Medzinárodná vesmírna stanica

Medzinárodná vesmírna stanica
	Medzinárodná vesmírna stanica pri pohľade z odlietajúcej kozmickej lode Crew Dragon počas misie SpaceX Crew-2, 8. november 2021
	Emblém Medzinárodnej vesmírnej stanice
Údaje o stanici
Volací znak:	Alpha, Station
Posádka:	7
Štart:	20. november 1998,; 06:40:27 UTC
Štartovacia rampa:	Bajkonur, Kazachstan (LC-1, LC-81); Kennedyho vesmírne stredisko (LC-39)
Hmotnosť:	444 615 kg
Dĺžka:	72,8 m (pozdĺž osi hlavného nosníka)
Šírka:	108,5 m (pozdĺž osi modulov)
Výška:	~20 m
Obytný priestor:	915,6 m³
Atmosférický tlak:	1 013 hPa
Perigeum:	420,8 km
Apogeum:	427,9 km
Sklon:	51,64°
Priemerná rýchlosť:	27 600 km/h (7,66 km/s)
Doba obehu:	92,9 minút
Obletov za deň:	15,50
Počet dní na orbite:	25 rokov a 350 dní; (4. november)
Počet dní s posádkou:	24 rokov a 2 dni; (4. november)
Počet obletov:	133 508 (April 2023)
	Štatistiky z 1. januára 2023 (pokiaľ nie je uvedené inak).
Zostava
	Konfigurácia ISS od decembra 2022
Medzinárodná vesmírna stanica
	Kozmonautický portál

Medzinárodná vesmírna stanica (angl. International Space Station; skratka: ISS; rus. Международная космическая станция – Meždunarodnaja kosmičeskaja stancija; skratka: rus. МКС – MKS) je v súčasnosti (rok 2024) jedna z dvoch trvalo obývaných vesmírnych staníc na obežnej dráhe Zeme. Ďalšou je Čínska vesmírna stanica. ISS sa skladá z viacerých modulov. Jej výstavba začala vypustením prvého modulu Zarja 20. novembra 1998. Prvá stála posádka na ňu vstúpila 2. novembra 2000 a odvtedy sa približne každých 6 mesiacov posádky menia.

Vesmírna stanica je na obežnej dráhe okolo Zeme vo výške okolo 420 km. Tento typ dráhy sa zvyčajne nazýva nízka obežná dráha. Zem obehne raz za približne 90 minút, čo je cca 15,5-krát za jeden deň. Na orbite ju udržujú manévre pomocou motorov modulu Zvezda alebo práve prítomných kozmických lodí. V súčasnosti predstavuje najväčšie umelé teleso na obežnej dráhe viditeľné voľným okom.

ISS slúži ako výskumné stredisko s mikrogravitáciou a vesmírnym prostredím, v ktorom posádka vykonáva experimenty z biológie, fyziky, astronómie a iných oblastí. Stanica je pripravená na testovanie vybavenia a vesmírnych plavidiel potrebných pre misie na Mesiac a Mars.

V mnohých ohľadoch ISS reprezentuje zlúčenie predchádzajúcich plánovaných nezávislých staníc: ruský Mir-2 a americkú stanicu Freedom. Okrem ruských a amerických modulov plánovaných pre tieto stanice sa k stanici pripojil európsky modul Columbus a japonský experimentálny modul Kibō. Stanica je dnes zástupca trvalej prítomnosti človeka vo vesmíre. Je trvale obývaná aspoň dvojčlennou posádkou od 2. novembra 2000. Od r. 2010 drží rekord v dĺžke súvislého obývania telesa vo vesmíre človekom, ktorý do tej doby držala kozmická stanica Mir (3634 dní). Spolupráca na stanici je dohodnutá do roku 2024. 28. marca 2015 NASA a Roskosmos oznámili dohodu o spolupráci na nasledovníkovi ISS.

Medzinárodná vesmírna stanica je spoločným projektom piatich kozmických agentúr:

NASA – Spojené štáty
Roskosmos – Rusko
Japonská kozmická agentúra (JAXA) – Japonsko
Kanadská vesmírna agentúra (CSA) – Kanada
Európska vesmírna agentúra (ESA) – projektu sa účastní 11 z jej členov ( Belgicko, Dánsko, Francúzsko, Holandsko, Nemecko, Nórsko, Spojené kráľovstvo, Španielsko, Švajčiarsko, Švédsko a Taliansko).

Brazílska vesmírna agentúra sa zúčastňuje na základe zvláštneho kontraktu s NASA. Talianska vesmírna agentúra má podobne oddelené zmluvy pre rôzne aktivity, ktoré nerobí v rámci úloh ESA pre ISS (ktorej je Taliansko tiež plným účastníkom).

Dopravu na stanicu a späť až do ukončenia ich prevádzky zabezpečovali hlavne americké raketoplány, ruské transportné pilotované kozmické lode Sojuz a automatické nákladné kozmické lode Progress. Následkom havárie Columbie bola ďalšia výstavba obmedzená a plánovaná konfigurácia stanice sa mierne pozmenila. Od roku 2012 sa do procesu dopravy materiálu a zásob zapojila aj súkromná spoločnosť SpaceX prostredníctvom lode Dragon.

Účel

Veliteľ Expedície 8 astronaut Michael Foale vykonáva experiment v laboratórnom module Destiny na ISS

Porovnanie plameňa sviečky v podmienkach na Zemi (vľavo) a na ISS (vpravo)

Pohľad na niektoré laboratórne moduly ISS

Kométa Lovejoy fotografovaná veliteľom Expedície 30 Danielom Burbankom

Na základe pôvodného Memoranda medzi NASA a Ruskou kozmickou agentúrou je účel stanice charakterizovaný ako laboratórium, observatórium a špecializovaná dielňa vo vesmíre. V roku 2010 bol tento základný koncept rozšírený o aktivity komerčného, diplomatického a náučného charakteru. Zvažuje sa aj (zatiaľ presne nešpecifikovaná) podpora pre budúce misie na Mesiac, Mars či asteroidy. ISS poskytuje možnosť testovania vesmírnych plavidiel pre dlhodobé lety na Mesiac alebo na Mars v relatívnom bezpečí nízkej obežnej dráhy. Takto získavame skúsenosti v obsluhe, opravách a výmenách na obežnej dráhe. Tieto aktivity budú kľúčové pri obsluhe kozmických lodí ďalej od Zeme a minimalizujú sa tak riziká takýchto operácií.

Malé nepilotované kozmické lode síce ponúkajú možnosť nulovej gravitácie a vystavenie sa vesmíru, ale stanica vytvára dlhodobé prostredie pre výskum. ISS je ľahko prístupná, čím zjednodušuje jednotlivé experimenty a odbúrava potrebu samostatných štartov pre vykonávanie experimentov. Široká paleta skúmaných oblastí zahŕňa astrobiológiu, astronómiu, výskum človeka vrátane vesmírnej medicíny a života, fyzikálne vedy, materiálové vedy, vesmírne počasie a meteorológiu. Vedci na Zemi majú prístup k dátam posádky a môžu upravovať a spúšťať experimenty. Posádky so 6 členmi sa menia v expedíciách po niekoľkých mesiacoch, čo poskytuje zhruba 160 pracovných hodín na člena posádky.

Posádka ISS umožňuje študentom na Zemi vykonávať vlastné experimenty, ktorých sa študenti osobne zúčastňujú a priamo komunikujú s posádkou ISS pomocou rádia, videa a e-mailov. ESA zdarma poskytuje na stiahnutie a použitie v triedach širokú paletu výučbových materiálov. Hlavným cieľom materiálového výskumu na ISS sú ekonomické benefity.

Mikrogravitácia

Gravitácia vo výške obežnej dráhy ISS je len trošku slabšia ako na povrchu Zeme. Ale objekty na orbite sú v stave voľného pádu, výsledkom čoho je zdanlivý stav beztiaže. Tento stav narušuje päť rôznych javov.

Odpor zvyškovej atmosféry. Ten ISS čiastočne eliminuje tým, že keď pri obehu vstúpi do zemského tieňa, solárne panely sa natočia tak, aby minimalizovali aerodynamický odpor a minimalizovali znižovanie obežnej dráhy
Vibrácie z pohybov mechanických systémov a posádky
Činnosť palubných gyroskopov
Činnosť trysiek pri zmene výšky alebo orbity
Slapové javy

Vedci skúmajú vplyv mikrogravitácie na vývoj, rast a vnútorné procesy rastlín a živočíchov. NASA skúma prejavy mikrogravitácie na rast tkanív a tvorbu nezvyčajných kryštálov proteínov.

Výskum fyziky tekutín v mikrogravitácii umožní lepšie modelovanie správania tekutín, hlavne tých, ktoré sa na Zemi veľmi nepremiešajú, pretože v mikrogravitácii sa tekutiny takmer úplne premiešavajú. Navyše spomalenie reakcií nízkou gravitáciou pomôže lepšiemu pochopeniu supravodivosti.

Výsledky

Inžinieri a vedci z celého sveta vytvorili Alfa magnetický spektrometer (AMS), ktorý NASA porovnáva s HST. AMS nemohol byť umiestnený na samostatný satelit kvôli energetickým a komunikačným nárokom, preto je súčasťou ISS. 3. apríla vedci NASA oznámili, že AMS možno zachytil prvé náznaky tmavej hmoty.

Vesmírne prostredie je nepriateľské pre život. Charakterizuje ho silná radiácia, extrémne vákuum, extrémne teploty a mikrogravitácia. Niektoré jednoduché formy života (napr. Hypsibius dujardini) tieto podmienky dokážu prežiť.

Medicínsky výskum skúma dlhodobé efekty na ľudský organizmus ako napr. svalovú atrofiu, stratu kostnej hmoty a presun tekutín. Tieto údaje budú smerodajné pri ďalších ľudských misiách a kolonizácii. Údaje z roku 2006 predpokladali signifikantné riziko fraktúr a pohybových problémov následkom straty kostnej hmoty a svalovej atrofie už aj pre krátkodobé misie, ako napr. misia na Mars.

História

Zárodok stanice v decembri 1998

História Medzinárodnej vesmírnej stanice sa začala písať už v roku 1984, keď americký prezident Ronald Reagan vyhlásil plán stavby vesmírnej stanice pomenovanej Freedom (Sloboda). Nasledujúce roky boli v znamení odďaľovania začiatku výstavby a problémov s financovaním. V roku 1991 sa k plánu výstavby pripojili Kanada, Japonsko a Európska vesmírna agentúra (ESA). K nim sa v roku 1993 pripojilo Rusko a stanica sa začala nazývať Alpha. Rok 1995 možno považovať za začiatok prípravy na výstavbu. V rokoch 1995 – 98 sa uskutočnilo 9 skúšobných spojení s vesmírnou stanicou Mir, pri ktorých sa trénovalo pripájanie a výmeny posádok.

Plánovaný štart prvého modulu Funkcionalnyj Gruzovoj Blok s menom Zaria (úsvit) bol oneskorený opäť kvôli finančným problémom, a preto bol radšej celý zaplatený americkou stranou. Dňa 20. novembra 1998 odštartovala raketa Proton so zmieňovaným modulom Zaria. Zaria je valcovitého tvaru, 12,6 metra dlhý a má maximálny priemer 4,12 m. Patrí k nemu aj dvojica slnečných panelov a 4 spojovacie uzly. Jeho vypustením sa začala stavba ISS. Modul Zaria pôvodne slúžil pre zaisťovanie telekomunikačných služieb a riadenie letu. Neskôr slúžil najmä ako skladovací priestor a zásobník.

ISS koncom roka 2000

O 16 dní neskôr sa so Zariou stretol raketoplán Endeavour a vo svojom nákladovom priestore k nej pripojil modul Unity. Tento modul obsahoval dva pretlakové spájacie adaptéry: jedným sa pripojil k Zarii a druhý umožňoval pripojenie raketoplánu. Unity slúži ako križovatka modulov. Môže byť k nemu pripojených až 6 ďalších modulov. Po vlastnom spojení za pomoci manipulačného ramena museli dvaja astronauti uskutočniť ešte 3 výstupy do otvoreného priestoru, počas ktorých prepájali kábeláž a inštalovali antény a držadlá pre ďalšie výstupy do otvoreného priestoru. 13. septembra sa Endeavour oddelil od stanice a o 3 dni úspešne pristál. Po jeho odpojení sa zmenila orientácia komplexu a stanica bola uvedená do pomalej rotácie.

Ďalšie dva roky zostala ISS neobývaná. Už vypustené moduly neboli schopné udržať potrebnú dráhu a boli nutné časté korekcie. Čakalo sa na ďalší plánovaný ruský modul – Zvezda. Finančné problémy opäť spôsobili meškanie jej vypustenia a tým aj pokračovanie vo výstavbe. Modul bol vypustený až 12. júla 2000. Naprogramované príkazy rozložili jeho solárne panely a komunikačnú anténu. Následne modul zostal ako pasívne teleso na obežnej dráhe stanice. O priblíženie a pripojenie k stanici sa postarali spojené moduly Zaria a Unity s pomocou pozemného strediska a automatického ruského spájacieho mechanizmu. Po pripojení Zvezdy k modulu Zaria vznikol základ ruskej časti stanice. Tento servisný modul slúži ako dočasný obytný priestor a zaisťuje dodávky elektrického prúdu, telekomunikáciu s pozemnými strediskami a korekcie dráhy. Počítač Zarie odovzdal kontrolu nad stanicou počítaču modulu Zvezda. Zvezda pridala ubytovacie priestory, toalety, kuchyňu, filtráciu CO₂, odvlhčovač, generátory kyslíka, zariadenie na cvičenie a dátovú, hlasovú a televíznu komunikáciu s riadiacim strediskom. Tým sa umožnilo trvalé osídlenie stanice.

Už 31. októbra 2000 mohla stanicu navštíviť prvá stála posádka. Jej hlavnou úlohou bolo zabývanie stanice. Kozmonauti ďalej vybaľovali uložené zásoby a zariadenia. Museli sa tiež pripraviť na prijatie raketoplánu Atlantis s novým modulom Destiny. Tento modul bol pripojený 10. februára 2001 k modulu Unity a po niekoľkých dňoch sa raketoplán vrátil na Zem.

Modul Destiny je hlavným centrom vedeckých experimentov na stanici. Kozmonauti oživili modul a ďalej čakali na raketoplán Discovery, ktorý 10. marca priviezol novú posádku a nákladný modul Leonardo. Raketoplán odviezol späť modul plný odpadu spolu s prvou posádkou.

Ďalšou dôležitou súčasťou je Canadarm2, ktorú priviezol raketoplán Endeavour 16. apríla 2001. Kanadská ruka je robotický manipulátor dlhý 17,6 m. Slúži na premiestňovanie ľudí aj nákladu pozdĺž priehradovej konštrukcie.

Ruské moduly okrem modulu Rassvet odštartovali a aj sa spojili automaticky . Všetky ostatné moduly vyniesli na obežnú dráhu raketoplány a všetky vyžadovali inštaláciu posádkou ISS a raketoplánu prostredníctvom výstupov do otvoreného vesmíru a mobilného servisného systému ISS. K 5. júnu 2011 bolo pridaných 159 komponentov počas viac ako 1 000 hodín EVA. 127 týchto výstupov bolo realizovaných zo stanice a ostatných 32 z raketoplánov. Počnúc júnom 2011 stanica pozostáva z pätnástich natlakovaných modulov a v podstate kompletnej priehradovej konštrukcie.

Podoba stanice v čase

20. august 2001
9. október 2002
6. august 2005
17. september 2006
19. december 2006
19. jún 2007
19. august 2007
5. november 2007
25. marec 2008
11. jún 2008
25. marec 2009
28. júl 2009
25. november 2009
19. február 2010
17. apríl 2010
7. marec 2011
30. máj 2011
4. október 2018
8. november 2021

Stavba stanice a moduly

Bližšie informácie v hlavnom článku: Výstavba Medzinárodnej vesmírnej stanice

Animácia výstavby Medzinárodnej vesmírnej stanice v priebehu rokov 1998 až 2011

Ruský segment ISS

Inštalácia laboratórneho modulu Destiny na ISS

Európsky laboratórny modul Columbus

Japonský modul Kibó

ISS je modulárnou stanicou tretej generácie. Tento typ staníc umožňuje pridávať a odoberať moduly. Preto sú veľmi flexibilné. Stavba stanice vyžadovala viac ako 50 montážnych a ďalších letov. Celkovo 35 letov na ISS spravili raketoplány a nákladné lode Progress do konca r. 2013 vykonali 55 letov.

Stanica sa skladá z týchto modulov a dielov:

Už vypustené (v poradí v akom boli pripojené)
- Zaria (Заря, funkcionalno-gruzovoj blok, FGB, функционально-грузовой блок, ФГБ) – prvý vypustený modul stanice ISS. Jeho meno, úsvit, odrážalo začiatok novej éry medzinárodnej spolupráce vo vesmíre. Spolu s modulom Zvezda tvorí kľúčovú časť ruského segmentu stanice. Počas počiatočnej fázy stavby stanice poskytoval elektrickú energiu, priestor, pohon a navigáciu. V súčasnosti sa používa hlavne ako sklad. Modul bol konštruovaný v Rusku od decembra 1994 do januára 1998. Jeho riadiaci systém vyvinula spoločnosť Khartron (Kjev, Ukrajina). Plánovaná životnosť je najmenej 15 rokov. Zaria váži 19 300kg, je 12,55 m dlhá a 4,1 m široká (bez solárnych panelov). Hoci bola postavená ruskou spoločnosťou, patrí USA. Na obežnú dráhu ju vyniesla ruská trojstupňová nosná raketa Proton.
- Unity (Node 1) – slúži ako prechodový modul, ku ktorému sa pripája americká časť stanice. Je jedným z troch pasívnych prepájacích modulov. Spája ruský modul Zaria, americké moduly Destiny, Quest a priehradovú konštrukcia Z1. Neskôr bola k nemu pripojená Cupola a Node 3. Prepája tiež hlavné zdroje stanice ako tekutiny, kontrola prostredia, systémy podpory života, elektrické a dátové systémy. Obsahuje viac ako 50 000 mechanických častí, 216 potrubí pre tekutiny a plyny a 121 interných a externých elektrických káblov s dĺžkou viac ako 10 km. Unity je vyrobený z hliníka a váži 11 600 kg. vyniesol ho raketoplán Endeavour pri misii STS-88.
- Zvezda (Звезда, servisnyj moduľ, сервисный модуль, СМ) – základ ruskej časti stanice, má tvar valca, je vybavený solárnymi panelmi. Obsahuje všetky kritické systémy stanice a vďaka nemu je stanica obývateľná. DMS-R počítač modulu Zvezda spravuje dráhu, navigáciu a celú stanicu. Druhý počítač s rovnakou funkciou bude umiestnený v module NAUKA, FGB-2. Trup Zvezdy dokončili už dávno pred vypustením, vo februári 1985 a inštaláciu vnútorného vybavenia v októbri 1986. Vzhľadom na smer pohybu a orientáciu stanice je to koncový modul stanice. Jeho motory, prípadne ruské alebo európske kozmické lode pripojené k tomuto modulu, sa používajú na úpravu dráhy stanice. Vynesená bola raketou Proton 12. júla 2000.
- laboratórny modul Destiny – vynesený bol raketoplánom Atlantis pri misii STS-98. Je to laboratórny modul, v ktorom môže byť umiestnených celkovo 23 skríň (päť na podlahe, šesť po stranách a na strope) s experimentami a nákladom.
- prechodová komora Quest (Joint Airlock) – ako jediná prechodová komora zabezpečuje výstup kozmonautov do otvoreného priestoru. Na vonkajšom povrchu sú umiestnené dve nádrže s kyslíkom a dve s dusíkom. Skladá sa z dvoch častí: jedna obsahuje skafandre a vybavenie, a z druhej astronauti priamo vystupujú mimo stanice. Bola vynesený na palube raketoplánu Atlantis počas misie STS-104 v roku 2001.
- styčný modul Pirs (Пирс, stykovočnyj modul, стыковочный модуль-1, СМ-1) – spolu s modulom Poisk slúži na pripájanie ruských vesmírnych lodí (Sojuz, Progress). Môže byť použitý aj ako prechodová komora na výstup dvoch kozmonautov do voľného kozmu. Modul je vajcovitého tvaru, vynesený bol kozmickou loďou Progress-M SO-1.
- Harmony (Node 2) – Slúži ako prechodový uzol medzi modulmi, druhý spájací modul stanice. Poskytuje elektrickú energiu a prenos elektronických dát. Vďaka svojim šiestim mechanizmom na kotvenie slúži ako centrálny spájací bod pre iné komponenty. Trvalo sú k nemu pripojené dve laboratóriá, európsky Columbus a japonské Kibo, ležia oproti sebe. Horný a spodný port sa používajú na pripájanie krátkodobých misií niekoľkých typov vesmírnych lodi: HTV, Dragon a Cygnus. Spodný port slúži ako hlavný pripájací bod. Americké raketoplány sa pripájali k ISS pomocou predného portu na tomto module. Obsahuje štyri prístrojové skrine zabezpečujúce napájanie pripojených modulov elektrickou energiou a prenos dát. Bol vynesený raketoplánom Discovery pri misii STS-120.
- Columbus – európsky laboratórny modul, najväčší príspevok Európskej kozmickej agentúry (ESA) na stavbe ISS. Laboratórium tvorí valcovitý modul s kónickými koncami. Modul odštartoval na palube raketoplánu Atlantis STS-122.
- Kibó – trojdielny (s manipulátorom JEMRMS štvordielny) japonský modul, ktorý po častiach dopravili na stanicu raketoplány v roku 2008.
- Poisk (MRM2) – podobný modulu Pirs. Slúži na pripájanie ruských lodí a na vedecké experimenty. Dopravila ho kozmická loď Progress M-MIM2
- Tranquility (Node 3) – vynesený raketoplánom Endeavour pri misii STS-130. Modul obsahuje doplnkové systémy podpory života, systémy obnovy ako recyklácia vody a doplnky tvorby kyslíka, a systémy monitorovania atmosféry stanice, cvičebné nástroje a priestory pre hygienu. Tranquility je tretí a posledný americký uzol na ISS. Tri zo štyroch kotviacich mechanizmov nie sú obsadené. Ku štvrtému je pripojená Cupola.
- Cupola – modul so šiestimi veľkými oknami určený na vedecké pozorovania Zeme. Je pripojený k modulu Tranquility a bol dopravený pri misii STS-130.
- Rassvet (MRM1) – menší výskumný modul s prechodovou komorou pripojený k Zarii. Bol dopravený raketoplánom Atlantis pri lete STS-132.
- Leonardo – vznikol prestavbou z MPLM Leonardo, slúži hlavne na uskladnenie zásob. Je pripojený k spodnému uzlu Unity. Bol vynesený raketoplánom Discovery pri misii STS-133.

Ďalšie dôležité súčasti
- priehradová konštrukcia tvoriaca kostru stanice (ISS Truss)
- fotovoltaické (solárne) panely
- mobilný servisný systém (súčasťou je Canadarm2)
- kozmická loď Sojuz slúžiaca ako provizórny záchranný prostriedok
- palety ELC 1-4 a ESP 1-3 s náhradnými dielmi
- Magnetický spektrometer Alfa vynesený raketoplánom Endeavour pri misii STS-134.

Zoznam základných posádok

Bližšie informácie v hlavnom článku: Zoznam základných posádok Medzinárodnej vesmírnej stanice

Od novembra 2002 je stanica trvalo obývaná. Stála posádka, ktorá je označovaná ako expedícia bola krátko po začiatku výstavby stanice dvojčlenná. Potom sa počet astronautov zvýšil na 3, ale krátko po katastrofe Columbie bol počet astronautov na stanici zredukovaný opäť na dvoch. 29. mája 2009 sa posádka rozšírila na 6 osôb.

Posádka sa vždy skladá aspoň z jedného amerického astronauta a jedného ruského. V prípade trojčlennej posádky je tretí člen buď tiež Američan alebo Rus, alebo je nominovaný ďalšími kozmickými agentúrami (často z ESA). Veliteľ stanice je nadradený všetkým ostatným členom aj veliteľom vesmírnych lodí, kým sú pripojené k stanici. Každá expedícia má svoj vlastný znak obsahujúci mená členov stálej posádky.

Život na palube

Denný harmonogram

Astronautka Tracy Caldwellová Dysonová pozoruje Zem z modulu Cupola

Bežný deň posádky začína budíčkom o 6:00 ráno, nasledujú bežné ranné (aj hygienické) aktivity a prvá kontrola stanice. Posádka sa naraňajkuje a začne naplánovanú dennú aktivitu okolo 8:10, pričom prvá zmena trvá do 13:05. Po hodinovej obedňajšej prestávke pokračuje posádka v plnení harmonogramu, o 19:30 nasleduje večera a záverečný denný brífing. Naplánovaný spánok začína o 21:30. Posádka sa pracovným a fyzickým aktivitám venuje približne 10 hodín denne, 5 hodín v sobotu a zvyšok má k dispozícii pre relax či vlastnú potrebu.

Systém kontroly atmosféry

Astronaut Terry Virts strihá vlasy svojej kolegyni Samanthe Cristoforettiovej

Stonky pšenice v module Kibó

Atmosféra na palube ISS je podobná tej na Zemi. Tlak je rovnaký ako na Zemi 101,3 kPa. Takáto atmosféra je vhodnejšia pre posádku a v porovnaní s čistou kyslíkovou atmosférou, aká bola používaná na prvých amerických kozmických lodiach, aj omnoho bezpečnejšia, pretože riziko požiaru je neporovnateľne menšie.

Kyslík pre stanicu generujú dva systémy: Elektron v module Zvezda a podobný systém v module Destiny. Posádka má dve záložné možnosti: kyslík vo fľašiach a SFOG kanistre (systém chemickej tvorby kyslíka). Oxid uhličitý sa odstraňuje systémom Vozdukh v module Zvezda. Ostatné produkty metabolizmu, ako metán z čriev a amoniak z potu sa odstraňujú pomocou filtrov.

Súčasťou ruskej časti systému sú aj zásoby kyslíka, čím je zabezpečená trojitá záloha tvorená jednotkou Elektron ako primárnym zdrojom kyslíka, SOFG generátormi a zásobami O₂. Sekundárny zdroj poskytujú Vika náplne. Vyhorením takejto náplne sa vyprodukuje 600 litrov kyslíka v priebehu 5-20 minút.

Elektrický systém a kontrola teploty

Elektrickú energiu dodávajú stanici obojstranné solárne fotovoltaické panely. Tieto panely sú efektívnejšie, pretože zachytávajú nielen priame slnečné svetlo, ale druhou stranou aj svetlo odrazené od Zeme. Navyše pracujú pri nižšej teplote ako jednostranné panely, ktoré sa bežne používajú na Zemi.

Ruský segment stanice používa 28 V striedavý prúd, rovnako ako raketoplány a väčšina vesmírnych lodí. Tento prúd generujú 4 solárne polia na moduloch Zaria a Zvezda. Americká časť získava striedavý prúd s napätím 130-180 V z vlastných solárnych panelov. Napätie je stabilizované na 160 V a následne distribuované. Až potom je transformované na potrebných 124 V. Väčšie distribučné napätie umožňuje využitie menších a ľahších vodičov na úkor bezpečnosti posádky. Transformátory umožňujú vzájomné zdieľanie elektriny medzi oboma segmentami stanice.

Komunikácia a počítače

Astronaut Luca Parmitano pracuje v module Harmony

Laptopy v laboratórnom module Destiny

Rádiová komunikácia zabezpečuje dátové spojenie pre telemetriu a vedecké dáta medzi stanicou a riadiacimi strediskami. Rádiové spojenie sa využíva aj pri približovaní vesmírnych lodí a pripájaní k stanici a na audio-video komunikáciu medzi členmi posádky, letovými dispečermi a členmi rodiny. Preto je ISS vybavená vnútornými a vonkajšími komunikačnými systémami používanými na rôzne účely.

Ruský segment komunikuje pomocou antény Lira priamo so Zemou. Ďalší ruský komunikačný systém je Voskhod-M, ktorý zabezpečuje vnútornú komunikáciu medzi modulmi Zvezda, Zaria, Pirs, Piosk a americkou časťou a tiež poskytuje VHF spojenie s riadiacimi strediskami pomocou antén na module Zvezda.

Americký segment využíva dva rôzne rádiové systémy pripevnené k modulu Z1 TRUSS: S pásmo pre audio a Ku pásmo pre audio, video a dáta.

UHF spojenie používajú astronauti a kozmonauti počas EVA. Toto spojenie využívajú na príjem príkazov z riadiaceho strediska a posádky ISS počas pripájania a odpájania k stanici aj iné lode (Sojuz, Progress, HTV, ATV a čiastočne aj raketoplány). Automatizované lode sú vybavené vlastnými komunikačnými systémami.

ISS je vybavená približne 100 notebookmi IBM a Lenovo ThinkPad model A31 a T61P. V rámci ISS sú pripojené do WiFi siete a tá je spojená zo Zemou cez pásmo Ku. Takéto pripojenie poskytuje rýchlosť 10 Mbit/s smerom na stanicu a 3Mbit/s zo stanice.

Na počítačoch pre kľúčové funkcie stanice sa od mája 2013, kedy prebehla migrácia z MS Windows, používa linuxová distribúcia Debian, hlavne kvôli spoľahlivosti, stabilite a flexibilite.

Spánok

Súkromná spánková bunka astronauta Scotta Kellyho v module Harmony

Kozmonaut Jurij Usačov vo svojej kóji v module Zvezda

Na stanici je nainštalovaných celkovo šesť spánkových buniek, pričom 2 bunky sú v module Zvezda a 4 v module Harmony. Americké bunky sú plne privátne, ventilované a zvukovo izolované. Ruské majú každá vlastné okienko, sú však ukrátené o rovnaký komfort zvukovej izolácie.

Kvalitná ventilácia je extrémne dôležitá najmä pri spánku, pretože vydychovaný oxid uhličitý má v mikrogravitácii tendenciu kumulácie okolo hlavy a organizmus kozmonauta by veľmi rýchlo mohol trpieť nedostatkom kyslíku až do stavu dusenia sa.

Spánkový režim je nezriedka narúšaný špeciálnymi úlohami alebo príletom kozmickej lode so zásobami alebo posádkou.

Strava

Posádka Expedície 60 pri spoločnej večeri v module Zvezda

Potraviny sú na stanicu dopravované zväčša vo vákuovom balení a dehydrovanom stave. Stanica je vybavená mikrovlnnými ohrievačmi, studenou aj horúcou vodou. Váha je kritickým faktorom pri kozmických letoch, preto sa napr. konzervy či fľašky takmer nepoužívajú. Jedným z dôsledkov mikrogravitácie spolu s dehydratáciou jedla je aj podstatné zníženie chutnosti potravín, preto posádka musí používať podstatne väčšie množstvá korenia ako pri klasickom varení a venovať zvýšenú pozornosť príprave dávok. Je preto pochopiteľné, že sa teší na každú novú dodávku potravín, ktorá obsahuje aj čerstvé ovocie či zeleninu. Pre každého člena posádky sa pripravuje samostatné menu podľa jeho osobných chuťových preferencií a nutričných potrieb. Potraviny všeobecne sú volené a balené tak, aby neprodukovali omrvinky, kvapky či iné častice, ktoré by mohli znečistiť alebo ohroziť stanicu. Vrecká s tekutinami majú slamky, pevnejšie jedlo sa konzumuje klasickým príborom vybaveným magnetmi.

Hygiena

Toaleta v ruskom segmente ISS v module Zvezda

Hlavné WC v západnom segmente v module Tranquility

Hygiena sa prispôsobuje najmä obmedzeniam spôsobeným mikrogravitáciou, ale aj priestorovými či zásobovacími obmedzeniami stanice. Práve tu sa naplno zúročili dlhoročné skúsenosti z vesmírnej stanice Mir. Pokusy so špeciálnou sprchou zlyhali, dnes používajú kozmonauti väčšinou len antibakteriálnym roztokom navlhčené papierové utierky, ktorými sa dôkladne omyjú. Šampón je nepenivý a po umytí hlavy sa odsaje. Zubná pasta je konzumovateľná, takže kozmonaut ju po vyčistení zubov jednoducho prehltne.

Stanica má dve podtlakové toalety, umiestnené v moduloch Zvezda a Tranquility. Kozmonaut sa najprv popruhmi pripevní na toaletu a zabezpečí dobrý kontakt s tesnením odsávacieho zariadenia. Ventilačný mechanizmus odsaje telesný odpad, ktorý sa skladuje v špeciálnom kontajneri. Po jeho naplnení aj ďalším odpadom zo stanice nakoniec zhorí v atmosfére Zeme. Tekutý odpad sa recykluje do zásobníkov s pitnou vodou.

Zdravie

Psychické aj fyzické zdravie posádky sa veľmi starostlivo sleduje. Faktory, ktoré na neho vplývajú, sú najmä mikrogravitácia, stres, radiácia a dôsledky vyplývajúce z obmedzenosti priestoru, súkromia a náročného harmonogramu.

Mikrogravitácia spôsobuje najmä atrofiu svalov a rednutie kostí, preto každý člen posádky musí denne venovať približne 2 hodiny cvičeniu na špeciálnych zariadeniach. Taktiež sa výrazne znižuje tvorba červených krviniek či odolnosť imunitného systému.

Jedným z nepríjemných faktorov neustále fungujúcej ventilácie je trvalá a pomerne vysoká hladina hluku. V prípade ISS je to ale stále nepomerne lepšie, ako to bolo na stanici Mir.

Nehody, poruchy a opravy

Astronaut Robert Behnken pracuje pri solárnych paneloch ISS počas výstupu do otvoreného vesmíru, 1. júl 2020

Ruský kozmonaut Sergej Volkov pracuje počas výstupu do otvoreného vesmíru z ISS, 3. august 2011

Množstvo, zložitosť a sofistikovanosť jednotlivých častí stanice spolu s lietajúcim smetím a extrémnymi podmienkami v otvorenom vesmíre si z času na čas vyberú svoju daň v podobe väčších či menších porúch alebo nehôd. Do dnešného dňa (17. máj 2015) našťastie ani jedna udalosť nebola natoľko závažná, aby spôsobila znefunkčnenie kľúčových častí stanice alebo stála život kozmonautov, aj keď rôzne udalosti nezriedka znamenali obmedzenie chodu stanice či jeho súčastí. Stanica má taktiež náhradné diely kľúčových a životne dôležitých častí umiestnené vo vnútri alebo na priehradovej konštrukcii stanice, podľa toho či je daný diel nutné meniť zvnútra alebo zvonka.

Dňa 12. marca 2009 bola stanica prvýkrát preventívne evakuovaná, pretože sa k nej blížil úlomok s veľkosťou niekoľkých centimetrov. Bol odhalený príliš neskoro na vykonanie úhybného manévru. Posádka prešla do pripojenej kozmickej lodi Sojuz TMA-13 a pripravila sa na opustenie stanice, ale úlomok nakoniec minul stanicu v bezpečnej vzdialenosti.

Pomerne najvážnejším život ohrozujúcim incidentom bola porucha vo vnútri skafandra talianskeho astronauta Lucy Parmitana pri výstupe do otvoreného priestoru 16. júla 2013, keď mu zo zásobníka začala unikať voda do priestoru helmy. Voda sa v prostredí mikrogravitácie drží povrchov a pri incidente postupne vytvárala hrubšiu vrstvu okolo jeho hlavy. Kozmonaut nemá šancu ju odstrániť svojpomocne ani striasť, preto hrozilo, že ju vdýchne (utopí sa). Po krátkej konzultácii s riadením vesmírnych letov na Zemi, začal Luca s urýchleným návratom do stanice, čo mu s najväčšou pravdepodobnosťou zachránilo život. Presná príčina priesaku nie je dodnes známa, preto sú odvtedy výstupy do kozmu obmedzované len na najnutnejšiu nevyhnutnú mieru.

Poslednou vážnejšou poruchou systémov stanice bolo zlyhanie ventilu chladiaceho okruhu 'A' ku koncu roku 2013. Oprava si vyžiadala celkom dva výstupy do otvoreného priestoru, jeden z nich aj na Štedrý deň 24. decembra 2013.

Budúcnosť

ISS bude na konci svojej činnosti kontrolovane navedená do horných vrstiev atmosféry, kde zanikne

Pôvodne plánovaná životnosť ISS bola do roku 2016. V zime 2013 – 2014 bolo zabezpečené finančné krytie vládou USA do roku 2024 a v posledný deň roku 2021 NASA oznámila, že vláda bude prevádzku stanice financovať až do roku 2030.^[1] Na prelome januára a februára 2022 bol zverejnený plán^[2], ktorý počíta s postupným znižovaním priemernej výšky dráhy stanice a riadeným ukončením existencie stanice v januári 2031 za pomoci brzdiaceho manévru pomocou zásobovacích lodí Progress, prípadne lode Cygnus. Manéver by bol vykonaný tak, aby zvyšky stanice, ktoré v atmosfére nezhoria, dopadli do obvyklej odľahlej oblasti v Tichom oceáne, na polceste medzi Novým Zélandom a Čile. NASA súčasne predpokladá, že vo vedeckom programe bude pokračovať v spolupráci so súkromnými subjektmi, ktoré pracujú na vlastných projektoch orbitálnych staníc.^[3]

Cena

Medzinárodná vesmírna stanica je bezpochyby najdrahším samostatným projektom v ľudskej histórii. Náklady na stavbu a prevádzku dosahujú astronomických 150 miliárd dolárov (odhad pri kurze doláru v r. 2010). Najväčší diel znáša NASA (72.4 miliárd), potom nasledujú Ruská kozmická agentúra (12 miliárd), Japonská kozmická agentúra a Európska kozmická agentúra (ESA) (zhodne po 5 miliardách) a Kanadská kozmická agentúra (približne 2 miliardy). Je nutné prirátať aj cenu všetkých letov raketoplánov, pričom každý jednotlivý let stál 1,4 miliardy (spolu teda viac ako 50 miliárd dolárov).

Ak zrátame celkový počet strávených hodín všetkých posádok na stanici, dospejeme k číslu 20 tisíc. Po prepočte na celkové náklady teda vychádza každý deň pobytu kozmonauta na stanici približne 7,5 milióna dolárov.

Pozorovanie

Medzinárodná vesmírna stanica fotografovaná cez ďalekohľad zo Zeme

Časová expozícia preletu ISS

Medzinárodná vesmírna stanica je dobre pozorovateľná z ktoréhokoľvek miesta Zeme, aj keď nie všade o rovnakom čase. Pri prelete nad daným územím vyzerá ako veľmi jasný, neblikajúci pohybujúci sa bod. S magnitúdou niekedy presahujúcou −3 je oveľa jasnejšia, než všetky hviezdy a jasnosťou sa približuje k planéte Venuši. Jej jasnosť je však premenlivá v závislosti od preletu. Je to najjasnejšia umelá družica na oblohe. Viditeľný prelet trvá do päť minút, ale zvyčajne je kratší kvôli západu stanice do zemského tieňa. Za skorého súmraku a neskorého úsvitu sú jej prelety dlhšie ako za neskorého súmraku a skorého úsvitu.

Referencie

↑ Biden-Harris Administration Extends Space Station Operations Through 2030 [online]. blogs.nasa.gov, [cit. 2022-03-16]. Dostupné online.
↑ International Space Station Transition Report [online]. nasa.gov, [cit. 2022-03-16]. Dostupné online.
↑ WALL, Mike. NASA lays out plan for the International Space Station's final years [online]. space.com, 2022-02-02, [cit. 2022-03-16]. Dostupné online.