ایستگاه بین المللی فضایی بزرگ ترین سازه فضایی دنیا/ حقایقی جالب از تنها سکونتگاه فضایی بشر که تاکنون نمیدانستید

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، ایستگاه بین‌المللی فضایی (International Space Station یا ISS) یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای بشری در حوزه اکتشافات فضایی است. این سازه عظیم، که در مدار پایین زمین (Low Earth Orbit) در ارتفاع حدود 400 کیلومتری سطح زمین قرار دارد، به‌عنوان تنها سکونتگاه دائمی انسان در فضا شناخته می‌شود. ISS نه‌تنها نمادی از همکاری بین‌المللی است، بلکه آزمایشگاهی بی‌نظیر برای انجام تحقیقات علمی در شرایط میکروگرانش و بستری برای آماده‌سازی مأموریت‌های آینده به ماه، مریخ و فراتر از آن محسوب می‌شود. در این گزارش، به بررسی ویژگی‌های منحصربه‌فرد ISS، تاریخچه ساخت آن، نقش آن در پیشرفت علم و فناوری، و حقایق کمتر شناخته‌شده‌ای درباره این شگفتی مهندسی می‌پردازیم.

 ایده ساخت ایستگاه بین المللی فضایی از کجا آمد؟

ایستگاه بین‌المللی فضایی نتیجه همکاری بی‌سابقه بین چندین کشور است. ایده اولیه این پروژه در دهه 1980 مطرح شد، زمانی که ناسا (NASA) طرحی به نام "ایستگاه فضایی آزادی" را پیشنهاد داد. اما با پایان جنگ سرد و نیاز به همکاری‌های بین‌المللی، این پروژه به یک تلاش مشترک بین ایالات متحده، روسیه، اروپا، ژاپن و کانادا تبدیل شد. توافق‌نامه رسمی ISS در سال 1998 امضا شد و اولین ماژول آن، یعنی ماژول زاریا (Zarya) ساخت روسیه، در نوامبر همان سال به فضا پرتاب شد.

تا سال 2011، ISS با اضافه شدن ماژول‌های مختلف از کشورهای شریک تکمیل شد. این ایستگاه در حال حاضر شامل 16 ماژول تحت فشار است که فضانوردان در آن زندگی و کار می‌کنند. همکاری بین‌المللی در ISS نه‌تنها به اشتراک‌گذاری هزینه‌ها و فناوری‌ها کمک کرد، بلکه به‌عنوان نمادی از صلح و دیپلماسی علمی در دوران تنش‌های سیاسی شناخته می‌شود.

 مشخصات فنی و طراحی ISS/ بزرگ تره سازه فضایی بشر چگونه ساخته شد؟

ISS بزرگ‌ترین سازه‌ای است که تاکنون در فضا ساخته شده است. این ایستگاه ابعادی در حدود 109 متر طول، 73 متر عرض و 20 متر ارتفاع دارد و جرمی بالغ بر 420,000 کیلوگرم. برای درک بهتر، ابعاد ISS تقریباً به اندازه یک زمین فوتبال آمریکایی است. این سازه عظیم با سرعتی حدود 28,000 کیلومتر بر ساعت در مدار زمین حرکت می‌کند و هر 90 دقیقه یک‌بار به دور زمین می‌چرخد، به این معنا که فضانوردان در ISS روزانه 16 طلوع و غروب خورشید را تجربه می‌کنند.

ایستگاه از ماژول‌های مختلفی تشکیل شده که هر یک نقش خاصی دارند:
ماژول‌های مسکونی: مانند ماژول Destiny (ایالات متحده) و Kibo (ژاپن) که برای انجام آزمایش‌های علمی طراحی شده‌اند.
ماژول‌های خدماتی: مانند Zvezda (روسیه) که سیستم‌های پشتیبانی حیات و کنترل ایستگاه را فراهم می‌کنند.
پنل‌های خورشیدی: هشت مجموعه بزرگ پنل خورشیدی، انرژی موردنیاز ایستگاه را تأمین می‌کنند. این پنل‌ها در مجموع 2500 متر مربع مساحت دارند و می‌توانند تا 84 کیلووات برق تولید کنند.
بازوهای رباتیک: بازوی رباتیک Canadarm2، ساخت کانادا، برای جابه‌جایی تجهیزات و کمک به فضانوردان در پیاده‌روی‌های فضایی استفاده می‌شود.

 سبک زندگی خاص فضانوردان ساکن ایستگاه

زندگی در ISS تجربه‌ای کاملاً متفاوت از زندگی روی زمین است. فضانوردان در محیطی با جاذبه نزدیک به صفر (میکروگرانش) زندگی می‌کنند که چالش‌های منحصربه‌فردی را به همراه دارد. در ادامه به برخی جنبه‌های زندگی در ISS می‌پردازیم:

1. خوابیدن در فضا
در میکروگرانش، فضانوردان نمی‌توانند روی تخت دراز بکشند، زیرا شناور می‌شوند. به همین دلیل، آن‌ها در کیسه‌های خواب مخصوصی که به دیوارهای کابین‌های کوچک متصل است، می‌خوابند. این کابین‌ها فضایی خصوصی برای استراحت و نگهداری وسایل شخصی فراهم می‌کنند.

2. غذا خوردن

غذاهای فضایی به‌صورت بسته‌بندی‌شده و اغلب خشک‌شده (فریزدراید) به ISS ارسال می‌شوند. فضانوردان می‌توانند غذاها را با افزودن آب گرم آماده کنند. منوی غذایی شامل غذاهایی متنوع از فرهنگ‌های مختلف است، از پیتزای آمریکایی گرفته تا خوراک‌های سنتی ژاپنی. نکته جالب این است که فضانوردان باید مراقب باشند خرده‌های غذا در محیط شناور نشوند و به تجهیزات حساس آسیب نرسانند.

3. ورزش

در میکروگرانش، عضلات و استخوان‌ها به دلیل عدم استفاده ضعیف می‌شوند. به همین دلیل، فضانوردان روزانه دو ساعت ورزش می‌کنند. تجهیزات ورزشی ISS شامل تردمیل، دوچرخه ثابت و دستگاه مقاومتی ARED (Advanced Resistive Exercise Device) است. این تمرینات برای حفظ سلامت جسمانی فضانوردان ضروری است.

4. بهداشت شخصی
دوش گرفتن در فضا غیرممکن است، زیرا آب در میکروگرانش به‌صورت قطره‌های شناور درمی‌آید. فضانوردان از حوله‌های مرطوب و شامپوهای بدون نیاز به آبکشی برای نظافت استفاده می‌کنند. توالت‌های ISS نیز طراحی خاصی دارند که از مکش برای جمع‌آوری ضایعات استفاده می‌کنند.

تحقیقات علمی در ISS

یکی از مهم‌ترین اهداف ISS، انجام تحقیقات علمی در محیط میکروگرانش است. این ایستگاه به‌عنوان آزمایشگاهی منحصربه‌فرد، امکان مطالعه پدیده‌هایی را فراهم می‌کند که روی زمین غیرممکن یا دشوار است. برخی از حوزه‌های تحقیقاتی کلیدی در ISS عبارت‌اند از:

1. پزشکی و زیست‌شناسی

محیط میکروگرانش به دانشمندان اجازه می‌دهد تأثیرات جاذبه صفر بر بدن انسان را بررسی کنند. تحقیقات در ISS به درک بهتر بیماری‌هایی مانند پوکی استخوان و آتروفی عضلانی کمک کرده است. همچنین، رشد کریستال‌های پروتئینی در فضا، که برای توسعه داروهای جدید حیاتی است، در ISS با کیفیت بالاتری انجام می‌شود.

2. فیزیک و شیمی
آزمایش‌ها در ISS به مطالعه رفتار سیالات، احتراق و مواد در شرایط میکروگرانش می‌پردازند. برای مثال، شعله‌های آتش در فضا به‌صورت کروی می‌سوزند، برخلاف زمین که به دلیل جاذبه به سمت بالا حرکت می‌کنند. این مشاهدات به بهبود فناوری‌های احتراق و ایمنی کمک می‌کند.

3. مشاهدات زمین و اخترشناسی

ISS مجهز به ابزارهایی مانند دوربین‌های با وضوح بالا و حسگرها برای مشاهده زمین و مطالعه پدیده‌های جوی، تغییرات اقلیمی و بلایای طبیعی است. همچنین، آزمایش‌هایی مانند AMS02 (آلفا مغناطیس‌سنج) به مطالعه پرتوهای کیهانی و ماده تاریک می‌پردازند.

 حقایق جالب و کمتر شناخته‌شده درباره ایستگاه بین المللی فضایی

1. گران‌ترین شیء ساخت بشر: هزینه ساخت و نگهداری ISS تا سال 2025 بیش از 150 میلیارد دلار برآورد شده است، که آن را به گران‌ترین سازه ساخته‌شده توسط بشر تبدیل می‌کند.

2. اولین پیتزای فضایی: در سال 2017، فضانوردان ISS اولین پیتزای فضایی را تهیه و خوردند. مواد اولیه توسط یک شرکت پیتزاسازی به ایستگاه ارسال شد و فضانوردان در آشپزخانه ISS آن را آماده کردند.

3. بازیافت آب: حدود 93 درصد از آب مصرفی در ISS، از جمله عرق و ادرار فضانوردان، بازیافت و تصفیه می‌شود. این سیستم بازیافت پیشرفته یکی از فناوری‌های کلیدی برای مأموریت‌های طولانی‌مدت فضایی است.

4. پیاده‌روی‌های فضایی: تا سال 2025، بیش از 250 پیاده‌روی فضایی برای تعمیر و نگهداری ISS انجام شده است. هر پیاده‌روی معمولاً بین 6 تا 8 ساعت طول می‌کشد و فضانوردان در معرض شرایط خطرناک فضا قرار می‌گیرند.

5. تماس با زمین: فضانوردان می‌توانند از طریق سیستم‌های ارتباطی پیشرفته با خانواده‌هایشان تماس بگیرند یا حتی در شبکه‌های اجتماعی مانند X پست بگذارند. برخی از تصاویر خیره‌کننده زمین از ISS در حساب‌های رسمی ناسا و فضانوردان منتشر شده‌اند.

اولین توییت فضایی جهان که فضانورد آمریکایی تیموتی کریمر آن را توییت کرد

6. مهمانان غیرمنتظره: در سال 2019، دانشمندان دریافتند که میکروب‌هایی از زمین به ISS منتقل شده‌اند و در محیط ایستگاه زنده مانده‌اند. این کشف به تحقیقات درباره حیات در فضا کمک کرده است.

7. رؤیت از زمین: ISS آن‌قدر بزرگ و درخشان است که در شرایط مناسب، با چشم غیرمسلح از زمین قابل‌مشاهده است. وب‌سایت‌های ناسا زمان‌بندی دقیقی برای مشاهده ISS در مناطق مختلف ارائه می‌دهند.

چالش‌ها و آینده ISS
با وجود موفقیت‌های چشمگیر، ISS با چالش‌هایی نیز مواجه است. هزینه‌های بالای نگهداری، فرسودگی تجهیزات و پیچیدگی‌های همکاری بین‌المللی از جمله این چالش‌ها هستند. برنامه‌ریزی فعلی ناسا و شرکای آن نشان می‌دهد که ISS تا سال 2030 یا کمی بعد از آن فعال خواهد ماند. پس از آن، ایستگاه به‌صورت کنترل‌شده از مدار خارج شده و در اقیانوس آرام فرود خواهد آمد.

در عین حال، ISS راه را برای ایستگاه‌های فضایی آینده هموار کرده است. شرکت‌های خصوصی مانند Axiom Space در حال برنامه‌ریزی برای ساخت ایستگاه‌های تجاری هستند، و ناسا پروژه Gateway را برای ایجاد یک ایستگاه در مدار ماه دنبال می‌کند. فناوری‌ها و درس‌های آموخته‌شده از ISS نقش کلیدی در این پروژه‌ها خواهند داشت.

ایستگاه بین‌المللی فضایی نه‌تنها بزرگ‌ترین سازه فضایی ساخته‌شده توسط بشر است، بلکه نمادی از توانایی انسان برای همکاری، نوآوری و اکتشاف است. این سکونتگاه فضایی، که از سال 2000 تاکنون به‌صورت مداوم میزبان فضانوردان بوده، به پیشرفت علم، فناوری و درک ما از جهان کمک کرده است. حقایق شگفت‌انگیز و دستاوردهای ISS نشان‌دهنده پتانسیل بی‌حدومرز بشریت برای غلبه بر چالش‌ها و رسیدن به ستارگان است. در حالی که ISS روزی جای خود را به نسل بعدی ایستگاه‌های فضایی خواهد داد، میراث آن برای همیشه در تاریخ اکتشافات فضایی باقی خواهد ماند.