Achtung - Dies ist eine angepasste Google-Übersetzung. Originalartikel auf dem NSF-Portal.
Ohne das in russischen Publikationen bekannte Stöhnen über die "Antike" des Wissenschaftsmoduls und anderer schwarzer PR
Das neueste bemannte Modul der Internationalen Raumstation (ISS) "Nauka" ist im Kosmodrom Baikonur in Kasachstan eingetroffen, um vor dem Start endgültig überprüft und vorbereitet zu werden. Der seit mehr als 13 Jahren verzögerte Start des Moduls wird eine neue Phase der Erweiterung der Station einleiten.
Derzeit ist geplant, das Modul "Wissenschaft" im April 2021 auf der Trägerrakete "Proton-M" zu starten. Das neue Modul wird an der Stelle an der ISS angedockt, an der sich das Pirs-Andockmodul derzeit befindet.
Geschichte der "Wissenschaft"
Das Modul, das später den Namen "Science" erhielt, wurde zunächst als Backup für das Modul "Zarya" erstellt, das sich derzeit im Orbit befindet. Daher haben beide ein ähnliches Design, das als "Functional Cargo Block" (FGB) bezeichnet wird.
Das Design des FGB geht auf das sowjetische Raumschiff TKS zurück, das in den 1960er Jahren als Besatzung und Frachtlieferwagen für die sowjetischen Raumstationen in Saljut entwickelt wurde. Es bestand aus zwei Teilen - dem VA-Raumschiff und dem funktionalen Frachtblock, die unabhängig voneinander arbeiten konnten.
Schnittdiagramm des TKS-Raumfahrzeugs. Das versiegelte Volumen ist umrissen. Der zylindrische FGB ist links und mittig, während die konische VA und das Manövriersystem rechts sichtbar sind. Bildnachweis: NASA
Das VA-Raumschiff selbst wurde ursprünglich als Mondfahrzeug entwickelt - ein Analogon zum Apollo-Befehlsmodul. Während des Starts und der Landung musste es drei Besatzungsmitglieder an Bord befördern und war für die Wiederverwendung vorgesehen, obwohl dies in der Praxis nur einmal demonstriert wurde.
Für Mondmissionen sollte die VA auf einer Protonenrakete mit einem zusätzlichen Servicemodul gestartet werden, um eine längere Mondmission zu unterstützen. Diese Konfiguration wurde jedoch zugunsten des Sojus 7K-L1-Projekts (bekannt als Sonde) aufgehoben, das zwölfmal im Weltraum flog. Nachdem es für das sowjetische Mondprogramm abgelehnt worden war, wurde die VA als Teil des Raumfahrzeugs TKS (Supply Transport Ship) umfunktioniert.
Der funktionale Ladeblock in dieser Ausführung diente als Service- und Speichermodul. In der Mitte befand sich ein großes versiegeltes Volumen für die Lagerung von Waren und Geräten. Außerhalb des FGB befanden sich Kraftstofftanks, wendige Motoren, Sonnenkollektoren und ein Docking-Port.
TCS flog viermal und legte dreimal an die Stationen des Salyut-Projekts an. Aber keine dieser Missionen hatte eine Besatzung.
Nach der Aufhebung des TKS-Programms nutzte das sowjetische Raumfahrtprogramm bald andere Möglichkeiten, die das bewährte Design des FGB bieten könnte.
1987 wurde das Kvant-1-Modul zur Raumstation Mir gebracht. Anstatt über ein eigenes Steuerungssystem zu verfügen, wurde es mit einem funktionalen Servicemodul auf Basis des FGB an die Station geliefert.
Mehrere andere Module der Mir-Station wurden selbst vom FGB abgeleitet, darunter die Module Kvant-2, Kristall, Spektr und Priroda. Die Verwendung des FGB-Designs beim Bau der Mira-Module sparte Zeit und Geld.
Später, 1987, wurde das Polyus-Raumschiff im ersten Flug der Energia-Trägerrakete gestartet. Der Pol war der Prototyp einer Orbitallaserwaffe zur Zerstörung von Satelliten. Es wurde von einem modifizierten FGB gesteuert und betrieben, einem Überbleibsel des TCS-Programms. Aufgrund einer Fehlfunktion im FGB-Steuerungssystem wurde der Pol vor dem Starten der Motoren falsch ausgerichtet. Der Pol konnte die Umlaufbahn nicht betreten und brannte über dem Pazifik ab.
1998 wurde das nächste FGB-basierte Modul, Zarya, auf der Proton-Trägerrakete eingeführt. Zarya war das erste Modul der Internationalen Raumstation, das die erste Station mit Strom, Kontrolle und Orientierung versorgte. Es wurde von Russland im Auftrag der NASA gebaut.
Im Falle eines erfolglosen Starts von Ersatzteilen wurde mit dem Erstellen einer Sicherungskopie des Zarya-Moduls begonnen. Der Bau des Moduls mit der Bezeichnung FGB-2 wurde bei einer Bereitschaft von etwa 70% gestoppt.
Nach dem erfolgreichen Start von Zarya wurde FGB-2 ohne definitive Zukunft eingelagert. Es wurden mehrere Pläne zur Integration des Moduls in die ISS vorgeschlagen. Dazu gehörten Optionen für einen Docking-Port, ein Labor oder sogar ein Einweg-Transportschiff.
Letztendlich traf Roskosmos, die russische Raumfahrtagentur, die Entscheidung, FGB-2 in ein "Multipurpose Laboratory Module" (MLM) umzuwandeln. Das Modul sollte 2007 eingeführt werden.
Wie der Name schon sagt, wird MLM ein Mehrzweckmodul (meist wissenschaftlich) sein. Es wird unter anderem Mannschaftsunterkünfte, wissenschaftliche und Forschungsarbeitsplätze, ein Antriebssystem, Sonnenkollektoren, einen Roboterarm namens European Robotic Arm und eine experimentelle Luftschleuse umfassen.
Es werden jedoch nicht alle Elemente mit MLM in den Orbit gebracht.
Das Mini-Forschungsmodul Rassvet wurde 2010 an Bord des Raumfahrzeugs Atlantis zur ISS gebracht. Das Modul wurde als kleines Docking-Labormodul konzipiert. Darüber hinaus wurde Rassvet angewiesen, mehrere Komponenten für MLM an die Station zu liefern.
Dawn wird auf Atlantis mit einem MLM-Kühler, einer experimentellen Luftschleuse und einem Ersatzanschluss für einen europäischen Roboterarm gestartet, die alle nach Ankunft in der Station auf dem MLM-Modul installiert werden.
MLM wird auch über Antriebssysteme verfügen, die für ein Rendezvous und ein autonomes Andocken an die ISS nach dem Start ausreichen. Sobald die Kraftstofftanks an der Station angeschlossen sind, können sie zur Lagerung des Kraftstoffs wiederverwendet werden. MLM-Solarmodule werden auch dazu beitragen, die Abhängigkeit des russischen Segments von der Hauptsolaranlage der Anlage zu verringern, die technisch Teil des US-Segments ist.
Das neue Modul wird mit Wasser- und Luftreinigungssystemen, einer neuen Kombüse und einer Toilette ausgestattet. Die Motoren können auch als Standby-Motoren zur Steuerung der Station bei Ausfall der Motoren am Zvezda-Modul verwendet werden.
Später wurde MLM offiziell "Wissenschaft" genannt
Nach der Inbetriebnahme und Ausstattung wird Nauka zum wichtigsten Labormodul im russischen Segment. Derzeit gibt es in Russland zwei kleine Labormodule - Rassvet und Poisk, die der Wissenschaft in keiner Weise unterlegen sind.
Darüber hinaus erhält Nauka den Titel des schwersten russischen Moduls der Station - 24,2 Tonnen. Derzeit gehört diese Auszeichnung dem Zvezda-Modul - 20,3 Tonnen.
Der zukünftige Docking-Port für Nauka auf der ISS - Zvezda Nadir oder der erdseitige Docking-Port - wird derzeit vom Pirs-Docking-Modul belegt.
Pirs wurde 2001 gestartet und dient als Docking-Hub für das Raumschiff Sojus und Fortschritt. Darüber hinaus verfügt es über Stauraum und zwei Luken für Weltraumspaziergänge.
Das Progress-Frachtschiff wird verwendet, um den Docking-Hafen für Nauka freizugeben. Er wird Pierce von der Station entfernen. Dies soll mit dem Raumschiff Progress MS-15 durchgeführt werden, das im Juli 2020 gestartet und drei Stunden später an Pirs angedockt wurde.
Die russische Besatzung am Bahnhof wird einen Weltraumspaziergang machen, um das Pirs-Modul für die Entfernung vorzubereiten. Am Ende der Progress MS-15-Mission - vorausgesetzt, Nauka ist für den Start im April 2021 bereit - werden die Haken und Riegel, die Pirs und Zvezda verbinden, entfernt, anstatt Progress von Pirs abzudocken und Progress gibt die Dockingstation von der Station frei.
Einige Tage später würde Progress die Umlaufbahn von Pirs verlassen, um wieder in die Erdatmosphäre einzutreten.
Der Pier wird das erste Stationsmodul sein, das dauerhaft entfernt und zerstört wird. Derzeit ist nicht geplant, andere Originalmodule auf russischer oder US-amerikanischer Seite (einschließlich Kanada, Japan und ESA) von der Station zu entfernen.
"Wissenschaft" wird jedoch keine einmalige Ergänzung sein, sondern eine Ära der groß angelegten Erweiterung der Station einleiten.
Im dritten bis vierten Quartal 2021 wird das Modul „Prichal“ am Bahnhof eingeführt - übersetzt aus dem Russischen als „Pier“ oder „Dock“. Es wird in einem modifizierten Progress-Raumschiff geliefert und am erdseitigen Hafen von Nauka angedockt.
Rendern des Knotens Knoten "Steg". Der obere Hafen in der rechten Ansicht wird mit dem zur Erde gerichteten Nauka-Hafen verbunden. Bildnachweis: RSC Energia.
Das Prichal verfügt über sechs Docking-Ports, von denen einer für Nauka verwendet wird. Die restlichen fünf stehen für den Besuch der Sojus- oder Fortschrittsschiffe und später für zusätzliche neue Module zur Verfügung. Der Hafen direkt gegenüber von Nauka ist für das Pumpen von Kraftstoff von Progress-Schiffen zur Station ausgestattet.
Wenn der Prichal zur ISS aufbricht, wird er eine Tonne Fracht mit sich führen.
Das erste permanente Modul, das von einem der Ports des "Prichal" verwendet wird, ist das HEM-1 "Scientific Power Module".
HEM-1 ist ein völlig neues Design, das aus zwei Segmenten besteht - einem versiegelten und einem nicht versiegelten.
Das zylindrisch versiegelte Segment hat ein Innenvolumen, das das Volumen von "Science" überschreitet. Es wird ein modulares Speichersystem für Forschung, Mannschaftsunterkünfte und Lagerung enthalten - ähnlich den Modulen in der US Orbital Section. Das modulare System erleichtert die Neukonfiguration interner Elemente.
Visualisierung von HEM-1. Der breite versiegelte Abschnitt ist unten links sichtbar und der kleinere nicht versiegelte Abschnitt (mit zwei großen Sonnenkollektoren) in der Mitte. Bildnachweis: RSC Energia.
Das unter Druck stehende HEM-1-Segment wird auch ein neues Lebenserhaltungssystem und zusätzliche Besatzungsunterkünfte beherbergen.
Im undichten Segment werden Kommunikationsgeräte, Heizkörper und zwei große Solarmodule installiert. Sie werden 18 Kilowatt erzeugen, von denen 12 an andere Module im russischen Segment gesendet werden können. Neue Antennen auf HEM-1 ermöglichen eine kontinuierliche Kommunikation über russische Relaissatelliten.
Der Bau von HEM-1 wurde seit 2016 nur begrenzt finanziert. Russische Beamte planen jedoch immer noch, es 2021 oder 2022 zu starten.
Im Jahr 2019 wurden strukturelle Tests der Bodentestprobe des Moduls abgeschlossen.
HEM-1 wird auf einer Proton-M-Trägerrakete mit einer nicht standardmäßigen Verkleidung gestartet. Die Wände des versiegelten Segments bleiben offen und die konische Verkleidung bedeckt den Andockanschluss. Eine separate zylindrische Abdeckung deckt das undichte Segment ab.
Es wurden auch zusätzliche russische Module vorgeschlagen, wie beispielsweise eine Luftschleuse und ein in sich geschlossenes, frei fliegendes Labormodul. Diese Pläne befinden sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium.
Auf der US-Seite des Komplexes plant Axiom, einen modularen Komplex hinzuzufügen, um die kommerzielle und industrielle Nutzung der Station zu unterstützen.