วิธีการทำงานของสถานีอวกาศนานาชาติ

ลองนึกภาพคุณตื่นขึ้นมาในตอนเช้ามองออกไปนอกหน้าต่างของคุณและดูขอบฟ้าสีฟ้าที่กว้างใหญ่ของโลกและความมืดของพื้นที่ โลกของเราแผ่กว้างออกไปภายใต้คุณ ภูเขา ทะเลสาบ และมหาสมุทรผ่านไปในลำธารที่สวยงามของทิวทัศน์ที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเมื่อคุณโคจรรอบโลกทุกๆ 90 นาที ฟังดูเหมือนเรื่องไม่จริงจากนิยายวิทยาศาสตร์ใช่ไหม? สำหรับลูกเรือของสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) มันคือความจริง

ในปีพ.ศ. 2527 ประธานาธิบดีโรนัลด์ เรแกนเสนอให้สหรัฐฯสร้างสถานีอวกาศที่มีผู้อยู่อาศัยถาวร ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลและอุตสาหกรรม โดยร่วมมือกับประเทศอื่นๆ อีกหลายประเทศ สี่ปีต่อมา สหรัฐอเมริกาได้เข้าร่วมกองกำลังกับแคนาดา ญี่ปุ่น และองค์การอวกาศยุโรป (จากนั้นโปรแกรมที่จัดการร่วมกันโดยสหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส เบลเยียม อิตาลี เนเธอร์แลนด์ เดนมาร์ก นอร์เวย์ สเปน สวิตเซอร์แลนด์ สวีเดน และเยอรมนีตะวันตก ) เพื่อทำให้สถานีนี้เป็นจริง [ที่มา: NASA ]

รายชื่อประเทศที่เข้าร่วมจะเพิ่มขึ้นในช่วงทศวรรษ 1990 เนื่องจากรัสเซียและบราซิลเข้าร่วมโครงการ แม้ว่าในที่สุดบราซิลจะตัดสัมพันธ์กับสถานีอวกาศนานาชาติในปี 2550 [แหล่งที่มา: Gizmodo Brazil ]

NASAเป็นผู้นำในการประสานงานการก่อสร้างสถานีอวกาศนานาชาติ และวันนี้ ISS ทำหน้าที่เป็นห้องปฏิบัติการที่โคจรรอบสำหรับการทดลองในชีวิต กายภาพ โลก และวัสดุศาสตร์ การประกอบในวงโคจรเริ่มขึ้นในปี 2541 และได้รับการครอบครองอย่างต่อเนื่องโดยนักบินอวกาศตั้งแต่ปี 2543 [ที่มา: NASA ]

สถานีอวกาศนานาชาติประกอบด้วยแอร์ล็อคที่เชื่อมต่อถึงกัน พอร์ตเชื่อมต่อ และโมดูลแรงดันจำนวนมาก [แหล่งที่มา: NASA ] ณ เดือนพฤศจิกายน 2019 มีการเดินอวกาศที่สถานีทั้งหมด 222 ครั้ง [แหล่งที่มา: NASA ]

ISS จะยังคงได้รับเงินทุนต่อไปอย่างน้อยที่สุดในปี 2024 จนถึงตอนนี้ โครงการที่เป็นตัวเอกนี้มีค่าใช้จ่ายแก่ประเทศที่เข้าร่วมมากกว่า 100 พันล้านดอลลาร์ และ NASA ใช้เงิน 3 ถึง 4 พันล้านดอลลาร์ต่อปี [แหล่งที่มา: Greenfieldboyce ]

ในบทความนี้ เราจะมาดูส่วนต่าง ๆ ของ ISS ว่าจะรักษาสภาพแวดล้อมถาวรของมนุษย์ในอวกาศอย่างไร พลังงานจากอวกาศเป็นอย่างไร การใช้ชีวิตและทำงานบน ISS เป็นอย่างไร และเราจะใช้งานอย่างไร สถานีอวกาศนานาชาติ อันดับแรก เราจะเริ่มด้วยชิ้นส่วนและการประกอบ

สารบัญ

1. ชิ้นส่วนและการประกอบสถานีอวกาศนานาชาติ
2. รักษาสิ่งแวดล้อมถาวรในอวกาศ
3. ISS: พลังงาน การขับเคลื่อน และการสื่อสาร
4. ชีวิตบนเรือ ISS
5. ทำงานบนเรือ ISS
6. อนาคตของ ISS

การสร้างสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) นั้นเหมือนกับการสร้างของเล่นโดยใช้ชุดตัวต่อLEGOหรือ K'nex สำหรับเด็ก แต่ในขณะที่ของเล่นเหล่านั้นมักมีขนาดเล็ก สถานีอวกาศนานาชาติมีชิ้นส่วนนับพัน [แหล่งที่มา: Hollingham ]

ส่วนประกอบหลักบางส่วนมีการระบุไว้ด้านล่าง:

การประกอบ ISS เริ่มขึ้นในเดือนพฤศจิกายน 1998 เมื่อจรวดโปรตอนของรัสเซียวางโมดูลแรก นั่นคือ Functional Cargo Block (Zarya) ในวงโคจร ลูกเรือสามคนซึ่งเป็นคนแรกของ ISS ถูกปล่อยออกจากรัสเซียเมื่อวันที่ 31 ต.ค. 2000 ลูกเรือใช้เวลาสี่เดือน 17 วันบน ISS เพื่อเปิดใช้งานระบบและดำเนินการทดลอง

ตั้งแต่นั้นมา ยานอวกาศจำนวนมากได้ส่งชิ้นส่วนของ ISS ขึ้นสู่วงโคจรและการประกอบก็มีความคืบหน้า ในช่วงเวลานี้ สถานีอวกาศนานาชาติได้รับการจัดการอย่างต่อเนื่อง - จากการเขียนนี้ การสำรวจของนักบินอวกาศ 61 คนได้ไปถึงสถานีเรียบร้อยแล้ว

ลูกเรือคนปัจจุบันของสถานีรับช่วงต่อเมื่อวันที่ 3 ต.ค. 2019 ชายและหญิงผู้กล้าหาญเหล่านั้นเป็นสมาชิกของ ISS Expedition 61 และพวกเขามีกำหนดจะอยู่ในอวกาศจนถึงเดือนกุมภาพันธ์ 2020 เมื่อถึงจุดนั้น พวกเขาจะมอบบังเหียนให้กับ Expedition 62 [ที่มา: NASA ]

ในฐานะที่เป็นโฮมออฟฟิศ ISS นั้นค่อนข้างใหญ่ ที่ความยาว 357 ฟุต (108.8 เมตร) โครงดังกล่าวมีความยาวเกือบเท่ากับสนามอเมริกันฟุตบอล สถานีอวกาศนานาชาติยังมีแผงโซลาร์เซลล์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ากว้างหลายชุดที่มีปีกกว้าง 240 ฟุต (73 เมตร) ในแง่ของน้ำหนัก สถานีจะชั่งน้ำหนักที่ 925,335 ปอนด์ (419,725 กิโลกรัม) และมีพื้นที่ใช้สอย 13,696 ลูกบาศก์ฟุต (388 ลูกบาศก์เมตร) ซึ่งเป็นตัวเลขที่เพิ่มขึ้นทุกครั้งที่มีเรือลำอื่นเทียบท่าที่นั่น [แหล่งข่าว: NASA ]

การเดินทางด้วยความเร็วเบรกคอแตกที่ 17,227 ไมล์ต่อชั่วโมง (27,724 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) สถานีอวกาศนานาชาติโคจรที่ระดับความสูงเฉลี่ย 248 ไมล์ (400 กิโลเมตร) เหนือพื้นผิวโลก [แหล่งที่มา: Conners and Howell ]

นี่เป็นสเปกที่ค่อนข้างน่าประทับใจ แต่บางทีที่น่าประทับใจกว่านั้นก็คือ ISS รักษาสภาพแวดล้อมที่น่าอยู่

การรักษาสภาพแวดล้อมถาวรในอวกาศจำเป็นต้องมีหลายสิ่งที่เราหลายคนมองข้ามไปในโลกนี้ ไม่ว่าจะเป็นอากาศบริสุทธิ์ น้ำ อาหาร สภาพภูมิอากาศที่สะดวกสบาย (และน่าอยู่) แม้กระทั่งการกำจัดของเสียและการป้องกันอัคคีภัย

ก่อนอื่นมาคุยกันทางอากาศ เราทุกคนต้องการออกซิเจน ดังนั้นสถานีอวกาศนานาชาติจึงมีหลายวิธีในการจัดหา เทคนิคหนึ่งคือการให้ออกซิเจนส่งมาจากโลกผ่านยานอวกาศ รถรับส่งจะมาพร้อมกับออกซิเจนสดเป็นระยะ องค์ประกอบที่ให้ชีวิตถูกฝากไว้ในถังแรงดันบนสถานีอวกาศนานาชาติ [แหล่งที่มา: Starr ]

สถานีอวกาศนานาชาตินอกจากนี้ยังมีระบบที่ทำให้ออกซิเจนระบายอากาศจากน้ำกลับมาใช้ใหม่ การใช้อิเล็กโทรลิซิส อุปกรณ์เหล่านี้บางส่วนจะแยกน้ำออกเป็นก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจน จากนั้น สารแรกจะรวมกับสารประกอบที่ไม่ต้องการ นั่นคือ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) มนุษย์หายใจออกโดยธรรมชาติของก๊าซที่ไม่มีสีนี้ แต่การหายใจเข้าไปมากเกินไปเป็นอันตรายต่อสุขภาพของคุณ

บนโลกที่ปกติแล้วไม่ใช่ปัญหาเพราะพืชดูดซับ CO2 ทว่าพื้นที่ทำสวนนั้นถูกจำกัดบนสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งบังคับให้วิศวกรคิดค้นวิธีการอื่นในการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกิน หลังจากที่กระบวนการอิเล็กโทรลิซิสเริ่มขึ้น ไฮโดรเจนบางส่วนจะทำปฏิกิริยากับ CO2 ที่สะสมอยู่ ผลพลอยได้จากปฏิกิริยานี้คือก๊าซมีเทนซึ่งถูกระบายออกสู่อวกาศ ในขณะเดียวกัน ออกซิเจนที่ถูกรีเคลมกลับเข้าสู่แหล่งจ่ายอากาศของ ISS [แหล่งที่มา: Starr ]

ในขณะที่กำลังเกิดขึ้น น้ำดื่มจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ เนื่องจากกลไกเหล่านี้บางส่วนจะบรรจุอากาศที่หายใจออกใหม่ น้ำยังถูกดูดกลับคืนมาโดยการรวบรวมเหงื่อ การควบแน่น และปัสสาวะ (นอกจากนี้ ลูกเรือบางคนยังได้น้ำจากการใช้ส้วมและน้ำฝักบัวซ้ำ) ตามที่นักบินอวกาศ Douglas H. Wheelock บอกกับ The New York Timesin 2015 เมื่อคุณอยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติ "กาแฟเมื่อวานคือกาแฟของวันพรุ่งนี้" [ที่มา: Schwartz ] .

ตามรายงานขององค์การอวกาศยุโรป น้ำบนสถานีอวกาศนานาชาติ 80 เปอร์เซ็นต์ถูกรีไซเคิล ขณะนี้ ESA และ NASA กำลังแก้ไขระบบช่วยชีวิตแบบวงจรปิด ซึ่งหากสมบูรณ์แล้ว อาจขจัดความจำเป็นในการขนส่งน้ำและออกซิเจนไปยัง ISS โดยสิ้นเชิง การถอดรหัสเทคโนโลยีนี้อาจกลายเป็นกุญแจสำคัญในการเดินทางไปในอวกาศทางไกลในอนาคต [ที่มา: ESA ]

โอเค แล้วอาหารล่ะ? นอกจากพืชที่กินได้บางชนิดที่ปลูกบนเรือแล้ว ลูกเรือยังต้องจัดส่งอาหารตามปกติสำหรับเสบียงส่วนใหญ่ รายการเมนูจำนวนมากมาในแพ็คเก็ตที่ออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งยึดติดกับพื้นผิวการรับประทานอาหารด้วย Velcro เพื่อไม่ให้ลอยหายไปในสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำ [แหล่งที่มา: Lemonick and Preston ]

การรักษาอุณหภูมิให้อยู่อาศัยได้เป็นอีกเรื่องที่น่ากังวล สถานีอวกาศนานาชาติต้องทนต่ออุณหภูมิ -128 องศาเซลเซียส (-200 องศาฟาเรนไฮต์) และ 93 องศาเซลเซียส (200 องศาฟาเรนไฮต์) ในด้านมืดและแสงแดดของโลกตามลำดับ

ISS ใช้เครื่องทำความร้อน ฉนวน และวงจรหมุนเวียนแอมโมเนียเหลวเพื่อควบคุมอุณหภูมิภายใน หม้อน้ำช่วยปล่อยความร้อนส่วนเกินที่เกิดจากเครื่องจักรบางส่วนบนสถานี [ที่มา: NASA ]

เช่นเดียวกับบ้านอื่นๆ สถานีอวกาศนานาชาติจะต้องรักษาความสะอาด นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในอวกาศซึ่งสิ่งสกปรกและเศษซากที่ลอยอยู่อาจก่อให้เกิดอันตรายได้ นักบินอวกาศใช้ผ้าเช็ดทำความสะอาด ผงซักฟอก และเครื่องดูดฝุ่นต่างๆ เพื่อทำความสะอาดพื้นผิว ตัวกรอง และตัวพวกเขาเอง ถังขยะถูกรวบรวมในถุง เก็บไว้ในเรือเสบียง แล้วส่งกลับไปยังโลกหรือถูกเผา [แหล่งที่มา: Anderson and NASA ]

การป้องกันอัคคีภัยบนเรือ ISS

ไฟเป็นหนึ่งในอันตรายที่อันตรายที่สุดในอวกาศ ระหว่างที่นักบินอวกาศ Jerry Linenger อาศัยอยู่ที่ Mir เกิดไฟไหม้ขึ้น ลูกเรือ Mir ดับไฟ แต่ไม่ใช่ก่อนที่สถานีจะเสียหาย ในการตรวจจับและระงับอัคคีภัย สถานีอวกาศนานาชาติมีเครื่องตรวจจับควัน ระบบเตือนภัยด้วยคอมพิวเตอร์ ถังดับเพลิง และอุปกรณ์ช่วยหายใจแบบพกพา [แหล่งที่มา: Frost ]

ISS นั้นเป็นยานอวกาศขนาดใหญ่ ดังนั้นมันจะต้องสามารถเคลื่อนที่ไปในอวกาศได้ ลูกเรือของมันจะต้องรักษาการสื่อสารกับผู้ควบคุมบนพื้นดิน และมันต้องการพลังเพื่อทำสิ่งนี้ให้สำเร็จ

เราถือว่ามีไฟฟ้าใช้ในบ้านของเรา ตัวอย่างเช่น ในการใช้เครื่องชงกาแฟของคุณ คุณเพียงแค่เสียบเข้ากับผนังโดยไม่ต้องคิดอะไรเลย เช่นเดียวกับในบ้านของคุณ ระบบออนบอร์ดทั้งหมดของ ISS ต้องใช้พลังงานไฟฟ้า แปดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีขนาดใหญ่ให้พลังงานไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ แต่ละอาร์เรย์มีความยาว 240 ฟุต (73 เมตร) และ — พูดแบบสะสม — ครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 27,000 ตารางฟุต (2,500 ตารางเมตร) [แหล่งที่มา: NASA ]

ในแต่ละอาร์เรย์มีเซลล์แสงอาทิตย์สองแผ่น ผ้าห่มแต่ละผืนอยู่ด้านหนึ่งของเสาเหลื่อมที่สามารถขยายและหดกลับเพื่อพับหรือสร้างอาร์เรย์ได้ เสาเปิดกิมบอลเพื่อให้เซลล์แสงอาทิตย์หันหน้าไปทางแสงแดด [แหล่งที่มา: NASA ]

เช่นเดียวกับกริดบนโลกอาร์เรย์สร้างพลังงานหลัก - ไฟฟ้าประมาณ 84 ถึง 120 กิโลวัตต์ ซึ่งเพียงพอสำหรับเปิดไฟในบ้านกว่า 40 หลัง NASA รายงานว่าในขณะที่ ISS ดูดซับแสงแดด ประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ของกระแสไฟฟ้าที่ผลิตในกระบวนการนี้จะไปชาร์จแบตเตอรี่ที่สถานี [แหล่งข่าว: NASA ]

ในขั้นต้น สถานีอวกาศนานาชาติได้รับการติดตั้งแบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจน แต่ในปี 2560 หลังจากใช้งานมา 18 ปี สิ่งเหล่านั้นถูกเปลี่ยนเพื่อทดแทนลิเธียมไอออนสองโหล นอกจากจะถูกกว่าแล้ว แบตเตอรี่ที่อัปเกรดเหล่านี้ยังเล็กกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า [แหล่งที่มา: Nield ]

ที่ระดับความสูงโคจรของสถานี บรรยากาศของโลกบางมาก แต่ก็ยังหนาพอที่จะลากบน ISS และทำให้ช้าลง ดังนั้น สถานีอวกาศนานาชาติจะต้องได้รับการส่งเสริมทุก ๆ ครั้ง เพื่อไม่ให้เบี่ยงเบนออกนอกเส้นทางและสูญเสียระดับความสูงโดยการชะลอตัวลง

โมดูลบริการ Zvezda ของรัสเซียมีเครื่องยนต์ที่สามารถใช้เพื่อเพิ่ม ISS ได้ อย่างไรก็ตาม เป็นเรือของ Progress ที่ทำการรีบูสเกือบทั้งหมด เหตุการณ์การรีบูตแต่ละครั้งต้องใช้เครื่องยนต์จรวดเผาไหม้ [แหล่งที่มา: PappalardoและNASA ]

เทคโนโลยีเดียวกันนี้ยังสามารถใช้เพื่อบังคับเรือให้ห่างจากเศษซากอวกาศที่ลอยอยู่ได้(ซึ่งเป็นเรื่องปกติในทุกวันนี้) นอกจากนี้ บางครั้งจำเป็นต้องปรับการวางแนวของสถานีเพื่อให้สามารถเชื่อมโยงกับเรือลำเลียงได้

ลูกเรือ ISS ไม่เพียงแต่จำเป็นต้องรู้ตำแหน่งที่แน่นอนเท่านั้น แต่พวกเขายังต้องค้นหาวัตถุอื่นๆ และหาวิธีเดินทางจากจุด A ไปจุด B โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการเร่งเครื่องใหม่

เพื่อระบุความเร็วและตำแหน่ง ISS ใช้ระบบระบุตำแหน่งทั่วโลกของรัสเซียและสหรัฐอเมริกา (GPS) นอกจากนี้ยังมีเครื่องวัดการหมุนวนหลายตัวที่ช่วยให้สถานีรักษาทิศทางที่ต้องการได้ นอกจากนี้ ISS ยังตรวจสอบตำแหน่งของดาว ดาวเทียม และสถานีภาคพื้นดินต่างๆ รวมถึงดวงอาทิตย์ เพื่อนำทาง [แหล่งที่มา: NASA ]

ตอนนี้คุณรู้แล้วว่า ISS อยู่ในอวกาศได้อย่างไร มาดูกันว่าการใช้ชีวิตและทำงานที่นั่นเป็นอย่างไร

ISS Communications

เพื่อติดต่อกับ Earth สถานีใช้ Tracking and Data Relay Satellites (TDRS) ซึ่งอยู่ห่างจากพื้นโลก 22,000 ไมล์ (35,400 กิโลเมตร) สัญญาณที่มีเสียง วิดีโอ และข้อมูลทางวิทยาศาสตร์จะถูกส่งต่อผ่านอุปกรณ์เหล่านี้ ซึ่งอำนวยความสะดวกในการติดต่อระหว่างสถานีอวกาศนานาชาติกับการควบคุมภารกิจของ NASA ในเมืองฮุสตัน (โดยทางWhite Sands Complex ในนิวเม็กซิโก) [ที่มา: NASA ]

การใช้ชีวิตและทำงานในอวกาศเป็นอย่างไร? เพื่อตอบคำถามดังกล่าว แซนดรา แม็กนัส วิศวกรการบินของ Expedition 18 ได้เขียนรายการบันทึกประจำวันเกี่ยวกับการเข้าพักของเธอบน ISS เธอสังเกตเห็นสิ่งที่สำคัญอย่างหนึ่ง: วันของนักบินอวกาศมีการวางแผนไว้ล่วงหน้าโดยผู้คนจำนวนมากบนพื้นดิน

"เรามีโปรแกรมการตั้งเวลาบนเรือซึ่งมีรายละเอียดทั้งหมดที่เราจำเป็นต้องรู้เพื่อทำงานในแต่ละวัน โดยจะบอกเราว่าควรเข้านอนเมื่อใดควรตื่นเมื่อใดควรออกกำลังกาย เมื่อใดจะกินอาหารของเรา เมื่อใดและข้อมูลใดที่เราต้องการเพื่อทำงานของเรา" [แหล่งที่มา: NASA ]

แม้ว่าสิ่งนี้จะฟังดูเข้มงวดมาก แต่ Magnus ตั้งข้อสังเกตว่ามีความยืดหยุ่นบางอย่างที่ไม่จำเป็นต้องดำเนินการทุกงานในเวลาที่แน่นอนตามกำหนดการ

สภาวะไร้น้ำหนักนำเสนอสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย ไม่ว่าคุณจะนอนหลับ เปลี่ยนเสื้อผ้า หรือทำงาน เว้นแต่ว่าปลอดภัยแล้ว ทุกสิ่งในสถานีอวกาศนานาชาติก็ลอยได้ แม้แต่สิ่งที่ดูเหมือนง่ายอย่างการตื่นเช้าและแต่งตัวก็ไม่ใช่เรื่องง่าย ลองนึกภาพการเปิดตู้เสื้อผ้าของคุณเพื่อให้ของในนั้นพุ่งเข้ามาหาคุณเท่านั้น ในการเตรียมตัวในตอนเช้า Magnus กล่าวว่า "เมื่อฉันถอด PJ ออก พวกมันจะลอยไปรอบๆ ในห้องลูกเรือจนกว่าฉันจะรวบรวมพวกมันและมัดไว้หลังวงดนตรีหรืออะไรสักอย่างทันที พูดได้คำเดียวว่าแพ้ง่าย ของที่นี่!” [ที่มา: NASA ]

หลังจากตื่นนอน นักบินอวกาศแต่ละคนจะมีช่วงหลังการนอนหลับเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับวันนั้น ในช่วงเวลานี้ นักบินอวกาศสามารถอาบน้ำ กิน และอ่านรายงานสรุปรายวัน (ซึ่ง—เรื่องน่าสนุก—รวมถึงการ์ตูนเป็นครั้งคราว) [ที่มา: ESA ]

การออกกำลังกายเป็นสิ่งสำคัญ ; ในสภาวะไร้น้ำหนัก กระดูกจะสูญเสียแคลเซียมและกล้ามเนื้อจะสูญเสียมวล ดังนั้น นักบินอวกาศจึงจัดสรรเวลามากมายสำหรับการออกกำลังกาย บนสถานีอวกาศนานาชาติ ลูกเรือใช้เวลา 2.5 ชั่วโมงต่อวัน — เป็นเวลาหกวันต่อสัปดาห์ — ออกกำลังกายอย่างจริงจัง ในขณะที่พวกเขามีลู่วิ่ง จักรยานออกกำลังกาย และอุปกรณ์ยกน้ำหนัก สิ่งของเหล่านี้ดูห่างไกลจากอุปกรณ์ที่คุณเห็นใน YMCA (สำหรับการร้องไห้ออกมาดัง ๆ อุปกรณ์ยกน้ำหนักใช้แรงดูดเพื่อสร้างแรงต้าน – และจักรยานไม่มีที่นั่งด้วยซ้ำ) [ที่มา: Grush ]

สำหรับงานจริง นักบินอวกาศทำการทดลองหรือบำรุงรักษา เช่นเดียวกับคนส่วนใหญ่ พวกเขาหยุดกินอาหารกลางวันตอนเที่ยง จากนั้น เมื่อวันทำงานสิ้นสุดลง จะมีการประชุมวางแผนภาคค่ำระหว่างลูกเรือกับศูนย์ควบคุมภาคพื้นดิน เมื่อเสร็จแล้ว นักบินอวกาศก็มีอิสระที่จะออกไปเที่ยว ทานอาหารเย็น และมีส่วนร่วมกับโซเชียลมีเดีย

เมื่อพูดถึงเวลาว่าง สถานีอวกาศนานาชาติเป็นที่รู้กันว่ามีค่ำคืนแห่งการชมภาพยนตร์ทั้งลูกเรือ ในปี 2559 Gizmodo รายงานว่านักบินอวกาศเข้าถึงภาพยนตร์และรายการทีวีมากกว่า 500 เรื่อง รวมถึง "Modern Family", "Pulp Fiction" และ "Notorious" ของ Alfred Hitchcock หนึ่งปีต่อมา Expedition 54 ได้สร้าง twitterverse abuzz เมื่อพวกเขาได้รับการฉายภาพยนตร์ "Star Wars: The Last Jedi" บน ISS [แหล่งที่มา: NovakและNASA ]

ตามหลักการแล้ว ลูกเรือควรนอนหลับให้เพียงพอ 8.5 ชั่วโมงต่อคืน เนื่องจากเครื่องจักรส่งเสียง นักบินอวกาศบางคนจึงสวมที่อุดหูขณะหลับ [แหล่งที่มา: ESA ]

นักวิจัยจากรัฐบาล อุตสาหกรรม และสถาบันการศึกษาสามารถใช้สิ่งอำนวยความสะดวกบนสถานีอวกาศนานาชาติได้ แต่ทำไมพวกเขาต้องการ? ISS ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในสภาพแวดล้อมที่ไม่ซ้ำแบบใครของ microgravity แรงโน้มถ่วงมีอิทธิพลต่อกระบวนการทางกายภาพหลายอย่างบนดาวเคราะห์สีน้ำเงินที่เราเรียกว่าบ้าน ตัวอย่างเช่น แรงโน้มถ่วงเปลี่ยนแปลงวิธีที่อะตอมมารวมกันเป็นผลึก บนสถานีอวกาศนานาชาติ ผู้ทดลองสามารถพัฒนาผลึกที่ใหญ่กว่าและมีโครงสร้างดีกว่าที่พวกเขาจะทำได้บนโลก คริสตัลดังกล่าวสามารถช่วยเราคิดค้นยาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการต่อสู้กับโรค หรือปรับปรุงเทคโนโลยีการตรวจจับรังสี [แหล่งที่มา: ISS: US National Laboratory ]

นอกจากนี้ สภาวะไร้น้ำหนักยังทำสิ่งที่น่าสนใจในการยิง เมื่อคุณทำการแข่งขันที่นี่บนโลก แรงโน้มถ่วงจะดึงอากาศเย็นและหนาแน่นลงมาเมื่อก๊าซร้อนลอยขึ้น ส่งผลให้เกิดเปลวไฟรูปหยดน้ำ แต่บนสถานีอวกาศนานาชาติ เปลวไฟจะอยู่ในรูปทรงกลมสีน้ำเงินขนาดเล็ก สิ่งเหล่านี้ได้ปฏิวัติความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกระบวนการเผาไหม้แล้ว ระหว่างทาง การทดลองเปลวไฟของ ISS สามารถช่วยวิศวกรออกแบบหัวเผาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และลดมลพิษทางอากาศไปพร้อม ๆ กัน [แหล่งที่มา: NASA ]

การได้รับภาวะไร้น้ำหนักเป็นเวลานานทำให้ร่างกายของเราสูญเสียแคลเซียมจากกระดูก เนื้อเยื่อจากกล้ามเนื้อ และของเหลวจากร่างกายของเรา ผลกระทบของภาวะไร้น้ำหนักเหล่านี้ เช่น ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อลดลง โรคกระดูกพรุน คล้ายกับผลของอายุ ดังนั้นการสัมผัสกับสภาวะไร้น้ำหนักอาจทำให้เราได้รับข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับกระบวนการชราภาพและการรักษาที่เกี่ยวข้อง

อันที่จริงการทดลองใช้ NELL-1 ซึ่งเป็นโปรตีนทดลองที่ต่อสู้กับโรคกระดูกพรุนโดยการสร้างกระดูกทดแทน (เหนือสิ่งอื่นใด) บนหนูทดลองบนสถานีให้ผลลัพธ์ที่น่ายินดี [แหล่งที่มา: Smith ]

นักบินอวกาศ ISS ยังสามารถทดสอบระบบช่วยชีวิตในระบบนิเวศได้ ในสถานที่ทำงานที่โคจรอยู่ เป็นไปได้ที่จะปลูกพืชหลายชนิดที่ปล่อยออกซิเจน ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ และจัดหาอาหาร ทักษะการทำสวนเหล่านั้นจะมีความสำคัญสำหรับการเดินทางในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ที่ยาวนาน เช่น การเดินทางไปยังดาวอังคาร

ลูกเรือของ ISS ที่โคจรอยู่เหนือชั้นบรรยากาศของโลกและติดตั้งอุปกรณ์พิเศษและกล้องโทรทรรศน์ สามารถตรวจสอบสิ่งต่างๆ มากมายบนพื้นผิวโลก (เช่น รูปแบบการกระจายของธารน้ำแข็ง) และในชั้นบรรยากาศของมัน (เช่นพายุเฮอริเคนที่กำลังพัฒนา) ลูกเรือยังสามารถใช้กล้องโทรทรรศน์เพื่อสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ ดวงดาว และกาแล็กซี่ต่างๆ ได้โดยไม่มีการบิดเบือนจากชั้นบรรยากาศของโลก

สำหรับรายละเอียดเกี่ยวกับโครงการที่เฉพาะเจาะจงและการทดลองคุณสามารถตรวจสอบของนาซ่าสถานีอวกาศเว็บไซต์ทดลอง ทีนี้มาดูอนาคตของ ISS กัน

ความรู้ไม่ค่อยมีราคาถูก ด้วยป้ายราคาสะสม 100 พันล้านดอลลาร์ สถานีอวกาศนานาชาติเป็นหนึ่งในกิจการที่แพงที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ และหลายปีที่ผ่านมา การพิจารณาทางการเงินทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับอนาคตระยะยาวของบริษัท

สถานีอวกาศนานาชาติจะยังคงได้รับเงินทุนจากประเทศที่เข้าร่วมจนถึงปี พ.ศ. 2567 แต่การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญบางอย่างอาจอยู่ในขอบฟ้า เมื่อเร็วๆ นี้ NASA ได้เสนอแนวคิดในการเปิดสถานีดังกล่าวให้กับบริษัทเอกชน ตามแผนเดิมของ Reagan บางที – ในบางจุด – ผลประโยชน์เชิงพาณิชย์อาจเข้าควบคุมการดำเนินงานในแต่ละวันบางส่วนหรือทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ยังต้องรอดูกันต่อไปว่า ISS จะกลายเป็นของเอกชนหรือไม่ ดังที่นักการเมืองบางคนหวังไว้ [แหล่งที่มา: GreenfieldboyceและNASA ]

อวกาศอาจเป็นพรมแดนสุดท้าย แต่ตอนนี้ โดเมนการโคจรของสถานีได้กลายเป็นอาณาเขตที่คุ้นเคย อีกครั้งที่ NASA กำลังตั้งเป้าหมายบนดวงจันทร์ : โปรแกรม Artemis ที่กำลังดำเนินอยู่ควรจะลงจอด "ผู้หญิงคนแรกและชายคนต่อไป" บนดาวเทียมธรรมชาติของโลกภายในปี 2024 [ที่มา: NASA ]

แล้วนั่นจะออกจาก ISS ที่ไหน? ผู้บริหารและนักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่าการวิจัยที่ดำเนินการบนสถานีมีความสำคัญต่อความสำเร็จของการสำรวจดวงจันทร์ในอนาคตและการสำรวจดาวอังคาร ถึงกระนั้น คำถามเรื่องเงินก็มักจะอยู่เบื้องหลังหัวที่น่าเกลียดอยู่เสมอ สถานีอวกาศนานาชาติเบี่ยงเบนเงินสดไปจากโครงการอื่น ๆ ในอวกาศมากเกินไปหรือในทางกลับกัน? เมื่อวันที่ 31 กรกฎาคม 2019 ผู้ดูแลระบบ NASA Jim Bridenstone ประกาศว่าหน่วยงานจะไม่นำเงินใด ๆ ออกจากงบประมาณของ ISS เพื่อสนับสนุนเทคโนโลยีการลงจอดบนดวงจันทร์ใหม่ "ถ้าคุณกินเนื้อวิทยาศาสตร์ ถ้าคุณกินเนื้อ ISS คุณจะไม่มีวันบรรลุผลที่คุณต้องการ" เขาให้ความเห็น [แหล่งข่าว: Matthews and Redd ]

ในขณะที่รัฐบาลที่เข้าร่วมหารือเกี่ยวกับชะตากรรมของห้องปฏิบัติการนอกโลก จีนได้สร้างสถานีอวกาศของตนเองขึ้น สองต้นแบบ — Tiangong-1และ Tiangong-2 — สิ้นสุดการวิ่งของพวกเขาในวงโคจรของโลกในปี 2018 และ 2019 ตามลำดับ เรือทั้งสองลำถูกใช้เพื่อช่วยพัฒนาโครงการที่ใหญ่กว่าและดีกว่า: ยานขนาดใหญ่ที่มีลักษณะคล้ายสถานีอวกาศนานาชาติซึ่งมีสามโมดูล ตามที่รัฐบาลจีนจะแล้วเสร็จในช่วงต้นถึงกลางปี ​​​​2020 [แหล่งที่มา: Jones ]

ไม่ว่าพรุ่งนี้จะเป็นเช่นไรสำหรับสถานีอวกาศนานาชาติ มันยังคงเป็นสิ่งมหัศจรรย์ของการสร้างอวกาศ — และในขณะที่เขียนนี้ มันเป็นภารกิจอวกาศที่ยาวที่สุดที่มนุษย์เคยดำเนินการมา

การวิจัยและพัฒนาด้านวิศวกรรมบน ISS

การวิจัยและพัฒนาด้านวิศวกรรมของ ISS ส่วนใหญ่มุ่งศึกษาผลกระทบของสภาพแวดล้อมในอวกาศที่มีต่อวัสดุ และพัฒนาเทคโนโลยีใหม่สำหรับการสำรวจอวกาศ รวมถึงเทคนิคการก่อสร้างใหม่ๆ สำหรับการสร้างสิ่งของในอวกาศ ระบบสื่อสารผ่านดาวเทียมและยานอวกาศใหม่ และระบบช่วยชีวิตขั้นสูง สำหรับยานอวกาศในอนาคต

สภาพแวดล้อมในอวกาศมีอันตรายเฉพาะ (ไมโครเมตรีโอรอยด์ รังสีคอสมิก ออกซิเจนปรมาณู) ที่ส่งผลต่อวัสดุต่างๆ เช่น วัสดุที่ใช้ในยานอวกาศ วัสดุสามารถวางบน ISS ในแพลตฟอร์มเปิด สัมผัสกับสภาพแวดล้อมของอวกาศเป็นเวลาหลายปี และวิเคราะห์ได้อย่างง่ายดาย ข้อมูลที่ดึงมาได้จะช่วยออกแบบวัสดุที่ดีขึ้นเพื่อให้ดาวเทียมมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นในสภาพแวดล้อมของอวกาศ

เผยแพร่ครั้งแรก: ธันวาคม 6, 2019

สถานีอวกาศนานาชาติใหญ่แค่ไหน?

สถานีอวกาศนานาชาติอยู่ห่างจากโลกแค่ไหน?

สถานีอวกาศนานาชาติมีอายุเท่าไหร่?

คุณเห็นสถานีอวกาศด้วยตาเปล่าหรือไม่?

ตอนนี้ใครอยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติ?

บทความที่เกี่ยวข้อง