Die Internationale Raumstation ISS Teil 1: Der Aufbau

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Die Internationale Raumstation ISS
Teil 1: Der Aufbau
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Planung und Aufbau
• Beide Raumfahrtnationen USA und UdSSR
planten bereits früh eine ständig von
Menschen bewohnte Station in der
Erdumlaufbahn.
• Nachdem klar war, dass die UdSSR den
Wettlauf zum Mond nicht mehr gewinnen
konnte wandte sich die Planung ganz und
gar Raumstationen für den LangzeitAufenthalt von Menschen zu.
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Planung und Aufbau
• Die Sowjetunion brachte 1971 mit Saljut 1
ihre erste Raumstation ins All
• 1973 zogen die USA mit Skylab nach,
während die UdSSR mit sechs weiteren
Saljut Stationen und vor allem mit der
modular aufgebauten MIR enorme
Erfahrung mit Langzeitaufenthalten
sammeln konnte.
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Planung und Aufbau
Skylab
Saljut 7
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Planung und Aufbau
Mir
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Planung und Aufbau
• In den frühen 80ern wurden amerikanische
Planungen einer großen Raumstation
konkret. Der Name sollte Freedom (Freiheit)
lauten.
• Wegen der hohen Kosten sollte die Station
zusammen mit internationalen Partnern
gebaut werden.
• Die ESA, Kanada und Japan schlossen sich
dem Projekt an.
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• Nach dem Ende des kalten Krieges wurde
eine Zusammenarbeit von NASA und
Russland möglich.
• Die nachfolgende Planung führte zu einer
Kostenexplosion. Die geplante Raumstation
wurde in Space Station Alpha umbenannt.
• 1993 wurde das Projekt komplett neu
aufgelegt.
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• Die USA schlugen als Name Alpha vor. Dies
wurde von Russland abgelehnt, da nach
deren Ansicht die ERSTE echte Station die
russische MIR war.
• Bis 1998 schlossen sich weitere 13
Nationen dem Projekt, welches schließlich
den Namen ISS bekam, an (USA, Russland,
11 ESA-Staten, Kanada und Japan).
• Später schloss Brasilien noch einen
separaten Vertrag zur Mitnutzung der
Station.
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• Die ISS ist nach dem Vorbild der russischen
MIR modular aufgebaut.
• Die einzelnen Baugruppen sollten von 36
Shuttle-Flügen und 4 unbemannten
russischen Trägerraketen in die
Umlaufbahn gebracht werden, um sie dort
zur Station zusammenzubauen.
• Bis zur Ausmusterung der Shuttles im Jahr
2011 stehen noch 6 Shuttle-Flüge aus. Der
nächste Flug ist für den 7. Februar 2010
geplant.
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Planung und Aufbau
• In ihrem Endgültigen Ausbau wird die ISS
107 Meter lang, 80 Meter breit und 27 Meter
hoch sein.
Die Masse wird dann 400 Tonnen betragen
und der umbaute Raum der bewohnbaren
Module wird rund 2500 Kubikmeter sein.
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Der Aufbau
• Das erste ISS-Bauteil, das in Russland
gebaute, aber von den USA bezahlte Frachtund Antriebsmodul SARIA ging am 20.
November 1998 an Bord einer russischen
Schwerlastrakete
vom Typ Proton
in die Umlaufbahn.
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Der Aufbau
• Es folgte 2 Wochen später der
Verbindungsknoten UNITY an Bord des
Space Shuttles.
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• Im Sommer 1999 startete das russische
Wohnmodul SWESDA wiederum mit einer
russisschen Proton-Rakete.
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Der Aufbau
• Im Oktober 2000 folgte an Bord des Space
Shuttles das erste Gittermodul Z1 mit dem
Lageregelungssystem.
• Nun konnte am 2. November 2000 die erste
3-köpfige
Langzeitbesatzung in die
Station
einziehen.
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Der Aufbau
• Die nächste Shuttle-Mission brachte im
Dezember 2000 den ersten großen
Solarzellenausleger zur Station.
• Er wurde zunächst auf dem Gittersegment
Z1 montiert. Er lieferte in der Anfangsphase
der Station fast die komplette Energie.
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Der Aufbau
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Der Aufbau
• Mit der Mission STS98 wurde am 7. Februar
2001 das amerikanische Labormodul
DESTINY in die Umlaufbahn gebracht und
an UNITY angebaut.
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Der Aufbau
Destiny
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Der Aufbau
• Mit der Mission STS100 wurde der
kanadische Roboterarm und mit dem Modul
Quest eine Luftschleuse zur ISS gebracht.
• Ab jetzt waren Weltraumausstiege auch
ohne angedocktes Shuttle möglich.
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Der Aufbau
• Pirs, ein russisches Andockmodul für
Sojus-Raumschiffe folgte am 14. September
2001.
• Ab jetzt waren
Weltraumausstiege
auch mit russischen
Raumanzügen
möglich.
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Der Aufbau
• Es folgte nun der Aufbau des Rückgrats der
Raumstation. Am 8. April 2002 wurde das
zentrale Gitterelement S0 am
amerikanischen Labormodul Destiny
befestigt. Daran schlossen in Flugrichtung
rechts S1 (Oktober 2002) und links P1
(November 2002) an.
• Durch das Columbia-Unglück folgte ein fast
4-järiger Baustopp.
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Der Aufbau
S0 Truss
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Der Aufbau
S1 Truss
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Der Aufbau
P1 Truss
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Der Aufbau
• Im September 2006 folgte als linke
Verlängerung der Trägerstruktur das Modul
P3/P4 mit großem Solarzellenausleger.
• Drei Monate später wurde das Gitterelement
P5 in Verlängerung dazu
montiert.
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Der Aufbau
• Auf der rechten Seite des Gittermastes
folgte im Juni 2007 das Element S3/S4 mit
großem Solarzellenausleger.
• Die Verlängerung auf dieser Seite des
Mastes erfolgte 2 Monate später mit dem
Element S5.
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Der Aufbau
• Der Verbindungsknoten HARMONY
erreichte im Oktober 2007 die ISS.
• Außerdem versetzte die Manschaft der
Mission STS120 das Solarmodul P6 an das
linke Ende des Gittermastes. Dieser
Solarzellenausleger war im Dezember 2000
vorläufig auf das Gitterelement Z1 montiert
worden.
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Der Aufbau
P6 Truss nun an
endgültiger Position
Harmony noch nicht
an endgültiger Pos.
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Der Aufbau
• Nach dem Abdocken des Shuttle versetzte
die ISS Mannschaft, die inzwischen 16.
Langzeitbesatzung, den Andock-Adapter für
das Shuttle von Destiny auf Harmony und
montierte anschließend Harmony an das
vordere Ende von Destiny
• Harmony ist ein weiterer
Verbindungsknoten, ähnlich wie Unity.
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Der Aufbau
• Das europäische Forschungsmodul
COLUMBUS wurde am 11. Februar 2008 in
Flugrichtung
rechts am vorderen Verbindungsknoten
Harmony angebaut.
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Der Aufbau
• Am 3. Juni 2008 folgte mit KIBO das
japanische Forschungsmodul. Sein Platz ist
gegenüber von Columbus am vorderen
Verbindungsknoten Harmony in
Flugrichtung
links.
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Der Aufbau
• Durch STS-119 wurde im März 2009 das
vierte und letzte Solarmodul S6 installiert.
• Im Mai 2009 wurde die Besatzung der ISS
auf sechs Raumfahrer aufgestockt.
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Der Aufbau
• Das letzte Bauteil des Kibo-Moduls wurde
Mitte Juli durch STS-127 installiert.
• Im November 2009 erreichte das russische
Kopplungsmodul
Poisk die Station.
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Der Aufbau
• Die nächste Erweiterung ist für Februar
2010 geplant. Dann soll der Verbindungsknoten 3, TRANQUILITY mit der Aussichtskuppel und einem Fracht-Andock-Stutzen
die Station erreichen
und links am Verbindungsknoten Unity
montiert werden.
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Der Aufbau
• Mit der Ankunft des russischen
Labormoduls MLM soll die Station in 2011
fertiggestellt sein.
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Der Betrieb
• Um die 6-köpfige Dauerbesatzung der
Station zu versorgen, Abfälle zu entsorgen
und Ausrüstungsgegenstände zur Station
zu bringen sind zahlreiche
Versorgungsflüge notwendig.
• Hierzu stehen die russischen ProgressFrachter mit rund 2,5 t Nutzlast, das
europäische ATV mit 7,5 t Nutzlast und das
japanische HTV mit 6 t Nutzlast zur
Verfügung, allesamt Einwegsysteme.
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Der Betrieb
ATV Jules Verne
Progress-Frachter
HTV
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Der Betrieb
• Das MPLM ist ein klimatisiertes
Vielzweckmodul, welches mit 9,1 t Nutzlast
das größte Ladevolumen hat. Es benötigt
zum Start jedoch ein Shuttle, wodurch ein
Start seht teuer ist.
• Es ist das einzige Modul, mit dem
Experimente und Ausrüstung wieder zur
Erde zurück gebracht werden können.
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Die Umlaufbahn
• Die ISS umrundet die Erde in einer fast
kreisförmigen niederen Umlaufbahn
zwischen 330 und 400 km Höhe.
• Die mittlere Bahnhöhe nimmt durch den
Luftwiderstand der Erdatmosphäre, welche
dort noch immer spürbar ist, um täglich 50
bis 150 m ab.
• Dies muss von Zeit zu Zeit durch
Bahnanhebungen ausgeglichen werden.
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Die Umlaufbahn
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Die Umlaufbahn
• Für die Bahnanhebungen stehen folgende
Antriebseinheiten mit entsprechenden
Triebwerken zur Verfügung:
– Space Shuttle
– Sojus
– Progress-Frachter
– ATV-Frachter
– Swesda-Wohnmodul
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Die Umlaufbahn
• Die Bahnneigung der ISS gegen den ErdÄquator beträgt 51,6°. Das bedeutet, dass
die ISS von der Erde aus nur etwa zwischen
60. Breitengrad Nord und dem 60.
Breitengrad Süd beobachtbar ist. Höhere
Breiten werden nicht überflogen.
• Die Dauer eines Umlaufes beträgt
91 Minuten.
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Die Besatzung
• Die ISS ist seit dem 2. November 2000 ohne
Unterbrechung bewohnt. Zunächst von 3
Astronauten.
• Nach dem Unglück des Shuttles Columbia
im Februar 2003 wurde die Besatzung auf 2
Mann reduziert. Der Besatzungswechsel
musste nämlich nun durch SojusRaumschiffe erfolgen, da die Shuttles
Startverbot hatten.
• Im Juli 2006 kam Thomas Reiter mit STS121
zur ISS. Da waren es wieder 3.
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Die Besatzung
• Seit dem 29. Mai 2009 wird die ISS nun von
6 Astronauten bewohnt. Es sind jederzeit 2
Sojus-Raumschiffe angedockt um die
Möglichkeit für eine plötzliche Evakuierung
aller Besatzungsmitglieder zu haben.
• Die Wahrscheinlichkeit des Ernstfalls wird
von der NASA mit 1:124 pro Halbjahr
angegeben.
• Bisher haben 171 Personen die ISS
besucht. 47 davon absolvierten
Langzeitaufenthalte.
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Die Besatzung
• Während Sojus Raumschiffe oder das
Shuttle angekoppelt sind wohnen auch
deren Besatzungen für 1 bis 2 Wochen in
der Station.
• Sieben Besucher bisher waren
Weltraumtouristen, die für den rund 1wöchigen Aufenthalt in der ISS rund 20
Millionen US-Dollar bezahlen mussten.
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Fortsetzung folgt
Teil 2: Leben und arbeiten an Bord
der ISS