Trạm vũ trụ Quốc tế (tiếng Anh: International Space Station, viết tắt: ISS) là một tổ hợp công trình nhằm nghiên cứu không gian, đang ở giai đoạn lắp ráp trên quỹ đạo cận Trái Đất, nhờ sự hợp tác của năm cơ quan không gian: NASA (Hoa Kỳ), RKA(Nga), JAXA (Nhật Bản), CSA (Canada) và 10 trong 17 nước thành viên của ESA (châu Âu)[4].
Trang 1Chiều dài: 58,2 m (191 ft)
Trang 2dọc theo trục(02-22-2007)
Chiều rộng: 44,5 m (146 ft)
từ Destiny đến Zvezda73,15 m (240 ft)chiều rộng của cánh pin mặt trời
Viễn điểm: 346,9 km (187,3 nmi)
Độ nghiêng quỹ đạo: 51,63 độ
Độ cao trung bình quỹ
đạo:
333,3 km (180,0 nmi)
Tốc độ trung bình: 27.743,8 km/h
(17.239,2 mi/h, 7706.6 m/s)
Chu kỳ quỹ đạo: 91,34 phút
Số lần bay quanh mỗi
ngày:
15,79
Trang 3Số ngày trên quỹ đạo: 5547 (27 tháng 1)
Số ngày trên trạm: 4836 (27 tháng 1)
Số lần bay quanh: 87544 (27 tháng 1)
Tổng quãng đường: 2.000.000.000 km
(1.100.000.000 nmi)
Thống kê vào 20 tháng 6 năm 2007 (trừ các thông
tin có kèm mốc thời gian)
Trang 4Bức hình so sánh giữa hai ngọn đèn một bên là lửa ở trên Trái Đất (bên trái) và một bên là lửa ở trong môi trường vi trọng lực(bên phải), một ví dụ là như môi trường trên ISS
Trạm vũ trụ Quốc tế (tiếng Anh: International Space Station, viết tắt: ISS) là một tổ hợp
công trình nhằm nghiên cứu không gian, đang ở giai đoạn lắp ráp trên quỹ đạo cận Trái Đất, nhờ sự hợp tác của năm cơ quan không gian: NASA (Hoa
Kỳ), RKA(Nga), JAXA (Nhật Bản), CSA (Canada) và 10 trong 17 nước thành viên
của ESA (châu Âu)[4]
Trạm vũ trụ quốc tế được coi là kết quả của sự hợp nhất hai dự án lớn, nhưng thiếu kinh phí để có thể thực hiện riêng biệt làTrạm vũ trụ Tự do (Freedom) của Hoa Kỳ
và Trạm vũ trụ Hòa Bình 2 (Mir-2) của Nga Ngoài các mô-đun của Hoa Kỳ và của Nga
đã được lên kế hoạch, các mô-đun Columbus của Châu Âu (kế hoạch) và Mô-đun thí nghiệm của Nhật Bản cũng sẽ được ghép vào trạm Cơ quan không gian
Brasil (AEB, Brasil) tham gia dự án này thông qua một hợp đồng riêng với NASA Cơ quan Không gian Ý cũng có vài hợp đồng tương tự cho nhiều hoạt động, nằm ngoài khuôn khổ các nhiệm vụ của ESA trong dự án ISS (Ý cũng là một thành viên trong ESA) Có thông tin cho rằng, Trung Quốc cũng thể hiện sự quan tâm của họ đối với dự
án, đặc biệt nếu họ được phép hợp tác với RKA[5], tuy nhiên Trung Quốc vẫn chưa được mời tham gia
Do quỹ đạo của Trạm vũ trụ Quốc tế thuộc dạng quỹ đạo gần Mặt Đất (còn gọi là Quỹ
đạo LEO - Low Earth Orbit), độ cao cách Mặt Đất chỉ trong khoảng từ 319,6 km đến
346,9 km, trạm có các tấm pin mặt trời rộng, phản chiếu tốt ánh sáng Mặt Trời nên có thể quan sát ISS từ Mặt Đất
ISS di chuyển trong không gian với vận tốc trung bình là 27.743,8 km/giờ, ứng với 15,79 lần bay quanh Trái Đất mỗi ngày
Trang 5Theo kế hoạch, Trạm vũ trụ Quốc tế sẽ hoàn thành vào năm 2011 và sẽ hoạt động đến năm 2016 Từ năm 2007, ISS đã trở thành vệ tinh nhân tạo lớn nhất trong quỹ đạo Trái Đất, lớn hơn bất kỳ trạm vũ trụ nào khác Trạm vũ trụ Quốc tế là trạm vũ trụ duy nhất có người thường trực, thực hiện các công việc nghiên cứu Phi hành đoàn không
gian Expedition 1 là nhóm phi hành gia đầu tiên tới Trạm vũ trụ Quốc tế vào ngày 2 tháng 11 năm 2000, đây là bước đi đầu tiên trong kế hoạch đưa người làm việc lâu dài trong không gian của ISS Hiện tại ở trên trạm là phi hành đoàn Expedition 19
Expedition 19 tới trạm vào ngày 28 tháng 3 năm 2009 và dự kiến sẽ trở về Trái Đất vào ngày 11 tháng 10 năm 2009 Trạm vũ trụ được cung cấp các nhu yếu phẩm, thiết bị cần thiết từ tàu vũ trụ Soyuz, Tàu vận tải Tiến bộ (Progress) của Nga và các phi thuyền con thoi của Mỹ Hiện nay trạm có thể chứa được 3 người Những người đến trạm đầu tiên đều là các nhà du hành thuộc chương trình không gian của Nga và Hoa Kỳ Phi hành gia người Đức, Thomas Reiter, đã đến trạm trong nhóm các nhà du hành
thuộc Expedition 13 vào tháng 7 năm 2006, trở thành người đầu tiên từ cơ quan không gian khác đến trạm Thành phần của phi hành đoànExpedition 16 đã đại diện cho cả năm cơ quan không gian, để củng cố quan hệ cộng tác của dự án ISS Đến nay, ISS đã đón các phi hành gia từ 14 nước khác nhau, trong đó có năm khách du lịch vũ trụ.Đầu tiên, trạm được đề nghị đặt tên là "Аlpha" nhưng bị Nga bác bỏ vì ký tự Hi Lạp α thường được dành cho những cái đầu tiên, trong khi Trạm Vũ trụ Quốc tế đầu tiên lại
là Hòa bình của Nga Khi Roskosmos (Роскосмос, Cơ quan Vũ trụ Liên bang, Nga) đề nghị tên "Аtlant" thì lại bị Hoa Kỳ bác bỏ vì sự nhầm lẫn với Tàu con thoi Аtlantis
Mục lục
[ẩn]
• 1 Lịch sử
• 2 Lắp ghép
o 2.1 Thảm họa Columbia và những thay đổi trong kế hoạch xây dựng
2.1.1 Thảm họa và hậu quả
2.1.2 Những thay đổi trong kế hoạch xây dựng
o 2.2 Các thành phần mô-đun lắp ráp hiện này
Trang 6o 3.3 Hệ thống điều hướng
• 4 Nghiên cứu khoa học
o 4.1 Mô-đun khoa học trên ISS
• 6 Các tàu vũ trụ đã kết nối với ISS
o 6.1 Các tàu trong kế hoạch
9.1.2 Ngân sách dành cho ISS năm 2005
9.1.3 Chi phí dành cho tàu con thoi như một phần trong chi phí của ISS
9.1.4 Tổng chi phí của NASA cho ISS
o 9.2 ESA - Cơ quan Vũ trụ Châu Âu
o 9.3 JAXA - Cơ quan Thám hiểm Không gian Nhật Bản
o 9.4 Roskosmos - Cơ quan Vũ trụ Liên bang Nga
o 9.5 CSA - Cơ quan Không gian Canada
Trang 7Xô lên quỹ đạo bằng tàu con thoi Tuy nhiên, dự án bị hủy bỏ sau sự kiện Liên Xô sụp
đổ, đi liền với việc kết thúc Chiến tranh Lạnh và cả cuộc chạy đua vào không gian Các quan chức trong ngành không gian của Hoa Kỳ nhanh chóng tiến hành đàm phán với các đối tác quốc tế, bao gồm Châu Âu, Nga, Nhật Bản và Canada, nhằm xây dựng một trạm vũ trụ quốc tế vào đầu thập niên 1990 Dự án này được công bố lần đầu tiên vào năm1993 và được gọi là Trạm vũ trụ Alpha[6] Dự án lập kế hoạch liên kết tất cả các dự kiến xây dựng trạm vũ trụ của các cơ quan không gian: Trạm vũ trụ Tự do của
NASA, Mir-2 (trạm kế thừa của Trạm vũ trụ Hòa Bình, với trọng tâm là
mô-đun Zvezda (Ngôi sao), hiện nay là một trong các mô-mô-đun của ISS) của Nga,
và Columbus của ESA Hiện nay, có kế hoạch phát triển Columbus thành một phóng thí nghiệm không gian độc lập
Bộ phận đầu tiên, Khối chức năng hàng hóa Zarya (Bình minh), được phóng lên quỹ đạo vào tháng 11năm 1998 bằng tên lửa Proton của Nga Hai bộ phận tiếp theo (Mô-đun Unity và Mô-đun dịch vụ Zvezda) cũng được phóng lên quỹ đạo, trước chuyến bay của phi hành đoàn đầu tiên Expedition 1 Expedition 1 gồm một phi hành gia người
Mỹ, William Shepherd và hai phi hành gia người Nga là Yuri Pavlovich
Trang 8Gidzenko và Sergei Konstantinovich Krikalyov đã kết nối thành công với ISS vào ngày 2 tháng 11 năm 2000
Tóm tắt quá trình hình thành ISS:
• 17 tháng 6 năm 1992 - Nga và Hoa Kỳ ký kết thỏa thuận về hợp tác trong nghiên cứu vũ trụ Theo đó Cơ quan Vũ trụ Nga (Российское космическое агентство, viết
tắt là РКА hay RKA trong ký tự Latin) và NASA chuẩn bị chương trình hợp tác "Hòa
bình-Tàu con thoi" Từ đây, ý tưởng hợp nhất các chương trình quốc gia của việc xây dựng các trạm quỹ đạo đã nảy sinh
• Tháng 3 năm 1993 - Tổng giám đốc RKA Yuri Коptev và Tổng công trình sư Tổ hợp Khoa học Sản xuất Năng lượng (NPO Energia, НПО Энергия) Yuri
Sеmеnоv đề nghị với Giám đốc NASA Daniel Goldin xây dựng Trạm vũ trụ Quốc tế
• 1 tháng 11 năm 1993 - RKA và NASA ký "Kế hoạch chi tiết các công việc cho Trạm vũ trụ Quốc tế"
• Tháng 11 năm 1994 - tại Moskva, các buổi góp ý kiến đầu tiên của các cơ quan
vũ trụ của Nga và Hoa Kỳ được tổ chức Hợp đồng với các công ty tham gia dự
án, Boeing,Mc Donnell-Douglas, General Electric, Rockwell và Công ty tên lửa vũ trụ Năng lượng mang tên Коrоlyov (RKK Energia, РКК Энергия им С П
Королева), được ký kết.
• Tháng 3 năm 1995 - tại Trung tâm Không gian Lyndon B Johnson ở Houston,
mô hình phác thảo của trạm được phê chuẩn
• 1996 - cấu hình của trạm được phê chuẩn Nó gồm 2 phần: Nga (phương án hiện đại hóa của "Mir-2") và Hoa Kỳ (với sự tham gia của Canada, Nhật, Ý, Cơ quan
Vũ trụ châu Âu và Brasil)
• 20 tháng 11 năm 1998 - Nga phóng thành phần đầu tiên của trạm: khối chức
năng hàng hóa Zarya (Заря).
• 7 tháng 12 năm 1998 - Tàu con thoi Endeavour đưa lên và gắn vào trạm mô-đun NODE-1 (Unity) của Hoa Kỳ
• 26 tháng 7 năm 2000 - mô-đun dịch vụ Zvezda (Звезда) được gắn vào khối chức năng hàng hóa Zarya
• 2 tháng 11 năm 2000 - tàu vận tải "Soyuz ТМ-31" đưa lên trạm phi hành đoàn đầu tiên
• 18 tháng 4 năm 2005 - Giám đốc NASA Michael D Griffin trong khi điều trần trước Ủy ban Thượng viện về Không gian và Khoa học, đã tuyên bố về sự cần thiết của việc cắt giảm tạm thời các nghiên cứu khoa học ở phần trạm của Hoa Kỳ Điều
Trang 9này là cần thiết, nhằm giải phóng các nguồn lực để tập trung vào xây dựng CEV - phương tiện thám hiểm có người lái (bảo đảm việc xây dựng đến năm 2010, và không muộn hơn 2014) CEV là cần thiết để đảm bảo việc đi lên trạm của Mỹ không
bị phụ thuộc (vốn bị tạm ngưng sau tai nạn tàu con thoi Columbia năm 2003) Như vậy đến năm 2010 có kế hoạch kết thúc việc sử dụng hạm đội "Tàu con thoi không gian"
• 19 tháng 6 năm 2008 - trạm vũ trụ quốc tế được đưa lên cao thêm 7 km để bảo đảm an toàn cho trạm.[7]
Lắp ghép
Xem thêm: Trình tự lắp ráp ISS
Zarya (Bình minh), mô-đun đầu tiên của ISS, được phóng lên bởi một tên lửa
Proton vào tháng 11 năm 1998 Sau đó hai tuần, sứ mệnh STS-88 được tiến hành
mang theo Unity, một trong ba mô-đun nút, và kết nối nó với Zarya Hai mô-đun hạt
nhân tối thiểu này vận hành tự động trong một năm rưỡi, cho đến tháng 6 năm
2000, khi mô-đun Zvezda (Ngôi sao) của Nga được kết nối thêm vào, cho phép một
phi hành đoàn tối thiểu ba người lưu lại lâu dài trên ISS Từ năm 2000 đến năm
2006, mô-đun điều áp chính duy nhất được thêm vào trạm là Mô-đun phòng thí nghiệm Destiny, do STS-98 mang lên vào năm 2001
Khi việc lắp ráp hoàn thành, ISS sẽ có thể tích được điều áp khoảng chừng 1.000 m³, với trọng lượng khoảng 400.000 kg (400 tấn), có thể tạo ra xấp xỉ 100 kilowatt năng lượng, chiều dài toàn bộ giàn đỡ là 108,4 m, chiều dài tất cả mô-đun là 74 m,
và chứa được 6 phi hành gia Việc xây dựng trạm đầy đủ sẽ cần đến hơn 40
chuyến bay lắp ráp Trong số những chuyến bay này, hiện có 33 chuyến dự định dùng tàu con thoi để vận chuyển thiết bị, với 28 chuyến bay đã thực hiện và 5 chuyến trong khoảng từ nay tới 2010 Các chuyến bay lắp ráp khác gồm có những mô-đun được phóng lên bởi tên lửa Proton của Nga hoặc bằng tên lửa Soyuz (Liên hiệp) như trường hợp của bộ phận Nút thông khí Pirs
Ngoài những chuyến bay lắp ráp và hậu cần, khoảng 30 chuyến bay sẽ được thực hiện bằng Tàu vận tải Tiến bộ để cung cấp đầy đủ nhu yếu phẩm cho đến năm
2010 Thiết bị thí nghiệm, nhiên liệu và những thứ tiêu dùng khác sẽ được gửi đến trên mọi phương tiện ghé thăm trạm ISS gồm: tàu con thoi, tàu Tiến bộ, ATV của Châu Âu (đã có chuyến bay đầu tiên vào tháng 3 năm 2008), và HTV của Nhật Bản (dự kiến vào cuối năm 2009) Trạm ISS khi được hoàn thành sẽ gồm các mô-đun điều áp gắn kết với nhau nối với một Giàn cấu trúc hợp nhất, trên đó gắn bốn cặp
Trang 10mô-đun tế bào quang điện PV - photovoltaic lớn (các tấm pin mặt trời) Mô-đun điều
áp và giàn đỡ sẽ được đặt vuông góc với nhau: giàn đỡ mở rộng từ mạn phải đến
mạn trái và khu vực có người ở trải dài tiếp tục ở phần trục hai đầu của trạm Dù
trong thời gian xây dựng góc nghiêng của trạm có thể thay đổi, nhưng khi tất cả 4
cặp mô-đun tế bào quang điện được đặt đúng vị trí ở hai đầu của trạm, nó sẽ nằm
đúng theo hướng di chuyển[8]
Tổng cộng có 10 mô-đun điều áp (Zarya, Zvezda, Mô-đun phòng thí
nghiệm Destiny, Mô-đun Unity (trước đây gọi là Node 1), Mô-đun Harmony (trước
đây gọi là Node 2), Node 3, Mô-đun phòng thí nghiệm Columbus, Mô-đun thí
nghiệm Nhật Bản Kibo, MLM và RM), đã được lên danh sách để thực hiện lắp ráp
Đây là những thành phần của ISS theo dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2010[9] Một
số những bộ phận điều áp nhỏ sẽ được thêm vào như tàu vũ trụ Soyuz (2 tàu như
tàu cứu hộ - thay đổi luân phiên trong 6 tháng), tàu vận tảiProgress (2 hoặc hơn),
mô-đun thông khí Quest và Pirs, cũng như Mô-đun hậu cần đa mục đích định
kỳ, Tàu vận tải không người lái ATV và Tàu vận tải H-II)
Trang 11Columbia được phóng trong nhiệm vụ cuối cùng
Thảm họa và hậu quả
Thảm họa Phi thuyền con thoi Columbia vào ngày 1 tháng 2 năm 2003, tiếp đó là hai năm rưỡi đình chỉ Chương trình tàu con thoi của Hoa Kỳ, cùng với hàng loạt vấn
đề trong việc tiếp tục cho các tàu con thoi hoạt động trở lại vào năm 2005, đem đến một tương lai không chắc chắn cho ISS đến tận năm 2006
Chương trình tàu con thoi được tiếp tục vào ngày 26 tháng 7 năm 2005, với sứ
mệnh Bay trở lại STS-114 của tàu Discovery Nhiệm vụ của tàu Discovery là đến
ISS để kiểm tra những biện pháp an toàn mới kể từ thảm họa Columbia và cung cấp đồ tiếp tế cho trạm Dù nhiệm vụ đã thành công an toàn, nhưng không phải là không có sự rủi ro; người ta vẫn lo ngại về những tấm cách nhiệt ốp ở thùng nhiên liệu ngoài có thể bị rơi ra bất kỳ lúc nào và gây ra thảm họa, khiến cho lãnh đạo NASA phải tuyên bố tạm ngưng các chuyến bay cho đến khi vấn đề này được giải quyết
Trong thời gian giữa thảm họa Columbia và bắt đầu lại việc phóng tàu con thoi, những sự thay đổi phi hành đoàn trên ISS đều do tàu vũ trụ Soyuz của Nga chuyên chở Bắt đầu từ Expedition 7, chỉ có hai phi hành gia được phóng lên ISS, trong khi trước đây có đến ba phi hành gia Vì ISS không được tàu con thoi cung cấp nhu yếu phẩm trong một thời gian dài, một số lớn những vật phẩm trong kế hoạch đã không được sử dụng thích hợp, khiến cho hoạt động của trạm bị cản trở tạm thời vào
Trang 12năm 2004 Tuy nhiên các tàu vận tải Tiến bộ và chuyến bay con thoi STS-114 đã giải quyết vấn đề này.
Những thay đổi trong kế hoạch xây dựng
Nâng cấp ISS bên trên New Zealand
Việc xây dựng ISS đã kéo dài hơn nhiều so với kế hoạch dự kiến hoàn thành vào năm 2004 hoặc 2005 Nguyên nhân của sự chậm trễ này là do các quan chức NASA lưỡng lự trong việc ra quyết định về các chuyến bay của tàu con thoi sau khi xảy ra Thảm họa Columbia vào đầu năm 2003 Một lý do khác cũng phải kể đến là việc cơ quan vũ trụ của Nga cũng bị cắt giảm ngân sách hoạt động cho chương trình ISS Trong thời gian hoãn phóng tàu con thoi, việc xây dựng ISS được tạm dừng và các thí nghiệm khoa học được tiến hành trên tàu cũng bị hạn chế vì phi hành đoàn lúc bấy giờ chỉ còn lại 2 người
Kể từ đầu năm 2006, có nhiều thay đổi so với kế hoạch dự kiến ban đầu, thậm chí
cả kế hoạch trước thảm họa Columbia Những mô-đun và các kết cấu khác bị hủy
bỏ hoặc thay thế, số lượng các chuyến bay của tàu con thoi đến ISS cũng giảm bớt
về số lượng so với kế hoạch trước đây Theo thông báo mới nhất về tiến độ xây dựng trạm ISS, 80% kết cấu phần cứng của trạm đã được hoàn thành và đang hoạt động trên quỹ đạo, dự kiến trạm sẽ được hoàn thành vào năm 2010[10] Số thành viên phi hành đoàn sẽ trên trạm sẽ tăng từ 3 lên 6 người vào khoảng tháng 5 năm
2009, sau khi tàu con thoi thực hiện 12 chuyến bay xây dựng tiếp theo sứ
mệnh Bay trở lại thứ hai mang tên STS-121 Các sứ mệnhSTS-126 và STS-119 đã giúp chuẩn bị cho trạm sẵn sàng cho sự tăng số thành viên này Để đáp ứng được
số lượng phi hành gia đông như thế, trạm cần phải đáp ứng được các yêu cầu bao gồm việc tăng cường hỗ trợ môi trường trên ISS, một tàu Soyuz cố định thứ hai trên
Trang 13trạm với chức năng như một "tàu cứu hộ" thứ hai, các chuyến bay thường xuyên hơn của tàu Tiến bộ để cung cấp gấp đôi lượng hàng hóa cần dùng trên trạm, tăng thêm nhiên liệu để nâng cao sự vận động của trạm trên quỹ đạo, và cung cấp đủ các thiết bị thí nghiệm.
Các thành phần mô-đun lắp ráp hiện này
Nhà du hành vũ trụ Sergei Konstantinovich Krikalyov bên trong Mô-đun dịch vụ Zvezda, tháng 11 năm 2000
Trạm ISS hiện nay gồm có 7 mô-đun điều áp chính gồm 2 mô-đun của Nga mang tên Zarya (Bình minh) và Zvezda (Ngôi sao), 3 mô-đun của Hoa Kỳ mang tên
Destiny (Vận mệnh), Unity (Thống nhất) và Harmony (Hòa hợp), module Columbus của châu Âu và KIBO (Hi vọng) của Nhật Bản Các bộ phận điều áp khác trong cấu trúc trạm hiện nay là Quest Joint Airlock, Gian nối Pirs và module hậu cần điều áp của KIBO Tàu vũ trụ kết nối với ISS cũng góp phần mở rộng thể tích điều áp trong trạm Luôn có ít nhất một tàu vũ trụ Soyuz được nối với trạm như một "tàu cứu hộ"
và cứ 6 tháng một lần được thay thế bởi một tàu Soyuz khác cùng với sự thay đổi phi hành đoàn
Mặc dù không kết nối thường xuyên với ISS, một bộ phận của ISS là Mô-đun Hậu cần Đa mục đích (MPLM) thường được mang theo trong các chuyến bay của tàu
con thoi MPLM được kết nối với Unity và được sử dụng để cung cấp phần hậu cần
cho các chuyến bay
Kể từ tháng 6 năm 2007 trạm gồm có các mô-đun và bộ phận sau:
Bộ phận Chuyến bay tiện phóng Phương Ngày phóng (GMT) Dài (m)
Đường kính (m)
Khối lượng (kg)
Trang 14Zarya FGB 1 A/R Tên lửa
vụ Zvezda 1R Tên lửa Proton 7 năm 200012 tháng 13,1 4,15 19.050
Z1 Truss 3A - STS-92 Discovery 10 năm200011 tháng 4,9 4,2 8.755
Canadarm2 6A - STS-100 Endeavour 4 năm 200119 tháng 17,6 0,35 4.899
Joint Airlock - Quest
Airlock 7A - STS-104 Atlantis 7 năm 200112 tháng 5,5 4,0 6.064
Gian kết nối - Pirs
System cho Canadarm2 UF-2 - STS-111Endeavour 6 năm 20025 tháng 5,7 2,9 1.450
S1 Truss 9A - STS-112 Atlantis 10 năm 20027 tháng 13,7 4,6 14.124
Trang 15STS-Endeavour 3 năm 200811 tháng
3,67 (chiều cao)2,37 (bề rộng) 1.560
Trang 16Bài chi tiết: Những thành phần tương lai của ISS
Tất cả những mô-đun điều áp dự kiến sắp tới đều sẽ được phóng bởi Phi thuyền con thoi Do thời gian hoàn thành trạm là vào năm 2010, trạm sẽ được lắp ráp thêm các bộ phận khác ngoài các mô-đun đang hoạt động trên quỹ đạo:
• Mô-đun nút Node 3
• Mô-đun phòng thí nghiệm đa mục đích
• Một vòm Cupola
Trang 17• Một Mô-đun trạm hàng hóa ghép nối để giúp cho tàu vũ trụ Soyuz và Tàu vận tải Tiến bộ kết nối với trạm
Ngoài ra, có một hệ thống giàn đỡ (Integrated Truss Structure - cấu trúc giàn kết hợp) lớn không điều áp sẽ hỗ trợ những tấm pin năng lượng mặt
trời hoạt động, cũng như những cuộc thí nghiệm bên ngoài như Phổ từ kế Alpha và Bộ tiếp xúc Plasma[14] Một sự bổ sung hỗ trợ cho các thí nghiệm ở trạng thái không điều áp trên ISS đang được phát triển bởi Trung tâm Du hành Không gian Goddard, gọi là EXPRESS Logistics Carrier, hoặc ELC (trước đây là EXPRESS Pallet) "EXPRESS" là từ viết tắt của "EXpedite the PRocessing of Experiments to the Space Station" (Giải quyết quá trình thí nghiệm cho trạm vũ trụ) Vài khối ELC sẽ được thiết đặt phía ngoài ISS để cung cấp nơi thực hiện những thí nghiệm khoa học trong không gian Khối ELC không hẳn là nơi cung cấp các nhu cầu cho thí nghiệm hoàn toàn lý tưởng, nhưng nó cung cấp năng lượng, nhiệt, điều khiển và những liên kết
đo lường từ xa cho cuộc thí nghiệm
• Habitation Module (Module cu trú)[15]
• Phương tiện trở về có người lái (Crew Return Vehicle - CRV)
Trang 18• Interim Control Module - không cần thay thế cho Zvezda (nó sẵn sàng được phóng trong thời gian ngắn nếu được yêu cầu)
• ISS Propulsion Module - không cần thay thế cho Zvezda
• Science Power Platform - năng lượng sẽ được cung cấp đến khu vực của Nga phần nào nhờ vào các tấm pin mặt trời của Hoa Kỳ
• Russian Research Module - được thay thế bởi Docking Cargo
Module (DCM)
Những hệ thống chính trên ISS
Hệ thống cung cấp năng lượng
Bài chi tiết: Hệ thống điện của Trạm vũ trụ quốc tế
Nguồn điện năng cho ISS là từ Mặt Trời: ánh sáng được chuyển đổi thành điện qua những tấm pin mặt trời Trước khi chuyến bay lắp ráp 4A (sứ mệnh tàu con thoi STS-97, 30 tháng 11 năm 2000) được thực hiện, nguồn năng lượng duy nhất trên trạm là từ những tấm pin mặt trời của Nga được gắn trên mô-đun Zarya và Zvezda: khu vực của Nga trên trạm
sử dụng 28 vôn điện thế của dòng một chiều (giống như tàu con thoi) Trong phần còn lại của trạm, điện được cung cấp bởi những tấm pin mặt trời gắn tại một giàn đỡ cung cấp dòng điện một chiều có hiệu điện thế từ 130-180 vôn Năng lượng được ổn định và phân phối tới các bộ phận ở điện áp là 160 vôn và sau đó được chuyển đổi đến điện áp sử dụng là
124 vôn Năng lượng có thể được chia sẻ giữa 2 khu vực trên trạm qua những bộ biến đổi, và đặc tính này rất quan trọng một khi người ta hủy
bỏ bộ phận mô-đunScience Power Platform của Nga: khu vực của người Nga sẽ phải phụ thuộc vào việc xây dựng các tấm pin mặt trời của Hoa
Kỳ để cung cấp năng lượng[16]
Hệ thống hỗ trợ sự sống
Trang 19Hệ thống hỗ trợ sự sống và kiểm soát môi trường (Environmental
Control and Life Support System - ECLSS)
Hệ thống hỗ trợ sự sống và kiểm soát môi trường của trạm ISS sẽ cung cấp hay kiểm soát những yếu tố như áp suất không khí, mức ôxi, nước,
và dập tắt lửa nếu có hỏa hoạn, và vài thứ khác Hệ thống Elektron sinh
ra oxi trên trạm Ưu tiên cao nhất cho hệ thống hỗ trợ sự sống là không khí trong trạm ISS, nhưng hệ thống cũng kiểm soát mức tiêu dùng các yếu tố như nước và không khí từ phi hành đoàn, đồng thời tiến hành tái chế lại nước và không khí được thải đi Ví dụ, hệ thống sẽ tái chế lại chất lỏng từ các bồn nước trên trạm, vòi tắm, nước tiểu, và ngưng tụ Những
bộ lọc bằng than hoạt tính là phương pháp chủ yếu để loại bỏ những sản phẩm phụ trong sự trao đổi chất của con người từ không khí[17]
Hệ thống điều hướng
Hướng đi của trạm được duy trì bởi 2 cơ chế Thông thường, có một hệ thống sử dụng vài con quay hồi chuyển mômen điều khiển (CMG -
Control Moment Gyroscope) để giữ cho trạm đi đúng hướng, có nghĩa là
với mô-đun Destiny ở phía trước của Unity, giàn đỡ P ở bên cạnh trái
và Pirs ở phía hướng về Trái Đất (điểm thấp nhất) Khi hệ thống CMG trở
nên bão hòa, nó có thể mất khả năng điều hướng cho trạm Nếu điều này xảy ra, hệ thống điều khiển trạng thái của Nga có thể lấy lại sự định hướng cho trạm, nó sử dụng những lực đẩy để duy trì trạng thái của trạm
và cho phép hệ thống CMG khử được sự bão hòa Hệ thống này sẽ tự động khởi động như một biện pháp an toàn, chẳng hạn như trong thời gian diễn ra chuyến bay Expedition 10[18] Khi tàu con thoi cập vào trạm,
Trang 20nó có cũng được sử dụng để duy trì trạng thái của trạm Qui trình này cũng được sử dụng trong lúc STS-117 nối vào trạm như giàn đỡ S3/S4.Nghiên cứu khoa học
Một trong những mục đích chính của ISS là cung cấp một địa điểm để giám sát thực hiện các thí nghiệm và đòi hỏi một hoặc nhiều điều kiện đặc biệt hiện nay trên trạm cho công việc này Những lĩnh vực nghiên cứu chính bao gồm sinh học (gồm nghiên cứu y sinh và công nghệ sinh học), vật lý (gồm vật lý chất lỏng, khoa học vật liệu, và cơ học lượng tử),thiên văn học (bao gồm vũ trụ học), và khí tượng học [19] [20] Kể từ năm 2007, những thí nghiệm nhỏ khác như nghiên cứu những ảnh
hưởng lâu dài của hiện tượng không trọng lượng tới con người đã được tiến hành trên trạm Với 4 mô-đun nghiên cứu mới được bố trí để hoàn thành trên ISS vào năm 2010, những thí nghiệm khoa học sẽ được diễn
ra nhiều hơn và chất lượng hơn, với những mô-đun nghiên cứu như vậy, nhiều nghiên cứu chuyên dụng đã được mong đợi để được bắt đầu
Mô-đun khoa học trên ISS
Mô-đun phòng thí nghiệm Destiny là phương tiện nghiên cứu chính hiện thời trên trạm ISS Nó được sản xuất bởi NASA và được phóng
vào tháng 2 năm 2001, đây là một phương tiện nghiên cứu cho những thí nghiệm chung[21] Mô-đun Columbus là một phương tiện nghiên cứu khác được thiết kế bởi Cơ quan vũ trụ Châu Âu (ESA) cho trạm ISS Mục đích của nó là tạo những điều kiện thuận lợi cho những thí nghiệm khoa học
và đã được phóng vào không gian bằng tàu con thoi trong một sứ mệnh mang tên STS-122 vào ngày 6 tháng 12 năm 2007[22] Columbus cung cấp một phòng thí nghiệm chung cũng như một trong số những thiết kế đặc biệt dành cho sinh học, nghiên cứu y sinh và vật lý chất lỏng Có một
số mở rộng dự kiến sẽ được thực hiện để tạo công cụ cho sự nghiên cứu Cơ học lượng tử và vũ trụ học vào tháng 2 năm 2008, tàu con thoi Atlantis mang theo một mô dun để lắp vào ISS, đây sẽ là mô đun đầu tiên thuộc quyền sở hữu của Cơ quan vũ trụ châu Âu.[23]
