ESA – 16. díl – Evropská kosmická stanice (1. část)

Úvodní obrázek

Mezinárodní vesmírná stanice (International Space Station – ISS, rusky Международная космическая станция – МКС) vznikla především díky spojení sil dvou tehdy největších kosmických velmocí – USA a Ruska. Je všeobecně známo, že každý stát chtěl mít na nízké oběžné dráze svou vlastní stanici. Rusové si přáli postavit nástupce své úspěšné stanice Mir. Ta měla být pojmenována Mir 2. Na druhé straně světa Američané toužili po stanici Freedom. Jenomže těm prvním začaly po rozpadu Sovětského svazu chybět peníze a těm druhým chyběly jak peníze, tak potřebné zkušenosti, neb poslední dvě dekády se odehrály především ve znamení raketoplánů. Po konci studené války konečně spojili své síly a započal tak monstrózní projekt ISS. K němu přidaly i další státy, např. Japonsko, Kanada a především Evropa, respektive Evropská kosmická agentura. A jelikož je tento seriál právě o ní, budeme se nyní věnovat evropskému podílu na ISS.

Abychom byli přesní, Evropa, Japonsko a Kanada ve skutečnosti spojily své síly s USA za cílem postavit orbitální stanici Freedom ještě dříve, než se připojilo Rusko. Bylo to v roce 1988, kdežto Rusko vstoupilo do této dohody až o pět let později. Stavba započala v roce 1998 vypuštěním ruského modulu Zarja, ke kterému byl jen o několik dní později připojen americký modul Unity. Následovalo několik let stavby a postupného rozšiřování stanice. Hlavní zásluhu nesly americké raketoplány, v jejichž nákladovém prostoru byly vyneseny téměř všechny moduly a ostatní součásti. Výjimku tvoří jen ruské moduly Zarja a Zvězda, které vynesl ruský silák Proton a malé moduly Pirs a Poisk, které ke stanici dopravila raketa Sojuz. 7. února 2008 na řadu konečně přišel i hlavní příspěvek ESA – laboratorní modul Columbus.

Italská poštovní známka z roku 1991 zobrazující stanici Columbus a raketoplán Hermes.

Italská poštovní známka z roku 1991 zobrazující stanici Columbus a raketoplán Hermes.
Zdroj: http://us.123rf.com/

Columbus má své kořeny ještě před samotnou myšlenkou o ISS. ESA toužila po své vlastní malé autonomní orbitální stanici a schválila její projekt v roce 1985. Tuto stanici měl pravidelně navštěvovat plánovaný raketoplán Hermes, aby se jeho posádka postarala o údržbu stanice, provádění experimentů a vyzvednutí výsledků pokusů starších. Cena celého projektu se však nakonec ukázala jako příliš vysoká. Kromě toho, raketoplán Hermes během svého vývoje neustále trpěl postupným snižováním hmotnosti vynášeného nákladu i členů posádky, až z něj bylo nakonec odstoupeno. Další část původního projektu Columbus, samostatná polární platforma byla tedy také zrušena. Brzy po všech těchto škrtech se ale naskytla možnost připojit se k projektu stanice Freedom a tak byl znovu oživen APM (Attached Pressurized Module), který byl původním přetlakovým laboratorním modulem malé evropské stanice. Zároveň byl APM přejmenován a nesl tak jméno celého původního projektu Columbus. O stavbu modulu se postarala italská firma Thales Alenia Space z Turína. V roce 2000 byl částečně dokončený modul přepraven do německých Brém, kde došlo k finálním úpravám a doplnění o software. Po několika prodlevách způsobených nečekanými problémy při konstrukci, a přerušením letů raketoplánů byl Columbus přepraven obřím nákladním letadlem Airbus Beluga do Kennedyho kosmického střediska v květnu 2006. Tam se po podstoupení závěrečných příprav přistoupilo k jeho naložení do nákladového prostoru raketoplánu Atlantis, které proběhlo v listopadu 2007. Ke startu mělo dojít 6. prosince, ale ten byl dvakrát odložen z důvodů vadných senzorů na externí nádrži raketoplánu. K ISS se tak Columbus konečně vydal až 7. února 2008 během mise STS-122. O čtyři dny později byl z nákladového prostoru Atlantis vyjmut robotickým manipulátorem Canadarm2 a připojen k modulu Harmony.

Startovní hmotnost činila 12 800 kg, z čehož 2 a půl tuny tvořil náklad. S postupem času ale bylo do modulu nainstalováno množství přístrojů a experimentů a na vnější část byly přidány také externí platformy. Hmotnost na orbitě tak stoupla o několik tun a dnes se Columbus řadí mezi nejtěžší moduly stanice. Celková hmotnost přitom může dosáhnout až 23 tun. Délka laboratoře je necelých 7 metrů a šířka 4,5 metru. Vnitřní objem tak činí 75 m3. Uvnitř bychom našli celkem deset standardizovaných pozic pro skříňové experimenty (ISPR – International Standard Payload Racks). Každá z těchto pozic může hostit až jednu tunu vážící experiment, kterému poskytne elektrickou energii, vyhřívání/chlazení, a nezbytná datová spojení (včetně video kanálu) pro řídící střediska na Zemi. Díky smlouvě s NASA, která Evropě zajišťuje 51% využití laboratoře je pět z těchto deseti pozic obsazeno evropskými experimenty a zbylých pět je amerických. Všech pět přístrojů již bylo do Columba integrováno na Zemi a startovaly tak spolu s modulem. Nyní si všechny v krátkosti popíšeme.

Řez laboratorním modulem Columbus. Zleva doprava můžete vidět čtyři skříně experimentů Fluid Science Laboratory, Biolab, European Phisiology Modules a European Drawer Rack. Ve stropní části pak European Storrage Rack. Ovšem současné rozložení je odlišné. Vlevo vně modulu pak můžeme dole vidět platformu EuTEF a nahoře SOLAR, který trochu vypadá jako malý teleskop na stativu. Všechny tyto součásti si popíšeme v další části článku.

Řez laboratorním modulem Columbus. Zleva doprava můžete vidět čtyři skříně experimentů Fluid Science Laboratory, Biolab, European Physiology Modules a European Drawer Rack. Ve stropní části pak European Storrage Rack. Ovšem současné rozložení je odlišné. Vlevo vně modulu pak můžeme dole vidět platformu EuTEF a nahoře SOLAR, který trochu vypadá jako malý teleskop na stativu. Všechny tyto součásti si popíšeme v další části článku.
Zdroj: http://spaceinimages.esa.int/

Biolab – biologická laboratoř, ve které jsou uskutečňovány pokusy s mikroorganismy, buňkami, různými tkáněmi a kulturami a dokonce i s malými rostlinami nebo hmyzem. V Biolabu je například obsažen inkubátor nebo odstředivka, která umožňuje ihned porovnat výsledky z beztížného stavu s výsledky při gravitaci srovnatelnou se zemskou.

EPM (European Physiology Modules) – soubor experimentů zaměřujících se na medicínu, konkrétně na dlouhodobý vliv mikrogravitace na lidský organismus. Výsledky z EPM pomáhají pochopit problémy jako jsou osteoporóza, úbytek svalů, poruchy rovnováhy nebo i stárnutí.

FSL (Fluid Science Laboratory) – v tomto zařízení je zkoumána především dynamika kapalin. Beztížný stav zde umožňuje výzkum dynamických efektů kapalin, které jsou na Zemi zastíněny vlivy způsobenými gravitací jako je konvekce, sedimentace, stratifikace (vrstvení) nebo tlak.

EDR (European Drawer Rack) – tato laboratoř není jednostranně zaměřená jako předchozí tři. Jedná se o multifunkční segmentovaný prostor umožňující připojení menších libovolných experimentů, kterým poskytne vše potřebné. Obsahuje tři boxy o objemu 72 litrů a čtyři boxy po 57 litrech. EDR umožňuje uskutečňování různorodých krátkodobějších výzkumů, které nevyžadují velkou komplexní laboratoř.

ESR (European Storrage Rack) – kapacita pátého evropského slotu není využita k vědě ale ke skladování. ESR je víceúčelový skladovací prostor pro podporu čtyř výše zmíněných experimentů. Obsahuje množství boxů a „šuplíků“, které je možno konfigurovat podle potřeby. Umožňuje například uskladnění CTB (ISS Cargo Transport Back), což jsou standardní bílé kvádrové balíky, které často vídáme na videích a fotografiích během vykládání nákladních lodí.

Španělský astronaut Pedro Duque při práci v inkubátoru v roce 2003 během své devítidenní mise.

Španělský astronaut Pedro Duque při práci v inkubátoru v roce 2003 během své devítidenní mise.
Zdroj: http://spaceinimages.esa.int/

Kromě uvedených experimentů má ESA na palubě ISS ještě jeden takto velký laboratorní přístroj, který ale neletěl spolu s Columbem, nýbrž na palubě raketoplánu Endeavour už v červnu 2002. Je jím známý Microgravity Science Glovebox, tedy izolovaný inkubátor s rukávy pro přístup ke zkoumanému vzorku. Jeho konstrukce byla nebývale náročnou výzvou. Na Zemi se tyto inkubátory používají zpravidla k jednomu účelu, kdežto na ISS je potřeba zajistit velkou mnohostrannost, která je navíc podpořena dlouhou životností. A to vše musí fungovat v nezvyklé mikrogravitaci. Microgravity Science Glovebox byl umístěn v americkém laboratorním modulu Destiny a po připojení Columba v roce 2008 se přesunul do něj. Dnes je však zpět v Destiny.

Experimenty na ISS ale neprobíhají pouze v bezpečném prostředí přetlakových laboratorních modulů. Zajímavé pokusy se uskutečňují také venku v nehostinné kosmické prázdnotě, kde jsou vystaveny vakuu, velkým výkyvům teplot a kosmickému záření. K tomuto účelu slouží dvě externí platformy, které má Columbus na svém vnějším plášti, a které k němu byly připojeny během druhého výstupu mise STS-122 čtyři dny po připojení Columba ke stanici. První platformou je EuTEF (European Technology Exposure Facility), která obsahuje několik slotů pro připojení libovolných vzorků a zařízení, jež mají být vystaveny vesmírnému prostředí. Druhou externí platformou je SOLAR – soustava tří vědeckých nástrojů studujících jevy spojené se sluneční aktivitou. Ty monitorují Slunce napříč celým spektrem a pokrývají 99% elektromagnetického záření, které naše hvězda vydává.

Tak to bychom měli Columbus, který je bezpochyby největším evropským příspěvkem k ISS. Není však jediným, který Evropa má. Druhým modulem, který následoval po Columbovi, se stala atraktivní Cupola. Abychom to pochopili správně, o výrobu Cupoly se zasloužila italská firma Thales Alenia Space a tato výroba byla financována z rozpočtu ESA. V současnosti je však ve vlastnictví a provozu NASA, která modul převzala výměnou za dopravní kapacitu a služby svých raketoplánů v souvislosti s ISS (přesněji pět nákladů). Ono je to ale celé s historií Cupoly trochu složitější. První návrhy na tento modul se začaly v NASA objevovat už v roce 1987. Postupem času bylo vystřídáno několik všemožných rozměrů, proporcí a variant. Nakonec byl téměř hotový návrh z důvodů rozpočtových škrtů zrušen a nabídnut k výrobě zahraničním zájemcům, kteří za něj měli obdržet využití přepravní kapacity raketoplánu. Cupoly se nejdříve ujala Brazílie, ale brzy se jej vzdala a předala do Evropy, kde na její výrobě započala práce v roce 1998.

Americká astronautka Tracy Caldwell Dyson během relaxace v Cupole.

Americká astronautka Tracy Caldwell Dyson během relaxace v Cupole.
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/

Italové měli Cupolu hotovou už v roce 2003, ale její start byl mnohokrát odložen. Kromě data startu se také měnilo její umístění. Nakonec start proběhl 8. února 2010 a raketoplán Endeavour kromě samotné Cupoly vynesl navíc uzlový modul Tranquility. Cupola byla nejdříve připojena k čelnímu portu Tranquility a až 15. února byla přemístěna robotickou paží do nadiru, tedy dokovacího uzlu ve spodní části, který vždy směřuje k Zemi. Cupola je jedinečný modul, kteří fanoušci kosmonautiky dobře znají. Její určení se liší od všech ostatních modulů stanice. Jejím úkolem je poskytovat až dvěma astronautům co nejlepší výhled na stanici a zefektivnit tak jejich činnost během manipulace s robotickým manipulátorem Canadarm2, zjednodušit připojování nákladních lodí nebo umožnit lepší monitorování činnosti astronautům během EVA. K těmto účelům je uvnitř jeden ze dvou ovládacích panelů kanadské ruky na ISS. Kromě toho je modul hojně využíván k pozorování a fotografování Země, o kterém se můžete přesvědčit v našem seriálu Krásy modré planety. Obyvatelé stanice jej navíc často využívají k relaxaci. Největší okno, jaké kdy bylo lidmi do vesmíru vysláno jim poskytuje přenádhernou podívanou. Celkově je v Cupole oken 7. Šest menších uspořádaných do šestiúhelníku a jedno středové s průměrem 80 cm. Jejich hmota je speciální směsí křemene a borosilikátového skla. Všechna okna jsou samozřejmě velmi odolná, ale i tak mají dodatečnou ochranu před mikrometeority a vesmírným smetím v podobě poklopů.

Cupolou sice končí tento díl našeho seriálu, ale zcela jistě jí nekončí výčet evropských produktů, které na Mezinárodní vesmírné stanici slouží. O těch dalších, kterých je více než těch uvedených v tomto článku, si budete moct přečíst na našem blogu už za týden v druhé části tohoto článku. Pro některé z vás budou některé z dalších evropských příspěvků možná trochu překvapující.

 

Zdroje informací:
http://www.esa.int/
http://sci.esa.int/

Zdroje obrázků:
http://www.esa.int/
http://us.123rf.com/
http://spaceinimages.esa.int/
http://spaceinimages.esa.int/
http://upload.wikimedia.org/

ESA - 16. díl - Evropská kosmická stanice (1. část), 2.5 out of 5 based on 26 ratings
Pin It
(Visited 1 623 times, 1 visits today)
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.5/5 (26 votes cast)
(Visited 1 623 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


5 komentářů ke článku “ESA – 16. díl – Evropská kosmická stanice (1. část)”

  1. PeterK napsal:

    Skvelý článok!

    Ďakujem za článok a teším sa na pokračovanie.
    Mohlo by byť aj viac článkov venujúcich sa pilotovanej kozmonautike ESA (aj len plánov – prípadne bývalých plánov)

    Ď.

  2. pac napsal:

    ahoj, ja bych byl pro nějaký seriál o ISS, ne jen z pohledu ESA, tak jeslti budete mít chuť a čas… 🙂

    • Michael Voplatka napsal:

      Ačkoliv seriál o ISS nevylučujeme, momentálně není nic takového na pořadu dne. Ale určitě si počkejte na příští pondělí, kdy se v pokračování tohoto článku o ISS dozvíte ještě více než dnes.

  3. kopapaka napsal:

    Další výborný článek..
    Je hezké si takhle oživit a prohloubit znalosti…

Zanechte komentář