Estação Espacial

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A Estação Espacial Internacional , o maior objeto já montado em uma órbita geocêntrica

Uma estação espacial , também conhecida como estação orbital ou estação espacial orbital , é uma espaçonave capaz de sustentar uma tripulação humana em órbita por um longo período de tempo e, portanto, é um tipo de habitat espacial . Não tem propulsão ou sistemas de pouso importantes . As estações devem ter portas de encaixe para permitir que outras espaçonaves atracem para transferir tripulação e suprimentos.

O objetivo de manter um posto avançado orbital varia dependendo do programa. As estações espaciais costumam ser lançadas para fins científicos, mas também ocorreram lançamentos militares. Em 2021, uma estação espacial totalmente operacional e permanentemente habitada estava em órbita baixa da Terra : a Estação Espacial Internacional (ISS), que é usada para estudar os efeitos do voo espacial no corpo humano , bem como para fornecer um local para conduzir um maior número e maior extensão de estudos científicos do que é possível em outros veículos espaciais. China , Índia , Rússia e os EUA , bem como Bigelow Aerospace e Axiom Space, estão todos planejando outras estações para as próximas décadas.

História [ editar ]

Estação espacial de roda giratória. Conceito de Wernher von Braun 1952

A primeira menção de algo semelhante a uma estação espacial ocorreu em Edward Everett Hale , em 1869, " The Brick Moon ". [1] Os primeiros a dar consideração séria e cientificamente fundamentada às estações espaciais foram Konstantin Tsiolkovsky e Hermann Oberth, com cerca de duas décadas de diferença no início do século XX. [2] Em 1929, Herman Potočnik 's The Problem of Space Travel foi publicado, o primeiro a imaginar uma estação espacial de "roda giratória" para criar gravidade artificial. [1] Conceitualizado durante a Segunda Guerra Mundial , o " canhão solar "era uma arma orbital teóricaorbitando a Terra a uma altura de 8.200 quilômetros (5.100 mi). Nenhuma pesquisa adicional foi conduzida. [3] Em 1951, Wernher von Braun publicou um conceito para uma estação espacial de roda giratória na Collier's Weekly , fazendo referência à ideia de Potočnik. No entanto, o desenvolvimento de uma estação rotativa nunca foi iniciado no século XX. [2]

A primeira estação espacial, Salyut-1. Como pode ser visto na saída da Soyuz 11

Durante a segunda metade do século 20, a União Soviética desenvolveu e lançou a primeira estação espacial do mundo, Salyut 1 . [4] As séries Almaz e Salyut foram eventualmente associadas por Skylab , Mir e Tiangong-1 e Tiangong-2 . O hardware desenvolvido durante os esforços soviéticos iniciais permanece em uso, com variantes evoluídas que compreendem uma parte considerável da ISS, orbitando hoje. Cada membro da tripulação permanece a bordo da estação por semanas ou meses, mas raramente mais de um ano. Começando com o voo malfadado da tripulação da Soyuz 11 para a Salyut 1, todos os registros recentes de duração de voos espaciais humanos foram feitos a bordo de estações espaciais. O recorde de duração para um único vôo espacial é de 437,75 dias, estabelecido por Valeri Polyakov a bordo do Mir de 1994 a 1995. Em 2016 , quatro cosmonautas completaram missões únicas de mais de um ano, todos a bordo do Mir . A última estação espacial de uso militar foi a Salyut 5 soviética , lançada sob o programa Almaz e orbitada entre 1976 e 1977. [5]

Estações primeiros monolíticas (1971-1986) [ editar ]

A estação Skylab dos Estados Unidos da década de 1970

As primeiras estações eram projetos monolíticos que foram construídos e lançados em uma única peça, geralmente contendo todos os seus suprimentos e equipamentos experimentais. Uma equipe seria então lançada para se juntar à estação e realizar pesquisas. Depois que os suprimentos acabaram, a estação foi abandonada. [4]

A primeira estação espacial foi a Salyut 1 , lançada pela União Soviética em 19 de abril de 1971. As primeiras estações soviéticas eram todas designadas "Salyut", mas entre elas havia dois tipos distintos: civil e militar. As estações militares, Salyut 2 , Salyut 3 e Salyut 5 , também eram conhecidas como estações Almaz . [6]

As estações civis Salyut 6 e Salyut 7 foram construídas com dois portos de atracação, o que permitiu a visita de uma segunda tripulação, trazendo uma nova espaçonave com eles; a balsa da Soyuz poderia passar 90 dias no espaço, momento em que precisava ser substituída por uma nova nave espacial da Soyuz. [7] Isso permitiu que uma equipe mantivesse a estação continuamente. O Skylab americano (1973-1979) também foi equipado com duas portas docking, como estações de segunda geração, mas a porta extra nunca foi utilizada. A presença de uma segunda porta nas novas estações permitiu Progressveículos de abastecimento devem ser atracados na estação, o que significa que novos suprimentos podem ser trazidos para ajudar as missões de longa duração. Este conceito foi expandido na Salyut 7, que "atracou fortemente" com um rebocador TKS pouco antes de ser abandonada; isso serviu como uma prova de conceito para o uso de estações espaciais modulares. Os Salyuts posteriores podem ser razoavelmente vistos como uma transição entre os dois grupos. [6]

Mir (1986-2001) [ editar ]

Terra e a estação Mir

Ao contrário das estações anteriores, a estação espacial soviética Mir tinha um design modular ; uma unidade central foi lançada e módulos adicionais, geralmente com uma função específica, foram adicionados posteriormente a ela. Esse método permite maior flexibilidade na operação, além de eliminar a necessidade de um único veículo lançador imensamente poderoso . As estações modulares também são projetadas desde o início para terem seus suprimentos fornecidos por embarcações de apoio logístico, o que permite uma vida útil mais longa ao custo de exigir lançamentos regulares de apoio. [8]

Os módulos ainda estão sendo desenvolvidos com base no design e nas capacidades da Mir .

Tiangong 1 e Tiangong 2 (2011-2019) [ editar ]

O primeiro laboratório espacial da China, o Tiangong-1, foi lançado em setembro de 2011. [9] O Shenzhou 8 destravado realizou com sucesso um encontro automático e atracação em novembro de 2011. O Shenzhou 9 com tripulação atracou com o Tiangong-1 em junho de 2012, o Shenzhou com tripulação 10 em 2013. Um segundo laboratório espacial Tiangong-2 foi lançado em setembro de 2016, enquanto um plano para Tiangong-3 foi fundido com Tiangong-2. [10]

Em maio de 2017, a China informou ao Escritório das Nações Unidas para Assuntos do Espaço Exterior que a altitude do Tiangong-1 estava diminuindo e que logo voltaria a entrar na atmosfera e se fragmentaria. [10] A reentrada foi projetada para ocorrer no final de março ou início de abril de 2018. [11] De acordo com o China Manned Space Engineering Office, Tiangong-1 reentrou no Oceano Pacífico Sul , a noroeste do Taiti , em 2 de abril de 2018 às 00: 15 UTC. [12] [13] [14] [15] [16]

Em julho de 2019, o Escritório de Engenharia Espacial Tripulado da China anunciou que estava planejando desorbitar Tiangong-2 em um futuro próximo, mas nenhuma data específica foi fornecida. [17] A estação posteriormente fez uma reentrada controlada em 19 de julho e incendiou-se no sul do Oceano Pacífico. [18]

Atual [ editar ]

ISS (1998-present) [ editar ]

Estação Espacial Internacional em construção

A ISS é dividida em duas seções principais, o Segmento Orbital Russo (ROS) e o Segmento Orbital dos EUA (USOS). O primeiro módulo da Estação Espacial Internacional, Zarya , foi lançado em 1998. [19]

Os módulos de "segunda geração" do Segmento Orbital Russo foram capazes de se lançar no Proton , voar para a órbita correta e se encaixar sem intervenção humana. [20] As conexões são feitas automaticamente para energia, dados, gases e propelentes. A abordagem autônoma russa permite a montagem de estações espaciais antes do lançamento da tripulação.

Os módulos russos de "segunda geração" podem ser reconfigurados para atender às necessidades de mudança. A partir de 2009, a RKK Energia estava considerando a remoção e reutilização de alguns módulos do ROS no Conjunto Orbital Pilotado e no Complexo Experimental após o término da missão da ISS. [21] No entanto, em setembro de 2017, o chefe da Roscosmos disse que a viabilidade técnica de separar a estação para formar OPSEK havia sido estudada, e agora não havia planos para separar o segmento russo da ISS. [22]

Em contraste, os principais módulos dos EUA foram lançados no ônibus espacial e foram anexados à ISS por tripulações durante os EVAs . Conexões de energia elétrica, dados, propulsão e fluidos de resfriamento também são feitas neste momento, resultando em um bloco integrado de módulos que não foi projetado para desmontagem e deve ser desorbitado como uma massa. [23]

O Axiom Orbital Segment é um segmento comercial planejado para ser adicionado à ISS a partir de meados de 2020. A Axiom Space obteve a aprovação da NASA para o empreendimento em janeiro de 2020. Até três módulos Axiom serão anexados à Estação Espacial Internacional. O primeiro módulo poderia ser lançado no máximo em 2024 e será acoplado ao porto avançado de Harmony , exigindo a realocação do PMA-2 . A Axiom Space planeja anexar até dois módulos adicionais ao seu primeiro módulo central e enviar astronautas particulares para habitar os módulos. Os módulos podem um dia se destacar na Estação Axiom de maneira semelhante à OPSEK proposto pela Rússia. [24]

Projetos planejados [ editar ]

Estas estações espaciais foram anunciadas por sua entidade anfitriã e estão atualmente em planejamento, desenvolvimento ou produção. A data de lançamento listada aqui pode mudar conforme mais informações se tornem disponíveis.

NomeEntidadeProgramaTamanho da tripulaçãoData de lançamentoObservações
Grande estação espacial modularChina CNSATiangong
3
2021–2022 [25]
Space Complex AlphaEstados Unidos Bigelow AerospaceEstação espacial comercial Bigelow
12 [26]
TBD
Espaço Complexo Bravo
24 [27]
TBD
Portal lunarEstados Unidos NASA ESA CSA JAXA
ESA logo simple.svg
Canadá
Japão
Artemis
4
2024 [28]Destina-se a servir como uma plataforma ciência e como uma área de preparação para os desembarques lunares de NASA 's programa de Artemis e follow-on missão humana a Marte .
Axiom StationEstados Unidos Espaço Axioma
TBD
Década de 2020A Axiom e uma equipe de empresas ganharam o prêmio NextSTEP da NASA para desenvolver um módulo de nó a ser adicionado à Estação Espacial Internacional até o segundo semestre de 2024, que a Axiom planeja seguir com dois módulos adicionais e um módulo de energia e térmico que eventualmente permitirá o conjunto de módulos para separar da ISS (cerca de um ano antes do fim da vida da ISS) e operar continuamente como uma estação espacial autônoma. [29] [30]
TBDÍndia ISROPrograma de voo espacial humano indiano
3
~ 2030 [31] [32] [33] [34]O presidente da ISRO, K. Sivan, anunciou em 2019 que a Índia não se juntará à Estação Espacial Internacional e, em vez disso, construirá uma estação espacial de 20 toneladas por conta própria. [35] Pretende-se que seja construído nos próximos 5-7 anos, [36]
Estação Orbital Lunar [37]
(LOS)
Rússia Roscosmos
TBD
depois de 2030 [38]
Stasiun Luar Angkasa Republik Indonesia (SLARI)Indonésia LAPAN
TBD
2030-2035 [39]

Projetos cancelados [ editar ]

Uma maquete do interior do Skylab no Smithsonian, com base no módulo B do Skylab. No centro, um manequim vestido com um macacão dourado está sentado a uma mesa. Atrás dele estão armários brancos que guardam o equipamento da tripulação. À direita, uma vigia mostra uma vista do Smithsonian.
O interior do Skylab B, em exibição no Museu Nacional do Ar e Espaço do Smithsonian

A maioria dessas estações foi cancelada devido a dificuldades financeiras. No entanto, o Mir-2 foi fundido com o Freedom e formou a base da Estação Espacial Internacional .

NomeEntidadeTamanho da tripulaçãoObservações
Laboratório de órbita tripulada 1-7Estados Unidos NASA2 [40]Cancelado devido a custos excessivos em 1969 [41]
Skylab BEstados Unidos NASA3 [42]Construído, mas o lançamento foi cancelado por falta de financiamento. [43] Agora uma peça de museu.
OPS-4União Soviética URSSConstruído, mas nunca lançado, devido ao cancelamento do programa Almaz .
LiberdadeEstados Unidos NASA14-16 [44]Fundido para formar a base da Estação Espacial Internacional
Mir-2União Soviética Roscosmos da URSS
Rússia
2 [45]
GaláxiaEstados Unidos Bigelow AerospaceRobótica [46]Cancelado devido aos custos crescentes e capacidade de testar subsistemas chave do Galaxy [47]
Comercial AlmazReino Unido Excalibur Almaz4 ou maisFalta de dinheiro.
OPSEKRússia RoscosmosMais de 2Cancelado em 2017. Os componentes OPSEK permanecerão anexados ao ISS.

Arquitetura [ editar ]

Astronautas saem do Laboratório de Destiny, 2001

Dois tipos de estações espaciais já voaram: monolítica e modular. As estações monolíticas consistem em um único veículo e são lançadas por um foguete. As estações modulares consistem em dois ou mais veículos separados que são lançados independentemente e ancorados em órbita. As estações modulares são atualmente preferidas devido aos custos mais baixos e maior flexibilidade. Ambos os tipos podem ser reabastecidos por veículos de carga, como o Progress . [ citação necessária ]

Uma estação espacial é um veículo complexo que deve incorporar muitos subsistemas inter-relacionados, incluindo estrutura, energia elétrica, controle térmico, determinação e controle de atitude , navegação orbital e propulsão, automação e robótica, computação e comunicações, suporte ambiental e de vida, instalações da tripulação e transporte de tripulação e carga. As estações devem cumprir uma função útil, que impulsiona os recursos necessários. [ citação necessária ]

Materiais [ editar ]

As estações espaciais geralmente são feitas de materiais duráveis ​​que têm que resistir à radiação do espaço , pressão interna, micrometeoróides e efeitos térmicos do sol e do frio por longos períodos de tempo. Eles são normalmente feitos de aço inoxidável , titânio e ligas de alumínio de alta qualidade , com camadas de isolamento como Kevlar como uma proteção de escudo balístico. [48]

Habitabilidade [ editar ]

Habitat de planta avançada na Estação Espacial Internacional

O ambiente da estação espacial apresenta uma variedade de desafios para a habitabilidade humana, incluindo problemas de curto prazo, como o fornecimento limitado de ar, água e alimentos e a necessidade de gerenciar calor residual , e os de longo prazo, como falta de peso e níveis relativamente altos de radiação ionizante . Essas condições podem criar problemas de saúde de longo prazo para os habitantes da estação espacial, incluindo atrofia muscular , deterioração óssea , distúrbios do equilíbrio , distúrbios da visão e risco elevado de câncer . [49]

Os habitats espaciais do futuro podem tentar resolver esses problemas e podem ser projetados para ocupar além das semanas ou meses que as missões atuais normalmente duram. As soluções possíveis incluem a criação de gravidade artificial por uma estrutura rotativa , a inclusão de proteção contra radiação e o desenvolvimento de ecossistemas agrícolas no local. Alguns projetos podem até acomodar um grande número de pessoas, tornando-se essencialmente "cidades no espaço" onde as pessoas residiriam de forma semi-permanente. Por enquanto, nenhuma estação espacial adequada para residência humana de longo prazo foi construída, uma vez que os custos atuais de lançamento, mesmo para uma pequena estação, não são econômica ou politicamente viáveis. [50]

Microbiologia ambiental [ editar ]

Os moldes que se desenvolvem a bordo de estações espaciais podem produzir ácidos que degradam o metal, o vidro e a borracha. Apesar de uma gama crescente de abordagens moleculares para a detecção de microrganismos, meios rápidos e robustos de avaliar a viabilidade diferencial das células microbianas, como uma função da linhagem filogenética, permanecem indefinidos. [51]

Na ficção [ editar ]

As estações espaciais, às vezes chamadas de bases estelares, são um tropo comum na ficção científica . Os trabalhos notáveis ​​em que aparecem incluem os programas de TV Babylon 5 e Star Trek: Deep Space Nine , entre outros. Normalmente, eles atuam como docas secas , estações de batalha ou postos avançados de comércio. [52]

Veja também [ editar ]

Referências [ editar ]

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Bibliografia [ editar ]

Ligações externas [ editar ]