ایستگاه فضائی بین المللی

در یک روز تابستانی سال ۲۰۰۴، یک ایستگاه فضائی وسیع و پیچیده موسوم به ایستگاه فضائی بین المللی در ارتفاع ۲۲۰ مایلی کره زمین مستقر خواهد گردید. جایگاهی که ۷ فضانورد می‌توانند …

در یک روز تابستانی سال ۲۰۰۴، یک ایستگاه فضائی وسیع و پیچیده موسوم به ایستگاه فضائی بین المللی در ارتفاع ۲۲۰ مایلی کره زمین مستقر خواهد گردید. جایگاهی که ۷ فضانورد می‌توانند در آن کار و زندگی کنند. این ایستگاه فضائی به وسعت یک زمین فوتبال و با وزن یک میلیون پاوند، دست کم دارای ۸ اتاق برای زندگی، آزمایشگاه پژوهشی و انبار خواهد بود. این ایستگاه با باتری‌های خورشیدی خود، می‌تواند ۴۵ کیلووات برق تولید نماید و در نوع خود بزرگترین سازه‌ای است که در مدار کره زمین قرار خواهد گرفت.

اگر بتوان یک طرح ۵۰ میلیارد دلاری را ساده نامید، می‌توانیم بگوئیم که این برنامه همیشه برای دست اندرکاران، طرحی شفاف و ساده به شمار می‌رفته است. براساس این برنامه، ابتدا یک فضاپیما به نام زاریا (Zarya) به معنای طلوع خورشید با سرمایه امریکا، توسط روس‌ها ساخته و به‌وسیله یک موشک پروتون (Proton) از پایگاه فضائی بایکونور به فضا پرتاب خواهد شد.

این فضاپیما به‌عنوان انبار و سرپناهی خواهد بود که مجهز به نیروی الکتریسیته و تجهیزات ارتباطی بوده و دارای قابلیت مانور می‌باشد. ۲ هفته پس از آن، نخستین مأموریت که از ۳۳ مأموریت شاتل فضائی انجام می‌شود و دیگر اجزاءی عمده از قبیل مکانیزم پلهوگیری را که توسط ناسا ساخته شده، به فضا خواهد برد. شاتل فضائی اندیور، بخش ساخت روسیه را که به بزرگی یک لوکوموتیو می‌باشد با بازوی محرک خود به نزدیکی زاریا برده، سیستم پهلوگیری زاریا را با نقاط اتصال بخش روسی در یک راستا قرار می‌دهد و سپس با استفاده از پیشرانه‌های خود، آن دو را به سوی یکدیگر سوق داده و متصل می‌کند. فضاپیمائی که به این طریق شکل می‌گیرد، منتظر قلب و مغز و بازوهای خود که همان بخش خدماتی (service module) است، می‌ماند. این بخش خدماتی با هزینه دولت روسیه و به‌وسیله مهندسان این کشور ساخته می‌شود. این استوانه ۴۳ پائی، امکانات زندگی و حیات را برای ۳ نفر خدمه، و راکت‌ها و سوخت مورد نیاز را برای متعادل نگهداشتن این ایستگاه در حال شکل گیری، فراهم می‌سازد و موقعیت ایستگاه را در مدار درست، حفظ می‌کند.

پس از فرستادن آپولو به کره ماه و ارسال نخستین شاتل فضائی (رفت و برگشتی) به فضا، این برنامه پیچیده ترین و پرهزینه ترین برنامه در نوع خود می‌باشد. استقرار این ایستگاه فضائی هم از لحاظ هزینه و هم از لحاظ پیچیدگی، چیزی فراتر از یک رخداد فضائی به حساب می‌آید. هنگامی‌که مونتاژ ان در فضا آغاز شود، کسی نمی‌تواند پیش بینی کند که فرایند پیشرفت، کار چگونه خواهد بود و کدامیک از بازیگران، قادر خواهند بود بازی را تا پایان ادامه دهند.

این آزمایشگاه پژوهشی پیش از شکل گیری ناسا در سال ۱۹۵۸ سرگرم ساخت ماهواره بود. در آن زمان این آزمایشگاه ونگارد ـ۱ را به فضا پرتاب نموه بود. این آزمایشگاه، فضاپیمای کم هزینه کلمانتین را ساخت و در سال ۱۹۹۴ به‌عنوان یک ساخت افزار آزمایشی، آن را به کره ماه فرستاد. هدف از ارسال این فضاپیما، دستیابی به فناوری موسوم به اقدامات دفاع دور بود. فضاپیمای کلمانتین در حدود ۲ میلیون عکس از سطح کره ماه به زمین ارسال نمود و شواهد مربوط به وجود آب را در یکی از قطب‌های کره ماه به زمینیان نوید داد. ارسال این فضاپیما تنها ۸۰ میلیون دلار هزینه داشت و معجزه صرفه جوئی و فناوری مینیاتوری کردن فضاپیماها را به ارمغان آورد.

مرکز آزمایشگاهی نیروی دریائی به‌جزء فضاپیمای کلمانتین، پیشگامی در زمینه رادار و ناوبری ماهواره‌ای و برنده شدن جایزه نوبل یکی از دانشمندان این آزمایشگاه‌ها در ۱۹۸۵ در رشته شیمی تاکنون بیش از ۸۰ فضاپیما به فضا پرتاب کرده که تعدادی از آن‌ها ماهواره‌ای جاسوسی و شناسائی بوده‌اند. هدف نارسا در مراجعه به این آزمایشگاه، کسب اطلاعات بیشتر در مورد یک فضاپیما به نام تیتان لانچ دیسپنسر بود. فضاپیمائی پرقدرت ۵/۱۲ تنی که می‌توانست با استفاده از بخش فوقانی خود، اقیانوس را تحت نظر گرفته به جاسوسی نیروی دریائی ارتش سرخ بپردازد.

فضاپیمائی که مهندسان آزمایشگاه نیروی دریائی شروع به ساختن نمودند ۱۵ پاقطر و ۱۷ا طول داشت و پهلوهای هشتگانه‌اش مجهز به صفحات خورشیدی، مخازن سوخت و تولید فشار است.

بخش کنترل موقت در واقع نوعی سوخت رسان پرنده است. در اطراف یک فضای مستطیل شکل و مرکز آن ۴ مخزن کروی قرار دارد، که ۲ مخزن برای ذخیره اکسید کننده تتراکسید نیتروژن و ۲ مخزن دیگر برای سوخت هیدرازین منومتیل می‌باشد. این دو ماده وقتی در محفظه احتراق راکت موتور را با هم مخلوط می‌گردند خود به خود محترق می‌شوند (جرقه می‌زند) در بدنه این بخش ۲ مخزن کروی کوچک دیگر که محتوی گاز هلیوم می‌باشند قرار دارد. این گاز بی اثر، فشار لازم (در حدود ۳۰۰۰ پاوند بر اینچ مربع) را برای سایر مخزن‌ها تأمین می‌کند. بخش کنترل موقت در مجموع می‌تواند در حدود ۱۵۰۰ پاوند سوخت را با خود حمل و سوخت ایستگاه فضائی اولیه را به مدت حدود یکسال و نیم تأمین نماید.

این فضاپیما باید خود را با ایستگاه فضائی که با گذشت زمان از لحاظ جرم و شکل هندسی تغییر می‌کند، تطبیق دهد. ناسا از مرکز آزمایشگاه فضائی نیروی دریائی می‌خواست فضاپیمائی را فراهم آورد که بتواند ایستگاه فضائی را از پرواز موسوم به A۲ (یعنی تازمانی که فقط زاریا و یونیتی در مدار قرار دارند) حداقل تا پرواز A۷ (یعنی تا زمانی که آنتن‌های غول پیکر خورشیدی، تیرهای مشبک دیرک ما نند، مدول آزمایشگاهی امریکا، کانال هوا و سایر تجهیزات به ایستگاه متصل می‌شود) در مدار نگهدارد. هرچه به جرم توده ایستگاه فضائی افزوده می‌شود، گرانیگاه آن نیز تغییر و در جو رقیقی که در ارتفاع ۲۲۰ مایلی سطح زمین قرار دارد پسای بیشتری تولید می‌کند. نرم افزارهای کنترلی محفظه کنترل موقت تعیین می‌کند کدام رانشگر (تراستر)، کی روشن شود و برای چه مدتی کار کند تا با تغییراتی که در آن ایجاد می‌گردد خود را منطبق سازد.

مهندسان برای سادگی کار همان موتورهائی را که در شاتل فضائی استفاده می‌شود خریدند تا آن‌ها را در بازوهای سفینه نصب کنند. رفته رفته، فضاپیمای اولیه کامل شده و دیگر سخت افزارها نیز در راه است. طرح، مطابق برنامه پیش رفت و تا در تابستان (سال ۲۰۰۰) بخش کنترل موقت با استفاده از یک فرزند هواپیمای گالاکسی به مرکز فضای کندی انتقال یافت.

اگر محفظه کنترل موقت به فضا ارسال نشود مهندسان مرکز آزمایشگاه‌های پژوهشی نیروی دریائی ترکیب آن را تغییر داده و آن را برای مقاصد دیگر به‌کار خواهند گرفت.

طراحی کلی این بخش، از الگوهای طراحی ایستگاه‌های فضائی میر روسیه گرفته شده و نیازی به نوآری ندارد. سیستم پیشرانه و الکترونیک پروازی آن بهینه سازی شده، چندگانه سازی بیشتری در آن اعمال گردیده و سیستم‌های ناوبری و کنترل گرمائی آن به مراتب بهبود یافته تر است.

فضانوردانی که در دهه گذشته در فضا زندگی کرده‌اند در این دستگاه فضائی نیز احساس همانند زندگی در خانه خود را خواهند داشت. آشپزخانه، حمام و پنجره‌های آن درست مشابه میر است. سیستم پهلوگیری (کانال ورود و خروج فضانوردان از ایستگاه فضائی) نیز مشابه میر است ولی به جای ۴ سیستم، ۲ سیستم در آن تعبیه شده است. بدنه کامل آن در مرکز تولیدی خرونیچف، واقع در مسکو ساخته شده و سیستم‌های داخلی آن ساخت کارخانه RSC در حوالی کرولف می‌باشد. این دو مرکز، متخصص ساخت فضاپیما می‌باشد. بخش پیشرانه‌ای دارای دو نوع رانشگر خواهد بود. رانشگرهای بزرگتر (۱۰۰ تا ۲۰۰ پاوندی) برای تجدید مدار و رانشگرهای کوچکتر (۲۵ تا ۵۰ پاوندی) برای کنترل وضعیت روزانه ایستگاه استفاده خواهند شد. بخش پیشرانه‌ای قادر خواهد بود تمام رانش‌هائی را که ایستگاه لازم دارد، خاموش باشند. بنابراین برای این گونه عملیات (عملیات الحاق شاتل به ایستگاه فضائی) خودروی فضائی دیگر لازم است که بتواند کنترل ایستگاه فضائی را هنگام پهلوگیری در اختیار بگیرد. این خودروی فضائی، هم اینک، چیزی جز بخش خدماتی روس‌ها نمی‌تواند باشد.