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Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Internationalen Raumstation (ISS); zu weiteren Bedeutungen siehe ISS (Begriffsklärung). |
| Internationale Raumstation | |
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Die ISS im März 2009 aufgenommen aus dem Space Shuttle Discovery |
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| Emblem | |
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| Maße im Endausbau | |
| Spannweite: | 109 m |
| Länge: | 97,9 m |
| Tiefe: | 27,5 m |
| Rauminhalt: | 910 m³ |
| Masse: | 400 t |
| Umlaufbahn | |
| Apogäum: | 320–410 km[1] |
| Perigäum: | 320–390 km[1] |
| Durchschnittliche Orbitalhöhe: | ca. 350 km[1] |
| Bahnneigung: | 51,6° |
| Umlaufzeit: | ca. 91 min |
| Relativgeschwindigkeit: | ca. 28.000 km/h |
| Internationale Katalognummer: | 1998-067A |
| Energieversorgung im Endausbau | |
| Elektrische Leistung: | 120 Kilowatt |
| Solarzellenfläche: | 4.500 m² |
| Flugstatistik Gemessen an Sarja, aktueller Stand | |
| Zeit in der Umlaufbahn [2]: | 3878 Tage |
| Zurückgelegte Strecke: | 2606 Mio. km |
| Erdumkreisungen: | 61373 |
| Bemannt seit: | 3165 Tagen |
| Aktuelle Besatzung | |
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Rettungsschiffe: Sojus TMA-14 und Sojus TMA-15 v.l.n.r.
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| Konfiguration | |
Bereits vorhandene und noch zu startende Module, Stand März 2009 |
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Die Internationale Raumstation (engl. International Space Station, kurz ISS) ist eine bemannte Raumstation, die derzeit in internationaler Kooperation betrieben und weiter ausgebaut wird.
Die Pläne für eine große, internationale Raumstation gehen bis in die 1980er Jahre zurück. Die Station war damals noch unter den Namen Freedom oder Alpha in Planung. Die ISS befindet sich seit 1998 im Bau und ist zurzeit das größte künstliche Objekt im Erdorbit. Sie kreist in ca. 350 km Höhe mit einer Bahnneigung von 51,6° ca. alle 91 min um die Erde und soll nach ihrer geplanten Fertigstellung im Jahre 2011 maximale Abmessungen von etwa 110 m × 100 m × 30 m erreichen. Danach soll sie mindestens bis ins Jahr 2020 weiterbetrieben werden.[3]
Am Projekt sind neben der US-amerikanischen NASA und der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos auch Staaten der europäischen Weltraumagentur ESA beteiligt. Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Italien, die Niederlande, Norwegen, Schweden, die Schweiz und Spanien haben den Vertrag über den Bau der Station im Jahre 1998 unterschrieben. Ebenso beteiligt sind die kanadische und die japanische Raumfahrtbehörde. Brasilien hat mit den USA ein separates Abkommen über die Nutzung der ISS.
Erste Ideen für eine dauerhaft bewohnte Station im Weltall kamen bei der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA schon sehr früh auf. Zu Beginn der 1960er Jahre, also noch lange vor der ersten Mondlandung, dachte man an eine Raumstation, die von etwa zehn bis zwanzig Personen bewohnt sein sollte. Nach Abschluss des Apollo-Programms wandte man sich konkreter dem Bau von Raumstationen zu, um den Anschluss an die Sowjetunion nicht zu verlieren, die 1971 mit Saljut 1 ihre erste Raumstation gestartet hatte. So wurde im Jahre 1973 die US-amerikanische Station Skylab gestartet, die insgesamt 171 Tage bewohnt war. Danach wandten sich die US-Amerikaner jedoch der Entwicklung des Space Shuttles zu, während die Sowjetunion sechs weitere Saljut-Stationen und vor allem die modulare Raumstation Mir in die Umlaufbahn brachte und enorme Erfahrung mit Langzeitflügen sammeln konnte.
Nach dem Erstflug des Space Shuttles im Jahre 1981 rückte das Konzept einer Raumstation wieder in den Blickpunkt, weil diese nach Ansicht der NASA-Strategen der nächste logische Schritt in der Raumfahrt sei. Im Mai 1982 wurde im NASA-Hauptquartier die Space Station Task Force geschaffen. Im Januar 1984 kündigte der damalige US-Präsident Ronald Reagan in Anlehnung an den Aufruf Kennedys zur Mondlandung an, es sei das nationale Ziel, eine ständig bemannte Raumstation innerhalb eines Jahrzehnts zu bauen. Die Kosten für eine solche Station wurden damals auf acht Milliarden US-Dollar geschätzt. Ein Jahr später wurde entschieden, die Station zusammen mit internationalen Partnern zu bauen. Daraufhin schlossen sich die ESA sowie Kanada und Japan dem Projekt an. Im Jahre 1988 wurde die geplante Station von Reagan auf den Namen Freedom (Freiheit) getauft.
Nach dem Ende des Kalten Krieges wurde eine engere Zusammenarbeit der NASA mit Russland möglich. Das ursprüngliche Freedom-Projekt wurde gekürzt, weil die Kosten der geplanten Raumstation explodierten und in Space Station Alpha umbenannt. 1993 unterzeichneten Russland und die USA ein Abkommen über zehn Shuttle-Flüge zur russischen Raumstation Mir sowie über Langzeitaufenthalte einiger US-Astronauten auf der Mir, später bekannt als das Shuttle-Mir-Programm. Die NASA zahlte dafür 400 Millionen US-Dollar. Dies markierte die erste Zusammenarbeit der beiden Raumfahrtmächte seit dem Apollo-Sojus-Projekt im Jahre 1975.[4]
Unter US-Präsident Bill Clinton wurde dann das Projekt einer großen Raumstation im November 1993 zusammen mit Russland neu aufgelegt – Russland steuerte die Pläne der geplanten Mir-2-Station bei. Auf US-amerikanischer Seite wurde der Name Alpha vorgeschlagen, der jedoch von Russland abgelehnt wurde, da dort die Mir-Station als „erste“ Raumstation angesehen wird. Bis 1998 schlossen sich 13 weitere Länder dem Projekt an: elf der ESA-Staaten (Großbritannien war Mitunterzeichner des Vertrages, stieg jedoch später aus), Japan und Kanada. Zudem unterzeichnete Brasilien im Oktober 1997 mit den USA einen separaten Vertrag über die Nutzung der Raumstation, die nun den Namen International Space Station (ISS) trägt. Im Jahr darauf begann mit dem Start des russischen Fracht- und Antriebmoduls Sarja (Sonnenaufgang) der Aufbau der Station.
Die ISS ist nach dem Vorbild der russischen Raumstation Mir modular aufgebaut. Einzelne Baugruppen werden von Trägerraketen und Raumfähren in die Umlaufbahn gebracht und dort zusammengesetzt. Dazu sind rund 40 Aufbauflüge nötig. Nach aktueller Planung sollen 35 davon vom US-amerikanischen Space Shuttle durchgeführt werden, der Rest von den unbemannten russischen Trägerraketen Proton und Sojus. 25 Shuttleflüge wurden bereits durchgeführt, 10 weitere sind bis zur Ausmusterung der Raumfähren im Jahre 2010 geplant.[5] Bis dahin soll die Station fertig aufgebaut sein und in den Routinebetrieb übergehen.
Die ISS soll nach ihrer Fertigstellung mit den Solarmodulen 80 Meter Spannweite, 107 Meter Länge und über 400 Tonnen Masse haben. Derzeit beträgt die Masse der ISS 280 Tonnen bei einer Länge der Gitterstruktur von 67 Metern. Die endgültige Spannweite ist seit der Installation der ersten Solarzellen bereits erreicht. Damit ist sie die größte Raumstation, die bisher gebaut wurde.
Das erste ISS-Bauteil im All war das von Russland gebaute Fracht- und Antriebmodul Sarja. Es wurde am 20. November 1998 von einer Proton-Schwerlastrakete in die vorgesehene Umlaufbahn gebracht.[6] Zwei Wochen später wurde mit der Space-Shuttle-Mission STS-88 der erste Verbindungsknoten Unity (Node 1) in die Umlaufbahn gebracht und mit Sarja verbunden. Dieser Knoten verbindet den US-amerikanischen mit dem russischen Teil der Station. Als nächstes folgten mit STS-96 und STS-101 zwei logistische Shuttle-Flüge, die dem Transport von Ausrüstung zur Station dienten. Zudem wurden weitere Arbeiten am Äußeren des Komplexes ausgeführt.
Als nächstes Modul startete im Sommer 2000 das russische Wohnmodul Swesda. Es wurde ebenfalls von einer Proton-Rakete gestartet und dockte automatisch am Sarja-Modul an. Bei einem weiteren Logistikflug (STS-106) wurden Lebensmittel, Kleidung, Wasser und sonstige Alltagsgegenstände für die erste Stammbesatzung zur Station gebracht. Zudem wurde das für die Aufbereitung der Atemluft zuständige Elektron-System installiert. Im Oktober 2000 wurde mit der Mission STS-92 das erste Gittersegment, genannt Integrated Truss Structure Z1, zur Station gebracht. Es diente vorübergehend als Verbindungsstück zwischen einem Solarzellenträger und dem bewohnten Teil der ISS. Außerdem beherbergt es Apparaturen zur Lageregelung und am Zenit-Dockingport einen kleinen Stauraum. Danach konnte am 2. November 2000 die erste Langzeitbesatzung, ISS-Expedition 1, auf der Station einziehen. Sie startete mit Sojus TM-31 zur Station.
Als nächstes Modul wurde mit der Shuttle-Mission STS-97 das erste von vier großen Solarmodulen zur Station gebracht. Der P6-Kollektor wurde im Dezember 2000 zunächst auf Z1 installiert und lieferte in der Anfangsphase nahezu die gesamte Energie zum Betrieb der Station. Es wurde erst im Oktober 2007 an das Backbordende der ISS umgesetzt. Mit der Mission STS-98 wurde das US-amerikanische Labormodul Destiny zur Station gebracht und an Unity angedockt. Nach einem weiteren Logistikflug wurde mit STS-100 der erste Roboterarm der Station, Canadarm2, sowie mit STS-104 die US-Luftschleuse Quest angeliefert. Dies versetzte die Raumfahrer in die Lage, ohne die Hilfe des Shuttles Weltraumausstiege durchzuführen und zum Aufbau der Station beizutragen.
Am 14. September 2001 startete das einzige ISS-Modul, das mit einer Sojus-Rakete gestartet wurde: Das russische Kopplungsmodul Pirs wird sowohl zum Andocken von Sojus- und Progress-Raumschiffen als auch für Ausstiege in russischen Raumanzügen genutzt.
Darauf wurden drei weitere Elemente der Gitterstruktur der Station gestartet. Die Elemente S0, S1 und P1 bilden das Gerüst, an dem später die weiteren Ausleger mit den zugehörigen Solarzellen befestigt werden sollen.
In den folgenden Missionen wurde das Gerüst und die Stromversorgung weiter ausgebaut. Zunächst wurden von STS-115 im September 2006 auf der Backbordseite ein Stück Gitterstruktur und ein großes Solarmodul (P3/P4) angebaut und drei Monate später um das Gitterelement P5 verlängert (STS-116). Im Juni 2007 folgten auf der Steuerbordseite mit der Mission STS-117 ein weiteres Gitterelement mitsamt einem Solarmodul (S3/S4) und zwei Monate später die Verlängerung S5 (STS-118).
Im Oktober 2007 wurde mit STS-120 der Verbindungsknoten Harmony (Node 2) zur ISS gebracht. Außerdem versetzte die STS-120-Mannschaft das Solarmodul P6 an seinen endgültigen Platz am linken Ende des Gerüsts. Nachdem die Discovery die ISS verlassen hatte, wurde durch die 16. Langzeitbesatzung der Shuttle Andockadapter (PMA-2) von Destiny auf Harmony umgesetzt und die Baugruppe Harmony/PMA-2 auf der endgültigen Position an der Stirnseite von Destiny angedockt. Nach über sechs Jahren Pause war dies die erste Erweiterung des von den ISS-Besatzungen nutzbaren Lebensraumes auf der ISS. Das europäische Forschungsmodul Columbus wurde am 11. Februar 2008 an der ISS installiert.
Am 3. Juni 2008 wurde die Installation des japanischen Hauptmoduls von Kibō abgeschlossen. Durch STS-119 wurde im März 2009 das vierte und letzte Solarmodul S6 installiert. Im Mai 2009 wurde die Besatzung der ISS auf sechs Raumfahrer aufgestockt. Das letzte Bauteil des Kibō-Moduls wird im Juni installiert werden. Im weiteren Verlauf des Jahres wird das Mini-Research Module 2 installiert. 2010 folgt das der Verbindungsknoten Tranquility (Node 3) mit der Aussichtskuppel Cupola und das Docking Cargo Module. 2011 soll die Station mit dem russischen Labormodul (MLM) fertiggestellt sein.
Eine Liste aller ISS-Module geordnet nach dem Zeitpunkt des Starts ist unter Liste der ISS-Module zu finden.
Die ISS befindet sich in einer annähernd kreisförmigen niedrigen Erdumlaufbahn mit einer Bahnneigung von 51,6° gegen den Äquator und umrundet die Erde etwa alle eineinhalb Stunden. Durch die vorhandene geringe Exzentrizität der Bahnellipse schwankt die Höhe während jedes Umlaufs zwischen Perigäum und Apogäum um bis zu 20 Kilometer. Die mittlere Bahnhöhe nimmt durch den Luftwiderstand der Station allmählich mit 50 bis 150 m pro Tag ab. Diesem Höhenverlust wird je nach Erfordernissen des Stationsbetriebs in unregelmäßigen Abständen durch Triebwerkszündungen von Shuttle, Sojus, Progress, ATV oder Swesda-Modul unter Aufwendung von etwa 7.000 Kilogramm Treibstoff pro Jahr entgegengewirkt, so dass die mittlere Höhe der Station zwischen etwa 330 und 400 Kilometern gehalten wird. Die mittlere Bahnhöhe, als Differenz von großer Halbachse der Bahnellipse und Erdradius, berechnet sich aus der mittleren Bewegung. Dieser Parameter gibt die Umläufe pro Tag an und ist in regelmäßig veröffentlichten TLE-Datensätzen der Satellitenbahnelemente enthalten (siehe Weblinks: Heavens-Above).
Die Lage der Bahn relativ zur Sonne bestimmt die Länge der Orbitalen Nacht. Übersteigt der Winkel (Beta) zwischen Bahnebene und Sonnenrichtung Werte von 60°, wird die Nachtphase zu kurz, so dass die Station zur ausreichenden Kühlung speziell ausgerichtet werden muss. Space-Shuttle-Besuche finden in dieser Zeit nicht statt, da angedockte Shuttles überhitzen würden[7].
Die Versorgung der Crew mit Lebensmitteln, Frischwasser, Kleidung, Sauerstoff sowie Ersatzteilen und wissenschaftlichen Experimenten wurde bis März 2008 ausschließlich durch russische Progress-Frachter und US-amerikanische Space Shuttles sichergestellt. Seit April 2008 steht hierfür nach dem erfolgreichen Erstflug von „Jules Verne“ zusätzlich das europäische Automated Transfer Vehicle (ATV) zur Verfügung. Ein Jahr später soll der Erstflug des japanischen Versorgungsschiffes H-2 Transfer Vehicle (HTV) stattfinden.
Hauptartikel: Progress
Die russischen Progress-Transportraumschiffe stellen die Grundversorgung für die Station sicher. Die von dem Sojus-Raumschiff abgeleiteten unbemannten Transporter sind in der Lage, bei durchschnittlich vier Flügen pro Jahr die ISS allein zu versorgen, sofern sie nur von zwei Personen bewohnt wird. Dies musste während des Flugverbots der Shuttle-Flotte nach dem Columbia-Absturz 2003 durchgeführt werden. Bei höherer Startfrequenz können auch größere Besatzungen versorgt werden.
Die Raumschiffe sind nicht wiederverwendbar. Nach dem Andocken an einem Port am russischen Teil der Station werden die rund 2,5 Tonnen Fracht und Treibstoff zur Station transferiert. Anschließend wird Progress mit Müll gefüllt, nach mehreren Monaten wieder abgekoppelt und in der Erdatmosphäre zum Verglühen gebracht.
Ein Nachteil der Progress-Raumschiffe ist der kleine Durchmesser der Verbindungsluken, weshalb sperrige Nutzlasten und Ersatzteile (wie z. B. Gyroskope) nicht von Progress angeliefert werden können. Russland setzt für Transporte zur ISS die Progress-Versionen Progress M, Progress M1 und Progress M1M ein. Die ersten beiden Versionen wurden bereits zur Versorgung der Raumstation Mir verwendet und unterscheiden sich im Wesentlichen lediglich im Anteil des Treibstoffes, der mitgenommen werden kann. Progress M1M wurde erstmals am 26. November 2008 eingesetzt und hat eine deutlich höhere Nutzlastkapazität.
Hauptartikel: Multi-Purpose Logistics Module
Das Multi-Purpose Logistics Module (MPLM) ist ein bei Alenia Spazio in Italien gebautes Modul, das in der Nutzlastbucht des Space Shuttles zur Raumstation gebracht wird. Seine Nutzlastkapazität liegt mit 9,1 Tonnen höher als die der Progress-Raumschiffe. Da das Modul zum Start einen Shuttle benötigt, ist sein Start aber auch sehr viel teurer. Die Module sind bis zu 25 Mal verwendbar und können auch eingesetzt werden, um Ausrüstungsgegenstände oder Resultate von Experimenten zurück zur Erde zu bringen. Nach dem Andocken des Shuttles wird das Modul von einem Roboterarm aus der Ladebucht der Raumfähre gehievt und an einem Stationsmodul befestigt. Dort wird es innerhalb weniger Tage entladen und wieder vom Shuttle zur Erde gebracht.[8]
Seit 2008 leistet auch Europa seinen Beitrag zur Versorgung der Station. Dies geschieht mit dem ATV (Automated Transfer Vehicle), das wie die russischen Progress-Schiffe Fracht transportiert. Die Nutzlast beträgt mit 7,5 Tonnen in etwa das Dreifache eines Progress-Transporters. Davon können etwa 4,5 Tonnen Treibstoff sein, der genutzt wird, um die Bahn der ISS anzuheben. Dies ist regelmäßig erforderlich, da sie durch die Reibung an der Restatmosphäre zwischen 50 und 150 Meter pro Tag an Höhe verliert.
Das erste ATV wurde am 9. März 2008 unter dem Namen „Jules Verne“ von einer Ariane-5-Rakete gestartet und dockte am 3. April erfolgreich an der Raumstation an. Am 29. September 2008 verglühte „Jules Verne“ planmäßig über dem Pazifik. Der Vertrag der ESA umfasst insgesamt fünf ATV-Einheiten. Ab 2010 findet bis einschließlich 2013 jedes Jahr ein Flug mit einem ATV statt.
Für die Kopplung wird ein lasergestütztes automatisches System genutzt, mit dem das ATV am hinteren Andockstutzen des russischen Swesda-Moduls anlegen kann. Dort befinden sich die benötigten Andockhilfen (Antennen und Laser-Reflektoren).
Ein ähnliches Transportfahrzeug wird auch von der japanischen Weltraumagentur JAXA entwickelt. Es wurde nach der H-2-Trägerrakete, die es starten soll, auf den Namen H-2 Transfer Vehicle (HTV) getauft. Die Größe des HTV entspricht in etwa einem Bus; die Nutzlast beträgt rund sechs Tonnen.[9] Im Gegensatz zum ATV ist der japanische Transporter nicht in der Lage, ein automatisches Andockmanöver durchzuführen, sondern wird vom Roboterarm der Station eingefangen und an einem freien Kopplungsstutzen im US-Teil der Station befestigt. Der Erstflug ist für das Jahr 2009 geplant.
Um nach der Beendigung des Space Shuttle-Programms 2010 auch weiterhin die Station unter US-amerikanischer Leitung versorgen zu können, hat die NASA das COTS-Programm aufgelegt. Dadurch soll die Versorgung mit Material und Besatzung auch vor der Indienststellung der Orion-Raumschiffe im Jahre 2015 sichergestellt werden. Nach einem Wettbewerb wurden die beiden privaten Unternehmen SpaceX und Rocketplane Kistler beauftragt, entsprechende Raketen sowie Crew- und Logistik-Module zu entwickeln. Nachdem Rocketplane Kistler die Zusagen bezüglich der Einwerbung von Drittmitteln nicht hatte einhalten können, wurde die Beteiligung der Firma seitens der NASA im Oktober 2007 aufgekündigt.[10] Demonstrationsmissionen für das COTS-Programm sind für das Jahr 2008 und 2009 geplant. [11]
Die Raumstation ist seit dem 2. November 2000 permanent besetzt. Die jeweiligen Langzeitbesatzungen tragen die Bezeichnung „ISS-Expedition“ und eine fortlaufende Zahl. Zunächst starteten jeweils drei Raumfahrer (Kommandant und zwei Bordingenieure) gemeinsam zur ISS, um für sechs bis sieben Monate dort zu bleiben. Die Langzeitbesatzungen wurden anfangs jeweils durch Shuttle-Missionen ausgetauscht. Nach dem Unglück des Space Shuttles Columbia am 1. Februar 2003 standen die Space Shuttles längere Zeit nicht mehr für die Versorgung der Station zur Verfügung. Die Besatzungsgröße wurde deshalb ab der ISS-Expedition 7 auf zwei Personen reduziert und der Crew-Austausch wurde auf Sojus-Raumschiffe umgestellt. Mit der Shuttle-Mission STS-121 wurde der Deutsche Thomas Reiter im Juli 2006 als erster ESA-Raumfahrer zu einem Langzeitaufenthalt auf die ISS gebracht. Damit hatte die Station wieder drei Besatzungsmitglieder. Seitdem wurden zwei Raumfahrer durch Sojus-Raumschiffe ausgewechselt, der Dritte wird jeweils per Space Shuttle zur Station bzw. zurück zur Erde gebracht.
Mit der Ankunft von Sojus TMA-15 am 29. Mai 2009 begann die aktuelle ISS-Expedition 20. Damit befinden erstmals sechs Besatzungsmitglieder dauerhaft auf der ISS und es werden entsprechend zwei Sojus-Raumschiffe für eine eventuelle Evakuierung der Station zur Verfügung stehen. Die NASA schätzt die Wahrscheinlichkeit für eine Evakuierung innerhalb eines Zeitraumes von 6 Monaten mit 1:124 ab (2008). Eine Übersicht über alle Langzeitbesatzungen gibt die Liste der ISS-Expeditionen.
Die ersten siebzehn Expeditionen bestanden fast ausschließlich aus russischen und US-amerikanischen Raumfahrern. Nur der Deutsche Thomas Reiter (fünfeinhalb Monate) und der Franzose Léopold Eyharts (eineinhalb Monate) absolvierten als ESA-Astronauten ebenfalls Langzeitaufenthalte auf der ISS.
Neben den Langzeitbesatzungen haben bereits zahlreiche andere Raumfahrer aus den verschiedensten Nationen die ISS besucht. Während ihr Sojus-Raumschiff bzw. das Space Shuttle an der ISS angekoppelt war, arbeiteten deren Besatzungen für etwa ein bis zwei Wochen auf der ISS und kehrten anschließend zurück.
Insgesamt haben bereits 171 Personen die ISS besucht, davon absolvierten (bzw. absolvieren) 47 einen oder mehrere Langzeitaufenthalte. Sechs Besucher waren Weltraumtouristen, die sich für je etwa zwanzig Millionen US-Dollar einen Flug mit einem Sojus-Raumschiff gekauft haben und sich jeweils ungefähr eine Woche auf der Station aufhielten, einer davon, Charles Simonyi, sogar bereits zwei mal. Eine alphabetische Übersicht gibt die Liste der Raumfahrer auf der Internationalen Raumstation, eine chronologische Übersicht bietet die Liste bemannter Missionen zur Internationalen Raumstation.
Hauptartikel: Liste der ISS-Module
Grundsätzlich unterscheidet man unter Druck stehende und nicht unter Druck stehende Module. Sämtliche Module, die von den Astronauten zum Wohnen, Schlafen und zur Arbeit benutzt werden, stehen unter Druck, da Menschen im Vakuum nicht überleben können. Das Lebenserhaltungssystem an Bord sorgt für eine Atmosphäre, die der irdischen entspricht (21 Prozent Sauerstoff, 78 Prozent Stickstoff, 1014 Hektopascal Druck). Zu den unter Druck stehenden Modulen zählen zum Beispiel das US-amerikanische Destiny-Labor oder das russische Modul Sarja. Solarzellen oder Gitterstrukturen stehen nicht unter Druck.
Die Stromversorgung der Raumstation geschieht ausschließlich über Sonnenenergie. Der US-amerikanische Teil der ISS verfügt – im Endausbau – über acht Solarpaneele. Diese sind in vier sogenannten Photovoltaic Modules (PVMs) zu je zwei Elementen zusammengefasst, die durch Rotationsgelenke auf die Sonne ausgerichtet werden. An beiden Enden des „Rückgrats“ der ISS werden sich nach der Fertigstellung jeweils zwei Module befinden; auf der Backbordseite sind es die mit P4 und P6 bezeichneten Elemente und an Steuerbord S4 und S6.
Die acht Solarelemente arbeiten unabhängig voneinander. Während ein Teil des Stroms zur Speicherung in die Akkumulatoren (Nickel-Wasserstoff-Zellen) geleitet wird, geht der andere Teil direkt zu den zahlreichen Verbrauchern. Dazu wird der Strom über vier MBSU-Verteiler (Main Bus Switching Units) geleitet. Um eine gleichmäßige Energieversorgung auf der gesamten Station zu gewährleisten, kann eine MBSU über Kreuzschaltungen mit jeder anderen MBSU verbunden werden.
Zwei Paneele speisen einen Verteiler, der die Stromleitungen splittet und vier Leitungen ausgibt, die die Energie in DDCU-Gleichstromrichtern (Direct current–to–Direct Current Converter Units) herunterregeln. Anschließend wird die elektrische Energie durch ein verzweigtes Leitungsnetz an jedes Element des US-amerikanischen Teils der ISS verteilt. Die Sonnenkollektoren erzeugen eine Spannung von 160 Volt (Primary Power), die Verbraucher auf dem US-Teil der Station arbeiten jedoch mit 124 Volt Gleichspannung (Secondary Power) und einige Geräte auch mit 28 Volt.
Die Sonnenenergie des russischen Teils der Raumstation wird in Nickel-Cadmium-Akkus gespeichert, wobei alle Geräte mit 28 Volt Gleichspannung arbeiten. Über Konverter kann elektrische Energie zwischen den US-amerikanischen und russischen Systemen ausgetauscht werden.
Die Ausrichtung der Solarelemente hatte einen relativ hohen Einfluss auf den Luftwiderstand der Station. Durch den Nachtgleitmodus kann der Widerstand im Mittel um 30 % reduziert werden und pro Jahr etwa 1000 kg Treibstoff eingespart werden.
Überschüssige Hitze von bis zu 106,8 kW kann über das Kühlsystem in den Weltraum abgegeben werden. Dazu dienen zwei Arten von Radiatorengruppen:
Beide Typen werden bei Lockheed-Martin hergestellt[16] und zusammengefaltet mit dem Space Shuttle in den Weltraum gebracht. Als Kältemittel dient flüssiger Ammoniak.
Die Datenübertragung und der Sprechfunkverkehr mit dem Kontrollzentrum erfolgt für den US-amerikanischen Teil der Station über das TDRS-Netz über S-Band (192 kbps) und Ku-Band (bis 300 Mbps). Die Kommunikation mit Astronauten während Außenbordeinsätzen sowie dem Shuttle wird über ein UHF-System hergestellt.
Der russische Teil der Station benutzt das dem TDRS ähnliche LUCH-Netz, um mit dem russischen Kontrollzentrum in Moskau zu kommunizieren.
Wie viel das Projekt insgesamt kosten wird, ist umstritten. Nachdem die NASA beim Anfangsbetrag von 40 Milliarden US-Dollar diverse Korrekturen nach oben vornehmen musste, gibt sie heute keine neuen Kostenschätzungen mehr heraus. Nach Angaben der ESA werden sich die Gesamtkosten auf etwa 100 Milliarden Euro belaufen. Darin enthalten sind Entwicklung, Aufbau und die ersten zehn Jahre der Nutzung. 8 Milliarden Euro davon entfallen auf die Länder der ESA.[17]
Das NASA-Budget für 2007[18] vermerkt Kosten für die ISS (exklusive der Shuttle-Kosten, die einen separaten Posten bilden) in Höhe von 25,6 Milliarden Dollar für die Jahre 1994 bis 2005. Für 2005 und 2006 wurden 1,7 respektive 1,8 Milliarden Dollar bereitgestellt. Der jährliche NASA-Beitrag wird bis 2010 auf wahrscheinlich 2,3 Milliarden Dollar ansteigen und von da an auf diesem Niveau bleiben, bis 2017 das kalkulierte Ende des Programms eintritt.
Die 1,8 Milliarden Dollar des Budgets von 2005 verteilen sich wie folgt: [19]
Wenn die Projektionen der NASA über jährlich 2,5 Milliarden Dollar zwischen 2011 und 2016 zutreffen und 2017 wie geplant der Betrieb eingestellt werden würde, würden sich die Gesamtkosten seit dem Beginn des Programms 1993 auf 53 Milliarden Dollar aufsummiert haben. Die 33 Shuttle-Flüge für die Konstruktion und die Versorgung der Raumstation werden weitere 35 Milliarden Dollar gekostet haben. Zusammen mit den Vorarbeiten der NASA beim Design für die geplanten, aber nie realisierten Vorläuferstationen der ISS kann davon ausgegangen werden, dass allein die NASA näherungsweise 100 Milliarden Dollar für die Internationale Raumstation ausgegeben haben wird.
Die ESA kalkuliert ihren Beitrag über die 30-jährige Gesamtdauer des Projekts mit 8 Milliarden Euro. Die Kosten für die Entwicklung des Columbus-Moduls betrugen knapp 1 Milliarde (in dieser Höhe zum Teil hervorgerufen durch viele Änderungen und aufgezwungene Managementstrukturen). Der weitaus größere Teil der Kosten wird für die operative Phase benötigt (Betrieb des europäischen Bodenzentrums, Fertigung/Lagerhaltung für Ersatzteile, Mietkosten für Datenübertragungsstrecken usw).
Die Entwicklung des ATV kostete inklusive des ersten Starts von Jules Verne 1,35 Milliarden Euro. Die vier weiteren geplanten Flugexemplare sind mit 875 Millionen Euro günstiger, da die Entwicklungskosten nun wegfallen. Da jeder Flug einer Ariane-5-Rakete wenigstens 125 Millionen Euro kostet, sind für ATV-Flüge Kosten in Höhe von 2,85 Milliarden Euro zu erwarten.
ATV-Kosten für die Flüge werden zum Teil mit der NASA, für die durch Columbus anfallenden Nutzungskosten der Stationsressourcen, verrechnet.
Das Kibō-Laboratorium hat bereits 2,8 Milliarden Dollar gekostet. Hinzu kommen die jährlichen Betriebsausgaben des Moduls im Bereich zwischen 350 und 400 Millionen.
Ein erheblicher Betrag des Budgets der russischen Weltraumbehörde Roskosmos wird für die ISS aufgewendet. Seit 1998 führte Roskosmos über zwei Dutzend Sojus- und Progress-Flüge durch, das primäre Vehikel für Crew- und Transportmissionen. Die Gesamtkosten sind schwierig abzuschätzen. Die bereits in der Umlaufbahn befindlichen russischen Module sind Nachkömmlinge des Mir-Designs, so dass die Entwicklungskosten hierfür immerhin sehr viel niedriger als bei vielen anderen Bestandteilen des Projektes sind.
Kanada, deren Hauptbeitrag zur Internationalen Raumstation das Modul Canadarm2 ist, beziffert seine Kosten für das Projekt über die vergangenen 20 Jahre mit 1,4 Milliarden Kanadischen Dollar.[20]
Der Funkname lautete lange Zeit Station. Während der ISS-Expedition 14 begann jedoch der Astronaut Lopez-Alegria mit der Verwendung des Namens Alpha (in Anlehnung an die US-amerikanische Bezeichnung der Station während der frühen Planungsphase), was dann von Houston und anderen Astronauten übernommen wurde. Nach seinem Aufenthalt auf der Station kehrte man aber zum alten Rufnamen Station zurück. Mittlerweile wird im Funkverkehr wieder Alpha verwendet.
Im Gegensatz zu zeitlich begrenzten Raumflügen, auf denen die Zeit gemäß Mission Elapsed Time (MET) gemessen wird, werden für die Raumstation alle Zeiten in Koordinierter Weltzeit (UTC) angegeben. Zur Anpassung an die Hauptarbeitszeiten in den Kontrollzentren wird der Tagesablauf aber häufig dagegen verschoben. Für die Öffentlichkeitsarbeit in Zusammenhang mit der ISS verwendet die NASA eine Mischung aus Zeitangaben in Pacific (PST/PDT), Central (CST/CDT) und Eastern Time (EST/EDT).
Die ISS erreicht eine scheinbare Helligkeit von bis zu etwa −5 mag [21], d. h., sie erscheint bei günstiger Phase und wenn sie nahe am Zenit vorbeizieht, von der Erde aus etwa 25-Mal heller als der hellste Stern namens Sirius, mit −1,44 mag. (Zum Vergleich: die Venus, der hellste Planet, kann bis zu −4,7 mag hell werden).
Mit den weiteren Modulen, die in Zukunft noch angedockt werden, erhöht sich die reflektierende Fläche der Station, so dass die ISS noch etwas höhere Helligkeitsklassen erreicht.
Die ISS ist jeweils periodisch zu bestimmten Zeiten im Jahr von Mitteleuropa aus am Himmel zu sehen: Zunächst während zwei bis drei Wochen nahezu täglich in der Morgendämmerung, dann, nach einigen Tagen (hier abhängig von der Jahreszeit) Pause, zwei bis drei Wochen in der Abenddämmerung. Nach knapp zwei Monaten wiederholt sich diese Abfolge. Bei sternklarer Sicht kann man dann die ISS ohne Hilfsmittel als zügig vorbeiziehenden hellen Punkt ausmachen. Die genauen Zeitpunkte für eine optimale Sicht, sowie u. A. die jeweilige Himmelsrichtung des Auftauchens, sind online abrufbar (siehe Heavens-Above oder calsky unter Weblinks).
Sarja · Unity · PMA · Swesda · Integrated Truss Structure · Destiny · ESP · Mobile Servicing System · Canadarm2 · Quest · Pirs · Strela · Harmony · Columbus · Kibō (ELM-PS + PM) · Canada Hand
Noch zu startende Module: Kibō (EF) · MLM · ERA · Tranquility · Cupola · DCM · MRM-2 · ELC
Gestrichene Module: CAM · Habitation Module · ICM · IPM · Research Modules · SPP · UDM · DSM · MPM Enterprise · Crew Return Vehicle
Zubringer: STS-88 · STS-96 · STS-101 · STS-106 · STS-92 · Sojus TM-31 · STS-97 · STS-98 · STS-102 · STS-100 · Sojus TM-32 · STS-104 · STS-105 · Sojus TM-33 · STS-108 · STS-110 · Sojus TM-34 · STS-111 · STS-112 · Sojus TMA-1 · STS-113 · Sojus TMA-2 · Sojus TMA-3 · Sojus TMA-4 · Sojus TMA-5 · Sojus TMA-6 · STS-114 · Sojus TMA-7 · Sojus TMA-8 · STS-121 · STS-115 · Sojus TMA-9 · STS-116 · Sojus TMA-10 · STS-117 · STS-118 · Sojus TMA-11 · STS-120 · STS-122 · STS-123 · Sojus TMA-12 · STS-124 · Sojus TMA-13 · STS-126 · STS-119 · Sojus TMA-14 · Sojus TMA-15 · STS-127 · STS-128 · Sojus TMA-16 · STS-129 · Sojus TMA-17 · STS-130 · STS-131 · STS-132 · Sojus TMA-01M · Sojus TMA-18 · STS-133 · STS-134 · Sojus TMA-19
Langzeitbesatzungen: Expedition 1 · Expedition 2 · Expedition 3 · Expedition 4 · Expedition 5 · Expedition 6 · Expedition 7 · Expedition 8 · Expedition 9 · Expedition 10 · Expedition 11 · Expedition 12 · Expedition 13 · Expedition 14 · Expedition 15 · Expedition 16 · Expedition 17 · Expedition 18 · Expedition 19 · Expedition 20 · Expedition 21
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