25 lat technologii Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wspierającej badania w kosmosie
NASA i jej partnerzy wspierali ludzi w ciągłym życiu i pracy w kosmosie od listopada 2000 roku. Po 25 latach zamieszkania Międzynarodowa Stacja Kosmiczna nadal stanowi poligon do testowania technologii napędzających kampanię Artemis NASA, przyszłe misje księżycowe i ludzką eksplorację Marsa.
<br />Spójrz na kluczowe postępy technologiczne, które stały się możliwe dzięki badaniom prowadzonym na pokładzie laboratorium orbitalnego.
<br />Roboty odgrywały kluczową rolę w sukcesie stacji kosmicznej. Od Canadarm2 zbudowanego w Kanadzie, który zmontował duże części laboratorium orbitalnego i nadal wspiera prowadzone operacje, zwłaszcza podczas spacerów kosmicznych, technologia robotyczna na stacji ewoluowała, aby obejmować autonomiczne asystenty latające i humanoidalne roboty, które wydłużyły możliwości załogi i otworzyły nowe ścieżki eksploracji.
<br />Pierwsze robotyczne pomocniki stacji dotarły w 2003 roku. Roboty SPHERES – skrót od Synchronized Position Hold, Engage, Reorient, Experimental Satellite – służyły na stacji przez ponad dekadę, wspierając monitorowanie środowiska, zbieranie i transfer danych oraz testy materiałów w mikrogravitacji.
<br />Kolejny autonomiczny system robotyczny NASA, Astrobee, oparty na lekcjach wyniesionych z SPHERES. Znane pieszczotliwie jako Honey, Queen i Bumble, trzy Astrobee pracują autonomicznie lub zdalnie sterowane przez astronautów, kontrolerów lotu lub naukowców na Ziemi. Zostały zaprojektowane do wykonywania takich zadań jak inwentaryzacja, dokumentowanie eksperymentów przeprowadzanych przez astronautów lub przemieszczanie ładunków po stacji, a mogą być wyposażone i zaprogramowane do przeprowadzania eksperymentów.
<br />NASA i partnerzy również testowali zręczne humanoidalne roboty na pokładzie stacji. Robonaut 1 i jego bardziej zaawansowany następca, Robonaut 2, zostały zaprojektowane do używania tych samych narzędzi co ludzie, aby mogły pracować bezpiecznie z załogą z możliwością przejęcia rutynowych zadań i czynności wysokiego ryzyka.
<br />Zaawansowane technologie robotyczne odegrają istotną rolę w misji NASA powracającej na Księżyc i kontynuującej podróż na Marsa i dalej. Roboty takie jak Astrobee i Robonaut 2 mają zdolność stać się opiekunami przyszłych statków kosmicznych, wykonywać misje poprzedzające dotarcie do nowych destynacji i wspierać bezpieczeństwo załogi poprzez podejmowanie niebezpiecznych zadań.
<br />Życie i praca w kosmosie przez ponad dwie dekady wymagają technologii, która maksymalnie wykorzystuje ograniczone zasoby. Systemy podtrzymania życia stacji kosmicznej recyklingują powietrze i wodę, aby utrzymać astronautów w dobrym zdrowiu i ograniczyć konieczność zaopatrzenia z Ziemi.
<br />System Kontroli Środowiska i Podtrzymywania Życia (ECLSS) usuwa dwutlenek węgla z powietrza, dostarcza tlen do oddychania i recyklinguje wodę zużywaną — przetwarzając wczorajszą kawę w kawę na jutro. Został zbudowany wokół trzech kluczowych komponentów: Systemu Odzyskiwania Wody, Systemu Odnowy Powietrza i Systemu Wytwarzania Tlenu. Procesor wody odzyskuje ścieki od członków załogi, wilgotność kabiny i układy nawadniania w skafandrach kosmicznych podczas spacerów kosmicznych, przetwarzając je na czystą, zdatną do picia wodę.
<br />System Odnowy Powietrza filtruje dwutlenek węgla i śladowe zanieczyszczenia z atmosfery kabiny, zapewniając, że powietrze pozostaje bezpieczne do oddychania. System Wytwarzania Tlenu wykorzystuje elektrolizę do rozkładu wody na wodór i tlen, zapewniając stały dopływ tlenu do oddychania. Obecnie te systemy mogą odzyskiwać około 98% wody dostarczanej na stację, co stanowi kluczowy krok w kierunku misji o długim czasie trwania, w których nie będzie możliwe uzupełnianie zapasów z Ziemi.
<br />Wnioski zdobyte podczas pobytu na stacji kosmicznej pomogą utrzymać załogi Artemis w zdrowiu na Księżycu i ukształtować systemy zamkniętej pętli potrzebne do przyszłych wypraw na Marsa.
<br />Wytwarzanie addytywne, znane również jako druk 3D, jest na Ziemi regularnie używane do szybkiego wytwarzania różnorodnych urządzeń. Dostosowanie tego procesu do warunków kosmicznych mogłoby pozwolić załodze tworzyć narzędzia i części do utrzymania i napraw w razie potrzeby, a także oszczędzać cenne miejsce ładunku.
<br />Badania prowadzone na pokładzie laboratorium orbitalnego pomagają rozwijać tę zdolność.
<br />Pierwsza drukarka 3D na stacji kosmicznej została zainstalowana w listopadzie 2014 roku. To urządzenie wyprodukowało ponad dwunastu plastikowych narzędzi i części, demonstrując, że proces ten może działać na niskiej orbicie Ziemi. Kolejne urządzenia testowały różne projekty i funkcjonalności drukarki, w tym produkcję części z recyklowanych materiałów i symulowanego regolitu księżycowego. W sierpniu 2024 r. urządzenie dostarczone przez ESA wyprodukowało pierwszy metalowy produkt wydrukowany w 3D.
<br />Stacja kosmiczna była również miejscem badań nad formą druku 3D, zwanej drukiem biologicznym lub bioprinting. Ten proces wykorzystuje żywe komórki, białka i składniki odżywcze jako surowce do potencjalnego wyprodukowania ludzkich tkanek do leczenia urazów i chorób. Do tej pory na pokładzie wydrukowano łąkotkę kolanową i żywą ludzką tkankę serca.
<br />Zdolność wytwarzania rzeczy w kosmosie jest szczególnie ważna w planowaniu przyszłych misji na Księżyc i Marsa, ponieważ dodatkowe zapasy nie mogą być szybko wysyłane z Ziemi, a pojemność ładunkowa jest ograniczona.
<br />Podczas gdy stacja kosmiczna krąży wokół Ziemi, jej cztery pary ogniw słonecznych pochłania energię Słońca, dostarczając energię elektryczną do licznych badań i prac naukowych prowadzonych każdego dnia, a także do kontynuacji operacji laboratorium orbitalnego.
<br />Oprócz wykorzystania energii Słońca do swoich operacji, stacja kosmiczna stała się platformą do innowacyjnych badań nad energią słoneczną. Co najmniej dwadzieścia kilka badań przetestowało zaawansowaną technologię ogniw słonecznych – oceniając ich wydajność na orbicie i monitorując degradację spowodowaną ekspozycją na skrajne środowisko kosmosu. Badania te pokazały technologie, które mogłyby umożliwić lżejszą, tańszą i wydajniejszą energię słoneczną, co mogłoby ulepszyć projekt przyszłych statków kosmicznych i wspierać zrównoważoną produkcję energii na Ziemi.
<br />Jedno z badań – Roll-Out Solar Array – doprowadziło już do ulepszeń na stacji. Udany test nowego typu panelu słonecznego, który rozwija się jak konfetti i jest bardziej kompaktowy niż obecne sztywne projekty paneli, wpłynął na rozwój ISS Roll-Out Solar Arrays (iROSAs). Sześć iROSAs zostało zainstalowanych podczas serii spacerów kosmicznych między 2021 a 2023 rokiem i zapewniło wzrost mocy stacji o 20%–30%.
<br />Przez 25 lat stacja orbitalna służy jako globalna platforma edukacyjna, promując edukację STEM i łącząc ludzi na Ziemi z życiem w kosmosie. Każdy eksperyment, transmisja danych podczas lotu i ładunek zaprojektowany przez studentów pomaga uczniom zobaczyć naukę w działaniu i podzielić ludzkie dążenie do odkrywania.
<br />Pierwszy i najdłużej trwający program edukacyjny na stacji to ISS Ham Radio, znany jako Amatorska Radiostacja na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ARISS), gdzie uczniowie mogą bezpośrednio zadawać pytania załogom stacji. Od 2000 roku ARISS połączył ponad 100 astronautów z ponad 1 milionem uczniów w 49 stanach USA, 63 krajach i na wszystkich kontynentach.
<br />Przez Learn with NASA uczniowie i nauczyciele mogą odkrywać praktyczne aktywności i eksperymenty prowadzone przez astronautów, które pokazują, jak fizyka, biologia i chemia rozwijają się w mikrograwitacji.
<br />Uczniowie na całym świecie również biorą udział w badaniach inspirowanych przez stację kosmiczną. Programy takie jak Genes in Space i Cubes in Space pozwalają uczniom projektować eksperymenty na orbitę, podczas gdy konkursy programowania i robotyki, takie jak Kibo Robot Programming Challenge, pozwalają uczniom programować wolno latające roboty Astrobee na pokładzie laboratorium orbitalnego.
<br />Jak NASA przygotowuje się do misji Artemis na Księżyc, stacja kosmiczna nadal budzi ciekawość i inspiruje kolejne pokolenie odkrywców.
Vielen Dank, dass Sie den Artikel gelesen haben! Beobachten Sie uns unter Google Nachrichten.
