Kibō (módulo ISS)

Módulo japonés de la ISS, utilizado en conferencias de prensa de la ISS

Módulo de experimentos japoneses

El Módulo Experimental Japonés ( JEM ), apodado Kibō (きぼう, Kibō , Esperanza) , es un módulo científico japonés para la Estación Espacial Internacional (ISS) desarrollado por JAXA . Es el módulo individual más grande de la ISS y está adjunto al módulo Harmony . Las dos primeras piezas del módulo se lanzaron en las misiones del transbordador espacial STS-123 y STS-124 . El tercer y último componente se lanzó en STS-127 . ^[1]

Componentes

Gráfico de la era NASDA

En la configuración inicial, Kibō constaba de seis elementos principales: ^[2]

• Módulo presurizado (PM)
• Instalación expuesta (EF)
• Módulo de logística experimental (ELM) Sección presurizada (ELM-PS)
• Sección expuesta del módulo de logística experimental (ELM) (ELM-ES)
• Sistema de manipulación remota del módulo experimental japonés (JEMRMS)
• Sistema de comunicación entre órbitas (ICS) ^[3]

Módulo presurizado

Interior del módulo presurizado

El módulo presurizado (PM) es el componente principal conectado a la escotilla del puerto de Harmony . Tiene forma cilíndrica y contiene veintitrés bastidores de carga útil estándar internacional (ISPR), diez de los cuales están dedicados a experimentos científicos, mientras que los trece restantes están dedicados a los sistemas y almacenamiento de Kibō . ^[4] Los racks se colocan en formato 6-6-6-5 a lo largo de las cuatro paredes del módulo. El final del PM tiene una esclusa de aire y dos trampillas de ventana. La instalación expuesta, el módulo de logística experimental y el sistema de manipulación remota se conectan al PM. Es el lugar de muchas de las ruedas de prensa que tienen lugar a bordo de la estación.

Instalación expuesta

Instalación expuesta

La Instalación Expuesta (EF), también conocida como "Terraza", está ubicada fuera del cono de puerto del PM (que está equipado con una esclusa de aire). El EF tiene doce puertos de unidad de instalación expuesta (EFU) que se conectan a conectores de unidad de interfaz de carga útil (PIU) en unidades de intercambio de equipos EF (EF-EEU). Todas las cargas útiles del experimento están completamente expuestas al entorno espacial. Para el correcto funcionamiento de estos experimentos, la carga útil requiere una unidad de reemplazo orbital (ORU), compuesta por el sistema de energía eléctrica (EPS), comunicaciones y seguimiento (CT) y el sistema de control térmico (TCS). De los doce ORU, ocho son reemplazables por JEMRMS mientras que los otros cuatro son reemplazables por EVA .

Módulo de logística

Módulo de logística experimental, sección presurizada

El módulo de logística experimental (ELM) incluye dos secciones:

• La sección presurizada (ELM-PS), también llamada JLP (logística japonesa presurizada), es una adición presurizada al PM. Se utiliza como instalación de almacenamiento y proporciona espacio de almacenamiento para cargas útiles de experimentos, muestras y artículos de repuesto. ^[5]
• La sección sin presión (externa) (ELM-ES) sirve como módulo de almacenamiento y transporte. Se utilizó para transferir experimentos externos con el transbordador espacial . No se utiliza tras la retirada de la lanzadera. ^{[6] [7]}

Sistema de manipulación remota

El sistema de manipulación remota JEM (JEMRMS) es un brazo robótico de 10 m (33 pies), montado en el cono del puerto del PM. Se utiliza para dar servicio al EF y para mover equipos hacia y desde el ELM. La consola de control JEMRMS se lanzó dentro del ELM-PS y el brazo principal se lanzó con el PM. El pequeño y fino brazo, que mide 2 m (6 pies 7 pulgadas) de largo y se fija al efector final del brazo principal, fue lanzado a bordo del HTV-1 en el vuelo inaugural de la nave espacial HTV . Una vez que el HTV estuvo atracado, la tripulación ensambló el pequeño y fino brazo y lo desplegó fuera de la esclusa de aire para probarlo. El JEMRMS agarró el brazo y lo desdobló para flexionar las articulaciones antes de guardarlo en el EF. ^[8] El extremo libre del JEMRMS puede utilizar el mismo tipo de accesorios de agarre que utiliza el Canadarm2 . ^[9]

Sistema de comunicación entre órbitas

El sistema de comunicación entre órbitas (ICS) consta de un bastidor de módulo de comunicación en el módulo presurizado (ICS-PM) y el módulo de antena que se conectará en la instalación expuesta (ICS-EF). ^[10] Se utilizó para comunicarse con la estación terrestre a través del satélite de demostración de tecnología de comunicación DRTS "Kodama"  [ja] de JAXA . Después del desmantelamiento del DRTS en agosto de 2017, Kibō depende de la comunicación en banda Ku de la ISS a través del TDRSS de la NASA . ICS-EF fue eliminado mediante su puesta en órbita en febrero de 2020 ^[11] y volvió a entrar el 17 de marzo de 2023 ^[12] sobre Sacramento, California. ^[13]

Secuencia de lanzamiento

La NASA lanzó el complejo JEM en tres vuelos utilizando el transbordador espacial . El transbordador tenía un gran compartimento de carga útil que llevaba los módulos a la órbita junto con la tripulación. Esto contrasta con los módulos rusos, que se ponen en órbita en cohetes Proton de varias etapas y luego se encuentran y acoplan a la estación automáticamente.

El 12 de marzo de 2007, el Módulo Experimental de Logística-Sección Presurizada (ELM-PS), el laboratorio principal, llegó al Centro Espacial Kennedy (KSC) procedente de Japón . ^[14] Se almacenó en la Instalación de Procesamiento de la Estación Espacial (SSPF) hasta que se puso en órbita a bordo del Endeavour el 11 de marzo de 2008 como parte de la misión STS-123 . ^[15]

El 30 de mayo de 2003, el módulo presurizado (PM) llegó a KSC procedente de Japón. ^[16] Se almacenó en la SSPF hasta que se puso en órbita a bordo del Discovery el 31 de mayo de 2008 como parte de la misión STS-124 . ^[17] El 3 de junio de 2008, el PM se adjuntó al módulo Harmony . Al principio, el ELM-PS, la pequeña bahía de carga, se conectó a una ubicación temporal en Harmony y luego, el 6 de junio de 2008, se trasladó a su ubicación de atraque final en la parte superior (cenit) del laboratorio principal.

La Instalación Expuesta (EF) y el Módulo Experimental de Logística-Sección Externa (ELM-ES) llegaron a KSC el 24 de septiembre de 2008. ^[18] Los dos elementos fueron lanzados en el Endeavour el 15 de julio de 2009 como parte de la misión STS-127 . ^[19] El ELM-ES fue devuelto a la Tierra al final de la misión. El montaje del EF se completó durante la quinta caminata espacial de la misión. ^[20]

Especificaciones

Vista cercana de los paneles exteriores del Módulo Presurizado y Módulo de Logística, durante STS-132

Se probó un prototipo del Small Fine Arm durante la misión del transbordador espacial STS-85 en 1997. ^[21]

Kibō es el módulo individual más grande de la ISS:

• Módulo presurizado ^[22]
  • Longitud: 11,19 metros (36,7 pies)
  • Diámetro: 4,39 metros (14,4 pies)
  • Masa: 15.900 kilogramos (35.100 libras)
  • Fecha de lanzamiento: 31 de mayo de 2008
• Módulo de logística de experimentos - Sección presurizada ^[23]
  • Longitud: 4,21 metros (13,8 pies)
  • Diámetro: 4,39 metros (14,4 pies)
  • Masa: 8.386 kilogramos (18.488 libras)
  • Fecha de lanzamiento: 11 de marzo de 2008

El JEM en fabricación

• Instalación expuesta ^[24]
  • Longitud: 4 metros (13 pies)
  • Diámetro: 5,6 metros (18 pies)
  • Altura: 5 metros (16 pies)
  • Masa: 4.000,685 kilogramos (8.820,00 libras)
  • Fecha de lanzamiento: 15 de julio de 2009

• Brazo robótico ^{[24] [25]}
  • Brazo principal (MA)
    • Longitud: 10 metros (33 pies)
    • Masa: 780 kilogramos (1720 libras)
    • Capacidad de manipulación: máx. 7000|kg (Tamaño de carga útil: 1,85 mx 1,0 mx 0,8 m / peso: menos de 500 kg)
  • Brazo fino pequeño (SFA)
    • Longitud: 2,2 metros (7 pies 3 pulgadas)
    • Masa: 190 kilogramos (420 libras)
    • Capacidad de manipulación: máx. 80 kg con modo de control de cumplimiento, máx. 300 kg sin modo de control de cumplimiento (tamaño de ORU: 0,62 x 0,42 x 0,41 m / peso: 80 kg máximo)

El módulo y todos sus accesorios integrados fueron fabricados en el Centro Espacial Tsukuba en Japón. Está fabricado en acero inoxidable, titanio y aluminio.

Experimentos en Kibō

Mirando hacia adelante en Kibō

mirando al lado

Experimentos externos actuales [26]

• MAXI – Astronomía de rayos X de 0,5 a 30 keV . ^[27] Ranura de instalación expuesta 1.
• Carga útil STP Houston 8 : COWVR y TEMPEST ^[28] Lanzado en SpaceX CRS-24 en 2021. El puerto de la ranura de instalación expuesta 2 originalmente contenía CREAM , que se trasladó a la ranura 13 en el techo y se guardó en hibernación.
• OCO-3 : seguimiento del dióxido de carbono en la atmósfera terrestre utilizando un vuelo de repuesto de OCO-2 . ^[29] El puerto de instalación expuesta 3 originalmente contenía SMILES .
• NREP – Plataforma externa Nanoracks. NREP-2 es la misión actual en esta plataforma. Ranura de instalación expuesta 4.
• i-SEEP : plataforma de experimentos expuestos pequeños (JAXA) reemplazable por IVA. Montado en la ranura 5 de la instalación expuesta. ^[30] Es una plataforma para soportar cargas útiles de pequeñas a medianas (menos de 200 kg). Los experimentos en la plataforma i-SEEP son HDTV-EF2 (desde 2017), GPSR/Wheel, ^[31] SOLISS (desde 2019 retirado en 2023 y guardado) y SeCRETS. ^[32]
• GEDI – Investigación de la dinámica del ecosistema global en la ISS. Ranura de instalación expuesta 7 en hibernación hasta que se retire STP-H8 yse instale MOLI . El puerto originalmente tenía ICS-EF y temporalmente CREAM hasta que fue reubicado en la ranura 13 en el techo del Módulo de Logística y puesto en hibernación.
• CREMA – Experimento de Masas y Energética de Rayos Cósmicos. Lanzado en SpaceX CRS-12 en 2017. Inicialmente en la ranura 2 de la instalación expuesta. Se trasladó a la ranura 7 en 2021 ^[33] y de nuevo a la ranura 2 en 2023 para dejar espacio para STP Houston 9. Ranura 13 del módulo de logística en hibernación hasta STP-H9 se elimina, volverá a la ranura 2.
• HISUI : reemplazo de Hyperspectral Imager Suite ( METI ) para HREP que finalizó su misión en 2017. ^[34] El puerto Exposed Facility Slot 8 originalmente tenía MCE .
• CALET – Telescopio Electrónico CALorimétrico (JAXA), observación de rayos cósmicos de alta energía. Lanzado a bordo del Kounotori 5 (HTV-5). ^[35] Masa: 2500 kg. ^[36] El puerto 9 de la ranura de instalación expuesta originalmente contenía SEDA-AP .
• ExHAM 1 y 2 : Mecanismo de fijación de pasamanos de instalaciones externas (JAXA). ^[37] Montado en la plataforma sobre pasamanos en las ubicaciones delantera y trasera junto a las ranuras 7 y 10.
• ECOSTRESS – Experimento de radiómetro térmico a bordo de ecosistemas en la estación espacial. ^[38] El puerto 10 de la ranura de instalación expuesta originalmente contenía el ELM-ES y el HTV Transfer Pallet.
• STP-H9 - SWELL (Space Wireless Energy Laser Link), una carga útil de prueba para comunicaciones láser, continuación de OPALS , analizador electrostático de propulsión eléctrica , un dispositivo de prueba que demostrará el reinicio mediante propulsión de iones , instrumento de detección de radiación de neutrones de NRL. Experimento de protección de iones de voltaje variable de NRL, ECLIPSE (Experimento para caracterizar la ionosfera inferior y producción de Sporadic-E), Glowbug , detector de rayos cósmicos construido en conjunto con la NASA, un experimento que estudiará los rayos cósmicos durante dos años, SpaceCube Edge Node Intelligent Collaboration , un experimento construido por la NASA Goddard que estudiará microchips e inteligencia artificial expuestos al vacío del espacio, y SOHIP , un generador de imágenes hiperespectral construido por Livermore Labs que estudiará la atmósfera durante dos años. El puerto de la ranura de instalación expuesta 6 originalmente contenía HREP y GEDI , que se reubicó en la ranura 7 y se colocó en hibernación. ^[39]
• i-SEEP2 - Plataforma de experimento expuesta pequeña 2 reemplazable por IVA ^[40] Ranura de instalación expuesta 11.

Antiguos experimentos externos

Desorbitado con Kounotori 5 (HTV-5):

• SMILES – Observa y monitorea líneas de emisión de ondas submilimétricas muy débiles de moléculas de gas traza en la estratosfera. ^[41]
• MCE – Equipo Consolidado Multimisión (NASA).

Desorbitado con SpaceX CRS-15:

• HREP : carga útil experimental del generador de imágenes hiperespectral para el océano costero (HICO) y del sistema remoto de detección atmosférica e ionosférica (RAIDS). ^[42]

Desorbitado con SpaceX CRS-17:

• CATS – Sistema de transporte nube-aerosol (LiDAR, NASA). ^[43] Originalmente ubicado en el puesto 5, será reemplazado por MOLI .

Lanzado a órbita por el brazo robótico de la ISS: ^{[44] [45]}

• SEDA-AP – Carga útil adjunta al equipo de adquisición de datos del entorno espacial. Mide neutrones, plasma, iones pesados ​​y partículas ligeras de alta energía en la órbita de la estación.
• ICS-EF - Instalación expuesta del sistema de comunicación entre órbitas, sistema de comunicación japonés. Originalmente en la instalación expuesta, ranura 7. ^[46]

Experimentos internos actuales

Japonés:

• RYUTAI Rack流体(りゅうたい, ryūtai , fluido) - Instalación de experimentos de física de fluidos (FPEF), Instalación de observación de cristalización de soluciones (SCOF), Instalación de investigación de cristalización de proteínas (PCRF), Unidad de procesamiento de imágenes (IPU)
• SAIBO Rack細胞(さいぼう, saibō , cell) - Instalación de experimentos de biología celular (CBEF), Clean Bench (CB)
• KOBAIRO Rack勾配炉(こうばいろ, kōbairo ) – Horno de calentamiento por gradiente (GHF)
• MPSR-1 – Rack-1 multiusos de carga pequeña
• MPSR-2 : Rack-2 de carga útil pequeña multipropósito, que alberga un horno de levitación electrostática (ELF)

Americano:

• EXPRESS Rack 4 : controlador de temperatura de muestras de biotecnología (BSTC), módulo de suministro de gas (GSM), sistema de medición de aceleración espacial II (SAMS-II), controlador de temperatura de muestras de biotecnología (BSTC), Nanoracks NanoLab
• Estante exprés 5
• MELFI-1 – dos rejillas de congelador de −80°
• Caja de guantes para ciencias biológicas (LSG)
• Mochii - Laboratorio Nacional de Microscopio Electrónico de Barrido Espectroscópico (SEM) ^[47]

Experimentos planificados

• MOLI : Lidar e generador de imágenes de observación de huellas múltiples (JAXA) (externo)
• JEM-EUSO (interno)

Partes

• Módulo presurizado
• Módulo de logística experimental: sección presurizada
• Instalación expuesta
• Sección expuesta del módulo de logística experimental
• Sistema de manipulación remota

Ver también

• Portal de vuelos espaciales

• Investigación científica en la ISS
• Implementador Nanoracks CubeSat (NRCSD)
• Módulo de la estación espacial japonesa (Mitsui)

Referencias

1. Kamiya, Setsuko (30 de junio de 2009). "Japón, un actor discreto en la carrera espacial". Tiempos de Japón . pag. 3. Archivado desde el original el 3 de agosto de 2009.
2. "Componente principal". JAXÁ. 29 de agosto de 2008 . Consultado el 23 de marzo de 2021 .
3. "Acerca de Kibo". JAXÁ. 25 de septiembre de 2008. Archivado desde el original el 10 de marzo de 2009 . Consultado el 6 de marzo de 2009 .
4. "Módulo de experimentos japonés Kibo". NASA. Archivado desde el original el 23 de octubre de 2008. Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
5. "Informe de estado n.º 11 del MCC STS-123". NASA. 16 de marzo de 2008. Archivado desde el original el 18 de marzo de 2010. Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
6. きぼう船外実験プラットフォーム利用ハンドブック(PDF) (en japonés). JAXÁ. Octubre de 2006 . Consultado el 23 de marzo de 2021 .
7. 船外 パ レ ッ ト (en japonés). JAXA . Consultado el 23 de marzo de 2021 .
8. "Sistema de manipulación remota". JAXÁ. Archivado desde el original el 20 de marzo de 2008.
9. "Kit de prensa de la misión HTV-1" (PDF) . JAXÁ. 2 de septiembre de 2009. p. 19. Archivado (PDF) desde el original el 2 de abril de 2015 . Consultado el 31 de enero de 2015 .
10. Grupo de programas de utilización y sistemas espaciales humanos (septiembre de 2007). "MANUAL Kibo" (PDF) . JAXA . Consultado el 24 de marzo de 2021 .
11. Keeter, Bill (21 de febrero de 2020). "Informe resumido diario de la ISS - 21/02/2020". NASA . Consultado el 24 de marzo de 2021 .
12. "ISS DEB (ICS-EF) (ID 45265)". Aeroespacial . Consultado el 19 de marzo de 2023 .
13. "El ICS-F fue catalogado como objeto 45265, 1998-067RJ. Orbitó la Tierra como basura espacial durante 3 años y volvió a entrar a las 0430 UTC (9:30 p.m. PDT) sobre California, ampliamente observado desde el área de Sacramento". Archivado desde el original el 18 de marzo de 2023 . Consultado el 19 de marzo de 2023 .{{cite web}}: Mantenimiento CS1: bot: estado de la URL original desconocido ( enlace )
14. "Envío de los bastidores de experimentos Kibō ELM-PS, Kibō RMS y Kibō". JAXÁ. Archivado desde el original el 5 de mayo de 2008.
15. "El Shuttle Endeavour de la NASA comienza su misión a la estación espacial". NASA. Archivado desde el original el 18 de marzo de 2008. Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
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44. きぼう船外設置の宇宙環境計測ミッション装置（SEDA-AP）をISSから廃棄しました (en japonés). JAXÁ. 21 de diciembre de 2018 . Consultado el 21 de diciembre de 2018 .
45. 衛星間通信システム船外部（ICS-EF）をISSから廃棄しました (en japonés). JAXÁ. 25 de febrero de 2020 . Consultado el 25 de febrero de 2020 .
46. "A las 12:50 CT de hoy, los controladores robóticos terrestres ordenaron una eliminación SSRMS del JEM ICS-EF retirado".
47. "Detalles de las instalaciones". www.nasa.gov . Consultado el 22 de mayo de 2023 .

enlaces externos

• Módulo de experimentos japonés (Kibō) en JAXA.jp