2
OBSAH Kapitola
Strana
STS-122 POPIS MISE: COLUMBOVA CESTA......................................1 ČASOVÝ PLÁN .................................................................................... 10 ZÁKLADNÍ ÚDAJE MISE STS-122 ...................................................... 13 PRIORITY MISE ................................................................................... 15 PERSONÁLNÍ ZAJIŠTĚNÍ ................................................................... 17 POSÁDKA MISE STS-122 ................................................................... 19 PŘEHLED NÁKLADU .......................................................................... 29 EVROPSKÝ LABORATORNÍ MODUL COLUMBUS...................................... 29 SILOVÝ SETRVAČNÍK......................................................................................... 54 NÁDRŽ DUSÍKU (NTA)......................................................................................... 55
ŘÍDÍCÍ STŘEDISKO MODULU COLUMBUS, OBERPFAFFENHOFEN, NĚMECKO............................................................................................ 58 PŘIBLÍŽENÍ A SPOJENÍ ...................................................................... 64 ODPOJENÍ, VZDÁLENÍ A ODLET ..................................................................... 67
VÝSTUPY DO VOLNÉHO PROSTORU ............................................... 71 EVA 1 ........................................................................................................................ 74 EVA 2 ........................................................................................................................ 75 EVA 3 ........................................................................................................................ 76
PROSINEC 2007
OBSAH
i
STS-122 POPIS MISE: COLUMBOVA CESTA
Ilustrace uchopení laboratorního modulu Columbus dálkovým manipulátorem raketoplánu Atlantis, který je současně připojen k Mezinárodní vesmírné stanici.
Startem raketoplánu Atlantis na misi
provádění výzkumů na stanici. Modul
STS-122 vstoupí vědecký výzkum na
Columbus bude největším Evropským
palubě Mezinárodní vesmírné stanice
příspěvkem v celé konstrukci stanice.
do nové dimenze. Mise označená také
Modul válcového tvaru o délce 7,01 m
jako
(23 stop) a průměru 4,57 m (15 stop)
montážní
Flight 1E)
let
doveze
1E k
(Assembly Mezinárodní
bude
sloužit
k provádění
vesmírné stanici nejnovější laboratorní
v oblasti
modul Columbus postavený Evropskou
tekutin
kosmickou agenturou (ESA).
Kromě laboratorního modulu Columbus dopraví
laboratorního
Připojením Columbus
se
zvětší
PROSINEC 2007
modulu
možnosti
pro
zdravotnictví,
výzkumů
a dalších
materiálů,
vědeckých
raketoplán
Atlantis
oborů.
na
Mezinárodní vesmírnou stanici také první experimenty pro tento laboratorní
POPIS MISE
1
modul
a dva
vesmírné zůstane
astronauty
agentury. na
stanici
Evropské
Jeden
z nich
i
odletu
po
raketoplánu jako člen 16. Expedice a bude pokračovat v experimentech.
Posádka mise STS-122 oblečená do tréninkových verzí jejich obleků určených pro start a přistání raketoplánu pózuje při tradičním fotografování posádky před tréninkovou lekcí v hale vesmírných dopravních strojů (Space Vehicle Mockup Facility) v Johansonově vesmírném centru. Zleva: astronauti Evropské vesmírné agentury Hans Schlegel a Leopold Eyharts a US astronaut Stanley G. Love, všichni specialisté mise, dále kapitán Stephen N. Frick, pilot Alan G. Poindexter. Poslední dva jsou specialisté mise Leland D. Melvin a Rex J. Walheim.
Dva námořní kapitáni povedou misi
Palubní
STS-122. Vesmírný veterán Stave Frick
Mezinárodní vesmírné stanice Daniel
(43) bude kapitánem mise a Alan
Tani (TAW-nee), který přiletěl ke stanici
Poindexter (46) bude plnit funkci pilota.
při misi STS-120 se bude vracet domů
Zbytek posádky vytvoří specialisté mise
jako člen posádky mise STS-122. Místo
Leland
Taniho se k členům 16. Expedice, a to
Melvin
armádního
letectva
(43); Rex
plukovník Walheim
inženýr
velitelce
16.
Peggy
Expedice
Whitsonové
(WALL-hime) (45), Stanley Love (42)
a k palubnímu
inženýrovi
a astronauti
Malenchenkovi,
připojí
Evropské
vesmírné
agentury Hans Schlegel (SHLAY-guhl) (56)
a
generál
člen
Yurimu mise
STS-122 Léopold Eyharts.
Francouzkého
armádního letectva Léopold Eyharts (ā-arts) (50). PROSINEC 2007
POPIS MISE
2
Raketoplán
Atlantis
přiletí
k mezinárodní vesmírné stanici třetí den mise STS-122 (letový den 3). Kapitán
Frick
manévr
(pitch
vzdálenosti stanicí.
provede
„pitch“
maneuver),
183 m
Tento
tzv.
(600
manévr
stop)
ve pod
spočívající
v pomalém obratu raketoplánu umožní astronautům na stanici Whitsonové Obrázek znázorňuje umístění zařízení v nákladovém prostoru raketoplánu.
a Malenchenkovi, aby pořídili stovky detailních
fotografií
tepelného
štítu
Jedenáctidenní mise STS-122 začne
raketoplánu Atlantis. Tyto fotografie
startem
Discovery
budou poslány na zem, kde budou
střediska
podrobně analyzovány. Po dokončení
raketoplánu
z Kennedyho
vesmírného
plánovaným na 16:31 EST (22:31 SEČ)
„pitch“
06.12.2007. Následující den po startu
s raketoplánem před stanici a opatrně
(letový
se k ní připojí.
den
1)
bude
provedena
manévru
přeletí
Frick
inspekce tepelného štítu raketoplánu ovládaného
Po nezbytné kontrole těsnosti spojení
manipulátoru a systému pro kontrolu
mezi raketoplánem a stanicí budou
tepelného štítu (OBSS - Orbiter Boom
mezi oběma stroji otevřeny průchody,
Sensor
čímž bude zahájeno šestidenní spojení
pomocí
dálkově
System).
Inspekce
zaměřena
hlavně
případného
poškození
na
bude zjištění
posádky raketoplánu a stanice.
uhlíkových
destiček na křídlech a nosu raketoplánu během jeho startu. Členové posádky dále provedou kontrolu skafandrů, které budou použity při výstupech do volného prostoru.
PROSINEC 2007
POPIS MISE
3
Ilustrace znázorňuje přibližovací manévr raketoplánu„rendezvous pitch maneuver“, zatímco posádka Mezinárodní vesmírné stanice pořizuje fotografie následující pro analýzu provedenou specialisty na Zemi.
Specialista mise STS-122 Rex J. Walheim si obléká tréninkovou verzi skafandru pro výstupy do kosmu (EMU - Extravehicular Mobility Unit) před ponořením do vody v laboratoři Neutral Buoyancy (NBL) blízko Johansnova vesmírného centra. Při oblékání Walheimovi asistuje technik Greg Pavelko.
PROSINEC 2007
POPIS MISE
4
Třetí den mise budou dále zahájeny
dokončí toto připojení, uchopí Melvin
přípravy na tři plánované výstupy do
a Love
volného prostoru, jejichž úkolem bude
raketoplánu modul Columbus a opatrně
instalace
ho
a
vybavení
laboratorního
dálkovým
uvolní
manipulátorem
z nákladového
prostoru
modulu Columbus. Nejdříve Walheim
raketoplánu. Poté ho přemístí do jeho
a Schlegel přemístí skafandry, které
trvalé pozice na pravé straně modulu
budou
Harmony.
použity
pro
výstupy
z raketoplánu do modulu přechodové komory Quest a provedou potřebná
Astronauti
dále
odmontují
nastavení pro veškeré aktivity spojené
dusíku a začnou odstraňovat nádrž
s výstupy. Oba dva poté stráví noc
dusíku
v modulu Quest, a tak se připraví na
Assembly). Mezitím bude pokračovat
svůj první výstup do volného prostoru.
připevňování
(NTA
-
a
potrubí
Nitrogen
zajišťování
Tank
modulu
Columbus k modulu Harmony. Tyto Jeden z prvních úkolů čtvrtého dne
práce
mise bude výměna speciálních sedadel
automatizovaně.
Taniho
a
Eyhartsovo
budou
prováděny
mezi
raketoplánem a lodí Soyuz. Po této
Pátý
výměně sedadel se Eyharts stane
pokračování oživování a vstupu do
oficiálně
nového
členem
16.
Expedice
Mezinárodní vesmírné stanice.
den
mise
bude
vyhrazený
laboratorního
Columbus.
Tři
modulu
z pěti
skříní
laboratorního modulu Columbus se Instalace hlavní
modulu
náplní
Columbus
prvního
bude
výstupu
do
budou
muset
přemístění
přemístit.
skříní
bude
V rámci
muset
být
volného prostoru. Walheim a Schlegel
provedeno mnoho různých propojení
nejprve
jeho
a nastavování výkonů. Vedle toho bude
vytažení z nákladového prostoru a to
prováděno přenášení dalších zásob
zejména
a zařízení. Prvními členy posádky, kteří
připraví
tím,
modul
že
na
něj
pro
připevní
speciální energetický a datový držák
vstoupí
(PDGF - Power Data Grapple Fixture),
Columbus
který
a Whitsonová.
umožní
Columbus
uchopení pomocí
manipulátorů. PROSINEC 2007
Jakmile
modulu dálkových
do
laboratorního budou
modulu Eyharts
.
astronauti POPIS MISE
5
Specialisté mise STS-122 Rex J. Walheim, Hans Schlegel (astronaut ESA) a Stanley.G. Love, oblečeni ve svých speciálních oblecích určených pro start a přistání raketoplánu, čekají na začátek tréninkové hodiny v hale vesmírných dopravních strojů (Space Vehicle Mockup Facility) v Johansonově vesmírném centru.
Podle potřeby bude dalším úkolem
pracovat, tak Eyharts a jeho nový
během
provést
staniční kolegové budou pokračovat
dodatečnou inspekci systému tepelné
v aktivaci a vybavování laboratorního
ochrany raketoplánu. Na závěr tohoto
modulu Columbus.
pátého
dne
mise
pátého dne mise se astronauti Walheim a Schlegel začnou připravovat na svůj
Sedmý den mise STS-122 bude mít
druhý výstup do volného prostoru.
posádka téměř volný den. Jedinou
V rámci těchto příprav stráví opět noc
činností bude příprava na plánovaný
v modulu Quest.
třetí
výstup
do
volného
prostoru.
V rámci těchto příprav přespí Walheim Šestý den mise uskuteční Walheim
a Love opět v modulu Quest.
a Schlegel druhý výstup do volného prostoru. Provedou výměnu nádrže dusíku
(NTA
-
Nitrogen
Tank
Assembly). Zatímco astronauti budou PROSINEC 2007
POPIS MISE
6
Členové posádky mise STS-122 spolupracují při tréninkové hodině zaměřené na práci s nástroji v hale vesmírných dopravních strojů (Space Vehicle Mockup Facility) v Johansonově vesmírném centru. Z leva: specialista mise z Evropské vesmírné agentury Hans Schlegel, dále pak další specialista mise Leland D. Melvin, kapitán Stephen N. Frick, specialista mise Rex J. Walheim, pilot Alan G. Poindexter a konečně specialista mise Stanley.G. Love. Výklad provádí Dave Mathers (sedící v pravo).
Osmý den mise budou Walheim a Love
prostředí
upevňovat výzkumné zařízení na vnější
Technology Exposure Facility).
povrch
laboratorního
(EuTEF -
European
modulu
Columbus. Při tom jim budou asistovat
Dále
kolegové Melvin a Tani, kteří za pomoci
porouchaný silový setrvačník (CGM -
dálkového
manipulátoru
Control Moment Gyroscope), který je
přemístí na určená místa na povrchu
uložen na vnější skladovací plošině
laboratorního modulu Columbus dvě
stanice
speciální
raketoplánu. Tento setrvačník, který je
staničního
zařízení.
Zařízení
pro
Walheim
do
ze
a
Love
nákladového
prostoru
sledování slunce, neboli SOLAR, které
jedním
bude používáno pro výzkum slunce
pomáhající udržovat stabilitu a orientaci
a zařízení
pro
umístění
předmětů
stanice, byl demontován a nahrazen
určených
pro
vystavení
vnějšímu
náhradním setrvačníkem během mise
čtyř
stejných
přemístí
zařízení
STS-118. PROSINEC 2007
POPIS MISE
7
Řídící pracovníci mise stále uvažují
přeletí
o inspekci rotačního spoje slunečních
a začne provádět její oblet. Ostatní
panelů (SARJ - Solar Array Rotary
členové posádky tak mohou pořizovat
Joint)
příčného
video nahrávky nebo digitální fotografie
stanice.
celého komplexu Mezinárodní vesmírné
Mezinárodní vesmírná stanice má dva
stanice v její nové podobě. Po odletu
rotační
raketoplánu od stanice budou členové
na
pravé
příhradového
straně
nosníku
spoje,
které
jsou
určeny
s raketoplánem
nad
k natáčení systémů solárních baterií
posádky
tak,
co
tepelného štítu použitím kamer na
elektrické
systému pro kontrolu tepelného štítu
energie. Tato inspekce by měla za cíl
(OBSS - Orbiter Boom Sensor System).
vibrací
Tato inspekce je zaměřena na odhalení
aby
bylo
nejefektivnější
nalézt
a
dosaženo
výroby
pochopit
příčinu
provádět
další
stanici
rotačního spoje. K porozumění této
kritických
závady
způsobené případnými mikrometeority
by
mělo
přispět
nalezení
důvodů vzniku pilin odhalených při
poškození
inspekci
raketoplánu
nebo kosmickým odpadem.
předcházejícím výstupu do vesmíru. Přistání raketoplánu je naplánováno na Devátý den bude vyhrazen dokončení
dvanáctý den mise STS-122 odpoledne
aktivit
v Kennedyho
výstupy
spojených do
a k ukončení
s provedenými
volného
prostoru
transportu
materiálu
vesmírném
středisku.
Toto přistání ukončí čtvrtý a zároveň poslední misi raketoplánu tohoto roku.
a zařízení mezi raketoplánem a stanicí. Večer proběhne rozloučení posádek, uzavření
průlezů
mezi
stanicí
a raketoplánem Atlantis a příprava na odpojení raketoplánu od stanice.
Odpojení raketoplánu od Mezinárodní vesmírné stanice je naplánováno na desátý den mise. Nejdříve Poindexter opatrně odcouvá s raketoplánem do vzdálenosti 122 m před stanici. Poté
PROSINEC 2007
POPIS MISE
8
Obrázek znázorňuje uspořádání Mezinárodní vesmírné stanice po připojení nového laboratorního modulu Columbus.
Ve speciálním trenažéru (CCT-2) v hale vesmírných dopravních strojů (Space Vehicle Mockup Facility) v Johansonově vesmírném centru sedí v sedadlech pro kapitána a pilota astronauti Stephen N. Frick (vlevo) a Alan G. Poindexter. Frick je opravdovým kapitánem mise STS-122, stejně tak Poindexter je jejím pilotem. Oba spolupracují při tréninku nácviku přistávacího manévru a jsou oblečeny ve svých oblecích určených pro start a přistání.
PROSINEC 2007
POPIS MISE
9
ČASOVÝ PLÁN LETOVÝ DEN 1
LETOVÝ DEN 3
•
Start
•
•
Otevření
dveří
• • •
stanicí
nákladového •
prostoru
Otočný manévr (Pitch Maneuver)
Vytažení a nasměrování antény pro
pro pořízení fotografií 16 posádkou
vysílání v pásmu K
stanice
Aktivování staničního manipulátoru
•
Připojení
k modulu
Harmony
a jeho vyzkoušení
a přechodovému tunelu (PMA-2 -
Středová šachta (Umbilical Well),
Pressurized Mating Adapter-2)
box
•
Otevření průlezu a uvítání
(Handheld External Tank Video) a
•
Uchopení systému OBSS dálkovým
ruční
vnější
kamerový
nehybné spojení (Stills Downlink).
manipulátorem stanice •
LETOVÝ DEN 2 •
Setkání s mezinárodní vesmírnou
Průzkum
do volného prostoru EVA 1 tepelného
raketoplánu systému
Zahájení přípravy pro první výstup
Atlantis
OBSS
štítu pomocí
(Orbiter
Boom
•
Walheim a Schlegel spí v modulu Quest v rámci přípravy na jejich první výstup do volného prostoru.
Sensor System) •
Kontrola skafandrů pro výstup do volného
prostoru
(EMU
-
Extravehicular Mibility Unit) •
Instalace
kamery
(Centerline
Camera) ke spojovacímu uzlu •
Vysunutí prstenu spojovacího uzlu (Orbiter Docking System Ring)
•
Kontrola manévrovacího systému (Orbital Maneuvering System)
•
Kontrola přístrojů pro připojení ke stanici.
ŘÍJEN 2007
ČASOVÝ PLÁN
10
•
LETOVÝ DEN 4 •
Zahájení procedur pro výstup do
Přenesení sedadel mezi lodí Soyuz
volného prostoru EVA-2 astronauty
a raketoplánem, výměna Taniho
Walheim a Schlegel
a Eyharts •
EVA
1
- Walheim
(Připevnění
a
Schlegel
speciálního
LETOVÝ DEN 6 •
EVA
2
- Walheim
a
Schlegel
energetického a datového držáku na
(Instalace nádrže dusíku (Nitrogen
modul
Tank
Columbus
určeného
pro
nádrže
segmentu
dusíku
P1
na
uložení
staré
nádrže dusíku
uchycení dálkovými manipulátory, příprava
Assembly),
•
příčného
Pokračování
vybavování
modulu
Columbus
příhradového nosníku) •
Dočasné stažení antény pro vysílání
LETOVÝ DEN 7
v pásmu K pro umožnění vynesení
•
modulu Columbus z nákladového •
Vybavování
modulu
Columbus
potřebnými systémy a skříněmi
prostoru
•
Volný čas posádky
Uchycení modulu Columbus, jeho
•
Překontrolování procedur pro výstup
vynesení
z nákladového
prostoru
a instalace na pravou stranu modulu
do volného prostoru EVA-3 •
Harmony
Zahájení procedur pro výstup do volného prostoru EVA-3 astronauty Walheim a Love
LETOVÝ DEN 5 •
Inspekce
tepelného
štítu
raketoplánu za použití OBSS pokud to bude nutné • •
Znovu
LETOVÝ DEN 8 •
EVA 3 - Walheim a Love (Instalace zařízení SOLAR a EuTEF. Dále
vytažení
a
nasměrování
přemístění porouchaného silového
antény pro vysílání v pásmu K
setrvačníku (CMG) do nákladového
Příprava
prostoru raketoplánu Atlantis)
na
vstup
do
modulu
Columbus •
Vstup do modulu Columbus
•
Překontrolování procedur pro druhý výstup do volného prostoru EVA-2
PROSINEC 2007
ČASOVÝ PLÁN
11
LETOVÝ DEN 9
LETOVÝ DEN 12
•
Transport materiálu a zařízení mezi
•
Příprava pro návrat na zem
raketoplánem a stanicí
•
Zavření dveří nákladového prostoru
•
Tisková konference posádky
•
Zahájení sestupu do atmosféry
•
Vybavování modulu Columbus
•
Přistání
•
Rozloučení a uzavření průchodů
v Kennedyho
vesmírném
středisku
LETOVÝ DEN 10 •
Odpojení raketoplánu od sestavy modulu Harmony a přechodového tunelu PMA-2 a její oblet
•
Vzdálení
se
od
mezinárodní
vesmírné stanice •
Uvolnění systému OBSS a inspekce tepelné ochrany raketoplánu Atlantis
•
Závěrečné ukotvení systému OBSS
LETOVÝ DEN 11 •
Úklid kabiny
•
Prověření systému kontroly letu
•
Závěrečné
testy
kontrolního
systému •
Briefing posádky
•
Kontrola
skafandrů
posádky
určených pro start a přistání •
Úprava sedadla pro Andersona
•
Stažení
antény
pro
vysílání
v pásmu K
PROSINEC 2007
ČASOVÝ PLÁN
12
ZÁKLADNÍ ÚDAJE MISE STS-122 POSÁDKA
PARAMETRY STROJE
Kapitán:
Steve Frick
Hmot. raket. při startu:
2 052 tun
Pilot:
Alan Poindexter
Hmot. nákl. při startu:
121 tun
1. specialista: Leland Melvin
Hmot. nákl. při přistání: 94 tun
2. specialista: Rex Walheim
Verze software:
OI-32
3. specialista: Hans Schlegel 4. specialista: Stanley Love
HLAVNÍ MOTORY RAKETOPLÁNU
5. specialista: Leopold Eyharts(na ISS)
SSME 1:
2059
6. specialista: Daniel Tani (z ISS)
SSME 2:
2052
SSME 3:
2057
Vnější nádrž:
ET-125
Sestava SRB:
BI-132
START Orbiter:
Atlantis (OV-104)
Místo startu: Kennedyho
vesmírné
středisko,
startovací
rampa 39A Datum startu: Ne
dříve,
než
16:31 a.m. EST (Čas platný pro případ startu 06.12.2007) 5 minut
Výšky:
přílet na oběžnou dráhu km
TAL:
Přednostně – Zaragoza, Španělsko alternativně – Moron, Španělsko a Istres, Francie –
Dráha
KSC,
alternativně – White Sands Space
(140
mil);
připojení k ISS 343 km (213 mil)
Harbor
Přistání Datum přistání:Ne dříve, než 17.12.2007 Čas přistání:
Sklon:
51,6 stupňů
Délka:
10 dní, 19 hodin, 58 minut
Nouzová letiště
AOA: Přednostně
Start. okno:
225
PŘISTÁNÍ RAKETOPLÁNU
RTLS: Dráha KSC
06.12.2007 Čas startu:
Sestava RSRM: 99
12:29 a.m. EST
Místo přistání: Dráha KSC
NÁKLAD Laboratorní modul Columbus
PROSINEC 2007
ZÁKLADNÍ ÚDAJE MISE STS-122
13
PROSINEC 2007
PRIORITY MISE
14
PRIORITY MISE raketoplánu
1) Připojení
k přechodovému
Atlantis a
prací pro aktivaci zařízení EuTEF na
povinného
vnější plošině modulu Columbus
tunelu
provedení
11) Instalace a provedení potřebných
PM-2
bezpečnostního školení všemi členy
(EPF)(na
posádky.
umístěny experimenty, které je třeba
2) Výměna
posádky
vesmírné
mezinárodní
stanice
materiálu
EuTEF
jsou
vystavit podmínkám panujícím ve
a
transport
vesmíru)
související
s touto
12) Aktivace
výměnou.
zařízení
laboratorního
modulu
Columbus pro trvalou přítomnost
3) Nastavení, spojení a zabezpečení
posádky
zahrnující
odstranění
laboratorního modulu Columbus u
negativního tlaku obrys armatur a
modulu Harmony.
instalace
4) Transport
množství
potřebného
vody mezi raketoplánem a stanicí.
vnitro
modulových
ventilačních armatur. 13) Provedení
formálních
rozhovorů
5)
s nejvyššími představiteli Evropské
6) Odstranění a nahrazení prázdné
politiky co nejdříve to bude možné
nádrže dusíku (NTA) na segmentu
po vstupu do modulu Columbus.
P1 příčného příhradového nosníku.
14) instalace čepu a teplotního krytu
7) Dokončení
vyčištění
kyslíkového
systému modulu Harmony.
15) Aktivace,
8) Instalace a provedení potřebných prací pro aktivaci zařízení SOLAR na vnější plošině modulu Columbus (EPF)(SOLAR
je
zařízení
čela modulu.
a nastavení
zapnutí, vnějších
kontrola zařízení
SOLAR a EuTEF. 16) Transport zbývajících předmětů
pro
sledování slunečního spektra) 9) Přenesení porouchaného silového setrvačníku plošiny
z vnější
ESP-2
do
skladovací nákladového
prostoru raketoplánu Atlantis. 10) Přemístění kyslíku a dusíku PROSINEC 2007
PRIORITY MISE
15
PROSINEC 2007
PRIORITY MISE
16
PERSONÁLNÍ ZAJIŠTĚNÍ
PROSINEC 2007
PERSONÁLNÍ ZAJIŠTĚNÍ
17
PROSINEC 2007
PERSONÁLNÍ ZAJIŠTĚNÍ
18
POSÁDKA MISE STS-122
Logo mise STS-120 znázorňuje cesty
Posádka
poznávání od prvních dnů až po
k Mezinárodní vesmírné stanici nový
výzkum vesmíru v dnešní době. Loď
Evropský laboratorní modul Columbus
plující z východu na západ ukazuje
čímž podstatně rozšíří její možnosti
počátky této cesty. Raketoplán pak
vědeckého objevování, tak jako před
pokračuje v této cestě nad horizontem
více než 500 lety objevil Columbus
Země ve směru ze západu na východ.
břehy Nového světa.
PROSINEC 2007
mise
POSÁDKA MISE STS-122
STS-122
připojí
19
Posádka raketoplánu Atlantis mise STS-122 během přestávky v tréninku pózuje na tradiční fotografii. Zleva (přední řada) kapitán Stephen N. Frick, specialista mise, astronaut Evropské vesmírné agentury Leopold Eyharts a pilot Alan G. Poindexter. Zleva (zadní řada) specialisté mise Leland Melvin, Rex Walheim, Stanley Love a Hans Schlegel opět astronaut Evropské vesmírné agentury. Členové posádky jsou oblečeni v tréninkových verzích svých skafandrů používaných při startu a přistání.
Pro každého člena posádky je dále uveden krátký biografický souhrn. Detailní popis je pak dostupný na: http://www.jsc.nasa.gov/Bios/
PROSINEC 2007
POSÁDKA MISE STS-122
20
BIOGRAFIE POSÁDKY STS-122
Steve Frick
Námořní kapitán Steve Frick bude
přistání.
kapitánem
během jeho přiblížení ke stanici a tzv.
posádky
mise
STS-122.
Pilotovat
manévru.
raketoplán
Tato mise je 24. misí raketoplánu
Pitch
k Mezinárodní vesmírné stanici. Frick
vzdálenosti 183 metrů (600 stop) pod
byl pilotem při misi STS-110 v roce
stanicí tak, aby posádka stanice mohla
2002. Během této mise strávil Frick ve
vyfotografovat tepelný štít raketoplánu.
vesmíru více než 259 hodin. Během
Nakonec
mise STS-122 zodpovídá za úspěšné
raketoplánu
zvládnutí mise, za operace prováděné
stanici.
Frick
Ten
provede
bude
ve
provede
připojení
k mezinárodní
vesmírné
ve vesmíru a za řízení letu včetně PROSINEC 2007
POSÁDKA MISE STS-122
21
Alan Poindexter
Námořní kapitán Alan Poindexter má
NASA.
nalétáno 3 500 hodin na více než 30
odpovídat za operační systémy a bude
rozdílných typů letadel. Mise STS-122
pomáhat kapitánu Frickovi při fázi
raketoplánu Atlantis, při které bude plnit
přiblížení a setkávání se se stanicí.
funkci pilota, bude jeho první cestou do
Poindexter bude koordinovat všechny
vesmíru. Do NASA týmu byl vybrán
tři výstupy do vesmíru z paluby stanice
v roce 1998. Poindexter pracoval jako
a bude pilotovat raketoplán Atlantis
vedoucí
během jeho odpojování a vzdalování od
v Kennedyho
podpory vesmírném
PROSINEC 2007
astronautů středisku
Při
misi
STS-122
bude
Mezinárodní vesmírné stanice.
POSÁDKA MISE STS-122
22
Leland Melvin
Melvina,
letech do vesmíru. Melvin pracoval
prvního specialisty mise STS-122, bude
v oddělení pro Astronautickou kancelář
tato mise jeho prvním letem do vesmíru
(Astronaut
Office
Před tím než byl vybrán do týmu NASA
Operations
and
pracoval ve výzkumném centru NASA
vzdělávací
v Longley.
Department) NASA. Při misi STS-122
Pro
astronauta
Lelanda
Podílel se
na
výzkumu
Space Robotics)
oddělení
a
pro
(Education
senzorů z optických vláken a na
bude
výzkumu
těchto
manipulátor
výzkumů nachází uplatnění v medicině
raketoplánu
využívané v civilním letectví nebo při
provede inspekce jeho tepelného štítu.
laserů.
PROSINEC 2007
Výsledky
ovládat
Station
POSÁDKA MISE STS-122
staniční
a dálkový Atlantis
dálkový
manipulátor
jehož
pomocí 23
Rex Walheim
Plukovník letectva Rex Walheim poletí
prostoru mu zabraly 14 hodin a 5 minut.
při misi STS-122 na svou druhou cestu
Walheim bude během startu a přistání
do vesmíru jako druhý specialista. Letěl
raketoplánu na letové palubě, při čemž
společně s Frickem při letu STS-110
bude asistovat jako letový inženýr
v roce 2002 během kterého absolvoval
kapitánce Frick a pilotovi Poindexterovi.
dva výstupy do vesmíru při instalaci
Dále jim bude asistovat při setkávání
segmentu S0 příčného příhradového
s Mezinárodní
nosníku. Ve vesmíru strávil více než
bude velet všem třem výstupům do
259 hodin z toho výstupy do volného
volného prostoru.
PROSINEC 2007
POSÁDKA MISE STS-122
vesmírnou
stanicí
a
24
Hans Schlegel
Jako třetí specialista poletí na palubě
German Aerospace Center) začátkem
raketoplánu Atlantis při misi STS-122
roku 1988. Byl začleněn do skupiny
astronaut Evropské vesmírné agentury
astronautů
Hans Schlegel z Německa. Bude to
agentury a začal trénovat ve třídě
jeho druhý let do vesmíru. Ve vesmíru
astronautů NASA v roce 1998. Pracoval
strávil více než 239 hodin při misi
jako CAPCOM při 10. Expedici a jako
STS-55
vedoucí astronautů Evropské vesmírné
v roce
1993,
která
byla
Evropské
sponzorována Německem a pracovalo
agentury
se
zařízením
centru NASA. Během mise STS-122
Spacelab D-2. Schlegel byl vycvičen
provede spolu s Walheimem první dva
v Německém letovém centru (DLR -
výstupy
během
PROSINEC 2007
ní
se
v Johnsonově
vesmírné
do
POSÁDKA MISE STS-122
volného
vesmírném
prostoru. 25
Stanley Love
držitel
Branch), kde pomáhal vyvíjet budoucí
doktorátu z astronomie poletí během
vesmírné lodě a plánovat mise. Love
mise STS-122 do vesmíru poprvé. Při
společně s Walheimem provede během
tomto letu bude sloužit jako čtvrtý
mise STS-122 třetí výstup do volného
specialista mise. Do týmu astronautů
prostoru. Během prvních dvou výstupů
byl vybrán v roce 1998. Pracoval jako
do volného prostoru bude společně
CAPCOM
s Melvinem ovládat staniční dálkový
Astronaut
sedmé Pracoval
a
Stenley
pro třetí
1.
Love,
Expedici mise
v ústavu
během
raketoplánu.
manipulátor.
Astronautického
průzkumu (Astronaut Office Exploration PROSINEC 2007
POSÁDKA MISE STS-122
26
Leopold Eyharts
Pro
z
fyziky tekutin a technologie. Ve vesmíru
National d’Etudes Spatiales
strávil 20 dní 18 hodin a 20 minut.
Francouzského
Center
astronauta
(CNES) Leopolda Eyhartse bude let
V roce
STS-122 druhým letem do vesmíru.
vesmírná
Centrum CNES vybralo Eyhartse jako
k výcviku
astronauta v roce 1990 a Evropská
středisku v NASA. Eyhartas poletí na
vesmírná agentura následně v roce
Mezinárodní vesmírnou stanici při misi
1992. Jeho první misí do vesmíru byl
STS-122 a bude se vracet při misi
pobyt na vesmírné stanici Mir v roce
STS-123 která je plánována na únor
1998, kde pracoval v rámci vědecké
2008. Na palubě Mezinárodní vesmírné
mise „Pégase“. Při té příležitosti provedl
stanice
mnoho
provozu laboratorní modul Columbus.
různých
experimentů
v oblasti
Francouzských
1998
vybrala
agentura
Evropská Eyhartsase
v Johansonově vesmírném
mezitím
bude
uvádět
do
medicínského
výzkumu, nervového výzkumu, biologie, PROSINEC 2007 POSÁDKA MISE STS-122
27
Daniel Tani
Letový inženýr 16. Expedice Daniel
provedl
Tani přiletěl na palubu Mezinárodní
prostoru a ovládal staniční manipulátor
vesmírné
při transportu segmentu P6 příčného
stanice
v říjnu
při
misi
druhý
výstup
příhradového
zpět na Zem na palubě raketoplánu
modulu Node 2 a dalších různorodých
Atlantis při misi STS-122. První let do
aktivit
vesmíru
misi
prostoru. Dále provedl dva výstupy do
STS-108 v roce 2001. Ve vesmíru při ní
volného prostoru během jeho služby
strávil více než 11 dní, přičemž provedl
v 16. Expedici na palubě Mezinárodní
výstup do volného prostoru, při kterém
vesmírné stanice společně s velitelkou
byly
absolvoval
vybaveny
výkyvné
systémy
Tani
při
Whitsonovou.
do
Při
instalaci
volného
tepelnou
ochranou
Peggy
panelů
solárních
výstupech pokračovali v úpravách na
článků. Během mise STS-120 Tani PROSINEC 2007
výstupech
při
volného
STS-120 a podle plánu se má vrátit
při
nosníku,
do
těchto
vnějším povrchu modulu Harmony.
POSÁDKA MISE STS-122
28
PŘEHLED NÁKLADU
Mezinárodní vesmírná stanice v podobě jak ji zachytila posádka raketoplánu Endeavour během mise STS-118 po jeho odpojení 19. srpna 2007.
i k významnému rozšíření její celkové
EVROPSKÝ LABORATORNÍ MODUL COLUMBUS Laboratorní
modul
Columbus
výzkumné kapacity.
je
základní částí, kterou přispívá Evropská vesmírná
agentura
k výstavbě
Mezinárodní vesmírné stanice. Zároveň jde o první Evropský laboratorní modul uzpůsobený pro dlouhodobý výzkum ve vesmíru. Modul je pojmenován po slavném objeviteli z Janova. Připojením laboratorního modulu Columbus dojde
Grafické znázornění práce v laboratorním modulu Columbus.
k navýšení podílu Evropských zařízení na Mezinárodní vesmírné stanici a tím
PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
29
Během
projektované
desetileté
Laboratorní
modul
Columbus
je
životnosti se budou v laboratorním
konstruován jako tlakový válcový modul
modulu Columbus provádět rozličné
délky 7 metrů a průměru 4,5 metru
výzkumy
Modul
uzavřený na obou stranách přivařeným
Columbus má vnitřní a vnější prostory
kuželovým krytem. Pro snížení nákladů
uzpůsobeny
a
ve
vědeckých
stavu
pro
beztíže.
umístění
přístrojů,
mnoha
například
pro
zvýšení
spolehlivosti
konstrukce a systém pro podporu života
fyziky
laboratorního
tekutin a mnoha dalších. Ve srovnání
z konstrukce
s misemi
(MPLMs
výzkum
v oblasti
medicíny,
provedenými
v 80.
a 90.
vychází
modulu
Columbus
víceúčelových
–
Multi-Purpose
modulů Logistics
letech minulého století, při kterých byla
Modules). Tyto tlakové moduly slouží
použita laboratoř Spacelab vyvinutá
k dopravě
materiálu
v Evropě,
vesmírné
stanici,
přináší
modul
Columbus
k Mezinárodní přičemž
jsou
výrazně zvýšení podílu Evropských
upraveny tak, aby mohly být uloženy
experimentů a vědeckého zařízení ve
v nákladovém
vesmíru.
Víceúčelové moduly byly stejně jako
prostoru
raketoplánu.
laboratorní modul Columbus vyrobeny v Evropě.
Konstrukce
laboratorního
modulu
Columbus je vyrobena ze slitin hliníku. Hliníková konstrukce modulu je pokryta několika vrstvovou izolační pokrývkou udržující
tepelnou
stabilitu
modulu.
Dále jsou na vnější konstrukci modulu umístěny celkem dvě vyrobených
opět
ze
tuny panelů slitin hliníku
a vrstev Kevlaru a Nextelu. Tyto panely Víceúčelový logistický modul „Leonardo“ v nákladovém prostoru raketoplánu letícího k Mezinárodní vesmírné stanici 10. března 2001 během mise STS-102. Konstrukce těchto víceúčelových logistických modulů se stala předlohou i pro konstrukci laboratorního modulu Columbus.
PROSINEC 2007
chrání
laboratorní
modul
před
vesmírným odpadem.
PŘEHLED NÁKLADU
30
Laboratorní
modul
Columbus
má
kuželové
části
jsou
umístěny
hmotnost 10,3 tuny a vnitřní objem
systémová
75 m3. Podél jeho obvodových stěn
kuželovém konci laboratorního modulu
může být umístěno až 16 standardních
je uloženo zařízení jako např. monitory
skříní a to tak, že vždy čtyři skříně jsou
a
umístěny v jedné řadě. Tyto skříně mají
systémy a zařízení požární ochrany.
kamery,
zařízení.
ovládací
V pravém
panely,
audio
standardní rozměry a připojení, jako skříně používané v ostatních modulech stanice mimo Ruské moduly. Skříně mohou uložení
být
použity
například
vědeckých
přístrojů
pro nebo
různých podsystémů.
Laboratorní modul Columbus při kompletování ochranných panelů v Bremenu. Pod jednou sekcí, kde ještě není umístěn ochranný panel, je vidět izolační vrstva modulu. Červenec 2004.
Deset ze šestnácti skříní jsou plně
Mezinárodní standardní skříň, do které mohou být uloženy vědecké přístroje, různé podsystémy nebo prostě jen zásoby.
vybaveny zdroji (tj. napájení elektrickou energií, chlazení, kamery a datové připojení) a může v nich být uloženo více než 700 kg vědeckých přístrojů a experimentů. Této velké kapacity pro vědecká zařízení bylo dosaženo díky pečlivé a přísné optimalizaci rozmístění systémů, v kuželové
využívající části
PROSINEC 2007
i
modulu.
prostory V této PŘEHLED NÁKLADU
31
Základní konstrukce laboratorního modulu Columbus při výrobě v Bremenu. Červen 2002.
Ačkoli
bude
Columbus
laboratorní
nejmenší
ze
Experimentální zařízení Biolab během jeho kompletace.
modul
Laboratoř kapalin - studuje složité
všech
chování kapalin, které by mohlo vést ke
laboratorních modulů na Mezinárodní
zlepšení
vesmírné stanici, tak je proveden tak,
efektivitě
aby
ekologických problémů.
poskytoval
napájení
například
energií,
stejná
stejné
v produkci
energií,
paliv
vyšší
a k vyřešení
datová
propojení i celkové hmotnostní zatížení
Fyziologický
jako ostatní laboratorní moduly stanice.
studium
Významná výhoda tohoto úsporného
V tomto zařízení se budou provádět
návrhu spočívá také v tom, že celý
experimenty jako např. úbytek kostí,
modul bude připojen k Mezinárodní
krevního
vesmírné stanici, přičemž bude již
imunitního systému orgánů ve stavu
naplněn
beztíže.
vědeckým
zařízením,
modul
fyziologie
oběhu,
-
podporuje
lidského
dýchání,
těla.
chování
experimenty a dalšími předměty o celkové hmotnosti 2 500 kg. Vědecké
Skříň pro experimenty - poskytuje
zařízení, které bude dopraveno na
prostor
Mezinárodní
experimentů z rozličných oborů.
vesmírnou
stanici
pro
provádění
mnoha
v modulu Columbus je:
Biolab - poskytuje podporu pro výzkum mikroorganismů,
buněčných
a tkáňových kultur a dokonce malých květin a zvířat. PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
32
bude
provádět
spektrální
studium
slunce po dobu nejméně 18 měsíců.
Při
nejbližší
příležitosti
budou
následovat zařízení Atomových hodin ve vesmíru (ACES), které bude testovat novou generaci atomových hodin ve studeném
vesmírném
prostředí.
Laboratorní modul Columbus s připojenými vnějšími plošinami. Srpen 2004.
Posledním zařízení pak bude přístroj
Všechna tato vědecká zařízení jsou
rozhraní vesmíru a atmosféry, které
víceúčelová a jsou konstruována tak,
bude studovat bouřkové procesy ve
aby měla vysoký stupeň nezávislosti.
vrchních vrstvách atmosféry, ionosféry,
Tím
radiačního pásu a efektů vznikajících
bude
maximálně
ušetřen
čas
pro sledování interakcí vznikajících na
při
potřebný k jejich obsluze.
srážkách
energetických
částic
v mezosféře a termosféře. Na
vnějším
povrchu
laboratorního
modulu Columbus jsou umístěny čtyři
Tři
úchyty pro připojení vnějších plošin
umístěných
určených
umístění
přístrojů
Columbus
s výzkumem
vesmíru,
systémová
pro
souvisejících
ze
šesti
zbývajících
v laboratorním jsou
skříně
zařízení
skříní modulu
určené
pro
laboratorního
sledování Země, technologií a nových
modulu, jako jsou třeba vodní čerpadla,
metod. Dvě vnější zařízení budou
teplotní výměníky a letecké vybavení. A
k úchytům
modulu
konečně zbývající tři skříně jsou určeny
Columbus připojeny ihned po jeho
pro skladování. Při plném vybavení
instalaci. Prvním zařízením je plošina
laboratorního modulu Columbus mohou
pro vystavení technologií podmínkám
ve zbývajícím prostoru pracovat až tři
ve vesmíru (EuTEF), pomocí které
astronauti, kteří budou mít k dispozici
bude
řadu
prostor o objemu 25 m3. Laboratorní
experimentů, které vyžadují vystavení
modul bude zásoben elektrickou energií
vesmírnému prostředí. Druhé zařízení
o příkonu až 20 kW, z čehož 13,5 kW
je sluneční observatoř SOLAR, která
bude k dispozici pro potřebu vědeckých
laboratorního
možno
provádět
přístrojů. PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
33
v modulu systémy pro monitorování znečištění
pracujícími
v modulu
Columbus.
Posádka může v laboratorním modulu Columbus nastavovat teplotu (od 16 do 30 °C) a vlhkost vzduchu. Systém Skříně subsystémů laboratorního modulu Columbus během jejich testování.
vodního chlazení odvádí teplo od všech vědeckých přístrojů a dalších systémů modulu
a
tak
zabraňovat
jejich
případnému přehřívání. Kromě těchto dvou systémů je v modulu Columbus navíc
umístěn
tepelný
(vzduch-voda), kondenzaci
výměník
který
zabraňuje
vnitřního
vzduchu
v modulu. Systém topných těles také V Evropě vyrobený modul Node 2 je zavěšen na jeřábu při jeho přemisťování pro provedení těsnostních zkoušek v hale pro přípravu zařízení pro Mezinárodní vesmírnou stanici v Kennedy Space Center na Floridě. Modul Node 2, nazvaný také Harmony byl připojen k Mezinárodní vesmírné stanici během mise STS-120 v říjnu 2007.
Oběh vzduchu ve vnitřních prostorách laboratorního modulu Columbus bude zajišťován
klimatizačním
zařízením
modulu Node 2, ke kterému bude modul
Columbus
trvale
připojen.
Vzduch se po průchodu laboratorním modulem Columbus bude vracet zpět do modulu Node 2, kde bude filtrován a je z něj odstraněn kysličník uhličitý.
pomáhá
ohřívat
extrémně
studený
vzduch v případě nepříznivé polohy stanice.
Po
připojení
Columbus stanici
laboratorního
k Mezinárodní
bude
za
modulu vesmírné
veškeré
řízení
a operace prováděné v jeho prostorách odpovědné Středisko pro řízení modulu Columbus (Col-CC - Columbus Control Center)
v
Německém
Oberpfaffenhofenu. Data z vědeckých přístrojů a systémů v modulu Columbus budou posílány přes staniční datový systém přímo do Col-CC.
Složení vzduchu je trvale sledováno PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
34
Columbus
pro operace na Mezinárodní vesmírné
(Col-CC) bude koordinovat veškeré
stanici (ISS Payload Operations and
experimenty
Integration
Řídící
středisko
modulu
prováděné
na
palubě
Center)
v Marshallovem
údaje
vesmírném středisku v Huntsville. Toto
Col-CC
středisko má odpovědnost za veškeré
posílány přímo do center, která mají
experimentální operace prováděné na
odpovědnost
Mezinárodní vesmírné stanici.
modulu budou
Columbus. z řídícího
Důležité
střediska
za
jednotlivé
experimentální činnosti.
Col-CC bude také v těsném spojení s řídícím střediskem NASA v Hustonu a Ruským řídícím střediskem v Moskvě, které mají celkovou odpovědnost za provoz Mezinárodní vesmírné stanice. Kromě toho bude Col-CC koordinovat provádění operací s řídícím střediskem
Řídící středisko modulu Comumbus v Německém Oberpfaffenhofenu.
Evropské zařízení, které bude naloženo v laboratorním modulu Columbus při startu raketoplánu Atlantis. Přední řada zleva: Skříň pro experimenty, Laboratoř kapalin a Biolab. Zadní řada zleva: Fyziologický modul a Transportní skříň.
PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
35
Vnitřní
vybavení
laboratorního
modulu Columbus
Uvedené vědecké vybavení poprvé poskytuje
Evropské
vědecké
společnosti základnu pro provádění Evropská vesmírná agentura vyvinula
dlouhodobých experimentů v beztížném
několik skříní, které budou umístěny
prostředí. Při dřívějších misí měli tuto
uvnitř laboratorního modulu Columbus.
možnost pouze krátkodobě ve speciální
Všechny skříně jsou navrženy tak, aby
laboratoři Spacelab.
bylo dosaženo maximální kapacity pro provádění
experimentů
co
Tato mnohoúčelová vědecká zařízení
nejmenším prostoru. Toto řešení nabízí
jsou navržena jako samostatné moduly,
Evropským
což
vědcům
na
uskutečňování
umožňuje
provádění
různých
experimentů v širokém rozsahu vědních
vylepšení a oprav po celou dobu
disciplín. Všechny tyto experimenty
životnosti stanice, tedy i po té co už
mohou přitom provádět v beztížném
nebudou ke stanici létat raketoplány,
prostředí. Při startu raketoplánu Atlantis
tedy po roce 2010. Toto modulární
bude v laboratorním modulu Columbus
provedení
umístěno celkem pět skříní s vědeckým
pružně
vybavením, a to: Biolab, Laboratoř
experimenty,
kapalin
přípravné práce na jednotlivé mise
(Fluid
Fyziologický Physiology
Science
Laboratory),
modul Modules),
(European Skříň
pro
experimenty (European Drawer Rack) a Transportní
skříň
dále
poskytuje
vyměňovat
a přispívá vývoji
což
boxy
s různými
značně
zkracuje
k rychlejšímu na
možnost
tomto
vědeckému specifickým
výzkumném poli.
(European
Transport Carrier). První tři skříně byly
Jednotlivé
vyvinuty v rámci programu Columbus
navrženy
v ústavu mikrogravitace při Evropské
omezeného
vesmírné
standardizovaných skříní (International
agentuře.
Dvě
zbývající
vědecké tak,
přístroje
aby
se
prostoru
Payload
vešly
jsou do
Mezinárodních
skříně byly vyvinuty v rámci programu
Standard
Evropské vesmírné agentury pro stavbu
skříních, jejichž životnost je mnoho let,
vesmírných zařízení.
může být uloženo množství vědeckých přístrojů,
které
experimenty a pod PROSINEC 2007
plnou
PŘEHLED NÁKLADU
Rack).
budou
převážně kontrolou
V těchto
provádět automaticky pozemního 36
řídícího střediska. Díky automatickému
budou spočívat v poznání vlivu stavu
provádění většiny experimentů bude
beztíže na všechny úrovně vývoje
ušetřen čas posádky stanice.
organismu.
Tedy
od
účinku
stavu
beztíže na jednoduché buňky, až po Boxy
s
experimenty
dopravovány vesmírnou
budou
na
Mezinárodní
stanici
v univerzálním
složité organismy včetně člověka.
První experiment prováděný v zařízení
logistickém modulu (MPLMs), což je
Biolab,
tlakový nákladní modul určený pro
modulu
v nákladovém
po
připojení
Columbus
laboratorního k Mezinárodní
modulu
vesmírné stanici, bude spočívat ve
raketoplánu. Dále mohou být boxy
zkoumání účinků stavu beztíže na růst
s experimenty dopravovány také na
semen.
střední palubě raketoplánu a nebo
k lepšímu
v Evropské
transportní
lodí
mechanismu,
v nákladní
lodi
a
přepravu
HTV
i v Ruské
nákladní
Biologické
a
lodi
lékařské
(ATV),
Tento
výzkum
pomůže
pochopení
buněčného
který
způsobuje
konečně
poškození imunitních funkcí buněk při
Progress.
působení zvýšené radiace ve vesmíru.
vzorky
pro
Experiment je důležitý pro budoucí
experimenty, které vyžadují uskladnění
dlouhotrvající mise s lidskou posádkou.
v mrazivých
Další experimenty se budou pokoušet
podmínkách
budou
uskladněny při teplotě až –80°C ve
určit
speciálním chladícím zařízení (MELFI -
mechanismy, zejména pak na přenos
Minus
signálů
Eight
degrees
Laboratory
vliv
gravitace
(informace)
na
buněčné
a expresi
genu
Freezer), které je trvale umístěno na
(proces převodu genetické informace
Mezinárodní vesmírné stanici.
v reálně existující buněčnou strukturu nebo funkci). Tyto dva efekty jsou
Biolab
důležité pro poznání reakce buňky na změnu
Biolab
je
vědecké
umožní
provádět
experimenty
na
zařízení,
které
biologické
jejího
prostředí.
Získané
výsledky přispějí při hledání důvodů vzniku a působení nemocí na Zemi.
mikro-organismech,
buňkách, tkáňových kulturách, malých květinách
a
bezobratlovců.
Hlavní
výzkumné úkoly pro zařízení Biolab PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
37
Zařízení
Biolab
a funkčně
je
rozdělit
automatická
fyzicky
Během provádění experimentů jsou
dvě
sekce:
vzorky
na levé
straně
manipulátorem
možno na
sekce
transportovány do
speciálním
diagnostického
skříně a manuální sekce na pravé
zařízení s jehož pomocí mohou vědci
straně
sekci,
na Zemi provádět předběžnou analýzu
(Core
vzorků.
skříně.
nazývané
V automatické
centrální
jednotka
Dálkový
manipulátor
také
Unit), jsou veškeré činnosti prováděné
umožňuje
automaticky podle posádkou zadaného
skladovacích
programu. Automatizované provádění
automaticky
experimentů bylo požadováno proto,
V těchto
aby se co nejvíce ušetřil čas členů
ochráněny pro jejich pozdější analýzu.
posádky. V manuální sekci provádějí
Typické
veškeré
v zařízení Biolab budou trvat v rozsahu
činnosti
členové
posádky
stanice. Tyto činnosti spočívají hlavně
přenos
vzorků
prostor,
kde
regulována
prostorách
do
teplota.
jsou
experimenty
je
vzorky
prováděné
od jednoho dne do třech měsíců.
v uskladňování vzorků a v provádění speciálních experimentů, které vyžadují
Ovládání
manuální
sekce
zařízení
ruční provedení.
Biolab bude posádka stanice provádět pomocí notebooku. Dále jsou v této
Hlavní částí centrální jednotky je velký
sekci zařízení Biolab dvě jednotky pro
inkubátor pro umístění experimentů.
regulaci teploty skladovacích prostor
V tomto
přesně
pro vzorky a BioGlovebox. Jednotky
regulovaná teplota. Uvnitř inkubátoru
regulace teploty umožňují nastavovat
jsou dvě odstředivky. Každá přitom
nízkou teplotu (od +10°C do –20°C), p ři
může obsahovat šest experimentálních
které
boxů
předměty,
inkubátoru
obsahující
je
biologické
vzorky.
budou
skladovány
tak
i
jak
větší
jednotlivé
boxy
Odstředivky mohou být samostatně
s experimenty. BioGlovebox je vlastně
roztočeny, čímž se v nich vytvoří umělá
uzavřený kanistr určený pro skladování
gravitace v rozsahu od 10-3g do 2g. To
toxických
umožňuje souběžné provádění stejných
vzorků, které musejí být chráněny před
experimentů, přičemž jeden je vystaven
kontaminací
gravitaci 0g a
Sterilizaci
odpovídající
druhý gravitaci 1g
velikosti
Zemi. PROSINEC 2007
gravitace
na
materiálů
BioGloveboxu
nebo
citlivých
prostředím
stanice.
skladovacího
prostoru
zajišťuje
speciální
generátor ovzduší. PŘEHLED NÁKLADU
38
Při
startu
bude
umístěno
zařízení
Biolab
v laboratorním
modulu
Columbus.
uložení
vědeckých
přístrojů
jsou
k dispozici ve dvou typech zásuvek, nazývaných Standardní zásuvky (ISIS International
Subrack
Interface
Standard) a Standardní přihrádky (ISS Lockers). Ve Skříni pro experimenty mohou být uloženy až tři Standardní zásuvky každá o objemu 72 litrů a čtyři Standardní přihrádky každá o obejmu 57 litrů.
Skříň
pro
vědcům
experimenty
posílat
na
umožňuje
stanici
v rámci
jednoho letu větší množství vědeckých přístrojů, které samozřejmě nevyžadují samostatné Biolab
přepravní
skříně.
Konstrukce Skříň pro experimenty je zoptimalizována tak, aby v ní mohli být
Skříň pro experimenty
současně umístěny přístroje zabírající Vědci požadovali zařízení, které by mohlo být použito pro umístění středně velkých a jednoúčelových vědeckých přístrojů určených k výzkumu vesmíru. Toto řešení by vedlo k šetření nákladů a
času
Evropská
vynaložených vesmírná
s řešením
ve
na
výzkum.
agentura
formě
přišla
Skříně
Tato skříň poskytuje možnost flexibilní experimentů
rozmanitých
pro
vědeckých
například
při
průměrné
velikosti
umisťovaných zařízení, které zabere dvě zásuvky nebo dvě přihrádky, může být toto zařízení umístěno jak ve větších
zásuvkách
nebo
v menších
zdrojů
zahrnuje
přihrádkách.
pro
experimenty (European Drawer Rack).
přípravy
všechny tři zásuvky a čtyři přihrádky,
mnoho disciplín.
Úložný prostor a potřebné zdroje pro
Systém
řízení
sledování rozložení zdrojů k jednotlivým přístrojům systému
a řízení
zařízením. zdrojů
Koncept
Skříně
pro
experimenty je více méně autonomní. Řídící počítač Skříně pro experimenty
PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
39
posílá příkazy k jednotlivým zásuvkám
Skříň pro experimenty navíc poskytuje
nebo přihrádkám a přijímá od nich data
dalším modulům laboratorního modulu
zpět. Veškerá data pak posílá do
Columbus zdroje (například vzduchové
řídícího střediska na Zemi. Ovládací
chlazení nebo transformaci staničního
systém
napětí o velikosti 120 V na napětí
Skříně
umožňuje které
pro
nastavit
mohou
být
experimenty
všechny pro
režimy,
28 V).
uskladnění
vědeckých přístrojů žádány a může
Při
připojení
laboratorního
pracovat v plně automatizovaném nebo
Columbus
v režimu manuálního řízení.
stanici bude ve Skříni pro experimenty
k Mezinárodní
modulu vesmírné
umístěn jeden modul se zařízením pro provedení
experimentu. pro
zařízení proteinů
sledování
Bude
to
krystalizace
(bílkovin)
(Protein
Crystallization Diagnostics Facility), což je mnohonásobně použitelný vědecký materiál.
Tento
odhalovat
experiment
problémy
proteinů
ve
experimenty
vesmíru. umožňuje
bude
s krystalizací Skříň
pro
nastavovat
podmínky, za kterých bude moct tento krystal růst. Tyto podmínky mohou být nalezeny až teprve ve stavu beztíže. Získané výsledky budou s výhodou využity v mnoha různých průmyslových aplikacích.
Druhé Skříň pro experimenty s jasně patrnými třemi standardními zásuvkami a čtyřmi standardními příhradkami.
zařízení
pro
provedení
experimentu bude startovat ke stanici později. Bude se jednat o zařízení pro studium napětí
absorpce (FASTER
a
povrchového
-
Facility
for
Adsorption and Surface Tension), které PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
40
bude poskytovat data o spojení mezi
onemocnění,
stabilitou emulze a charakteristikami na
podmínek na funkci svalů a udržování
rozhraní povrchu a na něm umístěné
sodíku v podmínkách beztíže.
působení
beztížných
kapky. Tento výzkum se uplatní pro mnoho
aplikací
v průmyslových
Fyziologický
modul
osmi
se
skládá
vědeckých
ze
oborech a je propojený s výzkumem
souboru
prováděným v oblasti jako je stabilita
umístěných
pěny, odvodnění, reologie (tj. věda
potřebnou síťovou infrastrukturou. Tato
studující deformaci hmoty).
síťová
ve
skříni
infrastruktura
modulů vybavené
poskytuje
vědeckým přístrojům datová připojení Fyziologický modul
a teplotní regulaci. Přístroje se také většinou mohou připojit přímo na sítě
Fyziologický
je
modulu Colombus a to i když jsou
působení
umístěni ve Fiziologickém modulu nebo
letu
na
mimo něj. Navíc vědecké přístroje
lidský organismus. Typické experimenty
normálně umístěné ve Fyziologickém
navržen
výzkumný
pro
dlouhodobého
prováděné
systému,
výzkum vesmírného
v tomto
zahrnovat
modul
zařízení
výzkumy srdečního
a
budou
modulu je možné rozmístit i mimo
nervového
modul Columbus a připojovat je k sítím
dýchacího
přes distribuční panel v modulu Unity.
systému, svalů, kostí, endokrinologii a látkovou fyziologie přispěje
výměnu.
Výzkum
v podmínkách k pochopení
lidské
Pro první start byly do Fyziologického
beztíže
modulu umístěny tři vědecké přístroje.
pozemských
Jsou to:
problémů jako je proces stárnutí, řídnutí kostí, poruchy rovnováhy a porucha
Cardiolab:
svalů
systémů které se podílejí na regulaci krevního
Přístroj
tlaku
výzkum
srdečního poskytne
tepu.
První experimenty vybrané pro výzkum
Výsledky
ve Fyziologickém modulu poté co bude
Cardiolab budou použity pro zdravotní
laboratorní modul Columbus připojen
prevenci posádek během jejich pobytu
k Mezinárodní
stanici
na palubách vesmírných lodí a jejich
vesmírné
které
a
pro
přístroj
souvisejí
s výzkumem
nervového
přípravu na návrat na Zem. Cardiolab
systému,
mechanismem
srdečních
byl vyvinut ústavy CNES a DLR a byl
PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
41
umístěn
do
skříně
Fyziologického
modulu na základě dohod o spolupráci.
Nové
výzkumné
potřebná
zařízení
Fyziologického Encefalograf
(MEEMM
Electrodes
-
moduly
a
pro
modulu
další funkci budou
Multi
dopraveny na Mezinárodní vesmírnou
Encephalogram
stanici při letu mise STS-122 a dalších
Measurement Module): Přístroj bude
letech.
využíván pro měření mozkové aktivity
o zařízení
na základě měření elektrických signálů
onemocnění jako jsou setrvačníková
z elektrod
posilovací zařízení,
umístěných
na
Hlavně
se
prostředků
bude pro
jednat prevenci
přenosný plicní
experimentálních vzorcích.
systém radiačního monitorování apod.
Přenosný
Tyto moduly pro Fyziologický modul
elektroencefalogram Portable
může na Mezinárodní vesmírnou stanici
Module):
dopravovat Evropská nákladní loď ATV,
Modulární flexibilní přístroj s přenosným
Ruské lodě Progress a Soyuz nebo
digitálním záznamníkem pro studium při
raketoplány. Experimenty mohou být
pohybu i během spánku. Přístroj je
vráceny
vybaven
nákladní lodi ATV, na střední palubě
(PORTEEM
-
Electroencephalogram
16-ti
kanálovým
EEG
a
polysomickým grafickým modulem pro
na
zem
opět
v Evropské
raketoplánu nebo v Ruské lodi Soyuz.
studia spánku pomocí EEG. Přístroj může být jednoduše přenastaven pro široký rozsah dalších aplikací.
Fyziologický výzkumný modul Evropské vesmírné agentury je podobný jako zařízení pro výzkum člověka (Human Research Facility), který je umístěn v Americkém
laboratorním
modulu
Destiny. V tomto zařízení je dokonce umístěn i Evropský modul pro studium plicního
systému.
Tento
modul
je
v současnosti plně funkční. Fyziologický modul.
PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
42
Laboratoř kapalin
Laboratoř
kapalin
z modulů
se
opět
jednotlivých
skládá
vědeckých
Laboratoř kapalin je mnohoúčelové
přístrojů. Toto provedení usnadňuje
zařízení
vyjímání
navržené
dynamiky
pro
kapalin
studium
v prostředí
neexistuje
gravitace.
prováděné
v laboratoři
kde
Experimenty
a transport
modulů
a umožňuje
jednotlivých tak
jednoduší
provedení vylepšení nebo případných
jsou
oprav poškozených dílů. Jednotlivé
určeny ke studiu dynamických úkazů
moduly mohou pracovat buď v plně
v prostředí kde nepůsobí gravitační síly.
nebo v polo automatizovaném režimu
V beztížných podmínkách Mezinárodní
a mohou být kontrolovány buď přímo
vesmírné stanice jsou tyto síly téměř
astronauty
eliminovány. Za těchto podmínek je
vesmírné stanice nebo lidmi na Zemi.
značně
sníženo
kapalin
na
palubě
Mezinárodní
proudění
kapaliny,
(usazování),
zvlnění
Na pravé straně laboratoře tekutin jsou
a statický tlak kapaliny. To umožňuje
umístěny řídící podsystémy zajišťující
studium dynamických efektů, které jsou
rozvod energie, nastavení potřebných
za
podmínek a řízení laboratoře. Aktivní
sedimentace
normálních
podmínek
ovlivněny
gravitací.
část na levé straně laboratoře kapalin obsahuje optický diagnostický modul
První experiment, který bude prováděn
a centrální experimentální modul, do
v Laboratoři
kterého jsou vkládány jednotlivé boxy
kapalin
laboratorního
po
modulu
připojení Columbus
s experimenty.
k Mezinárodní vesmírné stanici se týká teplotního
a
z volného
hmotnostního
povrchu
kapalinách,
studia
toku
v dvojsložkových emulzní
stability
V optickém diagnostickém modulu jsou umístěny
systémy
pro
vizuální,
rychlostní a interferometrické sledování,
a výzkumu geofyzikálního proudění ve
potřebná
elektronika,
stavu beztíže. Tyto experimenty mohou
upnutí
být důležité pro oblasti jako jsou měření
speciální čelní upevnění kamer.
experimentů
zařízení
pro
a rozhraní
pro
toku kapalin v atmosféře a oceánech, pro studium vlivu elektrického pole na proces
varu
nebo
pro
studium
zlepšování procesů peritetických slitin. PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
43
Centrální
experimentální
modul
je
vesmírnou agenturou. Tento systém
rozdělen do dvou částí. První část
umožňuje
obsahuje zařízení pro upnutí boxů
v experimentech v beztížném prostředí
s experimenty,
stanice.
síťová
propojení
dobře
oddělit
poruchy
a optická zařízení. Zařízení pro upnutí experimentů je navrženo tak, aby mohly
Boxy s experimenty také mohou být
být
vybaveny
jednotlivé
boxy
s
experimenty
jednoúčelovým
snadno vytaženy z laboratoře kapalin.
diagnostickým
Druhá
část
diagnostické společně
a s
a
tak
obsahuje
veškeré
doplňovat diagnostická zařízení celé
osvětlovací
zařízení
Laboratoře kapalin.
řídící
a monitorovacím
zařízením,
elektronikou
elektromechanickým
systémem a optomechanické části.
Zařízení jako je laboratoř kapalin, které může být znovu a znovu využito pro nové
a
výrazně
nové
boxy
zkracuje
s experimenty, přípravný
čas
věnovaný jednotlivým misím a zároveň urychluje možnost vývoje na tomto specifickém poli výzkumu.
Transportní skříň
Evropská transportní skříň (European Transport Carrier) umožňuje transport a skladování předmětů. Je uzpůsobená velikosti
standardizovaných
přepravních vaků. Tyto vaky mohou být přepravovány v logistických modulech Laboratoř kapalin.
(MPLM) a v nákladních lodích ATV. Na
Na základě dohod o spolupráci byl
stanici mohou byt uloženy ve staničních
k Laboratoři
kapalin
přidán
modulech jako je třeba Columbus.
oddělování
pomocí
mikro-gravitační
systém
Stavebnicová
konstrukce
transportní
vibrace (Microgravity Vibration Isolation
skříně je založená na pevném uložení
Systém)
boxů a nabízí maximální pružnost pro
vyvinutý
PROSINEC 2007
Kanadskou
PŘEHLED NÁKLADU
44
dopravu přepravných vaků rozdílných velikostí.
Veškerý
Evropský
náklad
bude transportován a uskladněn ve speciálních
přepravních
pytlích.
Speciální přepravní pytle Nomex mají čtyři standardní velikosti s výměnnými nebo přenastavitelnými sponami.
Příhradky
transportní
skříně
mají
optimalizovanou velikost pro uskladnění přepravních pytlů různých velikostí. Objem dvou přihrádek pro plné a poloplné transportní pytle odpovídá zhruba 1,5x objemu skříněk na střední palubě
raketoplánu.
transportní
skříň
Dále
čtyři
má
přihrádky
Transportní skříň.
o objemu třikrát většího než je objem přepravních skříněk na střední palubě
Během startu budou v transportní skříni
raketoplánu.
uskladněny předměty, které nemohou
naplněny
Přihrádky mnoha
mohou
být
kombinacemi
být
v důsledku
transportních
v ostatním
zařízení.
limitů
přepravních pytlů až do trojnásobné
umístěny
velikosti. Všechny skladovací přihrádky
Mezinárodní
jsou navrženy tak, aby odolaly přetížení
transportní skříň sloužit jako pracovní
při startu a přistání i při jejich naplnění
a skladovací
uskladněného obsahu.
přístroje a jejich experimenty používané
vesmírné
prostor
stanici
pro
Na bude
vědecké
v zařízeních Biolab, Laboratoři tekutin, Fyziologického modulu a ve Skříni pro experimenty.
Jeden
předmět,
který
bude umístěn uvnitř transportní skříně bude setrvačníkové zařízení (Flywheel Exercise Device). Jedná se o zařízení využívající
PROSINEC 2007
odpor
pro
zabránění
svalového
zakrňování, úbytku kostí
PŘEHLED NÁKLADU
45
a zhoršení svalových funkcí astronautů.
stanici. V těchto kapsách tedy nemůžou
To bude transportováno uvnitř dvou
být uloženy žádné předměty ani během
přepravních pytlů trojnásobné velikosti.
startu ani během přistání.
Druhé použití transportní skříně je
V transportní skříni může být umístěn
přeprava vzorků pro vědecké přístroje
náklad a experimenty o váze až 400 kg
v nákladovém prostoru MPLM, poté co
a o celkovém objemu dosahujícím až
budou zaktivovány další pozice pro
800
umístění standardních skříní v modulu
vesmírné
Columbus
objem dosáhnout až 1000 litrů, při
(Evropská
agentura
má
vesmírná
v současnosti
pět
skříňových pozicí aktivně zapojených).
litrů.
Na
palubě
stanice
Mezinárodní
může
skladovací
použití kapes určených pro nulovou gravitaci.
Transportní skříň může sloužit jako logistický dopravník mezi stanicí a Zemí
Vnější zařízení modulu Columbus
pro náklad potřebný pro laboratorní modul Columbus. Je navržena pro 15
Astronauti
startů a může být na Zemi upravena
vesmírné stanice obvykle provádějí
pro
experimenty uvnitř tlakových modulů,
transport
zařízení
vyžadujícího
specifické skladovací podmínky.
ale
na
palubě
vnější
Mezinárodní
plošiny
nabízejí
experimentování přímo v podmínkách Obecně sloužit
budou pro
potřebných
transportní
skříně
volného vesmíru se všemi výhodami
transport
vyplývajícími z dlouhodobého vystavení
skladování
a
předmětů,
doplňkových
experimentů
vědeckých
těmto
nástrojů, potravin, pomocného letového
podmínkám a poté jejich návrat na Zem
zařízení,
k provedení zkoušek a analýz. Jako
náhradních
doplňkových
zásob
a
jednotek, vědeckých
příklad
mohl
sloužit
experiment
předmětů jako jsou boxy s experimenty
Evropské
vesmírné
agentury
a spotřební zboží.
Matroshka,
což
zařízení
bylo
pro
měření záření, které bylo umístěno na Kromě toho má transportní skříň kapsy
vnějším povrchu stanice po dobu půl
určené
druhého
pro nulovou
gravitaci
(dvě
v horní a jednu ve spodní části), jejichž
roku
od
jeho
instalace
v březnu 2004.
objem je možné využít pouze na PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
46
Evropská vesmírná agentura vybavila
Program pro vnější plošiny lze rozdělit
laboratorní modul Columbus vnějšími
na dvě části: počáteční využití (před
nákladovými
(External
dokončením
Mezinárodní
poskytují
stanice)
obvyklé
Payload
plošinami
Facility),
které
a
vesmírné
využití
(po
celkem čtyři upevnění pro vědecké
dokončení výstavby stanice). Každý
přístroje.
náklad je připevněn pomocí adaptéru,
Jedná
připevněné
na
se
o
konci
který je schopen nést malá zařízení
Columbus.
a vědecké přístroje o celkové hmotnosti
elektrické
227 kg. V dalším textu bude uveden
kuželovém
laboratorního
modulu
Přístroje
k dispozici
mají
konstrukce
popis čtyř vybraných zařízení jejichž
napájení a datová připojení.
vývoj je již dokončen. Původně měli být Tyty vnější plošiny nabízejí příležitost
použity na vnějších místech modulů
pro
NASA, ale nově budou umístěny na
provádění
klasického
výzkumu
vesmíru a technologických experimentů
vnějších
v různorodém poli vědních disciplín.
modulu Columbus.
plošinách
laboratorního
Tyto plošiny zvyšují cenu stanice bez výrazného
zvýšení
nákladů
infrastrukturu
na
využitím
Dvě z těchto zařízení: Zařízení pro umístění
předmětů
určených
pro
automatizovaných operací, téměř bez
vystavení vnějšímu prostředí (EuTEF -
zásahu členů posádky stanice.
European
Technology
Facility) a
zařízení
vyneseny
ke
Exposure
SOLAR budou
stanici
společně
s laboratorním
modulem
Columbus
během
STS-122
a
mise
budou
připevněny na vnější stranu modulu Columbus během posledního třetího výstupu do volného prostoru. Zařízení atomových hodin ve vesmíru (ACES EuTEF – Zařízení určené pro umístění na vnější plošinu laboratorního modulu Columbus.
Atomic Clock Ensemble in Space) a Monitor
atmosférických
interakcí
(ASIM - Atmosphere Space Interaction Monitor) budou ke stanici dopraveny v rámci pozdějšího letu. PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
47
V budoucnosti budou zařízení postupně nahrazována Jedním
zařízeními z nich
novými.
je
Monitor
atmosférických
interakcí
(ASIM
-
Atmosphere
Space
Interaction
Monitor), který se skládá z optických nástrojů pro pozorování emisí částí vznikajících
ve
velkých
výškách
v oblasti stratosféry a mezosféry, které ovlivňují vznik blesků při bouřkách.
V budoucnosti bude prováděn transport zařízení
od
raketoplánu
SOLAR – Zařízení určené pro umístění na vnější plošinu laboratorního modulu Columbus.
k vnějším
plošinám a naopak pomocí staničního dálkového
manipulátoru.
Při
misi
Zařízení
pro
umístění
předmětů
STS-122 však bude zařízení EuTEF
určených pro vystavení vnějšímu
a SOLAR dopraveno na vnější plošiny
prostředí (EuTEF)
v rámci jednoho z výstupů do volného pomoci
Zařízení
pro
umístění
předmětů
Budoucí
určených
pro
vystavení
vnějšímu
zařízení jako ASIM nebo ACES může
prostředí
být dopravováno v nákladní lodi HTV
Technology Exposure Facility) bude
nebo
připojeno na vnější povrch modulu
prostoru
astronauty
dálkového
za
manipulátoru.
po menších
dílech
také
nákladními loděmi ATV a Progress.
(EuTEF
-
Columbus.
Zařízení
je
provádění
vědeckých
European
určené pro experimentů
vyžadujících
vystavení
působení
vesmírného
prostředí.
Je
to
programovatelné, plně automatizované, a
opakovaně
zařízení
s
použitelné
modulární
možností
upevnění
rozmanitého technologického nákladu.
PROSINEC 2007
Zařízení
pro
umístění
předmětů
určených
pro
vystavení
vnějšímu
PŘEHLED NÁKLADU
48
prostředí
(EuTEF)
má
speciální
konstrukci umožňující rychlou výměnu
První
sada
vědeckých
přístrojů
obsahuje:
experimentálních vědeckých přístrojů. V první sestavě bude na zařízení pro
•
MEDET – vystavení materiálů a
vystavení technologií připojeno devět
degradační experimenty (Material
rozdílných vědeckých přístrojů.
Exposure
and
Experiment)
Degradation
(zajišťují:
CNES,
Celé zařízení pro umístění předmětů
ONERA, Univerzita Sauthampton,
určených
ESA)
pro
vystavení
vnějšímu
prostředí s potřebnou infrastrukturou je upevněno
na
Adaptérech
•
vnějších
plošin modulu Columbus (Columbus
DOSTEL – radiační měření (zajišťují DLR - Institut letové medicíny)
•
TRIBOLAB
–
zkoušky
třecích
External Payload Adaptor), který se
(tribologických) vlastností materiálu
skládá z adaptérové desky (adapter
(zajišťují: INTA, INASMET)
plate),
aktivního
upevňovacího
•
EXPOSE – vliv světla na živé
mechanismu (Active Flight Releasable
organismy a exobiologie (zajišťují:
Attachment
Kayser-Threde, smlouva s ESA)
Mechanism),
konektorů
a kabelových svazků. Vědecké přístroje
•
DEBIE-2: detektor mikrometeoritů
jsou připojeny buď přímo na desce
a kosmického
adaptéru nebo na dodatečné konstrukci
Finavitec,
umožňující
vystavení
umístěn na stejné plošině jako
prováděných experimentů do směru
FIPEX. DEBIE-1 byla vynesena na
letu stanice nebo k Zemi.
satelitu Proba
optimální
•
odpadu
smlouva
(Patria
s ESA).
Je
FIPEX: detektor kyslíkových atomů
Celková nosnost zařízení dosahuje
(Drážďanská univerzita). Je umístěn
téměř 300 kg a její spotřeba elektrické
na stejné plošině jako DEBIE-2.
energie je 450 W.
PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
49
•
PLEGPAY: plasmové elektronové
modulu
Columbus
dělo pro plasmové uvolnění na
EFACEC, smlouva ESA )
(zajišťuje:
oběžné dráze (Thales Alenia Space, •
smlouva s ASI)
EVC: Kamera pozorující Zemi (Earth
EuTEMP: kandidátský experiment
Viewing Camera) je vyvinutá Evropskou
měřící
vesmírnou agenturou a firmou Carlo
teplotu
prostředí
během
transportu z nákladového prostoru raketoplánu
na
vnější
Gavazzi Space).
plošinu
EuTEF
PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
50
SOLAR
SOLSPEC
(SOLar
SPECctral
Irradiance measurements) umožňuje I přes znalosti získané díky sluneční
měřit záření v rozsahu od 180 nm do
a hvězdné fyzice jsou pro atmosférické
3000 nm. Část SOLSPEC byla vyvinuta
modelování, určování atmosférických
CNRS (Verrièresle Buisson, France) ve
vlastností a klimatologii hodně důležité
spolupráci
znalosti
(Belgie) a Německou firmou LSW.
interakcí
energetickým atmosférou.
mezi
tokem Zařízení
studovat
slunečným
s Belgickou
a Zemskou SOLAR
s ohromující
bude
SOL-ACES (SOLar Auto-Calibrating
přesností
Extreme UV/UV Spectrophotometers)
spektrum slunečního záření. Sledování
umožňuje
měřit
bude prováděno dva roky. Zařízení
EUV/UV.
Část
SOLAR
vyvinuta
bude
IASB/BIRA
umístěno
na
vnější
plošině modulu Columbus v zenitové
záření
ve
spektru
SOL-ACES
Německou
byla
firmou
IPM
SOLSPEC
jsou
(Freiburg).
pozici (tj. směřující od Země). Části Zařízení SOLAR se skládá ze třech částí,
které
se
vzájemně
doplňují
a umožňují měření slunečního záření
SOVIM
a
vylepšené verze, které již absolvovali několik
vesmírných
misí.
Část
SOL-ACES je nově vyvinutá.
téměř v celém (99%) rozsahu jeho elektromagnetického
spektra
tj.
od
17 nm do100 µm. Tyto tři části zařízení SOLAR jsou:
SOVIM (SOlar Variable & Irradiance Monitor),
který
měké UV,
viditelné
umožňuje a
měřit
infračervené
záření, tedy spektrum od 200 nm do 100 µm. Část SOVIM byla vyvinuta
SOLAR – Zařízení určené pro umístění na vnější plošinu laboratorního modulu Columbus v březnu 2007.
PMOD/WRC (Davos, Switzerland) a používá radiometr od Belgické firmy IRM (Brusel) PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
51
Budoucí externí vědecké přístroje
míst atomových hodin ve vesmíru klade také
vysoké
nároky
na
konstrukci
Atomové hodiny ve vesmíru (ACES)
tohoto zařízení.
Zařízení atomových hodin ve vesmíru
Projekt PHARAO využívá šesti kolmých
(ACES - Atomic Clock Ensemble in
laserových
Space) bude testovat novou generaci
atomů
atomových hodin ve vesmíru. Pomocí
teplotách v řádu µK. Kombinace těchto
projektu PHARAO (Projet d’Horloge
pomalých
Atomique
Refroidissement
zrychlením v mikrogravitaci poskytuje
d’Atomes en Orbite) rozpracovaného
pro sledování mnohem delší časy než
v CNES
vodíkového
jsou k dispozici na Zemi. To přináší
maseru (Space Hydrogen Maser, tj.
mnohem vyšší stabilitu a možnost velmi
zařízení
přesného určení frekvence.
par
ve
Francii
používané
a
pro
atomové
paprsků
Celsia
ke zpomalení
při
atomů
velice
nízkých
s jejich
malým
hodiny) vyvinutého ve Švýcarsku budou sledovány
a
porovnávány
výstupní
Monitor
atmosférických
signály Atomových hodin ve vesmíru
(ASIM
-
(ACES)
Interactions Monitor)
s národním
frekvenčním
interakcí
Atmosphere
Space
standardem světové sítě atomových hodin. Definitivní provedení projektu
Mezosféra a nižší thermosféra jsou
PHARAO
oblasti atmosféry, o kterých máme
v
ustanoveno
mikrogravitaci na
základě
bude
provedení
mnoha fyzikálních pokusů.
nejmenší
znalosti.
Pro
pozorování
pomocí satelitů jsou tyto sféry velice malé a pozorování ze země je zase
Zařízení atomových hodin ve vesmíru
komplikované
(ACES) je složeno z nejmodernějších
a vysokým
prvků a subsystémů. Atomové hodiny
v čase a prostoru těchto atmosférických
jsou extrémně citlivé na prostředí a tak
sfér.
nízkou stupněm
hustotou proměnlivosti
zvláště kruté podmínky panující ve vesmíru
poskytnou
nové
náměty
Monitor
atmosférických
interakcí
k dalšímu rozvoji měření času pomocí
(ASIM) bude studovat interakce bouřek
atomových
s vyššími
vrstvami
dosahující
až
hodin.
Teplotní
a elektromagnetická citlivost různých PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
do
atmosféry, ionosféry 52
a magnetosféry. Dále bude sledovat
a fotometru. Dva Miniaturní spektrální
záření
zobrazovače polí (MMIA) jsou určeny
energetických při
vesmírných právě
pro pozorování se zorným polem o
s mezosférou a thermosférou. Výsledky
velikosti 20°. T řetí Miniaturní spektrální
získané
tímto
výsledky
získané
částeček
interakci
zařízením
doplní
zobrazovač polí (MMIA) je propojen
satelitem
Taranis
s Miniaturním senzorem Rentgenového
vyvinutému v CNES.
a gama záření (MXGS) a bude připojen na
Monitor
atmosférických
interakcí
spodní
části
atmosférických
celého
Monitoru
interakcí
(ASIM).
(ASIM) se skládá ze dvou zařízení. Je
Hodnota jeho zorného pole bude 80°.
to
spektrální
Tato kombinace zařízení Miniaturního
zobrazovač polí (MMIA - Miniature
spektrálního zobrazovače polí (MMIA)
Multispectral Imaging Array) a zařízení
a Miniaturního senzoru Rentgenového
Miniaturní
a
a gama záření (MXGS) bude schopna
gama záření (MXGS - Miniature X and
určovat dráhu Rentgenových a gama
Gamma-Ray
paprsků vznikajících při interakci částic
zařízení
Miniaturní
senzor
Rentgenového
Sensor).
Miniaturní
spektrální zobrazovač polí (MMIA) se skládá
ze
dvou
CCD
s atmosférou.
kamer
Úmělecké zobrazení vnějších zařízení, které budou v budoucnu umístěny na vnější povrch laboratorního modulu Columbus.
PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
53
setrvačník
SILOVÝ SETRVAČNÍK
(ISS) je složen
z Ruských
a Amerických dílů, které udržují stabilitu a
požadovanou
polohu
stanice.
Zatímco Ruský segment pracuje na principu zapalování pomocných raket spalujících
pohonné
hmoty,
tak
americký segment pracuje na principu silových setrvačníků (CMG – Control Movement Gyroscope). setrvačníky
jsou
Čtyři silové
namontovány
na
vnější konstrukci segmentu Z1 příčného příhradového nosníku, na kterém je dále
umístěno
zařízení.
také
Segment
komunikační Z1
příčného
příhradového nosníku, společně se čtyřmi silovými setrvačníky připojila k Mezinárodní
vesmírné
stanici
posádka raketoplánu v říjnu roku 2000.
Pro udržování stanice v požadované poloze
musejí
zamezit
nebo
momenty
silové
setrvačníky
absorbovat
vznikající
silové
nesprávným
točivým momentem na stanici. Silové setrvačníky jsou napájeny elektrickou energii z elektrického rozvodu stanice.
Každý silový setrvačník váží přibližně 272
kg
a
obsahuje
PROSINEC 2007
z austenitické
(korozivzdorné) oceli vážící 100 kg,
Řídící systém mezinárodní kosmické stanice
vyrobený
velký
plochý
který rotuje konstantní rychlostí (6 600 ot./min). Tím vyvíjí úhlový moment 4 880 N.m.s-1 ve směru osy jeho otáčení. Toto rotující kolo je upevněno v otočném systému ložisek. Vhodným natočením
tohoto
systému
pomocí
elektrických motorů lze tedy směřovat osu
otáčení
(momentový
vektor)
setrvačníku do určitého směru. Tím dochází k vytvoření točivého momentu působícího
na
stanici,
který
kompenzuje silový účinek gravitace a aerodynamických
sil.
Silové
setrvačníky tedy nepotřebují ke své funkci pohonné hmoty.
Pro řízení stanice a její stabilitu během jejího obíhání kolem Země za každých 90 minut rychlostí více než 8 km.s-1 jsou potřeba
nejméně
dva
silové
setrvačníky.
Na Mezinárodní vesmírné stanici jsou nyní čtyři fungující silové setrvačníky. První původní silový setrvačník CMG 1 byl odstraněn, nahrazen a odvezen zpět na Zem v srpnu 2005. Třetí původní silový setrvačník byl odstraněn a nahrazen v srpnu 2007. Při misi STS-122 bude tento silový setrvačník odvezen zpět na Zem.
PŘEHLED NÁKLADU
54
Statistická data silových setrvačníků
Hlavní dodavatel: Boeing
Výrobce: L3
Communications,
Space
and
Navigation Division, Budd Lake, N.J. Silový setrvačník (CMG)
Váha: 272 kg
NÁDRŽ DUSÍKU (NTA)
Použití:
Nádrž dusíku vyrobená firmou Boeing
Řízení stability a požadované polohy
v Houstonu umístěná na segmentu P1
Mezinárodní vesmírné stanice bez
příčného příhradového nosníku bude
použití pohonných hmot.
vyměněna
během
mise
STS-122
označované jako let 1E. Nádrž dusíku Konstrukce:
patří do skupiny tzv. vyměnitelných dílů
Každý silový setrvačník je tvořen setrvačníkem
z
austenitické
(ORU - Orbital Replacement Unit).
oceli
o váze 100 kg, který se otáčí rychlostí -1
6 600 ot.min .
Nádrž
dusíku
plynného
dusíku
poskytuje
zásobu
udržovaného
pod
vysokým tlakem. Dusík působí tlak na Demontáž a instalace:
nádrže amoniaku (ATA - Ammonia
Při demontáži silového setrvačníku ze
Tank Assembly) a tím zajišťuje správný
segmentu Z1 příčného příhradového
výtok amoniaku ven z nádrže. V nádrži
nosníku je potřeba uvolnit šest šroubů
amoniaku (ATA) jsou umístěny dva
a rozpojit čtyři konektory s připojenými
zásobníky s amoniakem. Dusík tlačí na
kabely.
amoniak v těchto zásobnících a tím zajišťuje jeho správný výtok z nádrže amoniaku do potrubního systému. Na Mezinárodní vesmírné stanici jsou čtyři
PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
55
nádrže dusíku (NTA). Po skončení mise
segmentem P1 příčného příhradového
STS-122 zbydou zatím jen tři.
nosníku během mise STS-113 (let 11A).
Ovládání
tlaku
amoniaku
pomocí
Množství
dusíku
v zásobníku
každé nádrže dusíku má hmotnost
dusíku v nádržích NTA je klíčovou částí
okolo
systému teplotní regulace. Potrubní
v zásobnících
systém
chladí
téměř 80 krát větší než je běžný tlak
zařízení Mezinárodní vesmírné stanice
v automobilové pneumatice. Pro plnění
a i nově instalovaný laboratorní modul
zásobníků nádrží dusíku přímo ve
Columbus, který bude také připojený
vesmíru se používá speciální zařízení
během mise STS-122.
rychlého
s
amoniakem
totiž
38,3 kg.
Tlak
je
dusíku
17,237 MPa,
odpojení
(QD
–
tedy
Quick
Disconnect). Nádrže
dusíku
jsou
připojeny
jak
k segmentu S1, tak i k segmentu P1
Vyměňovaná dusíková nádrž (NTA) se
příčného
nosníku
vrátí na Zem do Houstonu, kde bude
i s regulačním ventilem (GPRV - Gas
upravena a renovována. Tyto úpravy
Pressure Regulating Valve ), izolačním
zahrnují změny v konstrukci topných
ventilem a topnými tělesy. Regulační
těles a instalaci speciálního rychlého
ventil GPRV a izolační ventil zajišťují
odpojení (QD –Quick Disconnect), které
kontrolu
systému
umožní plnění zásobníku přímo ve
chrání
vesmíru. Zrenovovaná nádrž dusíku
příhradového
tlaku
chlazení.
v celém
Topná
tělesa
elektronická zařízení nádrže dusíku
NTA
bude
znovu
před mrazem.
k Mezinárodní
vesmírné
připojena stanici
při
některé budoucí misi. Konstrukce nádrží dusíku je vyrobena většinou z hliníku. Samotný zásobník dusíku
je
z uhlíkových
komponent.
Dusík v nádrži umístěné na segmentu P1
příčného
příhradového
nosníku
bude již zcela vyčerpán v důsledku montážních
prací
neustále
prováděných od jeho první instalace 23. listopadu.
2002
PROSINEC 2007
současně
se
PŘEHLED NÁKLADU
56
PROSINEC 2007
PŘEHLED NÁKLADU
57
ŘÍDÍCÍ STŘEDISKO MODULU COLUMBUS, OBERPFAFFENHOFEN, NĚMECKO
Místnost K4 v řídícím středisku laboratorního modulu Columbus v Německém Oberpfaffenhofenu 9.srpna 2004.
Řídící středisko Evropské vesmírné
Řídící
agentury
v přímém
pro
laboratorní
modul
středisko
bude
spojení
neustále
s laboratorním
Columbus (Col-CC) bude zabezpečovat
modulem Columbus. Hlavní činností
řízení laboratorního modulu Columbus
střediska
ihned
poté,
co
se
stane
stabilní
součástí Mezinárodní vesmírné stanice. Řídící
středisko
se
nachází
bude
a
kontrolovat
systémy
laboratorního
modulu
Columbus,
dále
s Evropskými
řídit
koordinovat vědeckými
práce přístroji
v Německém Oberpfaffenhofen, blízko
a zařízením na palubě Mezinárodní
Mnichova. Je součástí areálu Centra
vesmírné stanice a konečně udržovat
pro letectví (DLR - German Aerospace
Evropské komunikační sítě.
Center).
PROSINEC 2007
ŘÍDÍCÍ STŘEDISKO MODULU COLUMBUS
58
Řídící středisko bude při plnění svých
okamžitě
hlavních činností kontrolovat pracovní
rozhodnutí a provádět stanovení priorit
a bezpečnostní
při reakci na tyto změny tak, aby
podmínky
pro
přijímat
astronauty pracující uvnitř laboratorního
veškeré
modulu
vědeckými
Columbus.
Dále
bude
kontrolovat dostatečnost zdrojů pro
koordinační
experimenty přístroji
prováděné
měly
správný
průběh.
veškerá zařízení a přístroje. Pro toto neustálé
jsou
Vnitřní a vnější vědecké přístroje budou
Columbus
provádět velké množství experimentů
kontrolování
v laboratorním
modulu
nainstalovány
systémy
monitorování
ovládání,
dálkového
řízení,
během
jejich
v laboratorním
zabezpečení podmínek nutných pro
Snahou
život
experimentů
udržujících
zejména
kvalitu
umístění
na
modulu
Columbus.
bude,
aby
se
v těchto
nebo
většina přístrojích
vzduchu, systémy dodávek energie pro
prováděla
vědecké přístroje a konečně systémy
a astronauti
pro odvod tepla od vědeckých přístrojů
Mezinárodní vesmírné stanice prováděli
a zařízení.
pouze jednoduché činnosti jako třeba
zcela
automatizovaně
pracující
na
palubě
vkládání nebo odstranění jednotlivých Aktivity Evropských
i neevropských
experimentů z vědeckých přístrojů.
astronautů uvnitř laboratorního modulu Columbus
budou
a koordinovány modulu
monitorovány
z řídícího
Columbus
střediska
(Col-CC).
Veškeré
činnosti
budou
astronautů,
provádět
které
v prostorách
Řídící
laboratorního modulu Columbus budou
středisko bude plně zodpovídat za
monitorovány a koordinovány řídícím
bezpečnost
střediskem
v laboratorním
modulu
Col-CC.
Systémy
Columbus. Konečnou odpovědnost za
laboratorního modulu Columbus budou
bezpečnost
nastavovány
ve
všech
modulech
podle
připravených
Mezinárodní vesmírné stanice má však
postupů nebo podle aktuálních změn
řídící středisko Mezinárodní vesmírné
v jeho
stanice v Houstonu. Řídící středisko
přicházející z modulu Columbus budou
modulu Columbus bude ihned reagovat
zpracována řídícím střediskem Col-CC,
na jakékoli změny, ke kterým dojde
což bude velkou zátěží pro jeho síťové
v prostorách modulu Columbus, a bude
systémy.
PROSINEC 2007
prostorách.
Technická
ŘÍDÍCÍ STŘEDISKO MODULU COLUMBUS
Veškerá
data
data
budou 59
archivována v řídícím středisku Col-CC,
Tyto požadavky budou zařazovány do
zatímco
data
časového plánu pro jednotlivá zařízení
z vědeckých přístrojů budou odesílána
a systémy modulu Columbus a pro
k příslušným
posádku Mezinárodní vesmírné stanice
vědecká
a
data
a
operačním
centrům
(USOC User Support and Operations
a následně
Centers),
prováděny.
kde
budou
zpracována
podle
tohoto
plánu
a archivována.
Operační centra USOC jsou součástí národních středisek rozmístěných po celé Evropě. Budou mít zodpovědnost za
specifických
provádění
s vědeckými zařízením
přístroji
umístěným
a
činností ostatním
v laboratorním
modulu Columbus. V těchto operačních centrech sledovat
mohou
vědečtí
pracovníci
své experimenty nebo je
přímo dálkově řídit.
Řídící středisko Col-CC je zodpovědné za přenos dat k operačním centrům USOC a za přijímání jejich požadavků
Dlouhá chodba pro uložení dat přicházejících z laboratorního modulu Columbus v řídícím středisku Col-CC.
na zdroje a nastavení systémů modulu Columbus tak, aby veškeré vědecké přístroje a ostatní zařízení pracovalo ve správných podmínkách a režimech.
PROSINEC 2007
ŘÍDÍCÍ STŘEDISKO MODULU COLUMBUS
60
Evropské astronautické centrum (European Astronaut Centre) v Německém Cologne.
Řídící
středisko
modulu
Columbus
propojeno
s
střediskem
řídícím
bude ve spojení s Evropským centrem
v Johnsonově
pro astronauty, které zodpovídá za
v Houstonu (Operations Support Center
zdravotní
v
stav
astronautů
v laboratorním modulu Columbus a za
vesmírném
Huntsville,
Ala.)
a
centru
s
řídícím
středisko
Col-CC
střediskem v Moskvě.
jeho monitorování. Dále
je
řídící
Vzhledem k tomu, že v laboratorním
zodpovědné za udržování pozemních
modulu
komunikačních
Columbus
i vědecké
budou
přístroje,
které
umístěny
sítí
poskytujících
nebyly
komunikační služby (hlasové, obrazové
vyvinuty v Evropě, stejně jako je tomu
a datové). Tyto sítě jsou důležité pro
v laboratorním
řízení
modulu
Destiny,
tak
systémů
modulu
Columbus
musejí být změny v plánech činnosti
a jejich kontrolování. Středisko řízení je
jednotlivých
odpovědné i za koordinaci činností
přístrojů
s mezinárodními důvodů
je
řídící
PROSINEC 2007
koordinovány
partnery. středisko
Z těchto Col-CC
vědeckých
přístrojů
v modulu
Columbus a za přenášení dat na
ŘÍDÍCÍ STŘEDISKO MODULU COLUMBUS
61
mnoho
míst
jako
jsou:
Operační
činností jako, jsou výcvik zaměstnanců,
středisko Evropské vesmírné agentury
simulace
apod.
Tato
druhá
v ESA/ESTEC;
centra
místnost
slouží
také
jako
pro
místnosti
první,
tj.
USOCs;
operační
Evropské
astronauty
centrum
(European
druhá
řídící záloha
místnost
Astronaut
umožňuje provádět všechny operace,
Center); různé společnosti pracující
které jsou prováděny v první on-line
v průmyslu
a
místnosti. Důvodem zálohování on-line
automatické
nákladní
středisko
řídící
(ATV
místností řídícího střediska Col-CC, je
ve
možnost katastrof jako je třeba požár.
Francouzském Toulouse. Automatická
Tato druhá místnost se tedy nachází
nákladní
Automated
lodi
Transfer
loď
(ATV)
Vehicle)
je
opakovaně
v jiné
vyvíjená
Evropskou
centra pro astronauty (DLR).
vysílatelná
loď
vesmírnou
agenturou.
Start
budově
v areálu
Evropského
rakety
Ariane 5 s první z těchto nákladních lodí (Jules Verne) je očekáván v první polovině Kourou
roku ve
2008
z kosmodromu
Francouzské,
Guianaě.
Řídící centrum ATV bude koordinovat a podporovat veškeré činnosti související s touto nákladní lodí ATV.
Řídící středisko pro Evropské automatické nákladní lodě ATV ve Francouzském Toulouse bude ve spojení s řídícím střediskem modulu Columbus.
Místnost řízení letu Mezinárodní vesmírné stanice v Řídícím středisku mise v Houstonu.
Pracovní
tým
v řídícím
modulu
Columbus
středisku
Col-CC
je
podporován Evropským centrem pro astronauty (DLR) a týmem EADS. Tým EADS zajišťuje Mezinárodní vesmírnou
Řídící středisko modulu Columbus Col-
stanici z hlediska průmyslu a bude tedy
CC má dvě místnosti: jednu pro on-line
poskytovat
řízení operací a druhou pro přípravu
i řídícímu středisku Col-CC. Pracovní
PROSINEC 2007
část
ŘÍDÍCÍ STŘEDISKO MODULU COLUMBUS
svých
činností
62
tým řídícího střediska Col-CC vede letový řiditel Evropského centra pro astronauty (DLR), přičemž bude pod celkovým
dohledem
ředitele
mise
Evropské vesmírné agentury se sídlem v Evropském
centru
pro
astronauty
(DLR) v Oberpfaffenhofenu. Operační tým
řídícího
střediska
Columbus
Col-CC
bude
zajišťovat
veškeré
činnosti
modulu schopný během
montážní mise raketoplánu Atlantis 7 dní v týdnu, 24 hodin denně. Pak dále budou
činnosti
modulu
řídícího
Columbus
přizpůsobeny
potřebám
střediska Col-CC činností
v modulu Columbus.
Místnost se síťovým zařízením v řídícím středisku laboratorního modulu Columbus.
PROSINEC 2007
ŘÍDÍCÍ STŘEDISKO MODULU COLUMBUS
63
PŘIBLÍŽENÍ A SPOJENÍ
Raketoplán Discovery se přibližuje na modro bílém pozadí Země k Mezinárodní vesmírné stanice při jeho přibližovacích a spojovacích operací během mise STS-120.
Dvě a půl hodiny před plánovaným
sledují komplex stanice a poskytují
spojením
posádce údaje o vzájemné poloze a
stanicí
s Mezinárodní
provede
vesmírnou
raketoplán
Atlantis
rychlosti
přibližování.
Během
této
manévr, který je znám jako „počátek
závěrečné fáze přibližování provede
přibližování“
Atlantis několik malých korekcí dráhy
Tímto
(TI - Terminal Initiation).
manévrem
zahájí
raketoplán
pomocí trysek tak, že se nakonec
poslední fázi přibližování ke stanici.
dostane do vzdálenosti 305 m pod
Raketoplán
v průběhu
stanici. V této vzdálenosti převezme
jednoho oběhu kolem Země překoná
velitel mise STS-122 Steve Frick ruční
zbývající kilometry ke stanici.
řízení raketoplánu a začne provádět
Atlantis
tak
závěrečné Když se raketoplán Atlantis přiblíží ke stanici,
setkávací
radarový
přiblížení
a
spojení
se
stanicí.
systém
raketoplánu a čidlo pro kontrolu dráhy ŘÍJEN 2007
PŘIBLÍŽENÍ A SPOJENÍ
64
Další zastavení přibližování raketoplánu
Profil přibližování
ke stanici provede velitel Frick ve vzdálenosti 183 m pod stanicí tak, aby bylo zajištěno jeho řádné osvětlení pro pořizování
fotografií
během
standardního „Pitch“ manévru (RPM Rendezvous Pitch Maneuver), nebili „Backflip“. Korekce dráhy prováděné pro setkání
Při
provádění
manévru
RPM
se
raketoplán Atlantis otočí o 360° b ěhem
OMS-1 (Dráhová korekce) Mimořádně prováděná korekce pro přechod na výchozí dráhu.
fotek
OMS-2 (Dráhová korekce) Běžně prováděná korekce pro přechod na výchozí dráhu. Dosažení výchozí dráhy. Tato korekce je také považována za přibližovací korekci při základních letech (ground-up flights).
Manévr RPM začne provádět velitel
NC (Přibližovací korekce) Provádí se pro přechod na správnou vzdálenost pro setkání.
9 minut. Umožní tak posádce stanice nafotit
až
300
digitálních
tepelného štítu raketoplánu.
Frick po ústním pokynu pilota Alana Poindextero k posádce stanice a to tak, že začne pomalu otáčet raketoplán Atlantis nosem dopředu, rychlostí tři čtvrtiny stupně za sekundu.
Členové
posádky
vesmírné
stanice
mezinárodní použijí
pro
fotografování raketoplánu Atlantis dvě digitální (400 mm
kamery a
s různými
800 mm).
clony
Fotoaparát
s clonou 400 mm umožňuje dosáhnout rozlišení 7,6 cm a fotoaparát s clonou 800 mm může dosáhnout rozlišení až 2,5 cm. Posádka fotí jak spodní povrch raketoplánu Atlantis, tak i jeho horní
NH (Výšková korekce) Provádí se pro přechod na správnou výšku pro setkání. NPC (Rovinná korekce) Provádí se pro odstranění dvojrozměrných (rovinných) chyb pro setkání. NCC (Kombinovaná přibližovací korekce) První korekce při setkávacím procesu. Používají se pro ní data s hvězdicového zaměřovače. Provádí se pro odstranění relativních chyb v poloze a výšce před Ti. Ti (Závěrečná přibližovací korekce) Druhé korekce při setkávacím procesu. Používají se pro ní data se setkávacích radarových systémů. Raketoplán je při ní naveden na dráhu na které se přiblíží ke stanici během jednoho oběhu. MC-1, MC-2, MC-3, MC-4 (Jemné korekce dráhy) Pro provedení těchto korekcí se používají údaje z hvězdicového zaměřovače a s radarových systémů. Korekce slouží pro přípravu na konečnou, manuální fázi setkání.
povrch, podvozek a příď. ŘÍJEN 2007
PŘIBLÍŽENÍ A SPOJENÍ
65
Fotografie budou pořizovány oknem
Členové
v servisním modulu Zvezda. Posádka
zpracovávají
stanice
použije
fotoaparát
systémů zaměřující vzájemnou polohu
Kodak
DCS
Fotografování
pomocí laserů a systému pro setkávání.
povrchu
digitální 760.
raketoplánu
z několika
je
inspekčních
jednou procedur
Toto
posádky
raketoplánu
navigačních
zpracování
data
ze
provádějí
pomocí
(Orbiter
Docking
notebooku.
používaných pro zjištění případného narušení
systému
raketoplánu,
tepelné
zejména
ochrany
uhlíkových
Systém
setkávání
System)
používá
pohled
s kamery
destiček na náběžných hranách křídel
namontované v jeho středu. Frick musí
a na špičce nosu.
přesně k sobě navést stykové otvory obou lodí. Pokud to bude nutné pro
Pořízené fotografie budou odeslány na
provedení řádného zaměření systému
Zem pomocí staničního komunikačního
setkávání, tak Frick dočasně zastaví
systému
raketoplán ve vzdálenosti 9 m od
pracujícího
v
pásmu
Ku
a analyzovány systémovými inženýry
stanice.
a letovými manažery. Při setkávání bude Frick
udržovat
Po dokončení manévru RPM se Atlantis
relativní rychlost přiblížení raketoplánu
obrátí
jeho
Atlantis ke stanici okolo 3 cm za
nákladový prostor otočen směrem ke
sekundu (zatímco Atlantis i stanice se
stanici.
pohybují
do
polohy,
kdy
bude
rychlostí
28
164
km.h-1).
Přitom bude muset udržet raketoplán Po té se Frick opět začne přibližovat
v toleranci 7,62 cm, kterou stanovuje
s raketoplánem Atlantis ke stanici. Ve
systém setkávání podle vyhodnocování
vzdálenosti přibližně 122 m dokončí
vzájemné polohy stanice a raketoplánu.
přípravu
Jakmile nastane mezi raketoplánem
na
a připojení
konečné
k přechodovému
přiblížení tunelu
Atlantis
a
stanicí
kontakt, spojení
dojde
PMA-2 stanice, který je nově umístěn
k automatickému
aretací.
na konci modulu Harmony.
Okamžitě poté se deaktivují veškeré trysky raketoplánu, aby nedocházelo ke zbytečnému namáhání ve stykovém bodě.
ŘÍJEN 2007
Náraz
PŘIBLÍŽENÍ A SPOJENÍ
absorbuje
pružný 66
stokovací mechanismus, který utlumí
prstenec (docking ring) se stáhne zpět
pohyby mezi raketoplánem a stanicí.
a tím uzavře závěrečnou fázi setkávání a spojení obou strojů.
Jakmile se raketoplán a stanice proti sobě přestanou pohybovat, spojovací
Raketoplán Atlantis přilétá k Mezinárodní vesmírné stanici během přibližovací fáze letu mise STS-120 na bílém a modrém pozadí Země. V levé části obrázku je vidět Ruská vesmírná loď připojená ke stanici.
Jakmile
ODPOJENÍ, VZDÁLENÍ A ODLET Při
odpojování
aretace.
Poté
se
nejdříve začnou
uvolní pružiny
posunovat raketoplán pryč od stanice. Řídící trysky Atlantis budou přitom
se
Atlantis
dostane
do
vzdálenosti asi 60 cm od stanice a oba stokovací uvolněny,
mechanismy Poindexter
se
budou pomocí
ručního řízení vzdálí od stanice v přesně vymezeném koridoru.
vypnuty, tak, aby bylo zabráněno jejich náhodnému
zapálení
během
počátečního oddělování.
ŘÍJEN 2007
PŘIBLÍŽENÍ A SPOJENÍ
67
Pomocí ručního řízení odletí raketoplán
vzdalovat od stanice. Takto raketoplán
Atlantis do vzdálenosti 137 m, kde
odletí do vzdálenosti 74 km od stanice
Poindexter začne oblet kolem stanice
a tam zůstane po dobu po kterou bude
v její nové podobě. Oblet stanice bude
pozemní
proveden pouze pokud k němu bude
z provedených inspekcí tepelného štítu
mít raketoplán dostatek pohonných
raketoplánu.
hmot a času.
dostatečná pro návrat raketoplánu ke
tým
Tato
analyzovat
vzdálenost
data
je
stanici. To by mohlo nastat v nutných Jakmile Atlantis dokončí 1,5 otáčky
případech jako je např. poničený štít
kolem komplexu stanice, Poindexter se
tepelné ochrany raketoplánu.
začne
s raketoplánem
Atlantis
Na pozadí tmavého vesmíru je vidět Mezinárodní vesmírná z paluby raketoplánu Discovery před zahájením jeho vzdalování od stanice. Před tímto pohledem astronauti mise STS-120 a členové 16 Expedice zakončili jedenácti denní spolupráci na palubách raketoplánu a stanice.
ŘÍJEN 2007
PŘIBLÍŽENÍ A SPOJENÍ
68
Znázornění odpoutání raketoplánu Discovery od orbitální stanice během mise STS-120.
ŘÍJEN 2007
PŘIBLÍŽENÍ A SPOJENÍ
69
ŘÍJEN 2007
PŘIBLÍŽENÍ A SPOJENÍ
70
VÝSTUPY DO VOLNÉHO PROSTORU Úkolem výstupů do volného prostoru
Pro oba to budou první výstupy do
v průběhu mise STS-122 je instalace
volného prostoru.
a příprava
laboratorního
Columbus
Evropské
modulu vesmírné
Vedoucím
asistentem
pro
všechny
volného
výstupy do volného prostoru, který
Extravehicular
pomáhá astronautům při plnění jejich
Activities). jsou naplánovány na 4.,
úkolů z paluby stanice, bude pilot mise
6.a 8. den mise.
STS-122 Alan Poindexter.
Vedoucím všech třech výstupů do
Specialisté
volného prostoru bude astronaut Rex
Melvin a Love budou při výstupech do
Walheim. Při prvním a druhém výstupu
volného
do volného prostoru bude Welheimův
dálkový manipulátor, s jehož pomocí
partner astronaut z Evropské vesmírné
instalují laboratorní modul Columbus.
agentury.
Tři
výstupy
prostoru
(EVA
-
do
mise
prostoru
STS-122
ovládat
Leland
staniční
agentury Hans Schlegal a při třetím pak specialista mise STS-122 Stan Love.
Obrázek ilustruje uchopení laboratorního modulu Columbus pomocí dálkově ovládaného manipulátoru Canadarm2 v rámci příprav na jeho připojení k Mezinárodní vesmírné stanici.
PROSINEC 2007
VÝSTUPY DO VOLNÉHO PROSTORU
71
Astronauti budou při výstupech do
Astronauti během této procedury budou
volného prostoru identifikováni pomocí
izolováni od ostatních prostor stanice
rozdílného
v přechodové
označení
skafandrech.
na
Walheim
jejich
bude
komoře
Quest.
Tlak
mít
vzduchu v přechodové komoře bude
skafandr s červenými pruhy. Schlegel
přitom snížen na 70 327 Pa (0,694
bude mít na sobě skafandr pouze bílé
atm),
barvy. Love bude mít oblečen skafandr
bude tlak udržován na 101 353 Pa
se zalomenými červenými pruhy.
(1 atm).
zatímco
astronauti
Ráno
v prostorách
před
nasadí
stanice
výstupem
kyslíkové
si
masky
Astronauti budou do volného prostoru
a tlak v přechodové komoře se za
vstupovat přes přechodovou komoru
hodinu zvýší zpět na 101 353 Pa
Quest. Stejně jako při minulých misích
(1 atm).
se
astronauti
v přechodové komoře Quest opět sníží
připravovat před výstupem do kosmu
na 70 327 Pa (0,694 atm) a astronauti
absolvováním
budou mít hodinu, během které se
i tentokrát
nazývané
budou
speciální
„cam-pout“,
procedury,
během
které
Po
snídani
se
tlak
oblečou do skafandrů. A během dalších
stráví noc před výstupem v přechodové
50
komoře Quest. Tato procedura umožní
dokončí. Výsledkem této procedury je,
pomalé
těl
že astronauti mohou začít plnit své
stavu
denní úkoly dříve než v dobách, kdy se
vyloučení
astronautů
a
tím
dusíku zabránění
známému jako kesonová nemoc.
PROSINEC 2007
z
minut
toto
oblékání
skafandrů
takto na své výstupy nepřipravovali.
VÝSTUPY DO VOLNÉHO PROSTORU
72
Laboratorní modul Columbus zvyšuje životní a pracovní prostor Mezinárodní vesmírné stanice 3 přibližně o dalších 500 m .
Astronauti Rex Walheim a Hans Schlegel provedou první dva výstupy do volného prostoru.
PROSINEC 2007
VÝSTUPY DO VOLNÉHO PROSTORU
73
Činnosti při EVA 1:
EVA 1
•
EV1:
Walheim (MS2)
EV2:
Schlegel (MS3)
IV:
Poindexter (PLT)
Ku před
začátkem
výstupu
do
volného prostoru.
Manipulátor Melvin (MS1), Love (MS4)
•
záklopky
Otevření
kamerového
systému pro připojování modulů
Letový den 4 Délka:
Stažení antény pro vysílání v pásmu
(CBCS
6,5 hodiny
-
Centerline
Berthing
Camera Systém) na pravé straně modulu Harmony (Node 2).
Popis: Hlavním úkolem prvního výstupu do volného
prostoru
bude
příprava
laboratorního modulu Columbus pro
•
raketoplánem a modulem Columbus •
který
umožní
dálkově
•
dále
začnou
jeho uložení na stěně nákladového prostoru raketoplánu. •
která
je
součástí
Berthing
systému
chlazení Mezinárodní vesmírné stanice. Nádrž dusíku je umístěná na segmentu
z pasivního
Mechanism)
modulu
Columbus. •
Nastavení a instalace speciálního energetického a datového držáku
P1 příčného příhradového nosníku a je
Power
jí nutno nahradit, protože již obsahuje pouze malé množství dusíku.
krytu
Odstranění
spojovacího uzlu (Passive Common
pracovat na odstranění nádrže dusíku (NTA),
Data
Grapple Fixture (PDGF)) z místa
Columbus a přenést ho z nákladového
Astronauti
Odpojení speciálního energetického a datového držáku Power
manipulátoru stanice uchopit modul
Harmony.
panelů
Debris Protective Shield).
ovládanému
prostoru raketoplánu Atlantis k modulu
odstranění
kosmickému smetí (Meteoroid and
modul Columbus nainstalují astronauti
(PDGF - Power Data Grapple Fixture),
a
Příprava
systému štítu proti meteorům a
jeho instalaci k modulu Harmony. Na
speciální energetický a datový držák
Odpojení propojovacích kabelů mezi
Data
Grapple
Fixture
(PDGF)) na modul Columbus. •
Opětovné upevnění panelů systému štítu proti meteorům a kosmickému smetí.
PROSINEC 2007
VÝSTUPY DO VOLNÉHO PROSTORU
74
•
Nastavení
speciálních
provazů
(MUT/EE - Multi-use Tether End Effector) •
•
pro
druhý
výstup
Činnosti při EVA 2: •
do
Uvolnění
nové
z integrované
nádrže
dusíku
skladovací
plošiny
volného prostoru
(ICC - Integrated Cargo Carrier) a
Odpojení potrubí dusíku u nádrže
její
dusíku (NTA) na segmentu P1
poháněný transportér (CETA - Crew
příčného příhradového nosníku.
And Equipment Translation Aid),
Uložení vyměnitelných zařízení na stanici
(možná
bude
•
umístění
na
ručně
Odstranění staré nádrže dusíku ze segmentu
provedeno
mobilní
P1
příčného
příhradového nosníku a její dočasné
dříve).
umístění na mobilní ručně poháněný transportér
EVA 2 EV1:
Walheim (MS2)
EV2:
Schlegel (MS3)
IV:
Poindexter (PLT)
•
Instalace nové nádrže dusíku (NTA)
•
Naložení
(manévr
Maneuver
to
payload
bay)
a
upevnění staré nádrže dusíku do
Manipulátor Melvin (MS1), Love (MS4)
integrované
Letový den 6 Délka:
naložení
skladovací
plošiny
(ICC)
6,5 hodiny
•
Instalace
krytů
na
čepy
laboratorního modulu Columbus. Popis: Walheim a Schegel odstraní starou nádrž dusíku (NTA) a dočasně jí uloží na mobilní, ručně poháněný transportér (CETA). Poté instalují novou nádrž a starou
přepraví
do
nákladového
prostoru raketoplánu Atlantis.
PROSINEC 2007
VÝSTUPY DO VOLNÉHO PROSTORU
75
Činnosti při EVA 3:
EVA 3
•
EV1:
Walheim (MS2)
EV3:
Love (MS4)
IV:
Poindexter (PLT)
•
6,5 hodiny
Walheim a Love nejdříve nainstalují dvě umístění
pro umístění předmětů určených pro
probíhat
osm
experimentů, které je nutno provádět v podmínkách
panujících
silový setrvačník (gyroskop) ze stanice
dopraven na Zem.
Maneuver
to
–
External
EPF Payload
setrvačník
setrvačníku
(Control
Gyroscope
(CMG))
Moment
zařízení pro letovou podporu (Flight Support Equipment (FSE) •
Uvolnění a manévr k CMG (od nákladového
prostoru
do
integrované skladovací plošiny. •
Instalace silového setrvačníku na integrovanou
skladovací
plošinu
(ICC) •
do nákladového prostoru raketoplánu Silový
k plošinám
silovém
ve
vesmíru. Astronauti dále přemístí vadný
Atlantis.
(manévr
Zajištění nastavitelných podložek na
vystavení vnějšímu prostředí (EuTEF),
přímo
na
•
na
určené pro sledování slunce a zařízení
bude
SOLAR
Instalace krytu kýlového krytu
Columbus. Jedná se o zařízení SOLAR
které
zařízení
Přemístění
•
vnějším povrchu laboratorního modulu
na
plošiny
Facility) a jeho instalace.
Popis:
pro
skladovací
vnější plošinu modulu Columbus
Letový den 8
určené
SOLAR
(ICC)
Eyharts (FE2)
zařízení
zařízení
z integrované
Manipulátor Melvin (MS1),
Délka:
Uvolnění
Uvolnění
speciální
umístění
technologií
vesmírnému
bude
plošiny
pro
vystavených
prostředí
EuTEF
z integrované skladovací plošiny. •
Manévr EPF a instalace EuTEF
•
Instalace pevných pracovních ploch a úchytek na laboratorní modul Columbus.
PROSINEC 2007
VÝSTUPY DO VOLNÉHO PROSTORU
76
Astronauti Rex Walheim a Stanely Love provedou třetí plánovaný výstup do volného prostoru v průběhu mise STS-122
PROSINEC 2007
VÝSTUPY DO VOLNÉHO PROSTORU
77
