国際宇宙ステーション(ISS) は、複数の国が協力して建設および組み立てられた宇宙ステーションです。高度約 386キロメートルで地球を周回しています。
注:科学的な使用法で確立されている英語の用語の多くは、近似的な翻訳によってのみ影響を受ける可能性があります。したがって、それらはこの言語で表示され、その後に説明テキストが続きます。
由来
NASA は1960 年代の初めに地球周回軌道上の宇宙ステーションのプロジェクトについて最初の検討を開始しました。当時の構想によれば、10 人から 20 人の宇宙飛行士が恒久的に滞在する予定であり、すでに多くの申請が計画されていました。 : 研究所、天文台、組立作業場、部品および機器の倉庫、サービスステーション、輸送および中継ノードおよび基地。
1963 年から 1966 年にかけて、軌道ステーションの計画はアポロ計画に使用された機器から直接インスピレーションを受けました。このようにして、1973 年 5 月 14 日、スカイラブはサターン Vロケットによって打ち上げられました。このうち最初の 2 段のみが稼働し、3 段目はステーション本体を構成していました。しかし、Skylab は、はるかに野心的なプロジェクトの実現可能性を実証するだけのものでした。
1983年4月、ロナルド・レーガン大統領はNASAに宇宙ステーション計画の設立を要請し、1984年1月25日の年次一般教書演説において、国際枠組みでの建設開始の決定を発表した[ 1 ] 。その費用は 80 億ドルと見積もられています。 NASAは7月27日に設計事務所を設立。
1985 年 1 月 31 日に欧州宇宙機関(ESA) がプロジェクトに参加し、同年4 月 16 日にカナダ、5 月 9 日に日本が続きました。しかし、1986 年 1 月 28 日、スペースシャトル チャレンジャー号が飛行中に爆発し、NASA のすべてのプロジェクトが大幅に遅れ、宇宙計画の全面的な見直しが行われました。新しい計画は 8 月 20 日に決定され、その計画額は 109 億ドルと見積もられています。
1987 年、NASA とアメリカ研究評議会によって行われたさまざまな継続的な研究により、ステーションの費用の見積もりは最初は 130 億ドル、次に 245 億ドルに引き上げられました。
1988 年 7 月 16 日、ロナルド レーガン大統領はこの駅を「フリーダム」と名付けました。
1993年、クリントン政権はロシアにこのプロジェクトへの参加を招待し、フリーダムとミールの後継となるロシアの基地ミール2の計画から導き出された概念に従ってプロジェクトを完全に修正し、再定義した。プロジェクトの名前がAlphaに変更されます。 2月、ビル・クリントン大統領はNASAに対し、基地のコストを半分に削減するよう要求した。政府機関は6 月までに新しいデザインを提案しなければなりません。
1993年にはすでに、アメリカ側は、宇宙ステーションでの長期滞在の分野において、現在このプロジェクトに同盟を結んでいるロシアの長年の経験を活用する必要があると考えていた。その目的は、引き起こされる可能性のある特定の戦略的または技術的エラーの再現を避けることを目的としている。多額の不要な出費。 12月16日、NASAとロシアの宇宙機関ルスコエ・コスミチェスコエ・エージェントヴォ（RKA）はミールへのシャトル便10便に合意し、1994年6月23日、NASAは費用4億ドルを支払うことに同意した。
1995 年 6 月 13 日のことですが、ステーションの運営コストは現在、シャトル便だけで 505 億ドルを含む 939 億ドルと推定されています。 1995 年から 1998 年にかけて数回のドッキングが行われ、その間に 11 人のアメリカ人宇宙飛行士が由緒あるミール基地で合計 975 日間を過ごすことができました。 9回にわたり、アメリカのスペースシャトルがミールにドッキングし、人員、食料、装備品を補給した。
1997 年 10 月 14 日、ブラジルがチームに参加する番となり、1998 年のワシントンでは、米国、欧州連合 11 か国、カナダ、日本、ブラジル、ロシアの 16 か国がこのプロジェクトに参加しました。建設を始めることができます。しかし、ロシアの到来には、基地の物流組織、その設備と資源、その共有、そしてもちろん運営コストの全面的な見直しも必要だった。その過程で、 「アルファ」という名前は、実際の最初の軌道ステーションを作ったのはロシア人だと信じているため、ロシア人には気に入られず、単に国際宇宙ステーション、または国際宇宙ステーション（ISS）と呼ばれるようになりました。
そして1998年11月20日、国際宇宙ステーションの最初の要素であるザーリャモジュールは、ロシア人によってバイコヌールから発射されたプロトンロケットを使用して軌道に投入された。
2005 年 10 月、アメリカのスペースシャトルが任務に復帰できなかったことを受けて、NASA はプログラム終了までに 18 回の飛行のみが行われると発表した。これら 18 回の飛行には、特にヨーロッパのコロンバスモジュールと日本の実験モジュール (JEM) の派遣が含まれています。ロシアの太陽光発電プラットフォームと日本の遠心分離機という2つの重要なモジュールは送られない。
年表
株式投資
米国
NASA はプロジェクトの開始者であり、プロジェクトの円滑な運営に責任を負います。その主契約者はボーイング・スペース・アンド・コミュニケーションズ・グループであり、その重要な参加には、主要構造物（ジョイスト）、4対のソーラーパネル、宇宙船のドッキングエアロックやその他の要素を含む接続ノードを形成する3つのモジュール、および呼吸用空気が含まれる。居住区と米国とロシアの宇宙服の両方に供給される戦車[ 2 ] 。 NASA は居住モジュール、米国研究所、遠心分離機接続モジュールも提供しています。 NASA の責任の下にある物流には、電力、通信およびデータ処理、温度管理、生活環境管理、乗組員の健康維持が含まれます。 ISS のジャイロスコープもその責任の下にあります。
カナダ
カナダ宇宙庁は、 MSS ロボット アーム (移動サービス システム用) の製造を担当しています。これは、ステーションの組み立てとメンテナンスを支援することを目的としたユニークな装置です。カナダはスペース ビジョン システム(SVS) も供給しています。このカメラ システムは、使用を担当する宇宙飛行士を支援することを目的として、 アメリカのスペースシャトルのマニピュレーター アームですでにテストされています。
ヨーロッパ
ESA加盟国の大多数は、特にコロンバス軌道施設（COFまたは単にコロンバスと呼ばれる）、10個の計器パレット（その半分はヨーロッパ製）を収容できるモジュール、および自動搬送機（ATV）を提供することでISSに取り組んでいます。 ESAはまた、サービスモジュールのデータ管理システムだけでなく、ロシアの科学および物流プラットフォームから使用されるヨーロッパのマニピュレーターアームも担当しています。 ISS に燃料と機器を供給するために使用されるアリアン 5発射装置も忘れてはなりません。
日本
NASDA は、いくつかの居住可能な加圧コンパートメント、10 パレットの器具を宇宙の真空にさらすことができるプラットフォーム、および特定のマニピュレーター アームを収容する日本実験モジュール(JEM) を提供しています。加圧モジュールには 10 個の器具パレットも収容できます。
ロシア
ロシア連邦宇宙局は、主契約者であるロケット宇宙公社エネルギアとクルニチェフ宇宙センターの参加を得て、ISS の質量の約 3 分の 1 を提供しています。乗組員が最初に占有する要素となる居住可能なサービスモジュール。アメリカ（スペースシャトル）とロシア（ソユーズ）の両方の船のドッキングを可能にするユニバーサルドッキングモジュール。いくつかの研究モジュール。ロシアはまた、特にプログレス貨物船を使用して、ステーションの軌道上に維持するだけでなく、ステーションへの補給にも大きく関与している。ザーリャ制御モジュールは、軌道上に投入された最初の要素でした。
イタリア
ESA への参加とは別に、ASI は 3 つの多目的物流モジュールを提供しています。米国シャトルの船倉に統合できるように設計されており、加圧コンパートメントがあり、さまざまな機器や実験を ISS に持ち込むことになります。ヨーロッパのコロンバスモジュールの設計は主にこれら 3 つの要素からインスピレーションを得ています。 UPS はステーションのノード 2 と 3 にも電力を供給します。
ブラジル
ブラジル宇宙庁の指導の下、国立宇宙研究所( Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais ) は、ステーション外でのさまざまな実験に対応する機器パレットとその取り付けシステムを提供しています。これらはシャトルで輸送され、宇宙の真空に長期間さらされることを想定しています。
解剖学
大まかに言えば、国際宇宙ステーションは、長さ約 108 メートル、幅約 74 メートル、軌道上に完成した時の重量は約 415 トンの巨大な機械であると言えます。居住可能容積は 1200 m3 以上で、これまでに設計されたものをはるかに上回る複雑さになります。 7人の宇宙飛行士を恒久的に収容することができ、彼らはミッションの要件に応じて交代で交代することになる。そのエネルギーは、これまでに建設された中で最大の出力 110 kW のソーラーパネルによって供給されます。
欧州連合
コロンバス
ステーションのヨーロッパ部分は基本的に、コロンバス軌道施設 (COF)、またはより一般的にはコロンバスと呼ばれるヨーロッパの実験室モジュールによって表されます。非常に多用途なこの多目的実験室は、モジュール式キャビンを備えた旅客機をさまざまな用途に合わせて再構成できるのと同じように、機内で標準化されたフレームを交換することでさまざまなミッションに適応させることができます。コロンバスは、ヨーロッパの宇宙飛行士や研究者にとって好ましい職場となるだろう。
この加圧モジュールはステーションに永続的に接続され、ステーションの不可欠な部分となり、必要なリソースをすべて受け取ります。その用途は、材料科学、流体物理学、生命科学、基礎物理学、その他多くの技術など、多岐にわたります。また、ヨーロッパの加圧ペイロードのほとんども含まれる予定です。
ATV
自動搬送車 (ATV) は ISS に恒久的に取り付けられたままではありませんが、それでも最も重要な要素の 1 つです。
ATV は ESA によって開発された 20 トンの自動貨物宇宙船で、ISS に貨物とタグボートの機能を提供することを使命としています。低軌道への直接噴射用に特別に設計されたアリアン 5 によって打ち上げられます。
ATV は直径4.85 メートル、長さ 10 メートルの円筒形です。この船は 3 つのモジュールで構成されています。最大 6 トンの燃料を搭載する推進モジュール、すべての電子回路と温度調整、エネルギー生産、通信システムを統合するアビオニクス モジュール、および 40 立方メートルのモジュール貨物船です。貨物モジュールには、ISS 宇宙飛行士がアクセスできる加圧部分と、ISS に配送される水、空気、燃料のタンクが含まれています。加圧貨物モジュールの前端にはISSとのドッキングポートが装備されています。このドッキング ポートは、宇宙飛行士がこの与圧モジュールと ISS の他の部分との間を行き来できるアクセスとしても機能します。
ATV によって輸送されるペイロードは、流体 (空気、水、燃料) と、制御された雰囲気下で輸送する必要があるものの 2 つのカテゴリに分類されます。 ATV の総積載量は 9 トンの貨物で、最大で各フライトで異なる方法で分配できます。牽引機能によって燃焼される燃料は 4,700 kg、ISS のタンクに注入される燃料は 860 kg、燃料は 4,500 kg宇宙飛行士用の装備、空気または酸素100 kg、水 800 kg。
4 つの大型推進エンジンと大容量の推進剤を装備した ATV は、ステーションの姿勢と軌道の修正、特に再ブースト、つまり軌道の強化を実行するための宇宙牽引車としても使用されます。摩耗を補償します。
ステーションでの6か月の任務が終わると、貨物モジュールにはステーション内で使用できなくなった古い機器や廃棄物が積み込まれることになります。その後、ATV は ISS から分離され、制御された状態で大気圏に再突入し、そこで燃焼します。
ATV (ジュール・ヴェルヌという名前の車両) の初飛行は2008 年初めに計画されています。
時代
ヨーロッパのマニピュレーター アーム (ヨーロッパのロボット アームの ERA) は、完全に独創的かつユニークなコンセプトに基づいて構築されており、ステーションのメイン マニピュレーター アームやアメリカのスペースシャトルの対応するマニピュレーター アームとは大きく異なる優れた機械となっています。
この 10 メートルの対称マニピュレーターの両端には、同一のグリップ部材があります。足と手として交互に使用することで、アームをループ状の芋虫のように 1 つのアンカーポイントから別のアンカー ポイントに移動できます。これらの装置は、標準の取り付け装置を備えたペイロードを掴んだり解放したり、力やトルクを測定したり、掴んだペイロードから電気信号、データ信号、またはビデオ信号を送信したりするように設計されています。これらのグリッパーには、万能ドライバーに匹敵する統合サービスツールも装備されています。また、トウクリップと手すりを備えたプラットフォームに対応し、船外活動中に宇宙飛行士を輸送することもできます。
ERAは、ロシアの科学・エネルギープラットフォームの構造に沿って走るレールに沿って移動できる小型の移動プラットフォームに取り付けられた固定装置から実装される。あるアンカーポイントから別のアンカーポイントに移動し、ステーションの他の要素に広がることで、ERAは介入範囲を大幅に拡大します。
米国
このプロジェクトの開始者として、米国がその開発において主要な役割を果たすことになり、ISS の大部分が米国に属していると見ても不思議ではありません。
アメリカの運命科学研究所
Destiny は、地球の大気に対応する必要があるペイロードや実験に対応するように設計された、加圧された居住可能なモジュールです。その容量は 24 個のモジュラー ラックで、そのうち 13 個はステーションおよびそのリソースとの完全なインターフェースを必要とする実験に対応するように特別に設計されています。
この要素は 2001 年 2 月 7 日に軌道に投入されました。
このアメリカの研究所に最初に設置される要素の中で、特に挙げることができるのは次のとおりです。
材料科学研究設計施設
このラックには、データの収集と処理、ビデオ画像の記録と再配信、およびさまざまな実験で処理されるサンプルの温度と環境の 2 つの制御を調整する中心要素が含まれています。
微小重力科学グローブボックス
これは、陸上生物学の実験室にあるような、汚染を避けながらサンプルを取り扱うために使用されるグローブ ハンドリング ボックスです。
流体と燃焼設備
NASA のルイス研究センターによって設計されたこのトリプル ラックは、流体物理学 (液体、気体、混合物) と無重力状態での燃焼の研究のために設計されています。これには、燃焼室、ガスおよび液体の投与装置のほか、照明、偏光、写真撮影およびデジタル形式でのビデオ録画を含むすべての自動化のためのさまざまな非常に精巧なシステムが含まれています。
バイオテクノロジー施設
このラックには、進行中の実験に応じて 6 つの交換可能なモジュール式サブアセンブリがあります。その要素は、細胞培養、結晶成長、タンパク質研究、生化学的分離、マイクロカプセル化など、多くの場面で使用されます。その各サブアセンブリはエネルギー的に自律しており、さまざまな雰囲気 (酸素、窒素、二酸化炭素、アルゴン) で電力を供給できます。独自のコンピュータシステムと独立したカメラ システムを備えています。
窓観察研究施設
このやや特殊な要素には、光学品質のガラスを備えた実験室モジュールの壁に作られた舷窓が含まれます。地表の観察専用のさまざまな機器を収容でき、特に大陸や大気現象の研究に使用されます。
X線結晶解析施設
無重力状態での結晶の研究に特化したダブルラック。結晶の成長と増殖は、乗組員、コンピューター、さらには地上の技術者によって制御される超高度なロボット操作システムを備えたこの装置の調整タンク内で研究できます。すべてのイメージングおよび分析システム (可視光または X 線での化学システムと分光測定システムの両方) がこの要素に含まれます。
マイナス80℃のISS用実験用冷凍庫
ISS 用摂氏マイナス 80 度実験用冷凍庫(MELFI) は、NASA の指導の下、欧州宇宙機関 (ESA) によって建設されました。これには、地上と宇宙ステーションの間のサンプルの輸送を確実にする 3 つの飛行ユニットが含まれており、シャトルの船倉と科学実験室の両方に設置できます。これらのラックには、-80 °C、-26 °C、および +4 °C の制御温度を提供できる 4 つの内蔵型冷却ユニットが搭載されています。
遠心分離機
遠心分離機収容モジュール(CAM) は科学実験室と同じサイズで、同じインターフェースと同じリソースを共有します。 CAM は、NASA との契約に基づいて宇宙開発事業団 (NASDA) によって構築されます。その名前が示すように、その機能は、微小重力下で得られた植物または動物の構造と機能に対するさまざまなレベルの重力(0.01gから2g)の影響を研究することです。
直径 2.5 メートルのローターからなる遠心分離機と、多数の実験場所と独自の制御システムで構成されています。この流線形のローターはエレメントの端に配置されます。
2005 年 6 月、宇宙機関の長の会議中に、その設置は放棄されました。 [ 3 ]
出口エアロック
これはそれ自体が要素であり、すでに軌道上にあるノード 1 に接続されています。その名前が示すように、その機能はステーションの加圧された内部と真空の宇宙の間を通過できるようにすることです。アメリカの船外機動部隊（EMU）宇宙服とロシアのオーロンEVA宇宙服の両方を装備した宇宙飛行士2名が乗れるように設計されている。
キューポラ
キューポラは凸型の円形の出窓で、7 つの舷窓のモザイクで構成されています。つまり、中央の円形の舷窓が他の 6 つの小さな台形の舷窓で囲まれています。このアセンブリは、出口エアロックの反対側のノード 1 に固定されており、カナダのマニピュレータ アームのパノラマ ビューを提供し、さまざまな操作中に広く使用されます。
梁とソーラーパネル
これは間違いなく、国際宇宙ステーションの最も壮観な部分です。
いくつかの段階で組み立てられたこれらの巨大な発電機は、これまでに製造された中で最大のものです。平均して最大 110 kW をステーションに供給します。
Starboard S (右舷) と Port P (左舷) の 2 つのグループに配置され、それぞれ 8 つのパネルのセットで構成されます。それぞれのサイズは 40×13 メートル以上です。パネルの各グループは、1 つまたは複数の熱放散ラジエーターに関連付けられています。
このアセンブリは長さ 100 メートルを超える梁の両側に配置され、中間要素によってその中心がNode-1 Unityの上部に固定されています。
ノード3
ノードは、他のモジュールが接続されるモジュールです。ノード 3 は多くの生存システムを提供します。
ロシア
国際宇宙ステーションの創設へのロシアの参加は、たとえ定義からはほど遠いとしても、少なくとも完全には象徴的とは程遠い。実際、ISS の表現を調べてみると、ロシア側の部分は単なる付属施設というよりも、ステーション内のステーションに似ていることがわかります…
間違いなく、発電機が最も目立つマークとなるでしょう。ズベズダサービス モジュールに固定された約 20 メートルのマストの端に固定された 8 枚のソーラー パネルで構成され、セクション全体のエネルギー自立性を確保します。
サービスモジュールでは、マストの反対側で天底（つまり地球）に向けられたエアロック上に、ミールで使用されたものと非常によく似た複数のドッキングモジュールがドッキングされます。そして、この要素には、2つの実験室モジュール、ハウジングモジュール、および特にプログレス供給船を収容できるユニバーサルドッキングエアロックが取り付けられます。より適切な避難手段が開発されるまで、救助船として機能するソユーズ宇宙船によって全体が拡張される予定です。
しかし、ロシア経済の現状により、プロジェクトの定義をさらに推し進めることはできません。
日本
日本の実験棟（JEM） 「きぼう」は、国際宇宙ステーションにおける日本の中心的存在です。宇宙開発事業団 (NASDA) によって提供され、船上には標準化されたスロットが 10 個あり、そのうち 5 個は日本のペイロードラックで占有され、残りの 5 個は NASA の機器で占有されます。すべての拠点が、エネルギー接続およびさまざまなガスまたは液体の供給に関する国際規格に準拠しています。
JEM には、実験ロジスティック モジュール – 加圧セクション(ELM PS) が含まれています。このシリンダーも加圧され、特に異なる雰囲気または大気圧を必要とする特定の実験に追加の場所を提供します。この要素は JEM に対して垂直に固定されています。
実験ロジスティックモジュール – 露出セクション(ELM ES) は、宇宙の真空にさらされる機器や実験を受け入れることを目的とした、主要要素を拡張するパレットです。エアロックによりアクセスが容易になります。
日本のモジュールには独自のマニピュレーター アームもあり、外部からの人の介入の回数を制限できるという利点があります。
日本もHTV搬送車を提供している。
カナダ
カナダはアメリカのスペースシャトルに搭乗した経験があり、宇宙ステーションのメインマニピュレーターアームの提供を担当しています。長さは約 20 メートルで、125 トンの荷物を運ぶことができ、駅の建設段階で広く使用される予定です。設置から 2 年後、より正確なハンド(Dextral) が採用され、高度な器用さを必要とする作業が可能になります。
カナダ宇宙庁はまた、ステーションから遠隔制御され、建造物全体を横断し、画像とデータを船内の制御センターに中継できる小型の完全自律型無人車両である移動式検査・保守プラットフォームも構築する予定である。地球上よりも。
イタリア
イタリア宇宙機関(ASI) は欧州宇宙機関 (ESA) の一部ではありますが、国際宇宙ステーションの建設に個人的かつ独立した参加を追加することを選択しました。イタリアの多目的実験モジュール(MPLM) は、ヨーロッパのコロンブスのモデルに基づいて構築された要素であり、イタリア、ヨーロッパ、またはアメリカの荷重を受け入れることができる 16 の標準化された場所を収容します。打ち上げはスペースシャトルによって行われます。
ASI は、NASA に代わってノード 2 とノード 3 も構築します。
ブラジル
Instituto de Nacional Pesquisas Espaciaisは、ISS のメインビームに固定され、宇宙の真空にさらされたままにしなければならないさまざまな荷物を載せる機器を備えた移動式運搬パレットのシステムの開発と構築を担当しています。
身体的特徴
2006 年 9 月の時点で、宇宙ステーションの質量は 206,043 kg (454,240 ポンド)、居住可能容積は 42,000 リットル (15,000 立方フィート) でした。太陽電池パネルを考慮して、 Destiny研究所からズベズダモジュールまでの距離は 73 m (240 フィート) と 45 m (146 フィート) と測定されました。
ISSを訪れる宇宙船と乗組員
ISS を訪問したすべての宇宙船の完全な時系列リストについては、ISS への有人飛行のリストを参照してください。
メモと参考文献
- ↑ (en) レーガン大統領の一般教書演説、1984 年 1 月 25 日の抜粋、2007 年 1 月 7 日にアクセス
- ↑ (en) 国際宇宙ステーション バックグラウンド
- ↑ (fr) 2007 年 1 月 8 日に協議された、 国際宇宙ステーションの組立順序に関する最新情報
