ایستگاه فضایی بین‌المللی (به انگلیسی: International Space Station) یک ایستگاه فضایی است که با مشارکت بیش از ۱۵ کشور ساخته می‌شود. این ایستگاه فضایی در مدار زمین و در ارتفاع ۳۵۰ کیلومتری از سطح زمین در حرکت است. سرعت آن در مدار معادل ۲۷٬۷۰۰ کیلومتر بر ساعت است، که به این ترتیب روزی ۱۵ بار به دور سیاره زمین گردش می‌کند. بیشتر بخشهای اصلی این ایستگاه فضایی ساخته شده اما تا سال ۲۰۱۵ چند بخش جدید به آن افزوده خواهد شد. پس از تکمیل، ایستگاه فضایی بین‌المللی ۴۵۰ تُن وزن خواهد داشت، و ۱۲۰۰ متر مکعب فضای کار، پژوهش و زندگی برای فضانوردان فراهم خواهد آورد.[۱] ایستگاه فضایی بین‌المللی در شب بصورت ستاره‌ای متحرک با چشم غیرمسلح قابل رؤیت است.[۲]
این ایستگاه محصول همکاری مشترک سازمان ناسا، سازمان فضایی روسیه، سازمان فضایی اروپا،[۳][۴] سازمان فضایی ژاپن، و سازمان فضایی کانادا است. سازمان فضایی برزیل از طریق همکاری با ناسا با این برنامه مشارکت می‌کند. سازمان فضایی ایتالیا، هم به عنوان یک عضو فعال در سازمان فضایی اروپا، و هم بطور مستقل در برنامه ایستگاه فضایی مشارکت می‌کند. سازمان فضایی چین نیز علاقه خود را برای پیوستن به جمع مشارکت‌کنندگان، به ویژه از طریق همکاری با سازمان فضایی روسیه اعلام داشته است.[۵][۶]
ایستگاه فضایی بین‌المللی در حقیقت فرزند و ترکیبی از چندین پروژه فضایی است که قبلاً توسط کشورهای مختلف برنامه‌ریزی شده بود. از جمله این برنامه‌ها می‌توان به ایستگاه فضایی میر-۲ (روسیه)، ایستگاه فضایی آزادی (آمریکا)، آزمایشگاه فضایی کلمبوس (اروپا) و آزمایشگاه فضایی کیبو (ژاپن) اشاره کرد.
حضور فضانوردان در ایستگاه فضایی بین‌المللی از آغاز نخستین ماموریت در ۱۲ آبان ۱۳۷۹ تاکنون بدون وقفه ادامه داشته است.[۷] این ایستگاه در حال حاضر ظرفیت شش سرنشین دائمی را دارا است، اگرچه هنگام اتصال فضاپیماها و ورود اردوهای جدید، تعداد فضانوردان درون ایستگاه بطور موقت تا بیش از ۱۰ نفر هم افزایش می‌یابد. دو فروند فضاپیمای سایوز هر یک با ظرفیت ۳ نفر بطور دائمی برای تخلیه اضطراری ایستگاه در هنگام خطر به آن متصل اند.[۱][۸][۹] در ابتدای کار ایستگاه، سرنشینان آن از سازمانهای فضایی روسیه و آمریکا انتخاب می‌شدند، تا اینکه در ژوئیه ۲۰۰۶ یک فضانورد آلمانی سازمان فضایی اروپا، در قالب اردوی ۱۳ به ایستگاه فضایی بین‌المللی سفر کرد. تاکنون روی هم رفته فضانوردانی از ۱۶ کشور جهان در این ایستگاه اقامت کرده‌اند؛ این تعداد شامل ۵ توریست فضایی نیز هست؛ انوشه انصاری، فضانورد ایرانی، در روز ۲۷ شهریور ۱۳۸۵ به ایستگاه فضایی بین‌المللی وارد شد و ۹ روز در آن اقامت داشت.[۱۰][۱۱]
در حال حاضر فضاپیماهای سایوز، پروگرس، فضاپیمای ترابری خودکار، فضاپیمای ترابری اچ-۲ و فضاپیمای دراگن مسئولیت رساندن سرنشین، خدمات و پشتیبانی را به ایستگاه فضایی بر عهده دارند. ماموریت‌های پشتیبانی شاتل فضایی در پی بازنشسته شدن شاتل‌ها در سال ۲۰۱۱ به پایان رسید.[۱۲]
تکمیل ساخت ایستگاه فضایی بین‌المللی برای سال ۲۰۱۵ میلادی برنامه‌ریزی شده است. تخمین زده می‌شود که جمع هزینه‌های این ایستگاه از آغاز ساخت تا پایان بیش از ۱۰۰ میلیارد یورو باشد.[۴] به این ترتیب، ایستگاه فضایی بین‌المللی پرهزینه‌ترین دستگاه ساخته شده در طول تاریخ بشر است.[۷]
ایستگاه فضایی بین‌المللی معمولاً با مخفف نام انگلیسی آن یعنی ISS نامیده می‌شود.
محتویات
۱ ویژگی‌ها و اهداف
۲ تولد ایستگاه فضایی بین‌المللی
۳ ساخت و مونتاژ ایستگاه در فضا
۴ اردوهای ایستگاه فضایی بین‌المللی
۵ بخشهای پُرهوای ایستگاه
۶ سامانه‌های اصلی ایستگاه فضایی بین‌المللی
۶.۱ منبع نیرو
۶.۲ پشتیبانی زندگی
۶.۳ کنترل جهت
۶.۴ کنترل ارتفاع
۷ تاریخچه
۷.۱ ایستگاه‌های فضایی شوروی
۷.۲ طرح ایستگاه فضایی آزادی
۷.۳ همکاری پس از پایان جنگ سرد
۷.۴ پروژه شاتل-میر
۷.۵ مشارکت اروپا و ژاپن
۷.۶ نام‌گذاری ایستگاه فضایی
۸ فضاپیماهای پشتیبانی
۸.۱ فضاپیماهای فعلی
۸.۲ برنامه‌ریزی شده برای آینده
۸.۳ پیشنهاد شده برای آینده
۹ ایستگاه‌های پرتاب فضاپیما
۱۰ جستارهای وابسته
۱۱ پانویس و منابع
۱۲ پیوند به بیرون
ویژگی‌ها و اهداف
تریسی کالدول در کوپولا
ایستگاه فضایی بین‌المللی تشکیلات فضایی و سرنشیندار بزرگی است که در مدار نزدیک زمین قرار دارد. این ایستگاه از چندین بخش تشکیل شده که توسط کشورهای مختلف ساخته شده‌اند و تکمیل آن تا سال ۲۰۱۵ ادامه خواهد داشت. اولین بخش ایستگاه در ۲۹ آبان ۱۳۷۷ (۲۰ نوامبر ۱۹۹۸) به مدار زمین پرتاب شد، و دو سال بعد در ۱۲ آبان ۱۳۷۹ (۲ نوامبر ۲۰۰۰) با ورود اولین اردوی فضانوردان، استفاده مفید از ایستگاه آغاز گشت. علاوه بر خودِ ایستگاه مداری، تشکیلات زمینی کنترل پرواز در کشورهای مختلف، عملیات ایستگاه فضایی را زیر نظر دارند.
کاربردهای اصلی ایستگاه فضایی بین‌المللی عبارتند از:[۱۳]
آزمایشگاه فضایی برای انجام پژوهش‌های نوین، پژوهش‌ها و آزمایش‌هایی که انجام آنها روی زمین به علت وجود جاذبه ممکن نیست یا با دشواری‌هایی همراه است؛
رصدخانه دائمی در مدار زمین، برای رصد کردن زمین، خورشید، منظومه شمسی و کیهان؛
مرکز حمل و نقل مداری که می‌توان در آن فضاپیماها، بار و قطعات گوناگون را گردآوری کرد، و پس از مونتاژ و تنظیم، آنها را به مقصد مورد نظر فرستاد؛
مرکز سرویس برای تعمیر، نگهداری، و تنظیم فضاپیماها و ماهواره‌ها در مدار زمین؛
مرکز ساخت و ساز برای مونتاژ و نصب سازه‌های بزرگ فضایی؛
مرکز همکاری پژوهشی با بخش خصوصی در زمینه مهندسی هوافضا با هدف پیشبرد فناوری فضایی و تشویق بیشتر بخش خصوصی به سرمایه‌گذاری در آن.
عمر عملیاتی ایستگاه فضایی بین‌المللی تا سال ۲۰۲۰ میلادی برنامه‌ریزی شده است و احتمالاً تا نیمه دهه آینده نیز ادامه خواهد یافت. با این حال، این ایستگاه فضایی حتی دو سال پیش از تکمیل یعنی در سال ۲۰۰۸، رکورددار بزرگترین ایستگاه ساخته شده در مدار زمین در طول تاریخ فضانوردی شد. تخمین زده می‌شود که جمع هزینه‌های این ایستگاه از آغاز ساخت تا پایان بیش از ۱۰۰ میلیارد یورو باشد.[۴] به این ترتیب، ایستگاه فضایی بین‌المللی پرهزینه‌ترین دستگاه ساخته شده در طول تاریخ بشر است.[۷] مشارکت‌کنندگان در این پروژه، چنین هزینه گزافی را برای رسیدن به دستاوردهایی بزرگ و درازمدت پرداخت می‌کنند؛ مشارکت در این پروژه باعث می‌شود که در این کشورها بودجه کلانی برای پیشبرد تحقیقات و تولید با استفاده از فناوری‌های پیشرفته اختصاص یابد، «دانش و اطلاعات» به عنوان زیرساختار توسعه آن جوامع نهادینه شود، و تبادل دانش، تجربه، فرهنگ و فناوری از طریق مشارکت در این برنامه بین‌المللی بدست آید.[۴]
کشورهای سازنده بخشهای اصلی ایستگاه (تا پایان پروژه) عبارتند از: روسیه (۶ بخش)، آمریکا (۴ بخش)، اروپا (۳ بخش)، ژاپن (۲ بخش)، کانادا (۲ بخش)، ایتالیا بطور مستقل (یک بخش)، به همراه دو بخش که یکی ساخت مشترک آمریکا و روسیه و دیگری ساخت مشترک اروپا و ایالات متحده آمریکا است.
شاتلهای فضایی، سایوز و پروگرس از آغاز برای حمل و نقل فضانوردان و بار به ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده می‌شدند. فضاپیمای ترابری خودکار از ۱۹ اسفند ۱۳۸۶ به ناوگان فضاپیماهای پشتیبانی ایستگاه پیوست. ناوگان شاتلهای فضایی ناسا که از آغاز برنامه نقش عمده ای در ساخت و پشتیبانی ایستگاه فضایی داشت، در پی فاجعه انفجار فضاپیمای کلمبیا در ژوئیه ۲۰۱۱ بازنشسته شد.
فضاپیمای ترابری ژاپنی اچ-۲ از سپتامبر ۲۰۱۱ به ناوگان پشتیبانی ایستگاه پیوست.
جدیدترین فضاپیمای پشتیبانی ایستگاه، دراگن است که توسط شرکت خصوصی اسپیس‌اکس ساخته می‌شود.
تولد ایستگاه فضایی بین‌المللی
زاریا (وسط)، یونیتی (بالا) و زیوزدا (پایین) هستهٔ قابل سکونت ایستگاه فضایی بین‌المللی را تشکیل دادند.
سنگ بنای ایستگاه فضایی بین‌المللی، بخش «زاریا» نام دارد و ساخت روسیه است. با پرتاب زاریا در روز ۲۹ آبان ۱۳۷۷ (۲۰ نوامبر ۱۹۹۸) توسط پروتون از پایگاه فضایی بایکونور به مدار زمین، ایستگاه فضایی عملاً متولد شد.
بخشهای دوم و سوم ایستگاه به بخش آمریکایی یونیتی و بخش روسی زیوزدا هستند که به ترتیب در ۱۵ آذر ۱۳۷۷ (۶ دسامبر ۱۹۹۸) و ۲۲ تیر ۱۳۷۹ (۱۲ ژوئیه ۲۰۰۰) پس از پرتاب به مدار زمین، به بخش زاریا متصل شدند. اتصال این سه بخش به هم امکان زندگی و کار انسان را در ایستگاه فضایی بین‌المللی بوجود آورد، و متعاقب آن اردوی یکم فضانوردان شامل دو کیهان‌نورد روسی و یک فضانورد آمریکایی در روز ۱۲ آبان ۱۳۷۹ (۲ نوامبر ۲۰۰۰) وارد ایستگاه شدند.
ساخت و مونتاژ ایستگاه در فضا
نوشتار اصلی: مونتاژ ایستگاه فضایی بین‌المللی
ساخت و مونتاژ ایستگاه فضایی بین‌المللی، چالش و فرایند بسیار پیچیده‌ای در زمینه مهندسی هوافضا است. در سال ۱۳۷۷ (۱۹۹۸ میلادی)، مونتاژ ایستگاه با قرار دادن بخش زاریا توسط پروتون در مدار زمین آغاز شد. دو هفته بعد، بخش یونیتی در ماموریت اس‌تی‌اس-۸۸ توسط شاتل فضایی اندور در مدار زمین قرار گرفت و به زاریا متصل گردید.
تقریباً یک سال و نیم پس از اتصال بخش یونیتی، بخش سرویس زیوزدا به ایستگاه اضافه شد. زیوزدا یکی از بخشهای اصلی ایستگاه فضایی است، که با پیوستن آن به دو بخش قبلی، امکان زندگی، کار و پژوهش سه فضانورد در ایستگاه بوجود آمد.
پایان فرایند ساخت ایستگاه برای سال ۱۳۸۹ (۲۰۱۰ میلادی) برنامه‌ریزی شده است. پس از تکمیل، ایستگاه فضایی، نزدیک به ۱۲۰۰ متر مکعب فضا برای زندگی، کار و پژوهش فضانوردان، دارا خواهد بود.[۱]
اردوهای ایستگاه فضایی بین‌المللی
یوری گیدزنکو، ویلیام شپرد و سرگئی کریکالیوف، فضانوردان ارودی ۱ ایستگاه فضایی بین‌المللی
به گروهی از فضانوردان که به ایستگاه فضایی سفر و برای مدت و اهداف مشخصی در آن اقامت می‌کنند، «اردو» (به انگلیسی: Expedition) گفته می‌شود. هر اردو شامل سه فضانورد است و معمولاً حدود ۶ ماه به طول می‌انجامد. نام‌گذاری اردوها با شماره و بصورت «اردوی [شمارهٔ اردو]» انجام می‌شود.
بسته به توافق و برنامه، برخی از اردوها از فضاپیمای سایوز و برخی از شاتل فضایی برای رفتن به ایستگاه استفاده می‌کنند. در پایان هر اردو، سه فضانورد سوار بر فضاپیمای سایوز به زمین باز می‌گردند و جای خود را به اردوی بعدی می‌دهند.
ایستگاه فضایی بین‌المللی تا تاریخ ۲۳ فروردین ۱۳۸۷ (۱۱ آوریل ۲۰۰۸) میزبان ۱۵۸ فضانورد بوده، و با این وصف رکورددار بیشترین تعداد مسافر در تاریخ فضانوردی است. با توجه به اینکه برخی فضانوردان بیش از یک بار به ایستگاه سفر کرده‌اند، تعداد کل بازدیدها از ایستگاه با احتساب تکرار به ۲۱۳ نوبت بالغ می‌شود. در مقابل، ایستگاه فضایی میر میزبان ۱۳۷ بازدید بوده‌است.
بخشهای پُرهوای ایستگاه
ایستگاه فضایی بین‌المللی پس از تکمیل دارای ۱۴ بخش خواهد بود که دارای فشار هوا و مناسب برای زندگی و کار انسان هستند. کل این مجموعه فضای مفیدی معادل ۱۲۰۰ متر مکعب فراهم خواهد آورد.[۱] این بخش‌ها شامل چندین آزمایشگاه، بخشهای ویژه اتصال، محفظه‌های هوایی و واحدهای مسکونی هستند. بخشهای ایستگاه فضایی بین‌المللی بوسیله شاتل فضایی، پروتون یا موشک سایوز به مدار زمین فرستاده می‌شوند.
جدول زیر شامل لیستی از تمام بخشهای پُرهوای ایستگاه فضایی بین‌المللی است. این لیست هم بخشهای فعلی در مدار زمین را دارا است، هم بخش‌هایی که قرار است تا سال ۲۰۱۰ و تکمیل ایستگاه به فضا فرستاده شوند.
بخش پرتاب پرتابه اتصال جرم کاربرد تصویر
(به تنهایی) تصویر
(در ایستگاه)
زاریا
Flag of Russia.svg ۲۹ آبان ۱۳۷۷ پروتون ندارد
(نخستین بخش) ۱۹۳۲۳ کیلوگرم تأمین نیروی الکتریکی، فضای انبار، نیروی پیشرانه، و ناوبری در مراحل آغازین فرایند مونتاژ ایستگاه. در حال حاضر از بخش درونی آن به عنوان انبار و از مخازن بیرونی آن برای ذخیره سوخت استفاده می‌شود. Zarya from STS-88.jpg Zarya from STS-88.jpg
یونیتی
(گره ۱)
ایالات متحده آمریکا ۱۳ آذر ۱۳۷۷ شاتل (اس‌تی‌اس-۸۸) ۱۶ آذر ۱۳۷۷ ۱۱۶۱۲ کیلوگرم نخستین بخش آمریکایی ایستگاه، که با اتصال به زاریا امکان پهلو گرفتن بخشهای دستینی، گره ۳، محفظه هوایی کوئست و بخش Z0 از سازهٔ ستون‌فقراتی را در ایستگاه فراهم کرد. ISS Unity module.jpg Sts088-703-019e.jpg
زیوزدا
Flag of Russia.svg ۲۲ تیر ۱۳۷۹ پروتون ۵ مرداد ۱۳۷۹ ۱۹۰۵۱ کیلوگرم بخش خدمات ایستگاه، تأمین کننده سامانه‌های پشتیبانی زیست، فضای کار و زندگی برای سرنشینان، سامانه‌های کنترل جهت و مدار پرواز. با اتصال زیوزدا به دو بخش پیشین، برای نخستین بار امکان زندگی و کار فضانوردان در ایستگاه فضایی بین‌المللی فراهم شد. همچنین، زیوزدا دارای چند دریچه برای اتصال سایوز، پروگرس، و فضاپیمای ترابری خودکار است. ISS Zvezda module-small.jpg Unity-Zarya-Zvezda STS-106.jpg
دستینی ایالات متحده آمریکا ۱۹ بهمن ۱۳۷۹ شاتل (اس‌تی‌اس-۹۸) ۲۲ بهمن ۱۳۷۹ ۱۴۵۱۵ کیلوگرم واحد تحقیقاتی اصلی آمریکا در ایستگاه؛ تأمین کننده سامانه‌های پشتیبانی زیست و فضای زندگی و کار برای سرنشینان ISS Destiny Lab.jpg Sts098-312-0020.jpg
کوئست ایالات متحده آمریکا
Flag of Russia.svg ۲۱ تیر ۱۳۸۰ شاتل (اس‌تی‌اس-۱۰۴) ۲۳ تیر ۱۳۸۰ ۶۰۶۴ کیلوگرم محفظهٔ هوایی اصلی در ایستگاه فضایی، که از آن برای آماده‌سازی فضانوردان برای راهپیمایی فضایی استفاده می‌شود. محفظه هوایی مشترک کوئست دارای سامانه‌های سازگار با لباس فضایی ارولان روسی و لباس فضایی ای‌ام‌یو آمریکایی است. فضانوردان پیش از آغاز راهپیمایی فضایی، مدتی را در این بخش می‌گذرانند تا بدن خود را به فشار هوای متفاوت از سایر بخشهای ایستگاه عادت دهند، و با تنفس اکسیژن خالص، میزان گاز نیتروژن محلول در خون را تا حد ممکن پایین می‌آورند. ISS Quest airlock.jpg ISS on 20 August 2001.jpg
پیرس
Flag of Russia.svg ۲۳ شهریور ۱۳۸۰ موشک سایوز ۲۵ شهریور ۱۳۸۰ ۳۶۳۰ کیلوگرم بخش اتصالی پیرس چندین دریچه برای اتصال فضاپیماهای سایوز و پروگرس به ایستگاه در بر دارد. فضانوردان می‌توانند از این بخش به عنوان محفظهٔ هوایی برای راهپیمایی فضایی با لباس فضایی اورلان روسی استفاده کنند. پیرس دارای فضای کافی برای ذخیره‌سازی لباس‌های اورلان است. Pirs docking module taken by STS-108.jpg S108e5628.jpg
هارمونی (گره ۲) ایالات متحده آمریکا یکم آبان ۱۳۸۶ شاتل (اس‌تی‌اس-۱۲۰) ۲۳ آبان ۱۳۸۶ ۱۳۶۰۸ کیلوگرم بخش هارمونی (گره ۲) مرکز ابزار و ادوات مورد نیاز ایستگاه است. چهار قفسه در گره ۲ شامل زیرساختارهای الکترونیکی مرکزی برای تبادل داده در سراسر ایستگاه هستند. این بخش همچنین شامل ۶ دریچه استاندارد اتصال است که برای پهلو گرفتن بخشهای غیرروسی به ایستگاه استفاده می‌شود. آزمایشگاه کلمبوس به یکی از این دریچه‌ها متصل شده است. در میان دریچه‌های هارمونی، فضایی به قطر ۱۲۷ سانتی‌متر برای عبور فضانوردان بین ایستگاه و بخشهای متصل شده و نقل و انتقال محموله‌های بسته‌بندی شده وجود دارد. بخش پشتیبانی چندمنظوره و آزمایشگاه کیبو پس از پرتاب به مدار زمین به هارمونی متصل خواهند شد. Harmony Relocation.jpg ISS seen from STS-122.jpg
کلمبوس Flag of Europe.svg ۱۸ بهمن ۱۳۸۶ شاتل (اس‌تی‌اس-۱۲۲) ۲۰ بهمن ۱۳۸۶ ۱۲۸۰۰ کیلوگرم واحد تحقیقاتی اصلی اروپا در ایستگاه؛ این بخش مجهز به ۱۰ قفسه با ابعاد استاندارد است. هرکدام از این قفسه‌ها با اندازه‌ای به بزرگی یک اتاقک تلفن، قابلیت پشتیبانی یک آزمایشگاه مستقل به همراه تمام تجهیزات آن را دارا است. این تجهیزات شامل واحدهای نیرودهنده، خنک کننده، و سیستم‌های ارتباط داده‌ای و ویدئویی به پژوهشگران مستقر در زمین است. S122e007873.jpg STS-122 ISS Flyaround.jpg
کیبو (۱) Flag of Japan.svg ۲۱ اسفند ۱۳۸۶ شاتل (اس‌تی‌اس-۱۲۳) ۲۲ اسفند ۱۳۸۶ ۴۲۰۰ کیلوگرم اولین قسمت از آزمایشگاه فضایی کیبو «بخش پشتیبانی آزمایش‌ها» (JEM-ELM) نام دارد، و شامل انبار و قفسه‌بندی لازم برای ابزار و وسایل آزمایشگاهی است. در بیرون این قسمت چند فضا برای انجام آزمایش‌ها در خلاء فضا درنظر گرفته شده است. ELMcroppedIsolated.jpg STS-123 ISS Flyaround cropped.jpg
کیبو (۲) Flag of Japan.svg ۵ خرداد ۱۳۸۷ شاتل (اس‌تی‌اس-۱۲۴) نامشخص ۱۵۹۰۰ کیلوگرم قسمت دوم آزمایشگاه فضایی کیبو «بخش آزمایشگاهی» (ELM-PM) نام دارد. این بخش دارای فشار هوا است و فضانوردان می‌توانند در آن به انجام آزمایش‌ها مورد نظر بپردازند. این بخش مجهز به ۱۰ قفسه با ابعاد استاندارد است. ISS Kibo module.jpg
بخش آزمایشگاهی چندمنظوره Flag of Russia.svg آذر ۱۳۸۹ پروتون نامشخص ۲۱۳۰۰ کیلوگرم هنوز پرتاب نشده واحد تحقیقاتی اصلی روسیه در ایستگاه؛ تأمین کننده سامانه‌های پشتیبانی زیست و فضای زندگی، کار و استراحت برای سرنشینان، به اضافه دریچه‌های اتصال برای نقل و انتقال بار. این بخش همچنین مجهز به تجهیزات کنترل جهت ایستگاه فضایی است که می‌توان از آنها در صورت بروز مشکل در سامانه‌های اصلی استفاده کرد. MLM - ISS module.jpg
بخش باری اتصالی ۱
Flag of Russia.svg ۲۰۱۰ شاتل (اس‌تی‌اس-۱۳۱) نامشخص ۴۷۰۰ کیلوگرم از این بخش در ابتدا برای حمل بار و ابزارآلات از زمین به ایستگاه، و سپس بیشتر به عنوان انبار استفاده خواهد شد. در راستای تعهدات طرف آمریکایی در چهارچوب برنامه ایستگاه فضایی بین‌المللی، حمل این بخش به مدار زمین توسط ناسا (به جای روسیه) انجام خواهد گرفت.
گره ۳
ایالات متحده آمریکا
ایتالیا
اتحادیه اروپا ۱۹ بهمن ۱۳۸۸ شاتل (اس‌تی‌اس-۱۳۰) یونیتی ۱۳۰۰۴ کیلوگرم گره ۳ آخرین بخش آمریکایی ایستگاه است. این بخش دارای سامانه‌های پیشرفته برای پشتیبانی زیست، از جمله دستگاه تولیدکننده اکسیژن و بازیافت آب است. گره ۳ دارای چندین دریچه پهلوگیری است که برای اتصال فضاپیماهای سرنشیندار و باری مورد استفاده قرار خواهد گرفت. بخش کوپولا نیز به گره ۳ متصل شده است. Iss Node 3.JPG STS-130 PMA-3 relocation 3.jpg
کوپولا
Flag of Europe.svg ۱۹ بهمن ۱۳۸۸ شاتل (اس‌تی‌اس-۱۳۰) گره ۳ ۱۸۰۰ کیلوگرم کوپولا بخشی است که به عنوان برج مراقبت و نظارت ایستگاه عمل می‌کند. پنجره‌های بزرگ این بخش به فضانوردان امکان تماشای مستقیم عملکرد بازوهای روباتی و مانور فضاپیماهای نزدیک به ایستگاه را می‌دهد. از کوپولا برای رصد کردن زمین نیز استفاده می‌گردد. پنجره‌های کوپولا دارای درپوش‌های ویژه‌ای هستند که آنها را از صدمهٔ خرده‌شهاب‌سنگ‌ها محافظت خواهند کرد. Cupola at KSC.jpg ISS STS130 Cupola view of Algeria coast.jpg
بخش باری اتصالی ۲
Flag of Russia.svg نامشخص موشک سایوز نامشخص هنوز پرتاب نشده! طرح ساخت این بخش به‌تازگی توسط روسکاسموس ارائه شده، و به احتمال زیاد دارای کاربردی شبیه بخش باری اتصالی ۱ خواهد بود.
در شمارش بخش‌ها، دو قسمت آزمایشگاه کیبو یه عنوان یک بخش شمرده شده‌اند.
سامانه‌های اصلی ایستگاه فضایی بین‌المللی
منبع اصلی تأمین نیرو در ایستگاه فضایی بین‌المللی، انرژی خورشیدی است.
منبع نیرو
منبع نیروی الکتریکی ایستگاه فضایی بین‌المللی انرژی خورشیدی است. انرژی خورشیدی ابتدا فقط توسط صفحات خورشیدی متصل به بخشهای روسی ایستگاه یعنی زاریا و زیوزدا تامین می‌شد. بخشهای روسی ایستگاه از جریان برق مستقیم ۲۸ ولتی بهره می‌برند. (سامانه برق فضاپیمای شاتل نیز همینگونه است.)
آرایه صفحات خورشیدی دارای طولی معادل ۵۸ متر و سطحی برابر ۳۷۵ متر مربع است. این صفحات با حرکت‌های دورانی و چرخشی، خود را برای گرفتن بیشترین مقدار نور از خورشید تنظیم می‌کنند.
پس از توسعه ایستگاه و نصب بخش‌ها و سازه‌های جدید، صفحات خورشیدی متصل به ستون فقرات ایستگاه، با تولید برق مستقیم ۱۳۰ تا ۱۸۰ ولتی، برق مورد نیاز بخشهای دیگر را با تامین می‌کنند. این برق پس از دریافت از سامانه انرژی خورشیدی، در سراسر ایستگاه با ولتاژ ۱۶۰ ولت (مستقیم) پخش می‌شود و در صورت نیاز به صورت ۱۲۴ ولت (مستقیم) در اختیار فضانوردان قرار می‌گیرد. تبادل نیروی الکتریکی با توان و ولتاژ متفاوت بین بخشهای مختلف ایستگاه به‌وسیله ترانسفورماتور انجام می‌شود.
در تاریخ ۲۰ مارس ۲۰۰۹ میلادی، قسمت چهارم و نهایی صفحات خورشیدی ایستگاه (حاوی دو بال) با هدایت کنترل‌کننده‌های زمینی باز و آماده کار شدند. به این ترتیب ایستگاه بین‌المللی فضایی، ده سال پس از شروع عملیات مونتاژ، با نصب آخرین صفحات خورشیدی به حداکثر ظرفیت الکتریکی خود دست‌یافت.[۱۴]
پشتیبانی زندگی
در ایستگاه فضایی بین‌المللی، نظارت بر فشار هوا، میزان اکسیژن، آب، و اطفاء حریق توسط «سامانه کنترل محیط و پشتیبانی زندگی» انجام می‌گیرد. کنترل هوای قابل تنفس (اتمسفر) داخل ایستگاه فضایی بین‌المللی مهمترین وظیفه این سامانه‌است. وظیفه تولید اکسیژن در ایستگاه به عهده دستگاهی موسوم به الکترون است. الکترون نه تنها هوای درون ایستگاه را تصفیه می‌کند، بلکه با روش الکترولیز اکسیژن و هیدروژن را از آب مصرف‌شده در ایستگاه جدا کرده، اکسیژن را به اتمسفر ایستگاه برمی‌گرداند و هیدروژن را در فضا تخلیه می‌نماید. روش اصلی تصفیه هوای داخل ایستگاه در دستگاه الکترون، استفاده فیلترهایی مجهز به زغال فعال است.[۱۵]
در کنار آن، تمام آب مصرف شده در ایستگاه ذخیره و بازیابی می‌شود. فاضلاب ایستگاه شامل پسماند و پیشاب سرنشینان از دستشویی‌ها و حمام، و بخار آب داخل ایستگاه جمع‌آوری شده، پس از تصفیه مجدداً آب خالص از آن بازیافته می‌شود و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فضای داخلی ایستگاه فضایی بین‌المللی نسبت به ایستگاه روسی میر بسیار بزرگتر و کم‌سروصداتر است در آی‌اس‌اس پنجره‌های بیشتری نیز برای مشاهده زمین و محیط فضا جاسازی شده‌اند.[۱۶]
کنترل جهت
جهت پرواز مداری ایستگاه فضایی بین‌المللی توسط یکی از دو سامانه موجود کنترل می‌شود. یکی از سامانه‌ها دارای چندین ژیروسکوپ کنترل‌کنندهٔ اندازهٔ حرکت زاویه‌ای (CMG) است که در حالت عادی جهت حرکت ایستگاه را تنظیم می‌کند. در صورتی که اشباع شدن سامانه CMG آن را از انجام کار بازدارد، سامانه کنترل جهت روسی، به‌طور خودکار کنترل ایستگاه را در دست می‌گیرد. این سامانه با استفاده از پیشرانه‌های موجود در بخشهای روسی، جهت ایستگاه را ثابت نگه می‌دارد.
کنترل ارتفاع
ارتفاع ایستگاه فضایی بین‌المللی از سطح زمین بین ۲۷۸ کیلومتر تا ۴۶۰ کیلومتر در تغییر است. ارتفاع پایین‌تر معمولاً برای اتصال شاتل با محموله سنگین، و ارتفاع حداکثر ۴۲۵ کیلومتر برای اتصال فضاپیمای پشتیبانی سایوز حامل سرنشینان به ایستگاه مناسب است. به دلیل نیروی گرانش زمین، و اصطکاک جزئی ولی دائمی با اتمسفر بسیار رقیق لایه‌های فوقانی جو، ارتفاع ایستگاه فضایی بین‌المللی حدود ۲٫۵ کیلومتر در ماه کاهش می‌یابد.[۱۷] به همین علت ارتفاع ایستگاه باید چندین مرتبه در سال اصلاح گردد.[۱۸] این اصلاح ارتفاع توسط پیشرانه‌های موجود در بخش زیوزدا، و همچنین پس از اتصال شاتل، پروگرس و فضاپیمای ترابری خودکار با استفاده از پیشرانه‌های آنها میسر است. اصلاح ارتفاع حدود ۳ ساعت (دو گردش مداری دور زمین) به طول می‌انجامد.[۱۸]
تاریخچه
ایستگاه فضایی سالیوت-۷ یکی از ایستگاه‌های نسل دوم شوروی بود.
ایستگاه‌های فضایی شوروی
پیشینه ایستگاه فضایی بین‌المللی به دوران جنگ سرد و مسابقه فضایی باز می‌گردد. در این دوره، اتحاد شوروی با ساخت سه نسل ایستگاه فضایی در مدار زمین، پیشگام سکونت دائمی انسان در فضا و استفاده از فناوری فضایی بود.[۱۹] از سال ۱۹۷۱ تا ۱۹۸۲ میلادی شوروی با موفقیت هفت ایستگاه فضایی نسل اول و دوم سالیوت و آلماز را در مدار زمین ساخته و راه‌اندازی کرد. در سال ۱۹۸۶ نسل سوم ایستگاه فضایی یعنی ایستگاه میر در مدار زمین ساخته شد. بر اساس برنامه‌ریزی سازمان فضایی شوروی، این روند با ساخت ایستگاه فضایی عظیم نسل چهارم با نام میر-۲ در سال ۱۹۹۳ وارد مرحله جدیدی می‌شد.[۲۰] اما با فروپاشی شوروی و بحران مالی دهه ۱۹۹۰ در روسیه، ابعاد برنامه ایستگاه میر-۲ به دلیل کسر بودجه کاهش یافت، و با لغو پروازهای شاتل بوران، پروژه ایستگاه فضایی میر-۲ با تاخیرات پی درپی مواجه گشت. در سال ۱۹۹۲ سازمانهای فضایی روسیه و اروپا مذاکراتی برای همکاری مشترک در ساخت و توسعه ایستگاه فضایی میر-۲ آغاز کردند.[۲۰]
طرح ایستگاه فضایی آزادی
در همین حال در دهه ۱۹۸۰ میلادی، ایالات متحده برای رقابت با ایستگاه‌های فضایی سالیوت و میر شوروی، طرحی برای ساخت ایستگاه فضایی در دست داشت. این طرح رسماً در ۵ بهمن ۱۳۶۲ (۲۵ ژانویه ۱۹۸۴) توسط رونالد ریگان رئیس جمهور وقت ایالات متحده اعلام شد.[۲۱] در سال ۱۹۸۸، ریگان رسماً این ایستگاه را «آزادی» نام نهاد. ایستگاه فضایی آزادی دومین برنامه ساخت ایستگاه فضایی آمریکا پس از اسکای‌لب بود، و پس از فشار کنگره و کاهش بودجه اولیه، مبلغ ۱۲٫۲ میلیارد دلار در مارس ۱۹۸۷ برای توسعه برنامه تخصیص داده شد. علی‌رغم برنامه‌ریزی‌های اولیه، با کاهش پی درپی بودجه و افزایش هزینه‌های مورد نیاز برای ساخت ایستگاه، ناسا چندین بار وادار به بازبینی ابعاد طرح شد و برنامه ساخت ایستگاه با تاخیر طولانی مواجه گشت. فاجعه انفجار فضاپیمای چلنجر، افزایش هزینه‌های عملیاتی ناوگان شاتل فضایی، و تردید نسبت به امنیت پرواز آن، ضربه دیگری بر این پروژه وارد کرد. اما سر انجام در سال ۱۹۹۰ برنامه ساخت ایستگاه فضایی آزادی زیر بار خود کمر خم کرد و علی‌رغم تلاش ناسا برای بازبینی آن، بطور کلی لغو شد.[۲۲][۲۳]
همکاری پس از پایان جنگ سرد
پس از پایان جنگ سرد و از سال ۱۹۹۰، دولت‌های آمریکا و روسیه گفتگوهایی را برای تلفیق تلاش‌هایشان برای ساخت ایستگاه فضایی جدید آغاز کردند. در تابستان سال ۱۹۹۳ دولت‌های آمریکا و روسیه برای تلفیق پروژه ایستگاه‌های فضایی میر-۲ و آزادی به توافق اولیه دست یافتند. سپس موافقت شد که برنامه‌های ساخت ابزار و آزمایشگاه‌های فضایی ژاپن و سازمان فضایی اروپا نیز در این برنامه گنجانده شود. با ترکیب طرح‌های پیشین، توافق نهایی برای ساخت ایستگاه فضایی در ۱۰ آبان ۱۳۷۲ (یکم نوامبر ۱۹۹۳) حاصل شد. طرح ایستگاه فضایی بین‌المللی نسبت به طرح‌های پیشین دارای مزایای زیادی بود که از جمله آنها می‌توان به حجم مفید بیشتر ایستگاه، استفاده از تجربه طولانی روسیه در توسعه ایستگاه‌های فضایی، آماده‌سازی سریع‌تر، و توزیع هزینه‌های پروژه بین همه مشارکت‌کنندگان اشاره کرد. قرار بر این شد که از تمام برنامه‌های کشورهای مشارکت‌کننده در ساخت و توسعه ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده شود. این برنامه‌ها شامل ایستگاه فضایی میر-۲، ایستگاه فضایی آزادی، آزمایشگاه کلمبوس، و آزمایشگاه کیبو بود.[۲۲][۲۳]
پروژه شاتل-میر
در همین حال و به منظور آماده‌سازی، هماهنگی سامانه‌ها و آشنایی کارشناسان طرفین پروژه با سامانه‌های فضایی یکدیگر، توافق‌نامه دیگری با هدف «همکاری بین ایالات متحده آمریکا و فدراسیون روسیه برای استفاده از فضا برای مقاصد صلح‌آمیز» در سال ۱۹۹۲ بین بوریس یلتسین و جرج بوش (پدر) امضا شد که برنامه شاتل-میر نام دارد. اجرای این توافق‌نامه گامی عمده پیش از ساخت ایستگاه بین‌المللی بود و به «فاز یکم» مشهور است («فاز دوم» ساخت ایستگاه بین‌المللی است).
برنامه شاتل-میر امکان سفر فضانوردان آمریکایی به ایستگاه فضایی میر، توسعه سامانه‌های لازم برای اتصال شاتل فضایی آمریکا به ایستگاه، و امکان پرواز فضانوردان روسی با شاتل فضایی را فراهم آورد. همچنین کارشناسان آمریکایی به دانش و تجربه روسیه در زمینه اقامت بلندمدت انسان در فضا دسترسی پیدا کردند. در پی این موافقت‌نامه، فضاپیماهای شاتل آمریکایی در ۱۲ نوبت بین سالهای ۱۹۹۴ تا ۱۹۹۸ به ایستگاه فضایی میر متصل شدند. این دومین همکاری فضایی آمریکا و روسیه پس از پروژه آپولو-سایوز محسوب می‌شود، و سابقه همکاری دو کشور در آن پروژه، در تسریع روند برنامه شاتل-میر بی‌تاثیر نبوده است.[۲۴][۲۵][۲۶]
مشارکت اروپا و ژاپن
سازمان فضایی اروپا دارای تجربه در ساخت ایستگاه فضایی نیست، اما فضانوردان این سازمان چندین بار در قالب برنامه‌های مشترک به ایستگاه فضایی میر سفر کرده بودند. آزمایشگاه فضایی کلمبوس در اصل به عنوان یک آزمایشگاه مداری مستقل طراحی شده بود. پس از ورود اروپا به پروژه ایستگاه فضایی بین‌المللی، تغییراتی در طراحی آزمایشگاه داده، قابلیت اتصال به ایستگاه در آن تعبیه شد. مشارکت دیگر اروپا در این پروژه، فرستادن فضاپیمای ترابری خودکار توسط موشک پرقدرت آریان-۵ به ایستگاه فضایی است.
سازمان فضایی ژاپن نیز به مانند همتای اروپایی خود، آزمایشگاه فضایی کیبو را به عنوان آزمایشگاه مداری مستقل طراحی کرده بود. آن طرح نیز مانند طرح کلمبوس تبدیل به یکی از بخشهای ایستگاه فضایی بین‌المللی شد.
نام‌گذاری ایستگاه فضایی
این ایستگاه بطور رسمی با نام «ایستگاه فضایی بین‌المللی» شناخته می‌شود. در آغاز پروژه، ناسا نام «آلفا» را برای ایستگاه پیشنهاد کرده بود،[۲۷] اما این نام با مخالفت سازمان فضایی روسیه مواجه و کنار گذاشته شد. از نظر روس‌ها، حرف «آلفا» به عنوان «نخستین» حرف الفبای یونانی بیانگر گام «نخست» در ساخت ایستگاه‌های فضایی است، در حالیکه این پروژه به عنوان نسل سوم ایستگاه‌های فضایی شناخته می‌شود. سازمان فضایی روسیه نام «آتلانت» را پیشنهاد کرد که آن هم به علت شباهت به نام فضاپیمای آتلانتیس، مورد قبول واقع نشد.[۲۸][۲۹][پیوند مرده] معدودی از منابع آمریکایی هنوز نام «آلفا» را بطور غیررسمی برای ایستگاه بکار می‌برند.[۳۰]
فضاپیماهای پشتیبانی
شاتل دیسکاوری در حال نزدیک شدن به ایستگاه؛ بخش هارمونی در محفظهٔ بار شاتل دیده می‌شود.
فضاپیمای سایوز پس از جدا شدن از ایستگاه
پرواز فضاپیمای اریون در دهه آینده به ایستگاه آغاز خواهد شد.
برای حمل و نقل فضانوردان، رساندن وسایل مورد نیاز زندگی آنها، ابزار آزمایشگاهی و قطعات و قسمت‌های جدید برای گسترش فضای ایستگاه فضایی بین‌المللی از فضاپیماهای روسی، آمریکایی و اروپایی استفاده می‌شود.
فضاپیماهای فعلی
فضاپیماهای کنونی فضاپیما مأموریت درگاه اتصال متصل‌شده در (UTC) جداشدن در (UTC) یادداشت‌ها
روسیه Progress M-14M Progress 46 Cargo پیرس ۲۸ ژانویه ۲۰۱۲ ۲۴ آوریل ۲۰۱۲
آمریکا (ناسا): ناوگان شاتل فضایی برای رساندن بخشهای جدید ایستگاه، ابزار و وسایل مورد نیاز، و نقل و انتقال فضانوردان. در حال حاضر سه فروند شاتل فضایی با نام‌های اندور، دیسکاوری و آتلانتیس به کار پشتیبانی ایستگاه فضایی گمارده شده‌اند. این ناوگان از سال ۱۹۹۸ تقریباً فقط به ساخت و پشتیبانی ایستگاه فضایی بین‌المللی اختصاص داده شده‌اند.[۳۱] فضاپیمای کلمبیا، نخستین فضاپیمای این ناوگان و یکی از فضاپیماهای پشتیبانی ایستگاه فضایی بین‌المللی، در راه بازگشت از ایستگاه در روز ۱۲ بهمن ۱۳۸۱ منفجر شد و تمامی ۷ سرنشین آن کشته شدند.[۳۲]
روسیه (روسکاسموس): فضاپیمای سایوز برای نقل و انتقال فضانوردان؛ تخلیه اضطراری فضانوردان از ایستگاه؛ هر فضاپیمای سایوز می‌تواند تا ۶ ماه به ایستگاه فضایی بین‌المللی متصل باقی بماند.
روسیه (روسکاسموس): فضاپیمای پروگرس برای پشتیبانی ایستگاه فضایی بین‌المللی؛ حمل بار مواد، وسایل و ابزار مورد نیاز برای زندگی و کار و پژوهش؛ اصلاح مدار ایستگاه؛ تخلیه زباله و دور ریختنی‌های ایستگاه
اروپا (اِسا): فضاپیمای ترابری خودکار برای پشتیبانی ایستگاه فضایی بین‌المللی؛ حمل مواد، وسایل و ابزار مورد نیاز برای زندگی و کار و پژوهش؛ اصلاح مدار ایستگاه؛ تخلیه زباله و دور ریختنی‌های ایستگاه
برنامه‌ریزی شده برای آینده
فضاپیمای سایوز تی‌ام‌ای-۱۶ در حالت ویژه برای نزدیکی به ایستگاه فضایی بین‌المللی حامل فضانورد آمریکایی ناسا جفری ویلیامز و فضانورد روسی ماکسیم سورایف (فرمانده سفینه)
ژاپن (جاکسا): فضاپیمای ترابری اچ-۲ برای پشتیبانی آزمایشگاه فضایی کیبو (برنامه‌ریزی شده برای ۲۰۰۹)[۳۳]
روسیه (روسکاسموس): فضاپیمای پاروم برای حمل بار به ایستگاه، و یدک‌کشیدن محموله‌ها و فضاپیماهای دیگر از مدار زمین به ایستگاه فضایی بین‌المللی (برنامه‌ریزی شده برای ۲۰۰۹)[۳۴]
آمریکا (ناسا): فضاپیمای اریون برای نقل و انتقال فضانوردان؛ حمل بار (برنامه‌ریزی شده برای ۲۰۱۴)[۳۵]
پیشنهاد شده برای آینده
آمریکا (شرکت اسپیس ایکس): فضاپیمای اژدها برای نقل و انتقال فضانوردان (پیش‌بینی شده برای ۲۰۱۰)[۳۶]
روسیه (روسکاسموس): فضاپیمای شاتل کلیپر برای نقل و انتقال فضانوردان؛ حمل بار و ابزار و ادوات مورد نیاز (پیش‌بینی شده برای ۲۰۱۲)
اروپا-روسیه: سایوز-کی (موسوم به یورو-سایوز یا ACTS) برای نقل و انتقال فضانوردان؛ حمل بار و ابزار و ادوات مورد نیاز (پیش‌بینی شده برای ۲۰۱۴)[۳۷]
ایستگاه‌های پرتاب فضاپیما
پایگاه فضایی بایکونور (جمهوری قزاقستان - قبلاً جزئی از اتحاد جماهیر شوروی). این پایگاه تا سال ۲۰۵۰ در اجاره روسیه است.
پایگاه فضایی کندی (ایالات متحده آمریکا)
پایگاه فضایی گویان در گویان فرانسه (سازمان فضایی اروپا)