https://bodybydarwin.com
Slider Image

En kort historie om romstasjoner før ISS

2021

Et århundre før Apollo-astronauter vandret på Månen, fortalte science fiction publikum om en fremtid med utposter på Månen og i bane høyt over jorden. I tiårene som fulgte, utviklet disse tidligste romstasjonskonseptene seg til orbitale plattformer som kunne starte bemannede oppdrag til Månen og Mars. Etter oppstarten tok NASA opp der visjonære slapp, mens de dabbet i romstasjoner med forskjellige oppsett og evner før de bygde den internasjonale romstasjonen som går i bane rundt jorden i dag.

De tidligste konseptene innen science fiction

Mellom oktober 1869 og februar 1870 ble leserne av Atlantic Monthly introdusert for ideen om å leve av jorden gjennom Edward Everett Hales science fiction-historie The Brick Moon. ”Hales historie forteller om en 200 fot murstein sfære designet for å bane rundt Jorden som navigasjonshjelpemiddel for skip. Men mursteinsmånen blir tilfeldig satt i bane med mennesker om bord. Halle fulgte denne historien med en oppfølger, 'Life in the Brick Moon', der karakterene finner måter å overleve i sitt nye hjem. Ikke bare bor de i den kunstige satellitten, de kommuniserer med jorden som gjør mursteinen til en kommunikasjonssatellitt.

Begrepet "romstasjon" ble myntet mer enn femti år senere av den rumenske rakettpioneren Hermann Oberth. Han skrev i 1923 og så for seg en plattform som kretser rundt Jorden som ville tjene som utgangspunkt for oppdrag til Månen og Mars. Ideen hans ble delt av østerrikske Herman Noordung som i 1928 ga ut et blått trykk for en orbital utpost sammensatt av flere moduler hver med sin egen unike funksjon.

Både Oberth og Noordung forestilte seg at romstasjonene deres ville bli skutt opp av massive raketter, og en amerikansk ingeniør Robert Goddard tok et stort skritt for å utvikle disse rakettene. Goddard var blant de første som eksperimenterte med flytende fremdrift, og utnyttet en reaksjon langt kraftigere enn de svarte pulverrakettene som var utbredt den gangen. Og han var ikke den eneste. I Tyskland hadde også en amatørrakettgruppe kalt Verein für Raumschiffahrt (Society for Space Travel) moderat suksess med flytende fremdriftsrakett. I 1932 ble ett medlem av VfR, Wernher von Braun, håndplukket av den tyske hæren for å fortsette sitt arbeid og utvikle flytende raketter for militæret.

Militærfinansiering fra riket før og under andre verdenskrig brakte rakett til modenhet, og ved krigens slutt hadde von Braun s team en fungerende rakett på hendene med V-2. Teknologien ble plukket opp av både amerikanske og sovjetiske forskere, men hoveddelen av resterende maskinvare og viktige teammedlemmer migrerte til USA i 1945, inkludert von Braun som la til "spaceflight popularizer til sin CV før lenge.

Gjennom samarbeid med Collier s Magazine og Walt Disney om TV-serien Tomorrowland brakte von Braun sin visjon om en hjulformet romstasjon til publikum. Denne omkretsplattformen vil være en jordobservasjonspost, et mikrogravitasjonslaboratorium samt et observatorium. Det vil også være et utgangspunkt for oppdrag til Månen og Mars, og tjene som en hjørnestein i menneskets utforskning av det indre solsystemet.

Romstasjoner for det nye romfartsetaten

Disse futuristiske romstasjonskonseptene begynte å gå mot virkeligheten i 1958. NASA ble opprettet for å administrere alle romfartsprogrammer med det overordnede målet om å få en astronaut i verdensrommet før Sovjetunionen lunsjet en kosmonaut. I påvente av å sette den første mannen i verdensrommet, vurderte NASA allerede en romstasjon som sitt andre program i 1959, noe som ville hjelpe byrået til å lære seg å leve og jobbe i verdensrommet før de fungerte som et hoppested for bemannede oppdrag til Månen. Men Yuri Gagarin slo en amerikansk astronaut i bane, og avsparte NASAs langdistanseplan. President John Kennedy vurderte alle mulige neste trinn for Amerika i verdensrommet og bestemte at et oppdrag til Månen ville være et bedre show av teknologisk dominans enn en romstasjon.

NASA var laserfokusert på månelandingsmålet gjennom 1960-tallet, men romstasjonen var aldri virkelig utenfor tegnebrettet. Ansporet av Apollos høye finansieringsnivå og den økende nasjonale interessen for romfart, ble en orbital utpost igjen seriøst vurdert i NASAs viktigste post-Apollo-program. Fire år senere sto den offisielt på bøkene.

I 1969 foreslo NASA en 100-manns romstasjon kalt Space Base. Ideen var å bygge en plattform som skulle tjene som et laboratorium for vitenskapelige og industristøttede mikrogravitasjonseksperimenter samt en hjemmehavn for kjernekraftdrevne romdragere for å ferge astronauter til og fra en utpost på Månen. Planlagt for at orbital montering skulle være ferdig innen 1975, tok det ikke NASA lang tid å innse at kostnadene ved bruk av forbrukbare raketter (som Saturn-familien som lanserte Apollo til månen) til både å bygge og levere Space Base, ville overstige byggekostnadene av stasjonen. Den eneste måten prosjektet ikke ville være et tap for NASA ville være å bygge og forsyne det med et gjenbrukbart kjøretøy, en slags skyttelbåt til fergeforsyninger og astronauter til Space Base over flere oppdrag. Dette ble romtransportsystemet, mer kjent som romfergen.

Men en romferge var i fremtiden. For øyeblikket hadde NASA et overskudd av Apollo-maskinvare fra tre avlyste måneoppdrag og valgte å gjøre det om til et kortvarig romstasjonsprogram kalt Skylab. Stasjonen ble dannet fra en repurposed S-IVB øvre etappe og ble lansert på den siste Saturn V i mai 1973. I året som fulgte, vert Skylab tre mannskaper, og til slutt beviste at mennesker ikke bare kan leve og jobbe i verdensrommet, de kan være medvirkende også i storskala byggearbeid. Det første Skylab-mannskapet utførte romfartsvandringer for å lykkes med å frigjøre et fastklemt solarray, og effektivt redde stasjonen.

Skylab var aldri ment å være en langsiktig romstasjon; den var ikke designet for å bli levert på nytt, fylt tank på eller styrket til en høyere bane. Etter at det siste mannskapet forlot i februar 1974 ble stasjonen forlatt og bane hennes ble forlatt for å forfalle. NASA vurderte kort å bruke en romferge-omløper for å øke den til en høyere bane og gå tilbake til stasjonen, men økt solaktivitet hadde utvidet Jordens atmosfære, hvis frynser trakk på stasjonen mer enn forventet. NASA kunne rett og slett ikke ha en skyttelbuss klar i tide. Skylab kom igjen på jordas atmosfære over det vestlige Australia i juli 1979.

Begynnelsen til en ekte romstasjon

Da Skylab-programmet utspilte seg, smidde NASA videre med den gjenbrukbare romfergen som ville gjøre det lettere å bygge og vedlikeholde en langvarig romstasjon. Men prosjektet som byrået først ble utformet, viste seg for ambisiøst for det krympende budsjettet etter Apollo. Det økonomiske, politiske, sosiale og kulturelle landskapet på begynnelsen av 1970-tallet bidro ikke til et annet program i samme målestokk som Apollo. Byrået ble tvunget til å velge mellom en orbital utpost eller et kjøretøy som trengs for å bygge den. Sistnevnte vant, og romstasjonen ble satt på vent mens NASA utviklet romfergen.

Med usikker fremtid i stasjonen, begynte NASA å undersøke potensialet i å samarbeide med internasjonale partnere for å bekrefte kostnadene. I 1973 inngikk USA og Europa formelt et partnerskap som skulle se at Det europeiske romfartsorganet skulle levere mini laboratoriemoduler kalt Spacelabs til NASA. Disse små enhetene ble designet for å starte i skyttelens enorme nyttelastbue og tjene som eksperimentanlegg i opptil tre uker i bane, et bevis på konseptet for en senere stasjon. Den første Spacelab nådde bane i 1983 som en del av nyttelasten til STS-9.

Fra drøm til virkelighet

I sin State of the Union Address den 25. januar 1984 ba president Ronald Reagan NASA om å samarbeide med internasjonale partnere for å bygge en romstasjon i løpet av et tiår. Det var den politiske støtten som romstasjonsprogrammet sårt trengte. Med kongressstøtte og et formelt presidentmandat på plass etablerte byrået Space Station Program Office i april og sendte forespørsler om forslag til bransjeledere som faller. To år senere signerte Japan og Europa for å bidra med moduler, og Canada ble enige om å levere en manipulatorarm. Stasjonen kom ut fra disse tidlige designstadiene med et dobbeltkjølarrangement med en sentral takstol for å inneholde de viktigste bo- og arbeidskvarterene samt solarrayer.

Men tilbakeslag så ut til å trumfe hvert skritt fremover. Et problem var de stadig økende kostnadene. NASA s opprinnelige fremskrivning på 8 milliarder dollar for tre separate anlegg det viktigste boarealet og to automatiserte laboratorieplattformer viste seg ambisiøst lavt. Challenger-katastrofen tok også sitt toll på romstasjonen. Tapet av syv astronauter vakte sikkerhetsproblemer som endte med beslutningen om å gi astronauter ombord romstasjonen noe rømningssystem. Denne tvungne designendringene som igjen økte stasjonen s vekt.

Løsningen var å erstatte dobbeltkjølearrangementet med et enkelt fagverk og å gjøre laboratoriemodulene totalt sett mindre. Denne nye designen ble ferdigstilt i 1987. I 1988 ga Reagan stasjonen et navn: Freedom.

Bush setter NASA på en vei til Mars.

I juli 1989, bare seks måneder etter tiltredelsen, forsøkte president George Bush å ha sitt eget "Kennedy-øyeblikk." I en tale til minne om 20-årsjubileet for Apollo 11-oppdraget ba han USA om å føre menn tilbake til månen og sende astronauter videre til Mars innen tre tiår. Og han støttet romstasjon Frihet som hjørnesteinen i denne langdistanseinnsatsen. Planen var omtrent en trepartsplan. Umiddelbart på 1990-tallet skulle bygging av romstasjon Freedom være NASAs viktigste forsøk. Lunar oppdrag ble planlagt for å gjenoppta på begynnelsen av det 21. århundre med etablering av en månebase for langvarig leting. Disse to trinnene skulle legge grunnlaget for et bemannet oppdrag til Mars allerede på slutten av 2010-tallet. Det endelige målet var en permanent utpost på den røde planeten.

Bushs oppfordring til en Mars-landing ga en 90-dagers studie for å styrke programmets potensielle tidslinje, mål og kostnader. Tanken var at Frihet skulle utvikle seg ved siden av innsatsen for å lande menn på Mars. Det ville fungere som en orbital test bed der NASA ville stryke ut teknologiene som trengs for å støtte dyp romoppdrag med lang varighet, og med mannskaper som holder seg om bord i opptil seks måneder om gangen ville det være en måte for byrået å lære om menneskelig overlevelse i verdensrommet i den relative sikkerheten til den lave jordens bane.

Den påfølgende fasen av måneoppdrag ville stole sterkt på frihet. Mannskapet, kjøretøyene og forsyningene ville starte til romstasjonen hvor de ville laste inn i et overføringsbil. Det overførende kjøretøyet ville deretter reise til en liten månebane der den skulle møte et ekskursjonskjøretøy som enten skulle vente i en parkeringsbane eller ville starte fra overflaten for å møte det ankomende romskipet. Utfluktmodulen ville deretter ta mannskapet til månens overflate mens overføringsbilen skulle returnere til Freedom for vedlikehold og tilførsel på nytt. Mannskapet kunne holde seg på Månen så lenge som et år, betjent av den samme transportkjøretøy som ferger mellom Frihet og Månen. En lignende ordning var planlagt for oppdrag til Mars.

Fra frihet til ISS

Etter hvert som 1990-tallet gikk opp, ble Freedom stadig mer tung og komplisert med nye krav som bestemmelsen om romvandringer for å støtte montering i bane. Frihetens kostnader steg til 38, 3 milliarder dollar, et tall som nå inkluderte skyttelanseringene, men som fortsatt var langt fra det opprinnelige anslaget på 8 milliarder dollar. I 1993 ba president Bill Clinton om at stasjonen skulle utformes om igjen i et forsøk på å senke kostnadene og få inn flere internasjonale partnere. Tre redesignede stasjoner ble lagt frem, og forslaget som ble kalt Alpha ble valgt av Det hvite hus.

Alpha brukte 75 prosent av maskinvaren fra Freedom, og innen lang tid tilbød Russland deler av sin unflown Mir 2-romstasjon for å senke de totale kostnadene. Denne nye stasjonen utviklet seg som en som lovet å være langt mer kapabel enn frihet. I løpet av omdefineringsprosessen tok Alpha på seg moniker “International Space Station.” NASAs Johnson Space Center ble ledende sentrum bak programmet, og Boeing signerte som hovedentreprenør.

ISS-programmet startet med Shuttle-Mir-programmet, det første samarbeidet mellom USA og Russland siden 1975s Apollo-Soyuz testprosjekt. I februar 1994 ble kosmonaut Sergei Krikalev den første russiske astronauten som flyr med skyss med STS-60-mannskapet. Et år senere møtte omløperen Discovery med Mir under STS-63-oppdraget. I mars 1995 lanserte den amerikanske astronauten Dr. Norman Thagard sammen med to kosmonauter ombord Soyuz-TM 21 for et tre måneders opphold på Mir. På slutten av oppdraget la banebanen Atlantis til kai med Mir for å samle mannskapet og bringe dem hjem. I november 1995 lanserte omløperen Atlantis på STS-74 og leverte en russiskbygd dokkemodul til Mir som markerte første gang en modul ble lagt til en arbeidsplassstasjon i bane. Disse shuttle-Mir-oppdragene ga NASA-astronauter deres første eksponering for romfart med lang varighet siden Skylab, og lærte også begge nasjonene verdifulle leksjoner i å jobbe sammen og bygge en stasjon med flere moduler i verdensrommet.

ISS begynte å ta form for alvor i 1998. 20. november lanserte Zarya Control Module på en russisk Proton-rakett. Det var den første delen av stasjonen, batterikraften og drivstofflagringsenheten som senere moduler ble lagt til. Unity-noden fulgte i desember, og i mai 1999 utstyrte skyttelbana Discovery stasjonen logistikk og lagerførte den full av forsyninger. Fire monteringsoppdrag i mai, juli, september og oktober 2000 innebar tillegg av Zvezda servicemodul samt installasjon av Z1-Truss, en tredje parringskabel med adapter og en Ku-band-antenne. Disse oppdragene leverte også forsyninger og utførte vedlikehold på stasjonen. Den var endelig klar for et menneskelig mannskap.

30. oktober 2000 lanserte ekspedisjon 1 på en Soyuz-rakett og la til kai med den internasjonale romstasjonen. Mannskapet til Yuri P. Gidzenko, William M. Shepherd og Sergei K. Krikalev ble de første som bodde og jobbet ombord i den kretsende utposten. Ytterligere tretti-to forsamlingsoppdrag fullførte ISS, og brakte drømmen om en romstasjon til live nesten halvannet århundre etter at Hale s historie fanget fantasier.

Kilder: Rapport fra 90-dagers studien om menneskelig utforskning av månen og Mars; A History of US Space Stations; NASAs romstasjonsevolusjon og nåværende status; ISS-tidslinje for montering; Hales "The Brick Moon"; TV-episoder fra "Tomorrowland" (del 1 er her, og du kan finne resten på You Tube eller kjøpe den på Amazon).

Jordens magnetiske pol beveger seg raskere enn forventet

Jordens magnetiske pol beveger seg raskere enn forventet

Var det å stirre på formørkelsen skade øynene mine?

Var det å stirre på formørkelsen skade øynene mine?

58 prosent avslag på en quadcopter-drone og andre gode tilbud som skjer i dag

58 prosent avslag på en quadcopter-drone og andre gode tilbud som skjer i dag