informações, visite os links dos módulos na tabela abaixo. |
| Módulo | Data de lançamento | Veículo de lançamento | País | Massa (kg) | Voo de montagem | Visão isolada | Visão da estação | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Zarya (FGB) | 20 de Novembro de 1998 | Proton-K | Russia (Construiu) EUA (Financiou) | 19.323 kg | 1A/R |  | | |
| Providenciou energia elétrica, armazenamento, propulsão e orientação durante a montagem inicial da estação, agora serve como módulo de estocagem (tanto dentro da área pressurizada quanto externamente, em tanques de combustíveis). | ||||||||
| Unity (Node 1) | 4 de Dezembro de 1998 | Space Shuttle Endeavour, STS-88 | EUA | 11.612 kg | 2A |  |  | |
| Primeiro módulo americano, conecta a parte Americana da estação com a parte Russa (via Módulo de Adaptação Pressurizado - PMA). Também serve como ponto de instalação da estrutura Z0, do Quest airlock, do laboratório Destiny e do Node 3. | ||||||||
| Zvezda (Service Module) | 12 de Julho de 2000 | Proton-K | Russia | 19.051 kg | 1R |  |  | |
| Módulo de serviço da estação, provendo a principal área de residência, sistemas de manutenção do ambiente, controle de posicionamento e órbita além de ser ponto de docagem para espeçonaves Soyuz, Progress e ATV (Automated Transfer Vehicle) da ESA (Agência Espacial Europeia). O sistema de docagem do Svezda possibilitou a ISS tornar-se habitável pela primeira vez. | ||||||||
| Destiny (US Laboratory) | 7 de Fevereiro de 2001 | Space Shuttle Atlantis, STS-98 | EUA | 14.515 kg | 5A |  |  | |
| Principal módulo de apoio científico para contêineres com equipamento científico americano, também provê sistemas de controle ambiental e área de residência para a estação. | ||||||||
| Quest (Joint Airlock) | 12 de Julho de 2001 | Space Shuttle Atlantis, STS-104 | EUA | 6.064 kg | 7A |  |  | |
| Principal câmara de despressurização da estação, possibilitando atividades extra veiculares com trajes espaciais americano (Extravehicular Mobility Unit-EMU) e russo (Orlan). | ||||||||
| Pirs (Docking Compartment) | 14 de Setembro de 2001 | Soyuz-U | Russia | 3.630 kg | 4R |  |  | |
| Provê a estação com um adicional porta de docagem para naves Soyuz e Progress e também permite entrada e saída para atividades extraveiculares usando trajes russos, sendo o local de armazenamento de equipamentos para os trajes espaciais. | ||||||||
| Harmony (Node 2) | 23 de Outubro de 2007 | Space Shuttle Discovery, STS-120 | EUA | 13.608 kg | 10A |  |  | |
| É o conector de módulos da Estação Espacial. O Node 2 contém 4 racks que providencia eletricidade e conexão de dados entre computadores através de seis sistemas "Common Berthing Mechanisms" (CBMs). Os laboratórios "Columbus" (Europeu) e "Kibō" estarão conectados ao Harmonia permanentemente e temporariamente os módulos de logística MPLM (Multi-Purpose Logistics Modules) durante voos do ônibus espacial. | ||||||||
| Columbus (European Laboratory) | 7 de Fevereiro de 2008[9] | Space Shuttle Atlantis, STS-122 | Europa | 12.800 kg | 1E |  |  | |
| Principal módulo de equipamentos para experimentos científicos da Europa a bordo da Estação Espacial Internacional, contém capacidade para até 10 racks padrões (International Standard Payload Rack) e plataforma externa para experimentos. | ||||||||
| Experiment Logistics Module (JEM-ELM) | 11 de Março de 2008 | Space Shuttle Endeavour, STS-123 | Japão | 4.200 kg | 1J/A |  |  | |
| Parte do laboratório de pesquisas japonês Kibō (JEM-Japanese Experiment Module laboratory), O Módulo de Logística de Experimentos provê área de armazenamento e utilidades de transporte para o laboratório, com uma seção pressurizada para servir ao armazenamento interno e uma seção despressurizada para armazenamento externo de cargas. | ||||||||
| Japanese Pressurized Module (JEM-PM) | 31 de Maio de 2008 | Space Shuttle Discovery, STS-124 | Japão | 15.900 kg | 1J |  |  | |
| Parte do laboratório Kibō , o Módulo Pressurizado é o principal componente do Kibō onde o Módulo de Logística e a plataforma externa de experimentos serão conectadas. Comporta 10 racks padrão de equipamentos de pesquisa laboratorial. | ||||||||
| Poisk (Minimódulo Russo de Pesquisa 2) | 10 de Novembro de 2009 | Soyuz U / Progress M-MRM2 | Russia | 5R |  |  | ||
| O MRM2 é utilizado para acoplagem das cápsulas Soyuz e dos veículos de carga Progress e também como uma câmara para passeios espaciais e para pesquisa e experimentação científica. | ||||||||
| Tranquility | 8 de Fevereiro de 2010 | Space Shuttle Endeavour, STS-130 | EUA | 14.311 kg | 20A |  |  | |
| O Tranquility contém o mais avançado sistema de suporte ambiental já colocado no espaço. Providencia um sistema de reciclagem de água e geração de oxigênio para a tripulação. O módulo também provê a estação com 4 pontos para conexão de módulos pressurizados ou veículos de transporte de tripulação além de ser o ponto de permanente locação do módulo Cupola. | ||||||||
| Cupola | 8 de Fevereiro de 2010 | Space Shuttle Endeavour, STS-130 | EUA | 1.800 kg | 20A |  |  | |
| O Cupola é um observatório que possibilita à tripulação da Estação Internacional uma operação visual do braço robótico Canadarm e dos atracamentos de espaçonaves, além de uma visão panorâmica abrangente da Terra. O módulo é equipado com estações de trabalho para controle do braço robótico (SSRMS) e escudos para proteger as janelas de micrometeoritos. | ||||||||
| Rassvet (Minimódulo Russo de Pesquisa 1) | 14 de Maio 2010 | Space Shuttle Atlantis, STS-132 | Russia | |  | |||
| O MRM1 é utilizado para acoplagem das cápsulas Soyuz, dos veículos de carga Progress e também como área de armazenamento. | ||||||||
| Leonardo | 24 de Fevereiro de 2011 | Space Shuttle Discovery, STS-133 | Europa (Construtor) EUA (Operador) | ULF5 | [10] [11] [12] | |||
| style="border-bottom: 3px solid gray" | O Módulo de Logística Multifuncional (PMM-Pressurized Multipurpose Module) armazenará peças sobressalentes e suprimentos, permitindo maior espaço de tempo entre os voos de ressuprimento, além de liberar espaço em outros módulos. | |||||||
| Módulos com lançamentos programados | ||||||||
| Nauka (Laboratório Multifuncional) | Dezembro 2013 | Proton-K | Russia | 21.300 kg | 3R |  |  | |
| O MLM será o principal módulo de pesquisa Russo na EEI, e será utilizado para experiências, docagem e logística de cargas. Ele também servirá como área de trabalho e descanso da tripulação e será equipado com equipamento auxiliar de controle de posicionamento da estação. | ||||||||
Principais sistemas da Estação Espacial Internacional
Suprimento de energia eletrica
A fonte de energia elétrica da EEI é o sol: luz é convertida em eletricidade através de painéis solares. Antes do voo de montagem 4A (missão do ônibus espacial STS-97, 30 de Novembro de 2000) a única fonte de energia eram os painéis solares dos módulos russos Zarya e Zvezda. O segmento russo da estação usa um sistema de 28 Volts igual ao do ônibus espacial. No resto da estação a eletricidade é obtida através de painéis solares anexados as extremidades de sua estrutura modular (ISS Main Truss Structure) a uma tensão que varia entre 130 a 180 Volts. A energia é estabilizada e distribuída a 160 Volts e então convertida para 124 volts. A energia pode ser trocada entre os dois segmentos da estação usando conversores, isto é essencial desde o cancelamento da Plataforma Russa de Ciência e Energia. O segmento russo dependerá dos painéis solares norte-americanos para suprir sua demanda de energia elétrica.Face ao valor de tensão utilizado (130 a 160 Volts) na parte norte-americana, a estação pôde se valer de circuitos com condutores de menor seção elétrica, o que auxilia na redução da massa da EEI.
Os painéis solares normalmente rastreiam o sol para maximizar a sua performance. Cada painel tem uma área de aproximadamente 375 m² e 58 metros (190 pés) de comprimento. Em sua configuração completa, os painéis solares rastreiam o sol durante cada órbita ao redor da Terra rotacionando seu rotor alfa no sentido vertical em relação a estação, enquanto o rotor beta ajusta seu ângulo do sol a partir do plano orbital da estação em relação a Terra. No entanto, antes que a estrutura modular estivesse montada, os painéis estavam temporariamente em posição perpendicular em suma orientação final, e nessa configuração, o rotor beta era usado como o principal rastreador do sol. Outra ligeiramente diferente opção de rastreamento, o modo Planador Noturno, pode ser usado para reduzir o ligeiramente o arrasto da estação alinhando os painéis solares no limite do vetor de velocidade.
Suporte à vida
O Sistema de Suporte À Vida e Controle Ambiental (ECLSS - Environmental Control and Life Support System) provê ou controla elementos como pressão atmosférica, nível de oxigênio, água, extinção de incêndios, além de outras coisas. O sistema Elektron gera o oxigênio a que circula a bordo da estação. A mais alta prioridade para o sistema de suporte a vida é a manutenção de uma atmosfera estável dentro da Estação, mas o sistema também coleta, processa e armazena lixo e água produzida e usada pela tripulação. Por exemplo, o sistema recicla fluidos do banheiro, chuveiro, urina e condensação. Filtros de carvão ativado são os primeiros métodos para remoção de produtos do metabolismo humano no ar.
Controle de orientação
O controle de orientação da Estação é mantido através de dois mecanismos. Normalmente, um sistema usando giroscópios de controle de momento (CMGs - control moment gyroscopes) mantém a Estação orientada, i.e. com o laboratório Destiny na frente do módulo Unity, a estrutura P a bombordo e o módulo Pirs apontado para a Terra. Quando o sistema de giroscópios se torna saturado, ele pode perder a habilidade de controlar a orientação da estação. Neste caso, o sistema Russo de controle de orientação é preparado para assumir automaticamente, usando retrofoguetes para manter a orientação da Estação e pemitindo assim a dessaturação do sistema de giroscópios americano. Este procedimento foi usado durante a missão STS-117 enquanto a estrutura S3/S4 estava sendo instalada.Controle de altitude
A Estação Espacial Internacional é mantida em órbita numa altitude limite mínima e máxima de 278 a 460 km. Normalmente o limite máximo é de 425 km para permitir manobras de encontros para espaçonaves Soyuz. Devido a Estação estar em constante queda por causa do arrasto atmosférico e queda do efeito de gravidade, ela precisa ser impulsionada para altitudes mais elevadas várias vezes durante o ano. Um gráfico de altitude sobre o tempo mostra que a Estação cai a uma razão de 2,5 km por mês. O impulso pode ser feito por dois foguetes do módulo Zvezda, por um ônibus espacial docado, por uma espaçonave Progress ou pelo Veículo de Transferência Automático (ATV) da ESA e leva aproximadamente duas órbitas (três horas) em cada impulso para vários quilômetros acima. Enquanto em construção é relativamente fácil voar grandes cargas para a Estação Espacial. Normalmente após o lançamento, uma espaçonave requer dois dias para realizar a manobra de aproximação e atracamento.Comunicação
A radiocomunicação é essencial para a operação da EEI, providenciando dados de telemetria e científicos entre a estação espacial e os Centros de Controle de Missão espalhados pelo planeta. Links de rádio também são usados durante procedimentos de aproximação e docagem de espaçonaves e para a comunicação entre tripulantes da estação, e deles com os controladores de voo e familiares em terra. Como resultado disso, a EEI está equipada com uma quantidade diversificada de sistemas internos e externos de comunicação, usados para diferentes propósitos.
O primeiro equipamento de comunicação lançado com a estação foi o sistema russo Regul de VHF, que transmite dados de telemetria e outros do Segmento Orbital Russo para o Controle de Missão da Agência Espacial Federal Russa em Moscou via uma rede de estações de recebimento de dados em terra e através de satélites dos sistemas Altair e Molniya. Os dados saem da estação através de uma antena de rádio montada no Módulo Zvezda. A comunicação entre os módulos é feita através de cabos telefônicos de cobre.
O segmento americano faz uso de dois links de rádio que estão montados na Estrutura Integrada Z1: um sistema de Banda S (usado para transmissão de sinal de áudio) e um sistema de Banda Ku (usado para transmissão de áudio, vídeo e dados). Essas transmissões são direcionadas através do sistema americano de satélites de rastreamento e transmissão de dados localizados em órbita geoestacionária, permitindo uma continuidade de transmissão contínua quase em tempo real com o Centro de Contole de Missão da NASA em Houston. O sistema pode também ser utilizado para transmitir dados entre os Centros de Controle americano e russo através de uma linha de telefone permanente . Canais de dados do braço robótico Canadarm2, do laboratório Europeu Columbus e do laboratório Japonês Kibō são direcionados via sistemas de Bandas S e Ku, além de eventualmente os sistemas europeu e japonês de satélites de transmissão de dados auxiliarem o sistema americano nesta tarefa. A comunicação entre os módulos são realizadas numa rede digital sem fio (Rede wireless).
A radiofrequência de UHF é usada pelos astronautas e cosmonautas durante Atividades Extra-Veiculares, com os astronautas americanos e os cosmonautas russos realizando a comunicação através de seus sistemas independentes com as estações em terra. Esse sistema de comunicação é propenso a sofrer interferência de estações baseadas em terra que são utilizadas para o controle de tráfego aéreo. A Banda UHF também é utilizada por espaçonaves que irão atracar na Estação (Soyuz, Progress, HTV, ATV e Ônibus Espaciais - esses também utilizam as Bandas S e Ku), para receber comandos dos Centros de Controle de Missão e dos tripulantes da EEI.[ Espaçonaves automatizadas como o HTV e o ATV são equipados com seus próprios sistemas de comunicação. O ATV utiliza um sistema de laser acoplado na espaçonave e um pequeno sistema de espelhos acoplados no módulo Zvezda, conhecido como Proximity Communications Equipment, para atracar com precisão à Estação Espacial. O HTV utiliza uma aproximação feita através de um sistema de GPS atachado no módulo Kibō.
Centros de controle de missões
Como a Estação é um projeto internacional, seus vários módulos são operados e monitorados por suas respectivas agências espaciais ao redor do mundo, incluindo:
- NASA - Centro de Controle de Missões localizado no Centro Espacial Lyndon Johnson em Houston, Texas, é utilizado como a principal instalação de controle do segmento americano da EEI e também controla as diversas missões de visitas dos ônibus espaciais à estação.[16]
- NASA - Centro de Integração e Operação de Cargas localizado no Centro de Voos Espaciais Marshall em Huntsville, Alabama, serve como centro de coordenação de todas as operações com cargas do segmento americano da Estação.
- Roskosmos - Centro de Controle de Missões localizado en Korolev, Moscou, controla o segmento russo da Estação e também missões individuais das espaçonaves Soyuz e Progress.
- ESA - Centro de Controle Columbus localizado no Centro Aeroespacial Alemão (DLR) em Oberpfaffenhofen, Alemanha, controla o módulo Europeu Columbus, que é um laboratório de pesquisas.
- ESA - Centro de Controle do ATV, localizado no Centro Espacial de Toulouse (CST) em Toulouse, França, controla os voos de logística do Veículo de Transferência Automatizado Europeu.
- JAXA - Centro de Controle do JEM e Centro de Controle do HTV localizados no Centro Espacial Tsukuba (TKSC) em Tsukuba, Japão, são responsáveis por operar o Módulo de Experiências Japonês e todos os voos do Veículo de Transferência H-II.
- CSA - Controle de missões localizado em Saint-Hubert, Quebec, Canadá, controla e monitora o Sistema Móvel de Serviço ou Canadarm2.
Pesquisa científica.
Um dos principais objetivos da Estação Espacial é criar um ambiente para conduzir experimentos que requerem uma ou mais condições específicas que estão presentes no ambiente de micro gravidade. Os principais campos de pesquisa incluem biologia (biomedicina e biotecnologia), física (incluindo física de fluidos, dos materiais e quântica), astronomia (incluindo cosmologia) e meteorologia. O Ato de Autorização da NASA (publicado em 2005) indica que o segmento americano da Estação é um laboratório nacional e tem por objetivo aumentar a utilização da Estação por outras entidades federais e pela iniciativa privada. Em 2007 poucos experimentos foram realizados além do estudo sobre os efeitos no corpo humano da permanência por longo prazo em ambiente de micro gravidade. No entanto, com quatro novos módulos de pesquisa prontos para serem instalados até 2010, é esperado o início de pesquisas mais especializadas.
Módulos de pesquisas cientificas
O laboratório Destiny é o principal módulo americano anexado a Estação Espacial. Fabricado pela NASA e lançado em fevereiro de 2001, ele é preparado para experimentos gerais. O laboratório Columbus, outro módulo de pesquisas, foi fabricado pela Agência Espacial Europeia (ESA). Seu propósito é facilitar experiências científicas e foi lançado em fevereiro de 2008. Ele provê um laboratório para pesquisas gerais, mas também foi desenhado para pesquisas específicas nas áreas de biologia, biomedicina e física de fluidos, além de ter uma margem de expansão que irá possibilitar estudos em física quântica e cosmologia.
O laboratório de pesquisas Japonês, também conhecido como Kibo, foi desenvolvido pela Agência Espacial Japonesa (JAXA) para a função de observatório e para realização de várias medições de dados astronômicos. Já foram instalados os módulos pressurizados (Experimentos, JEM-PM e Logística, JEM-ELM) junto com um braço robótico durante duas missões dos ônibus espaciais (STS-123 e STS-124). Num terceiro voo será lançada a plataforma para exposição direta de experimentos aos raios cósmicos. O laboratório Japonês será o maior e mais completo, incluindo um airlock próprio que permitirá expor experimentos fora do laboratório utilizando o braço robótico.
O EXPRESS Logistics Carrier desenvolvido pela NASA (uma espécie de palete para alocação de experimentos), está planejado para ser lançado em setembro de 2009. Ele também permitirá expor experimentos ao ambiente de vácuo no espaço e irá prover a eletricidade e transferência de dados necessária geradas pelos experimentos. O Módulo de Laboratório com Multipropósito, fabricado pela RKA Energia (Rússia), tem lançamento esperado para o final de 2009. Ele também irá suprir recursos para experimentos em ambiente de micro gravidade.
Dois módulos de pesquisa foram cancelados, incluindo uma centrífuga (usada para criar níveis de gravidade artificial) e o módulo Russo de pesquisas (usado para pesquisas gerais). Diversos experimentos planejados, como o Espectrômetro Magnético Alfa, também foram cancelados.
Áreas de pesquisa.
Existem diversos planos para estudar biologia na Estação Espacial Internacional. Um objetivo é melhorar o conhecimento do efeito da exposição de longa exposição do corpo humano no espaço. Fatos como a atrofia muscular, perda óssea e bombeamento de fluidos são estudados com a intenção utilizar os dados obtidos na colonização espacial e durante viagens de longa duração num futuro próximo.O efeito da falta de peso na evolução, desenvolvimento, crescimento e processos internos das plantas e animais também são estudados. Em resposta a recente dados sugerindo que a micro gravidade permite o crescimento tridimensional de tecidos parecidos com o de humanos e que cristais de proteínas podem ser formados no espaço, a NASA indicou o desejo de investigar melhor esses fenômenos.
A NASA também gostaria de estudar proeminentes problemas em física. A física dos fluidos em micro gravidade não é completamente desconhecida e pesquisadores gostariam de ter modelos precisos dos fluidos no futuro. Adicionalmente, desde que fluidos podem ser combinados no espaço completamente independente de seu peso relativo, existe algum interesse em investigar a combinação de fluidos que não se misturam bem na Terra. Através do exame das reações que são desaceleradas pela baixa gravidade e temperaturas, cientistas também esperam obter novas ideias sobre estados da matéria (especialmente sobre a supercondutividade).
Além disso, pesquisadores esperam examinar a combustão na presença de baixa gravidade fora da Terra. Muitas buscas envolvendo a eficiência de queima ou a criação de produtos secundários poderiam melhorar o processo de produção de energia, o qual apresenta interesse econômico e ambiental. Cientistas planejam usar a Estação Espacial para estudar aerossóis, ozônio, vapor d’água e óxidos na atmosfera terrestre e também os raios cósmicos, poeira cósmica, antimatéria e matéria negra no Universo.
Os objetivos de longo prazo para essas pesquisas são desenvolver tecnologia necessária para a exploração humana do espaço, planetária e colonização (incluindo sistemas de suporte a vida, preocupações com segurança, monitoramento ambiental, etc.). Também objetiva procurar novas alternativas para tratar doenças, eficientes métodos para produção de materiais e medições mais acuradas, coisas que seriam impossíveis de conseguir na Terra, além de um entendimento mais completo do Universo.
Tripulação.
Expedição atual.
- Expedição 40: Alexandr Skvortsov
, Oleg Artemyev
, Gregory Wiseman
- Teve início dia 28 de maio de 2014 com alguns elementos da expedição 39.
Caminhadas no espaço.
Caminhada feita durante a missão STS-116 do ônibus espacial. Robert Curbeam com a faixa vermelha junto com Christer Fuglesang sobre o estreito de Cook, Nova Zelândia.
Para as atividades extra-veiculares a partir da Estação Espacial a NASA estabeleceu como procedimento de rotina o acampamento dos astronautas no módulo Quest Airlock com o objetivo de reduzir o risco de doenças relacionadas com a descompressão. Esse procedimento foi testado pela primeira vez em 2005 pela tripulação da Expedição 12. Durante o acampamento, os astronautas dormem, na noite anterior à caminhada espacial, na câmara de despressurização onde baixam a pressão para 10.2 psi (70 kPa). A pressão do ar no interior da estação normalmente é de 14.7 psi (101 kPa). Dormir num ambiente com baixa pressão ajuda eliminar o nitrogênio contido no corpo, prevenindo uma embolia durante a saída da estação.
As AEV são perigosas devido a um número de diferentes razões. A principal é a colisão com destroços espaciais. A velocidade orbital 300 km acima da Terra (em missões do ônibus espacial) é de 7,7 km/s. Isso é 10 vezes a velocidade de uma bala, o que significa que a energia cinética de uma pequena partícula com massa de 1/100 de uma bala (isto é, do tamanho de um grão de areia) é equivalente a de uma bala.
Veículos de transporte de cargas e tripulações.
Veículos em operação
- Espaçonave Russa Soyuz (Roskosmos) - troca de tripulação e evacuação de emergência, trocada a cada 6 meses;
- Espaçonave Russa Progress (Roskosmos) - veículo de ressuplimento;
- Veículo de Transferência Automatizado Europeu - ATV (ESA) - veículo de ressuplimento;
- Veículo de Transferência Japonês - HTV (JAXA) - veículo de ressuplimento para o laboratório Kibo[20] ;
- Serviço Comercial de Transporte Orbital SpaceX Dragon para a NASA (concuído com sucesso em maio de 2012).
Veículos planejados
- Espaçonave Americana Orion (NASA) - para possíveis trocas de tripulantes e transporte de suprimentos (oficialmente previsto para 2014);
- Espaçonave Americana Dream Chaser - para possíveis trocas de tripulantes e transporte de suprimentos (oficialmente previsto para 2017).
Propostas
- Sistema de Transporte de Tripulação Russo-Europeu derivado da Soyuz (previsto para 2014)
Miscelânea
- A ISS recebeu o primeiro turista espacial, Dennis Tito, que gastou US$ 20 milhões para participar numa missão russa de reabastecimento, e o primeiro casamento no espaço, quando Yuri Malenchenko, na estação, se casou com Ekaterina Dmitriev, no Texas.
- Guy Laliberté, fundador e diretor executivo (CEO) do Cirque du Soleil tornou-se, em setembro de 2009, o sétimo turista espacial, ao participar de uma estadia de dez dias a bordo da Estação Espacial Internacional, para onde foi transportado a bordo da nave russa Soyuz TMA-16, e pela qual pagou cerca de US$ 35 milhões.
- A ISS faz uma aparição no jogo "Call of Duty: Modern Warfare 2", onde se assume o controle do personagem Sat1, um astronauta anônimo que junto com o Centro Espacial em Houston e o comandante da ISS, tentam rastrear um míssil balístico intercontinental com um pulso eletromagnético. O míssil explode, desativando todos os aparelhos do alvo e destruindo a ISS e Sat1.
- A ISS aparece em algumas cenas do filme "O Dia Depois de Amanhã" (no original, The Day After Tomorrow), do diretor Roland Emmerich, quando um astronauta americano, um russo e um japonês observam, do espaço, o avanço das massas de gelo sobre o Hemisfério Norte da Terra.
- A ISS aparece no filme "Gravidade", do diretor Alfonso Cuarón, no momento em que dois astronautas se aproximam da ISS para entrar nela, e usar uma cápsula Soyuz para retornar a Terra. Nesta hora, percebem que o para-quedas da Soyuz foi aberto, impossibilitando a reentrada na atmosfera. Um dos dois astronautas sugere conduzir a Soyuz até a estação espacial chinesa Tiangong, e usar a cápsula Shenzhou para voltar à Terra.
- O fechamento da EEI está previsto para 2024.
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