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Estação Espacial Internacional
[editar] IntroduçãoNa continuidade das operações da Mir russa, do Skylab dos Estados Unidos, e do planejado Columbus europeu, a Estação Espacial Internacional (International Space Station, ou simplesmente ISS) representa a permanência humana no espaço e tem sido mantida com tripulações de número não inferior a dois elementos desde 2 de Novembro de 2000. A cada rendição da tripulação, a estação comporta ambas equipes (em andamento e a próxima), bem como um ou mais visitantes. A ISS envolve diversos programas espaciais, sendo um projeto conjunto da Agência Espacial Canadense (CSA/ASC), Agência Espacial Européia (ESA), Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA), Agência Espacial Federal Russa (ROSKOSMOS) e Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) dos Estados Unidos da América. A estação espacial encontra-se em órbita em torno da Terra a uma altitude de aproximadamente 360 quilómetros, um tipo de órbita tipicamente designada de órbita terrestre baixa (na verdade, a altitude varia ao longo do tempo em vários quilómetros devido ao arrastamento atmosférico e reposição). A estação perde, em média, 100 metros de altitude por dia e orbita a Terra num período de cerca de 92 minutos. Em 27 de Junho de 2008 (às 01:01 UTC) completou 55.000 órbitas desde o lançamento do módulo Zarya. A estação é atendida principalmente pelo ônibus espacial (em Portugal, vaivém espacial) e pelas naves Soyuz e Progress. Ainda se encontra em construção, embora já seja utilizada continuamente para realização de experiências científicas. Atualmente a estação tem capacidade para suportar tripulações de três elementos. Até julho de 2006, todos os membros da tripulação permanente provinham dos programas espaciais russos ou norte-americanos. No entanto a partir dessa data a ISS tem recebido tripulantes da Agência Espacial Européia e há previsão para a recepção de tripulantes Canadenses e Japoneses. A Estação Espacial também já foi visitada por muitos astronautas de outros países e por turistas espaciais. [editar] Manufatura e Montagem da EEIA construção da ISS irá depender de mais de 50 missões de montagem e utilização. Destas, 39 são assistidas pelo vaivém espacial (português europeu) ou ônibus espacial (português brasileiro) . Adicionalmente a estas missões, aproximadamente 30 missões Progress serão necessárias para providenciar a logística. No final, a ISS estará a operar com um volume de pressurização de 1.200 metros cúbicos, uma massa de 419.000 quilogramas, 110 kilowatts de potência, e uma estrutura de suporte de 108,4 metros de comprimento, com módulos de 74 metros e tripulações de seis elementos. A manufatura dos módulos e da estrutura que compõem a EEI foi realizada por diversas empresas contratadas pelas agências espaciais que formam o grupo responsável pela montagem e manutenção da mesma. A parte americana da estação foi manufaturada principalmente por quatro companhias que tiveram contratos anunciado em 1 de Dezembro de 1987, são elas: Boeing, General Electric's Astro-Space Division, McDonnell Douglas e a Rocketdyne Division of Rockwell. A parte russa foi manufaturada pela empresa RKK Energiya, que também construiu o módulo Zarya, financiada pelos E.U.A. A Europa contribuiu construindo os módulos Node 2 (Harmonia) para os E.U.A e o laboratório Columbus. O primeiro foi construído pela empresa Thales Alenia Space, baseada em Cannes, na França e o segundo numa parceria entre a Thales Alenia e a empresa EADS Astrium. A contribuição japonesa (laboratório Kibo)foi manufaturada pela Mitsubishi e a canadense (braço robótico Canadarm) através da empresa MD Robotics, subsidiária da companhia MDA (MacDonald Dettwiler). A primeira secção da EEI foi colocada em órbita em 1998 e mais duas partes foram adicionadas antes do envio da primeira tripulação, que chegou à estação a 2 de Novembro de 2000 e consistia do astronauta amerciano William Shepherd e de dois cosmonautas russos, Yuri Gidzenko e Sergei Krikalev. Nesta época foi decidido designar a estação espacial de "Alpha", embora o uso do nome estivesse restrito à missão. Após quase uma década de montagem, a configuração da estação (em junho/2008) contava com uma massa de 300.214 kg e 358 metros cúbicos de espaço habitável. Para chegar a essa configuração foram necessárias 26 missões norte-americanas do ônibus espacial e 48 missões russas. Destas últimas, 16 foram tripuladas e 32 não tripuladas. A construção também necessitou de 112 caminhadas no espaço, 28 das quais a partir do ônibus espacial e 84 a partir da própria ISS. No total, o tempo utilizado nessas caminhadas no espaço foi de 706 horas. Nesse processo também foram necessárias a realização de 18.000 refeições.[1] A EEI tem tido uma história problemática. Inicialmente planejada como uma "Estação Espacial Livre" da NASA, assim promovida pelo Presidente Reagan, mostrou-se demasiado dispendiosa. Após a Guerra Fria, foi retomada como um projecto conjunto entre a NASA e a Rosaviakosmos russa. Desde essa altura o seu custo tem-se mostrado muito superior ao projectado inicialmente pela NASA, além de estar com seu cronograma de montagem bastante atrasado. Em 2003 ainda era incapaz de acomodar uma tripulação de seis, consequentemente limitando a quantidade de ciência passível de se realizar, o que também não beneficiava as relações com os parceiros europeus, japoneses e canadenses do projecto. Em Julho de 2004, a NASA concordou em completar a estação até ao nível de suporte de seis membros e ao lançamento de secções adicionais como o módulo japonês de experiências. Enquanto a NASA continua responsável por gerir a construção, a Rússia mantém a continuidade do lançamento e recolha das tripulações de e para a estação. [editar] Cooperação internacionalO fim da guerra fria proprocionou uma aliança internacional de programas espaciais para a construção da Estação Espacial Internacional. Um consórcio de 15 países estão participando da construção e das experiências científicas na ISS: Os Estados Unidos, Rússia, Canada, Japão e através da Agência Espacial Européia (ESA) a Bélgica, Dinamarca, França, Alemanha, Itália, Holanda , Noruega, Espanha, Suécia, Suíça e o Reino Unido.[2] O Brasil assinou um acordo exclusivo e direto com a NASA[3](EUA) para produzir equipamentos e, em troca, o Brasil teria acesso aos equipamentos Norte-Americanos e permissão para enviar um astronauta brasileiro a Estação, [4]o que já aconteceu em 2006 quando o brasileiro Marcos Pontes, o primeiro astronauta nativo da Língua portuguesa, esteve na Estação Espacial Internacional e aonde permaneceu por uma semana.[5] [editar] Objetivos da ISSAlgumas críticas encaram o projecto da NASA como um desperdício de tempo e dinheiro, inibidor do progresso em outros projectos mais úteis: por exemplo, os 100 mil milhões de dólares estimados poderiam pagar dezenas de missões espaciais não tripuladas. No geral, existem muitas críticas contra a exploração espacial que defendem que essa quantia seria melhor empregue em problemas na Terra. Os defensores da exploração espacial argumentam que tais críticas são, no mínimo, redutoras e de pouca visão, e talvez decepcionadoras. Os defensores da investigação e exploração espacial tripulada defendem que estes esforços já produziram biliões de dólares de tangíveis benefícios às pessoas na Terra. Algumas projecções apontam para um benefício económico indirecto, materializado pela comercialização das tecnologias desenvolvidas durante a exploração espacial tripulada, que já retornou mais de sete vezes o investimento inicial para a economia (algumas projecções conservadoras colocam este valor em três vezes o investimento inicial). Se a ISS, isolada do restante programa espacial, será um contribuidor considerável é, no entanto, um assunto de renhido debate. A ISS recebeu o primeiro turista espacial, Dennis Tito, que gastou 20 milhões USD para participar numa missão russa de reabastecimento e o primeiro casamento no espaço quando Yuri Malenchenko, na estação, se casou com Ekaterina Dmitriev, no Texas. [editar] Estado atual da ISSApós o desastre do ônibus espacial Columbia em 11 de Fevereiro de 2003, e a consequente suspensão das missões com estas naves, houve um intervalo onde não foram mais realizados trabalhos de montagem. A sua construção ficou praticamente suspensa dado que as componentes principais são tão pesadas que não podiam ser colocadas no espaço sem o auxílio dos ônibus espaciais. Por exemplo, o módulo do laboratório da Agência Espacial Européia, o Columbus, apesar de concluído, não pôde ser lançado em órbita até o mês de fevereiro de 2008, contabilizando um atraso de três anos em sua instalação. Durante esse período de estagnação não houve o interrumpimento das trocas de tripulação que continuaram a ser efetuadas pelas naves Soyuz. A partir da Soyuz TMA-2, a tripulação passou a ser formada por dois astronautas/cosmonautas, no lugar das tradicionais equipes de três elementos. Essa situação foi normalizada em julho de 2006, com o retorno da composição de três tripulantes com a participação do astronauta da Agência Espacial Européia Thomas Reiter (Alemanha). Durante esse período também houve um grande acúmulo de lixo e materiais descartáveis devido ao fato das espaçonaves Soyuz não disporem da capacidade de transportar esse material excedente. No entanto, boa parte desse transporte foi suprida pelas naves de cargas russas Progress. Atualmente esse problema já está estabilizado. Desde a retomada dos lançamentos de ônibus espaciais em 2005, a montagem da estação tem ocorrido em ritmo razoavelmente acelerado, com a instalação de painéis solares, módulos pressurizados, braços robóticos e racks para exposição de experimentos. Após a instalação do módulo de experimentos pressurizado do laboratório KIBO (JEM-PM) e de seu braço robótico em junho de 2008, estão planejados mais 8 lançamentos do ônibus espacial para completar a montagem da Estação até 2010. Dentro desse prazo também está previsto o lançamento de mais dois módulos pressurizados construídos pelos russos, mas até junho de 2008 não havia uma confirmação oficial a respeito das datas desses lançamentos. Os marcos mais interessantes das próximas etapas de montagem serão a preparação para receber uma tripulação de 6 componentes (previsto para abril de 2009) e a instalação do Node 3 com o módulo Cupola (previsto para 2010), que possibilitará aos astronautas/cosmonautas terem um visão extraordinária da Terra. [editar] Módulos PressurizadosA ISS está atualmente em construção e terá 14 módulos pressurizados com aproximadamente 1.000 metros cúbicos de área. Esses módulos incluem laboratórios, compartimentos de docagem de espaçonaves, câmara de depressurização, nodos de ligação e áreas de vivência. Oito desses módulos já estão em órbita, restando seis em solo pronto para serem instalados. Cada módulo é lançado através dos ônibus espaciais, foguetes Proton ou Soyuz. Abaixo segue uma lista dos módulos com data de lançamento e massa equivalente.
[editar] Principais sistemas da Estação Espacial Internacional[editar] Suprimento de energia elétricaA fonte de energia elétrica da EEI é o sol: luz é convertida em eletricidade através de painéis solares. Antes do vôo de montagem 4A (missão do ônibus espacial STS-97, 30/11/2000) a única fonte de energia eram os painéis solares dos módulos russos Zarya e Zvezda. O segmento russo da estação usa um sistema de 28 volts igual ao do ônibus espacial. No resto da estação a eletricidade é obtida através de painéis solares anexados as extremidades de sua estrutura modular (ISS Main Truss Structure) a uma voltagem que varia entre 130 a 180 volts. A energia é estabilizada e distribuída a 160 volts e então convertida para 124 volts. Energia pode ser trocada entre os dois segmentos da estação usando conversores, isto é essencial desde o cancelamento da Plataforma Russa de Ciência e Energia. O segmento russo dependerá dos painéis solares americanos para suplir sua demanda de energia elétrica. Usando uma linha de distribuição de alta-voltagem (130 a 160 volts) na parte americana, a estação carrega pequenas linhas de energia que ajuda a economizar em peso. Os painéis solares normalmente ratreiam o sol para maximizar a sua performance. Cada painel tem uma área de aproximadamente 375 m² e 58 metros (190 pés) de comprimento. Em sua configuração completa, os painéis solares rastreiam o sol durante cada órbita ao redor da Terra rotacionando seu rotor alfa no sentido vertical em relação a estação, enquanto o rotor beta ajusta seu ângulo do sol a partir do plano orbital da estação em relação a Terra. No entanto, antes que a estrutura modular estivesse montada, os painéis estavam termporariamente em posição perpendicular em suma orientação final, e nessa configuração, o rotor beta era usado como o principal rastreador do sol. Outra ligeiramente diferente opção de rastreameto, o modo Planador Noturno, pode ser usado para reduzir o ligeiramente o arrasto da estação alinhando os painéis dolares no limite do vetor de velocidade. [editar] Suporte a vidaO Sistema de Suporte a Vida e Controle Ambiental (ECLSS - Environmental Control and Life Support System) provê ou controla elementos como pressão atmosférica, nível de oxigênio, água, extinção de incêndios, além de outras coisas. O sistema Elektron gera o oxigênio a que circula a bordo da estação. A mais alta prioridade para o sistema de suporte a vida é a manutenção de uma atmosfera estável dentro da Estação, mas o sistema também coleta, processa e armazena lixo e água produzida e usada pela tripulação. Por exemplo, o sistema recicla fluídos do banheiro, chuveiro, urina e condensação. Filtros de carvão ativado são os primeiros métodos para remoção de produtos do metabolismo humano no ar. [editar] Controle de orientaçãoO controle de orientação da Estação é mantido através de dois mecanismos. Normalmente, um sistema usando giroscópios de controle de momento (CMGs - control moment gyroscopes) mantém a Estação orientada, i.e. com o laboratório Destiny na frente do módulo Unity, a estrutura P a bombordo e o módulo Pirs apontado para a Terra. Quando o sistema de giroscópios se torna saturado, ele pode perder a habilidade de controlar a orientação da estação. Neste caso, o sistema Russo de controle de orientação é preparado para assumir automaticamente, usando retrofoguetes para manter a orientação da Estação e pemitindo assim a dessaturação do sistema de giroscópios americano. Este procesimento foi usado durante a missão STS-117 enquanto a estrutura S3/S4 estava sendo instalada. [editar] Controle de altitudeA Estação Espacial Internacional é mantida em órbita numa altitude limite mínima e máxima de 278 a 460 km de altura. Normalmente o limite máximo é de 425 km para permitir manobras de encontros para espaçonaves Soyuz. Devido a Estação estar em constante queda por causa do arrasto atmosférico e queda do efeito de gravidade, ela precisa ser impulsionada para altitudes mais altas várias vezes durante o ano. Um gráfico de altitude sobre o tempo mostra que a Estação cai a uma razão de 2,5 km por mês. O impulso pode ser feito por dois foguetes do módulo Zvezda, por um ônibus espacial docado, por uma espaçonave Progress ou pelo Veículo de Tranferência Automático (ATV) da ESA e leva aproximadamente duas órbitas (três horas) em cada impulso para vários kilometros acima. Enquanto em construção é relativamente fácil voar grandes cargas para a Estação Espacial. Normalmente após o lançamento, uma espaçonave requer dois dias para realizar a manobra de aproximação e atracamento. [editar] Pesquisa Científica
Astronauta Hans Schlegel trabalha na configuração do Laboratório Columbus
Um dos principais objetivos da Estação Espacial é criar um ambiente para conduzir experimentos que requerem uma ou mais condições específicas que estão presentes no ambiente de micro gravidade. Os principais campos de pesquisa incluem biologia (biomedicina e biotecnologia), física (incluindo física de fluídos, dos materiais e quântica), astronomia (incluindo cosmologia) e meteorologia. O Ato de Autorização da NASA (publicado em 2005) indica que o segmento americano da Estação é um laboratório nacional e tem por objetivo aumentar a utilização da Estação por outras entidades federais e pela iniciativa privada. Em 2007 poucos experimentos foram realizados além do estudo sobre os efeitos no corpo humano da permanência por longo prazo em ambiente de micro gravidade. No entanto, com quatro novos módulos de pesquisa prontos para serem instalados até 2010, é esperado o início de pesquisas mais especializadas. [editar] Módulos de Pesquisa CientíficaO laboratório Destiny é o principal módulo americano anexado a Estação Espacial. Fabricado pela NASA e lançado em fevereiro de 2001, ele é preparado para experimentos gerais. O laboratório Columbus, outro módulo de pesquisas, foi fabricado pela Agência Espacial Européia (ESA). Seu propósito é facilitar experiências científicas e foi lançado em fevereiro de 2008. Ele provê um laboratório para pesquisas gerais, mas também foi desenhado para pesquisas específicas nas áreas de biologia, biomedicina e física de fluídos, além de ter uma margem de expansão que irá possibilitar estudos em física quântica e cosmologia. O laboratório de pesquisas Japonês, também conhecido como Kibo, foi desenvolvido pela Agência Espacial Japonesa (JAXA) para a função de observatório e para realização de várias medições de dados astronômicos. Já foram instalados os módulos pressurizados (Experimentos, JEM-PM e Logística, JEM-ELM) junto com um braço robótico durante duas missões dos ônibus espaciais (STS-123 e STS-124). Num terceiro vôo será lançada a plataforma para exposição direta de experimentos aos raios cósmicos. O laboratório Japonês será o maior e mais completo, incluindo um airlock próprio que permitirá expor experimentos fora do laboratório utilizando o braço robótico. O EXPRESS Logistics Carrier desenvolvido pela NASA (uma espécie de palete para alocação de experimentos), está planejado para ser lançado em setembro de 2009. Ele também permitirá expor experimentos ao ambiente de vácuo no espaço e irá prover a eletricidade e transferência de dados necessária geradas pelos experimentos. O Módulo de Laboratório com Multipropósito, fabricado pela RKA Energia (Rússia), tem lançamento esperado para o final de 2009. Ele também irá suprir recursos para experimentos em ambiente de micro gravidade. Dois módulos de pesquisa foram cancelados, incluindo uma centrífuga (usada para criar níveis de gravidade artificial) e o módulo Russo de pesquisas (usado para pesquisas gerais). Diversos experimentos planejados, como o Espectrômetro Magnético Alfa, também foram cancelados. [editar] Áreas de pesquisaExistem diversos planos para estudar biologia na Estação Espacial Internacional. Um objetivo é melhorar o conhecimento do efeito da exposição de longa exposição do corpo humano no espaço. Fatos como a atrofia muscular, perda óssea e bombeamento de fluídos são estudados com a intenção utilizar os dados obtidos na colonização espacial e durante viagens de longa duração num futuro próximo. O efeito da falta de peso na evolução, desenvolvimento, crescimento e processos internos das plantas e animais também são estudados. Em resposta a recente dados sugerindo que a micro gravidade permite o crescimento tridimensional de tecidos parecidos com o de humanos e que cristais de proteínas podem ser formados no espaço, a NASA indicou o desejo de investigar melhor esses fenômenos. A NASA também gostaria de estudar proeminentes problemas em física. A física dos fluídos em micro gravidade não é completamente desconhecida e pesquisadores gostariam de ter modelos precisos dos fluídos no futuro. Adicionalmente, desde que fluídos podem ser combinados no espaço completamente independente de seu peso relativo, existe algum interesse em investigar a combinação de fluídos que não se misturam bem na Terra. Através do exame das reações que são desaceleradas pela baixa gravidade e temperaturas, cientistas também esperam obter novas idéias sobre estados da matéria (especialmente sobre a supercondutividade). Além disso, pesquisadores esperam examinar a combustão na presença de baixa gravidade fora da Terra. Muitas buscas envolvendo a eficiência de queima ou a criação de produtos secundários poderiam melhorar o processo de produção de energia, o qual apresenta interesse econômico e ambiental. Cientistas planejam usar a Estação Espacial para estudar aerossóis, ozônio, vapor d’água e óxidos na atmosfera terrestre e também os raios cósmicos, poeira cósmica, antimatéria e matéria negra no Universo. Os objetivos de longo prazo para essas pesquisas são desenvolver tecnologia necessária para a exploração humana do espaço, planetária e colonização (incluindo sistemas de suporte a vida, preocupações com segurança, monitoramento ambiental, etc.). Também objetiva procurar novas alternativas para tratar doenças, eficientes métodos para produção de materiais e medições mais acuradas, coisas que seriam impossíveis de conseguir na Terra, além de um entendimento mais completo do Universo. [editar] Tripulação da EEI[editar] Expedições futuras
Observação: A Estação Espacial Internacional é a nave mais visitada na história da exploração espacial. A 19 de Abril de 2008 contava com 213 visitas de 158 pessoas. Enquanto esteve em órbita, a estação russa Mir recebeu 137 visitas (ver a Lista de visitas da Estação Espacial Internacional). [editar] Caminhadas no espaço
Caminhada feita durante a missão STS-116 do ônibus espacial. Robert Curbeam com a faixa vermelha junto com Christer Fuglesang sobre o estreito de Cook, Nova Zelândia.
As atividades extra-veiculares (AEV) são seminais para a montagem e a manutenção da Estação Espacial. Existem duas formas de realizar essa atividade na Estação Espacial Internacional, uma é através do módulo russo de descompressão chamado Pirs, outra é através do módulo americano Quest Joint Airlock. Quando realizado através do módulo Pirs, é utilizado o traje espacial russo Orlan e quando realizado no Quest Airlock, o traje americano. Para as atividades extra-veiculares a partir da Estação Espacial a NASA estabeleceu como procedimento de rotina o acampamento dos astronautas no módulo Quest Airlock com o objetivo de reduzir o risco de doenças relacionadas com a descompressão. Esse procedimento foi testado pela primeira vez em 2005 pela tripulação da Expedição 12. Durante o acampamento, os astronautas dormem, na noite anterior à caminhada espacial, na câmara de despressurização onde baixam a pressão para 10.2 psi (70 kPa). A pressão do ar no interior da estação normalmente é de 14.7 psi (101 kPa). Dormir num ambiente com baixa pressão ajuda eliminar o nitrogênio contido no corpo, prevenindo uma embolia durante a saída da estação. As AEV são perigosas devido a um número de diferentes razões. A principal é a colisão com destroços espaciais. A velocidade orbital 300 km acima da Terra (em missões do ônibus espacial) é de 7,7 km/s. Isso é 10 vezes a velocidade de uma bala, o que significa que a energia cinética de uma pequena partícula com massa de 1/100 de uma bala (isto é, do tamanho de um grão de areia) é equivalente a de uma bala. [editar] Veículos de transporte de cargas e tripulaçõesVeja Lista de vôos tripulados para a ISS para uma listagem cronológica de todos os veículos espaciais tripulados que se encontraram com a ISS e Lista de vôos não tripulados para a ISS para missões de logística da Progress e outros módulos não tripulados de acoplagem automática.
Soyuz TMA-9 atracada a EEI
[editar] Veículos em Operação
[editar] Veículos Planejados
[editar] Propostas
[editar] Ver também
Referências
[editar] Ligações externas[editar] Sites oficiais sobre a ISS nas agências espaciais:[editar] Outros sites interessantes:
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