Die ISS und ihre Module - DLR Berlin 28. Februar 2018 dlr-gfr.de

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Die ISS und ihre Module

DLR Berlin
28. Februar 2018

Gliederung

1. Geschichtliche Entwicklung der ISS
2. Module
3. Technische Daten
4. Astronauten auf der ISS
5. Zukunft der ISS

                                        www.nasa.gov

1. Geschichtliche Entwicklung der ISS
• 1971 Saljut 1: erste (bemannte) Raumstation
• 1973 Skylab: aber Fokus der Amerikaner auf Space Shuttle Entwicklung
• 1986 bis 2001: bemannte Raumstation MIR der Sowjetunion
• Mai 1982: Space Station Task Force der NASA;
• 1988: Damaliger US Präsident Reagan tauft die geplante
 Station auf den Namen Freedom
• Nach dem kalten Krieg: Zusammenarbeit mit Russland und
 Umbenennung in Space Station Alpha
                                                                Ronald Reagan
                                                              Quelle: biography.com

1. Geschichtliche Entwicklung der ISS
• 1993-1998: unter Bill Clinton schlossen sich weitere Nationen an und der
  Name International Space Station wurde vergeben

• Projekt folgender Nationen: NASA, Roskosmos, ESA, CSA, JAXA;
• Beteiligung von Belgien, Dänemark,
  Deutschland, Frankreich, Italien,
  Niederlande, Norwegen, Schweden,
  Schweiz und Spanien
• Nutzungsabkommen mit Brasilien

                                                          Quelle: www.wikipedia.de

1. Geschichtliche Entwicklung der ISS
  • Seit 1998 im Bau (erstes Modul: Fracht- und Antriebsmodul Sarja)

  ISS_Assembly.webm.720p.webm

  • Kosten: ca 100 Mrd. Euro

  • Seit 2.November 2000 dauerhaft
   von Astronauten bewohnt

                                               https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_ISS-Expeditionen

2. Module der ISS
  • 16 Wohn- und Arbeitsmodule

     • Sarja
     • Unity
     • Destiny                   Quelle: dlr.de

     • Columbus
     • Cupola
     • ….

2. Module der ISS
  • 2 unter Druck stehende Module (abhängig von Mission)
     • PMA Pressurized Mating Adapter
     • IDA International Docking Adapter

  • 11 nicht unter Druck stehende Module
     • ITS Integrated Truss Structure
     • Solarmodule
     • Candadarm2
     •…
                                                       Quelle: nasa.gov

2. Module der ISS

3. Technische Daten - Herausforderungen
  Extrem menschenfeindliche Umgebung:

    • extreme Temperaturdifferenzen (ca. -156 bis +121°C)

    • keine Atmosphäre (keine Atemluft/kein Luftdruck/Vakuum)

    • erhöhte Strahlenbelastung (weniger Schutz durch Erdmagnetfeld)

    • Mikrogravitation

    • Enormer Aufwand bei Reparaturen/Austausch von Teilen

3. Technische Daten - Umlaufbahn
  • Ca. 400 km
     • Apogäum 320-430km
     • Perigäum 320-410km
  • Bahnneigung 51,6°
  • Umlaufzeit ca. 93 min
  • Bahngeschwindigkeit ca. 28.000 km/h
  • Ground-Track-Repeat-Cycle: ca. 3 Tage
  • Bahnkorrekturen

                                            Quelle: www.raumfahrer.net

3. Technische Daten - Energieversorgung
  • Sonnenenergie
  • 84-120 kW (ca. 40 Haushalte)
  • Solarzellenfläche 4500 m²
   (halbes Fußballfeld)
  • Spannweite eines Solar Arrays
   73 m
  • 12.9 km Kabel für die
   elektrische Energieversorgung      www.nasa.gov

3. Technische Daten - Energieversorgung
  • Photovoltaik =
   Umwandlung von Lichtenergie in
   elektrische Energie mittels Solarzellen

  • Photoelektrischer Effekt = Fähigkeit von
   Materialien (Silizium) Licht in Strom
                                               http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-116/html/iss014e10053.html

   umzuwandeln

3. Technische Daten - Lebenserhaltungssystem
  ISS ECLSS (Environmental Control and Life Support System)

                                Spaceflight.nasa.gov

3. Technische Daten - Lebenserhaltungssystem
  ISS ECLSS (Environmental Control and Life Support System)
  • Luftaufbereitung: 21% Sauerstoff, 78% Stickstoff, 1014 Hektopascal Druck
        • Elektron-Sauerstoffsystem: mit Elektrolyse wird aus Feuchtigkeit
          und Abwasser Sauerstoff und Wasserstoff herstellt.
        • Carbon Dioxide Removal Assembly (CDRA)
        • Trace Contaminant Control System (TCCS) mit Aktivkohle
  • Wasserwiederaufbereitungssystem: Wasserdampf und Urin (Niedrigdruck-
    Vakuumdestillation mit Zentrifuge)

3. Technische Daten - Lebenserhaltungssystem
  • Temperaturregelung/Kühlung:
   Heat Rejection System (HRS) und Photovoltaic Radiator (PVR)
  • Versorgung mit Nahrungsmittel/Kleidung/Frischwasser/Sauerstoff und
    Ersatzteile sowie technische Experimente durch Frachtraketen:
   Progress, ATV, HTV, COTS (Dragon und Cygnus)
  • Strahlenschutz: (tägl Dosis ca. 0,8 mSV)
     • Erdmagnetfeld deutlich schwächer als auf der Erde, aber noch nicht
       innerhalb des Van-Allen-Gürtels;
     • Material: Aluminum 2219 -T851, Extraschutz aus Aluminum Al-6061-T6
       und in Flugrichtung aus Kevlar;

3. Technische Daten – Außenbordeinsätze
  • EVA = Extravehicular Activity
  • Raumanzug EMU

                                          Commons.wikimedia.org

             Fogonazos.es

4. Astronauten auf der ISS - Auswahlprozess
  • Offizielle Ausschreibung der ESA/NASA/CSA/JAXA
  • Bewerbungsvoraussetzungen
  • Auswahlverfahren:
     • Psychokognitiv
     • Psychologisch
     • Medizinisch
     • Auswahlkommission
  • Astronautentraining
                                                     © DLR

4. Astronauten auf der ISS – Leben und Arbeiten
  • Essen und Trinken: Nahrung in Dosen oder gefriergetrocknet

            asc-csa.gc.ca                            Quora.com

4. Astronauten auf der ISS – Leben und Arbeiten

  • Schlafen

                     Quelle: welt.de

                                       Quelle: Nasa.gov

4. Astronauten auf der ISS – Leben und Arbeiten

  • Toilette und Hygiene

         https://airandspace.si.edu/stories/editorial/how-shower-space

                                                                         Raumfahrer.net

4. Astronauten auf der ISS - Leben und Arbeiten
    • 8.75 h Schlaf
    • 2.5 h Training
    • 4.5 h Essen,Hygiene,Freizeit
    • 6.5 h Experimente
    • 1 h Planungskonferenz

                                                  Nasa.gov

                              blogs.esa.int

3. Forschung auf der ISS
  Auf der Erde nicht erreichbare Bedingungen für:
  • Biologie/Medizin:
      • erleichterte Züchtung von Proteinkristallen zur Herstellung von
        Medikamenten
      • Osteoporoseforschung
  • Erderkundung/Weltraumforschung: Kosmische Strahlung, Solar Monitoring
    Observatory
  • Technologie:
     • ACES (Atomic Clock Ensemble in Space)
     • MSL (Materials Science Laboratory)

4. Zukunft der ISS
  Wie geht es weiter?

  • Nach letzten Angaben Betrieb bis 2024

  • Gezielter Wiedereintritt über dem
   Südpazifik über unbewohntem Gebiet

                                            https://wissenschaften.studiumineuropa.eu/s/3967/76700-Weltraumwissenschaft/
                                               4083956-Aufblasbare-Technik-fur-den-Wiedereintritt-in-die-Atmosphare.htm

Fragen

Magdalena.Pree@dlr-gfr.de
DLR Oberpfaffenhofen
Münchner Str. 20
80333 Weßling