Модуль "Спокойствие" МКС: конструкция, функции и история создания.

Введение

Американский модуль Международной космической станции Tranquility, также известный как узел 3, является модулем Международной космической станции (МКС). Он содержит системы контроля окружающей среды, системы жизнеобеспечения, туалет, оборудование для физических упражнений и смотровой купол. Европейское космическое агентство (ESA) и Итальянское космическое агентство (ASI) изготовили Tranquility на заводе Thales Alenia Space. Церемония передачи модуля в собственность НАСА состоялась 20 ноября 2009 года. 8 февраля 2010 года НАСА запустило модуль в рамках миссии космического шаттла STS-130.

Проектирование и производство

Спокойствие было создано в рамках системы бартера между ESA и NASA для МКС. ESA взяла на себя обязательство построить и профинансировать модули Harmony и Tranquility, а также транспортный корабль ATV, в обмен на использование инфраструктуры NASA на МКС, полеты астронавтов на шаттлах и другие услуги МКС. ESA объединилась с Итальянским космическим агентством (ASI) для производства модулей Harmony и Tranquility на площадке Thales Alenia Space в Турине, Италия. Давление корпуса модуля изготовлено из алюминия 2219, а его защита от микрометеоритов – из упрочненного алюминия 6061. Металл подвергается термообработке, что обеспечивает ему баллистическую стойкость, сопоставимую со сталью. Tranquility предоставляет шесть узлов для стыковки с подключением питания, передачи данных и команд управления, системой терморегулирования и контроля окружающей среды, а также доступом для экипажа, предназначенных для дополнительных жилых модулей, транспортных средств для экипажа, хранения грузов или их комбинации. Один из узлов стыковки занят Куполом, внутри которого находится роботизированная рабочая станция, помогающая в сборке и обслуживании МКС, а также обеспечивающая окно для наблюдения за Землей. Tranquility был запущен с пристыкованным к нему Куполом, обращенным к портовому общему стыковочному механизму (CBM). После соединения Tranquility с портовым CBM модуля Unity, Купол был перемещен к надирному порту Tranquility, где он и останется. Модуль имеет три резервных стыковочных порта, которые не планировалось использовать до завершения программы Space Shuttle, хотя имеется фиксатор для захвата и передачи данных, зарезервированный для специализированного манипулятора Dextre, расположенного в зенитном стыковочном узле. В текущей конфигурации МКС Tranquility пристыкован к портовому стыковочному узлу Unity. В связи с этим три неиспользуемых стыковочных узла Tranquility были деактивированы, поскольку близость модуля к другим сегментам препятствовала бы прямому использованию портов для грузовых кораблей или док-модуля PMA 3, который был перемещен из Harmony в портовый стыковочный узел Tranquility для хранения. В то время перемещение PMA 3 в портовый узел Tranquility было необходимо, поскольку NASA приняла решение оставить многоцелевой логистический модуль (MPLM) Leonardo постоянно пристыкованным к МКС, который будет расположен на надирной стороне Unity. В 2001 году NASA рассматривала возможность изменения конструкции модуля. Эта идея расширенного или "увеличенного" модуля возникла в результате отсрочки или отмены модуля обитания. Расширенный модуль мог вместить 16 стоек оборудования, по сравнению с базовой емкостью в восемь стоек. Данное изменение не было профинансировано, и планы были отменены.

Tranquility was built within the ESA NASA ISS bartering system. ESA committed to build and fund both Harmony and Tranquility as well as the ATV in order to use NASA ISS facilities, fly astronauts on the Shuttle and for other ISS services. ESA teamed up with the Italian Space Agency (ASI) to manufacture both Harmony and Tranquility at Thales Alenia Space's site in Turin, Italy. The module pressure shell is constructed of 2219 aluminum and its debris shield is made from hardened 6061 aluminum. The metal is heat treated, enabling it to have similar ballistics resistance to stainless steel. Tranquility provides six berthing locations with power, data and commanding, thermal and environmental control, and crew access for more attached habitable volumes or for crew transportation vehicles or stowage, or an appropriate combination of all of these. One of the berthing locations is used by the Cupola, which houses a Robotic Work Station inside it to assist in the assembly/maintenance of the ISS, and offers a window for Earth observations. Tranquility was launched with the Cupola attached to its port facing Common Berthing Mechanism (CBM). After mating Tranquility with the port CBM of Unity, the Cupola was transferred to the nadir facing port of Tranquility where it will stay. The module has three redundant berthing ports that were not scheduled to be used prior to the end of the Space Shuttle program, although there is a Power Data Grapple Fixture reserved for the Special Purpose Dexterous Manipulator (Dextre), which is located on the zenith berthing location. In the current ISS configuration Tranquility is docked to the port berthing location of Unity. As such, the three unused berthing locations of Tranquility were disabled as the node's close proximity to other segments would prohibit the port's direct use for cargo spacecraft or using the docking module PMA 3, which was relocated from Harmony to the port berthing location of Tranquility for storage. At the time, the move of PMA 3 to the port location of Tranquility was required because NASA decided to leave the Multi Purpose Logistics Module (MPLM) Leonardo permanently attached to the ISS, which will be located at the nadir side of Unity. In 2001, NASA considered changing the design of the module. This idea for an extended or "stretched" module, was a result of the deferral/deletion of the Habitation Module. The stretched module would have held 16 racks, compared with the baseline capacity of eight racks. This modification was not funded and the plans were abandoned.

Цель

Система жизнеобеспечения модуля (ECLSS) перерабатывает сточные воды для нужд экипажа и вырабатывает кислород для дыхания. Кроме того, модуль Tranquility оснащен системой регенерации атмосферы для удаления загрязнений и контроля состава атмосферы МКС. В Tranquility также имеется санитарно-гигиенический отсек (туалет) для обеспечения нужд экипажа. Tranquility в основном используется для физических упражнений, хранения оборудования и работы с робототехникой в связи с модулем Cupola.

Конкурс имен

NASA провело онлайн-голосование для выбора названия для модуля Node 3. Пользователям было разрешено выбирать из четырех предложенных вариантов (Earthrise, Legacy, Serenity и Venture) или предлагать свои собственные. На начальном этапе голосования поклонники научно-фантастического сериала "Firefly" подняли название "Serenity" – также имя шоу и одноименного космического корабля из фильма – на первое место, получив 86% голосов. 3 марта 2009 года в эпизоде The Colbert Report ведущий Стивен Колберт призвал своих зрителей предложить имя "Colbert" для Node 3 в онлайн-опросе. После призыва Колберта назвать модуль в его честь, другие группы также попытались повлиять на результаты голосования. Например, несколько экологических организаций продвигали название "Amazonia" в честь тропических лесов Амазонки, аргументируя это тем, что название более уместно, учитывая, что Node 3 будет включать системы экологического контроля станции. Юморист Дэйв Барри призвал читателей своего блога назвать модуль "Buddy", который занял шестое место среди наиболее популярных предложенных пользователями вариантов. Gaia Online попросил своих пользователей "Отправить Гайю в космос", назвав модуль "Gaia" в честь греческой богини Земли, и "Gaia" заняла третье место среди предложенных пользователями имен. Кроме того, конгрессмен США Чака Фаттах заявил, что считает, что уважение к демократии и результатам голосования не должно ограничиваться земными организациями, и планировал использовать свои полномочия, чтобы заставить NASA учесть результаты голосования за "Colbert". 14 апреля 2009 года астронавт Сунита Уильямс появилась в The Colbert Report и объявила, что модуль будет назван Tranquility (Безмятежность). Название было выбрано в честь 40-й годовщины первой высадки "Аполлона-11" на Море Спокойствия. Однако беговая дорожка, которую используют астронавты для тренировок, получила название "C.O.L.B.E.R.T." (Combined Operational Load Bearing External Resistance Treadmill – беговая дорожка с комбинированной операционной нагрузкой и внешним сопротивлением) и находится в модуле Tranquility. Колберт был в восторге и с радостью принял это предложение. Беговая дорожка отправилась в космос на борту шаттла STS-128 28 августа 2009 года для последующей установки в модуль Tranquility во время миссии STS-130.

NASA held an online poll to name Node 3. Users were allowed to choose from among four provided names (Earthrise, Legacy, Serenity, and Venture), or to suggest their own. In early voting, fans of the science fiction TV series Firefly boosted "Serenity", also the name of the show and film's eponymous spacecraft, to the top with 86%. On 3 March 2009, episode of The Colbert Report, host Stephen Colbert instructed his viewers to suggest "Colbert" as the name for Node 3 in the online poll. Following Colbert's call to have the node named after him, several other groups attempted to influence the vote. For example, a number of different environmental groups promoted the name "Amazonia", after the Amazon Rainforest. They argued that the name was more appropriate given that Node 3 will include the station's environmental control systems. Humorist Dave Barry urged readers of his blog to name the node "Buddy", which finished as the sixth most popular user suggested name. Gaia Online asked its users to "Send Gaia to Space" by naming the node "Gaia", referring to the Greek goddess of the planet Earth, and "Gaia" finished third among the user suggested names. In addition, United States Congressman Chaka Fattah stated that he believes that paying attention to democracy and voting results should not be limited to earthbound organizations so he planned to use congressional power to force NASA to honor the winning Colbert write in votes. On 14 April 2009, astronaut Sunita Williams appeared on The Colbert Report, and announced the name of the node would be Tranquility. The name was chosen in honor of the 40th Anniversary of the first lunar landing of Apollo 11 on the Sea of Tranquility. However, the treadmill the astronauts use for exercise has been named "C. O. L. B. E. R. T." for "Combined Operational Load Bearing External Resistance Treadmill" and is located in Tranquility. Colbert was thrilled and happily accepted this offer. The treadmill traveled to space aboard Space Shuttle mission STS 128 on 28 August 2009, for eventual installation in the Tranquility node during STS 130.