Experimentul Stației Spațiale Internaționale de Materiale

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Sigla MISSE.

Experimentul Stației Spațiale Internaționale a Materialelor ( MISSE ) este o serie de experimente montate pe suporturi externe ale Stației Spațiale Internaționale (ISS) și care vizează investigarea efectelor expunerii pe termen lung la mediul spațial a diferitelor materiale.

Proiectul Misse evaluează apoi pe termen lung de performanță, stabilitatea și fiabilitatea materialelor și a componentelor proiectate și dezvoltate de NASA , companii private și Statele Unite Departamentul Apărării (DOD), pentru a fi utilizate în viitor. Misiuni spațiale în nivelul pământului pe orbită, orbită sincronă sau deplasare interplanetară.

Primul experiment pe scară largă inerent testării diferitelor materiale în spațiu, Facilitatea de expunere pe durată lungă (LDEF), care a fost recuperat în 1990 după ce a petrecut 68 de luni pe orbită mică, a dezvăluit că mediul spațial este destul de ostil multor materiale și componente ale sondele spațiale. De exemplu, oxigenul atomic, care este compusul chimic cel mai prezent pe orbita scăzută a Pământului, este foarte reactiv atât cu plasticul, cât și cu unele metale, ducând la eroziune severă în timp. La aceasta se adaugă și faptul că, din cauza lipsei de acțiune de filtrare efectuată de atmosferă, radiația ultravioletă care lovește diferitele componente este destul de puternică și, de asemenea, duce la deteriorarea și tulburarea multor materiale plastice și acoperiri. Aceleași condiții de vid în care cineva se află în spațiu, atunci pot modifica proprietățile fizice ale diferitelor materiale. În cele din urmă, impactul meteoroizilor și a resturilor spațiale de origine umană poate deteriora grav materialele expuse impactului lor. Efectul dat de combinarea tuturor acestor condiții poate fi studiat doar în spațiu. Din acest motiv, odată cu punerea pe orbită a Stației Spațiale Internaționale, s-a gândit imediat să pregătească suporturi externe la care să fie testate mai multe probe de material în astfel de condiții prohibitive în timpul diferitelor misiuni spațiale. [1]

Programul MISSE este succesorul direct al experimentelor Mir Environmental Effects Payload (MEEPs) care au fost andocate de peste un an la modulul de andocare Mir , modulul de andocare al stației spațiale rusești Mir , între STS-76 și STS Space Shuttle -86 , [2] și este descendent al facilității de expunere pe durată lungă menționată anterior. Experimentele MEEP au avut la rândul lor ca predecesori experimentul Passive Optical Sample Array (POSA), adus pe orbită de misiunile STS-1 și STS-2 și succesorul său, Efectele interacțiunii cu oxigenul cu materiale (EOIM), care a intrat în orbitează cu misiunile STS-3 și STS-5 .

PEC, containerul experimentelor MISSE, a fost închis.
Schema PEC închisă.

Materiale testate

Datorită proiectului MISSE, până în prezent au fost testate peste 1.500 de probe. Aceste probe variază de la componente precum întrerupătoare, senzori și oglinzi, la materiale precum polimeri , acoperiri și compozite, dar și semințe, spori și diferite tipuri de bacterii a căror rezistență la condițiile extreme ale spațiului cosmic poate fi evaluată. Înainte de a fi ales pentru plasare pe orbită, fiecare material este testat individual în laborator, dar, după cum sa menționat, în laborator fiecare probă poate fi expusă simultan doar la unele dintre condițiile mediului spațial. Desigur, pe lângă testarea materialelor noi, proiectul MISSE este folosit și pentru a testa performanța materialelor existente, precum cele utilizate în panourile solare ale sateliților de comunicații, pentru a evalua posibilele îmbunătățiri. O importanță deosebită este acordată experimentelor care implică materiale de protecție și de lumină care ar putea fi utilizate în construcția scuturilor, precum cele care vor trebui să apere primii astronauți implicați în explorarea lui Marte de razele cosmice extrem de energice prezente în spațiul interplanetar. În schimb, alte experimente se referă la structuri de membrană ultra-ușoare care ar putea fi utilizate în construcția pânzelor solare și a oglinzilor mari sau a lentilelor gonflabile. [1]

Astăzi, datele obținute din diferite misiuni MISSE sunt disponibile publicului prin intermediul site-ului dedicat „ http://materialsinspace.nasa.gov/ ”, unde cercetătorii NASA continuă să actualizeze baza de date a datelor obținute continuu din analiza eșantioanelor diferitelor misiuni. [3]

Experimentele MISSE puse pe orbită

Materialele selectate pentru misiune sunt plasate în containere de tip servietă numite Containere pentru Experimente Pasive (PEC), care sunt utilizate atât pentru transportul experimentelor către ISS, cât și pentru readucerea lor pe Pământ. în timpul unei activități extravehiculare (EVA) PEC-urile sunt agățate de o balustradă sau plasate pe una dintre structurile externe special instalate pe ISS. În acest moment, containerele sunt complet deschise pentru a expune probele mediului spațial, oferind astfel astronauților posibilitatea de a le fotografia ori de câte ori este posibil, compatibil cu EVA-urile programate. După expunerea la mediul extern pentru timpul prevăzut, PEC este întotdeauna recuperat datorită unei activități extravehiculare și, odată revenit pe Pământ, materialele conținute în acesta sunt supuse unei serii întregi de teste menite să verifice efectele. și componente.

MISSE-1 și MISSE-2

Primul și al doilea set de experimente, care conțin un total de 910 eșantioane de diferite materiale, au fost aduse pe orbită de Space Shuttle Discovery pe 10 august 2001, în timpul misiunii STS-105 . [4] Cele două PEC-uri au fost instalate pe două balustrade diferite situate pe modulul Quest și pe containerele sale de gaz de înaltă presiune asociate . [5]

Destinate inițial să rămână pe orbită doar un an, din cauza întreruperii misiunilor Navetei Spațiale din cauza dezastrului Navetei Spațiale Columbia , experimentele au rămas ancorate în ISS timp de aproape patru ani și abia pe 30 iulie 2005, în timpul primului EVA al misiunii STS-114 , cele două containere ar putea fi recuperate. [6] [7]

  • Cele două PEC-uri ale MISSE 1 și 2 în compartimentul de marfă al Navetei Spațiale în timpul misiunii STS-105

  • Diagrama celor două PEC-uri ale MISSE 1 și 2 montate pe ISS

  • PEC din MISSE-1

  • PEC-ul MISSE-1 montat pe Quest

  • PEC din MISSE-2

  • PEC-ul MISSE-2 montat pe Quest

MISSE-5

MISSE-5 a fost al treilea dintre experimentele MISSE puse pe orbită, deși a fost al cincilea PEC pregătit. Pus pe orbită de Space Shuttle Discovery la 26 iulie 2005, în timpul misiunii STS-114 , MISSE-5 consta din 254 probe de diverse materiale. [8] Containerul a fost instalat și deschis pe segmentul P6 și recuperat aproximativ un an mai târziu, pe 15 septembrie 2006, în timpul misiunii STS-115 . [9]

MISSE-5 a fost primul experiment activ din seria MISSE, deoarece necesita o sursă de alimentare și putea comunica cu baza la sol prin PCSat-2 . Conținea în special trei experimente. Primul dintre ele a fost Forward Technology Solar Cell Experiment (FTSCE), un test menit să verifice performanța a 36 de materiale care vor fi utilizate în construcția celulelor solare pentru viitoarele sonde spațiale. Al doilea a vizat măsurarea degradării a peste 200 de materiale flexibile atunci când este expus mediului spațial. În sfârșit, al treilea se referea la utilizarea PCSat-2, un satelit radioamator construit de Academia Navală a Statelor Unite , ca sistem de comunicații. [10]

  • PEC al MISSE-5 fiind pregătit pentru lansare. În stânga este FTSCE, în dreapta PcSat-2 acoperit cu un strat termic auriu și mostre de materiale flexibile

  • Schema PEC a MISSE-5 montată la capătul segmentului P6

  • PEC-ul MISSE-5 montat la capătul segmentului P6

MISSE-3 și MISSE-4

Al patrulea și al cincilea set de experimente din seria MISSE, MISSE-3 și MISSE-4, conținând în total 871 de probe de diferite materiale, au fost aduse pe orbită de către naveta spațială Discovery pe 3 august 2006, în timpul STS - 121 . [11] Cele două PEC-uri au fost instalate de membrii Expediției 13 pe exteriorul modulului Quest și, în special, MISSE-3 a fost plasat pe unul dintre rezervoarele de înaltă presiune plasate în jurul secțiunii modulului dedicat echipajului , în timp ce MISSE -4 a fost plasat la sfârșitul aceluiași modul. [12]

Destinat inițial să rămână pe orbită timp de trei ani, datorită întreruperii menționate mai sus a misiunilor Navetei Spațiale din cauza dezastrului Columbia , sa decis extinderea expunerii experimentelor MISSE-1 și 2 și scurtarea, în consecință, a acestor experimente. MISSE-3 și 4. Astfel, cele două containere au fost recuperate după aproximativ un an, pe 18 august 2007, în timpul celui de-al patrulea EVA al misiunii STS-118 . [13]

MISSE-3 și 4 au avut și scopuri educaționale. De fapt, au adus pe orbită aproximativ opt milioane de semințe de busuioc care, la întoarcerea celor două experimente, au fost date copiilor școlari pentru a le cultiva, încercând astfel să stimuleze interesul pentru știința spațială la cei mai tineri. [6]

  • PEC din MISSE-3

  • PEC din MISSE-4

  • MISSE-3 cu puțin înainte de recuperare a avut loc în timpul misiunii STS-118

MISSE-6

Al șaselea set de experimente ale programului MISSE, format din două PEC numite 6A și 6B și format din peste 400 de eșantioane de diverse materiale, a fost adus pe orbită pe 13 martie 2008 de Space Shuttle Endeavour în timpul misiunii STS-123 . [14] Cei doi au fost instalați pe una dintre platformele externe de încărcare ale modulului Columbus în timpul celui de-al cincilea EVA al misiunii, după ce o primă încercare făcută în timpul celui de-al treilea EVA a relevat unele probleme, deoarece containerul nu părea să se potrivească cu suportul. [15] [16]

Atât MISSE-6A cât și 6B au fost recuperate ulterior în timpul primului EVA al misiunii STS-128 și s-au întors pe Pământ la aproximativ un an și jumătate după lansarea lor în septembrie 2009. [17] [18]

  • PEC-urile MISSE-6A și 6B de pe modulul Columbus

  • PEC-urile MISSE-6A și 6B

  • Schema PEC a MISSE-6A și 6B

MISSE-7

Cel de-al șaptelea set de experimente din seria MISSE a fost dus la Stația Spațială Internațională în noiembrie 2009, în timpul misiunii STS-129 și a fost găzduit în instalația de încărcare ExPRESS (ExPA) [19] a Transportatorului Logistic ExPRESS numărul 2 . [20]

Ca și în cazul MISSE-6, MISSE-7 a fost, de asemenea, compus din două PEC-uri, numite MISSE-7A și MISSE-7B, primul sub responsabilitatea Laboratorului de cercetare navală și al doilea cu experimente dezvoltate de NASA , Boeing și alții colaboratori, [21] conținând atât experimente pasive cât și active, acestea din urmă concepute în special pentru a interacționa pentru prima dată cu sistemele de comunicații prezente pe ISS, permițând astfel transmiterea datelor către Pământ și analiza lor în timp real, fără trebuie să așteptați returnarea probelor, așa cum se întâmplă în schimb pentru experimentele pasive. În plus față de materiale, componentele au fost testate și în MISSE-7. Printre acestea, SpaceCube , care a fost conectat direct la ExPA, și care este un sistem reconfigurabil și performant bazat pe Virtex-4 FPGA comercial de la Xilinx, conceput pentru utilizare în sonde spațiale care necesită o capacitate mare. bord. Scopul SpaceCube trimis pe orbită cu MISSE-7 a fost să servească drept banc de testare pentru a testa efectele radiațiilor asupra circuitelor FPGA active și pentru a verifica utilizarea tehnicilor de detectare și corectare a erorilor care ar putea contribui la dezvoltarea utilizării analizei datelor comerciale sisteme în zborurile spațiale. [22]

După aproximativ un an și jumătate, în mai 2011, cele două PEC-uri ale MISSE-7 au fost recuperate și aduse pe Pământ de misiunea STS-134 .

  • Cele două PEC-uri ale MISSE-7 înainte de lansare s-au montat pe o platformă de testare ExPA

  • Cele două PEC-uri ale MISSE-7A și 7B

  • Cele două PEC montate pe ELC-2

MISSE-8

În plus față de aducerea experimentului MISSE-7 înapoi pe Pământ, misiunea STS-134 , care a început în mai 2011, a adus experimentul MISSE-8 la ISS, [23] care consta dintr-un singur PEC și a fost instalat pe dispozitivul extern. platforma ORMatE-III, care a ajuns pe ISS împreună cu MISSE-8 în sine.

După aproximativ doi ani și jumătate, în februarie 2014, cele două aparate au fost recuperate printr-un EVA și returnate pe Pământ datorită capsulei Dragon care a ajuns pe ISS cu misiunea de realimentare SpaceX CRS-3 . [24]

  • Astronautul Andrew Feustel schimbă PEC-urile proiectului MISSE-7 cu cele ale MISSE-8 în timpul expediției STS-134

  • Un set de fotografii ale ISS făcute de ELC-2 în timpul unui EVA al misiunii STS-135, în dreapta puteți vedea PEC din MISSE-8

  • Schema proiectului MISSE-8 și a platformei ORMatE-III

  • MISSE-8 fotografiat de Ron Garan în timpul misiunii STS-135

  • Platforma de afișare ORMatE-III plasată în afara ELC-2 în timpul unei plimbări spațiale în timpul misiunii STS-135

MISSE-FF

Experimentul Material ISS Experiment Flight Facility (MISSE-FF) reprezintă o continuare a experimentelor din seria MISSE de la numărul 1 la numărul 8, dar cu un design complet nou care elimină necesitatea activităților extravehiculare pentru realizarea operațiunilor din Programul MISSE. Noul proiect, care apare dintr-o colaborare a Goddard Space Flight Center , a Universității din Colorado și Alpha Space Test & Research Alliance, LLC, implică asamblarea a două structuri de bază în afara ISS, care vor rămâne fixate pe stația spațială. pe durata vieții sale și utilizarea MISSE Sample Carriers (MSC), care sunt transportate la ISS unde, prin brațul robotic Canadarm 2 , operat de la sol sau de echipajul ISS, sunt atașați la structură de bază, care poate conține până la 14 panouri. De aici sunt apoi eliberați la timp, din nou datorită brațului menționat anterior, și pregătiți pentru întoarcerea pe Pământ.
MSC-urile pot fi montate în patru direcții pe structuri: Ram (îndreptat înainte, în direcția în care ISS își urmează orbita), Wake (îndreptat înapoi, în direcția opusă celei în care ISS își urmează orbita) .orbită), Zenith (îndreptându-se spre Pământ, spre spațiul profund și spre Soare) și Nadir (îndreptându-se spre Pământ). Pe lângă faptul că sunt capabili să impulsioneze experimente active, bazate pe ISS în sine, MSC-urile oferă și noi caracteristici, cum ar fi posibilitatea de a face fotografii lunare a fiecărui eșantion (sau mai des dacă este necesar) și de a le trimite pe Pământ. managerii relevanți ai fiecărui experiment care pot monitoriza astfel progresul testului.

Primul MISSE-FF, numit și MISSE-9, a fost adus la ISS în aprilie 2018, de către modulul Dragon 110.2 al misiunii SpaceX CRS-14 și a fost montat pe ELC-2. [25]

Notă

  1. ^ a b MISSE: Testarea materialelor în spațiu , pe nasa.gov , NASA, iulie 2001. Adus 6 iulie 2018 .
  2. ^ William H. Kinard, Sistemul de arhivă MIR Environmental Effects Payload (MEEP) , la setas-www.larc.nasa.gov , NASA, Langley Research Center. Adus la 6 iulie 2018 (arhivat din original la 7 martie 2008) .
  3. ^ Materiale în spațiu , la materialsinspace.nasa.gov , NASA. Adus la 6 iulie 2018 .
  4. ^ MISSE 1 și MISSE 2 , pe misse1.larc.nasa.gov , NASA. Adus la 6 iulie 2018 .
  5. ^ STS-105, MCC Status Report # 13 , la spaceflight.nasa.gov , NASA, Lyndon B. Johnson Space Center , 16 august 2001. Accesat la 6 iulie 2018 .
  6. ^ a b MISSE își pune amprenta , la nasa.gov , NASA, Langley Research Center, 10 octombrie 2005. Adus 6 iulie 2018 .
  7. ^ STS-114 MCC Status Report # 09 , la nasa.gov , NASA, Mission Control Center , 30 iulie 2005. Adus 6 iulie 2018 .
  8. ^ MISSE 5 , pe misse1.larc.nasa.gov , NASA. Adus la 6 iulie 2018 .
  9. ^ STS-115 MCC Status Report # 12 , pe nasa.gov , NASA. Adus la 6 iulie 2018 .
  10. ^ Experimentul Stației Spațiale Internaționale - 5 (MISSE-5) , pe nasa.gov , NASA (arhivat din original la 27 februarie 2008) .
  11. ^ MISSE 3 și MISSE 4 , pe misse1.larc.nasa.gov , NASA. Adus la 6 iulie 2018 .
  12. ^ Station Crewmen Back Inside After Spacewalk , la nasa.gov , NASA. Adus la 6 iulie 2018 .
  13. ^ STS-118 MCC Status Report # 21 , pe nasa.gov , NASA. Adus la 6 iulie 2018 .
  14. ^ Experimentul Stației Spațiale Internaționale - 6A și 6B (MISSE-6A și 6B) , la nasa.gov , NASA (arhivat din original la 8 iulie 2009) .
  15. ^ STS-123 MCC Status Report # 15 , pe nasa.gov , NASA. Adus la 6 iulie 2018 .
  16. ^ STS-123 MCC Status Report # 25 , pe nasa.gov , NASA. Adus la 6 iulie 2018 .
  17. ^ STS-128 Shuttle Report | Toate obiectivele realizate în timpul mersului spațial nr. 1 , pe Spaceflight Now . Adus la 6 iulie 2018 .
  18. ^ Reveniți la expeditor: MISSE-6 vine acasă după mai mult de un an în spațiu , la nasa.gov . Adus la 6 iulie 2018 (arhivat din original la 5 septembrie 2009) .
  19. ^ David S. Lee, Jeffrey L. Kalb, David M. Bullington și Ethan L. Blansett, Sandia-Xilinx Virtex Fpga Seu Experiment pe Stația Spațială Internațională. , pe osti.gov .
  20. ^ Experimentul Stației Spațiale Internaționale - 7 (MISSE-7) , la nasa.gov . Adus la 6 iulie 2018 (arhivat din original la 10 decembrie 2008) .
  21. ^ Donald A. Jaworske și John Siamidis, Prezentare generală a materialelor Stația spațială internațională Experiment 7B ( PDF ), la ntrs.nasa.gov . Adus la 6 iulie 2018 .
  22. ^ David Petrick, MAPLD2009 - SpaceCube Activities ( PPTX ), pe nepp.nasa.gov , NASA , 2009.
  23. ^ Chris Gebhardt, STS-134: PRCB Baselines Penultimate Shuttle Flight to Take AMS to Station , on nasaspaceflight.com . Adus la 6 iulie 2018 .
  24. ^ Expediția 36 Actualizare: 1 iulie 2013 | NASA , pe nasa.gov , NASA, 2 iulie 2013. Adus 6 iulie 2018 .
  25. ^ SpaceX CRS-14 Mission Overview ( PDF ), la nasa.gov , NASA. Adus la 6 iulie 2018 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Adus din „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Materials_International_Space_Station_Experiment&oldid=122307711 ”