El proceso de ensamblaje de la Estación Espacial Internacional (ISS) ha estado en marcha desde la década de 1990. Zarya , el primer módulo de la ISS, fue lanzado por un cohete Proton el 20 de noviembre de 1998. La misión del transbordador espacial STS-88 se realizó dos semanas después del lanzamiento de Zarya , trayendo a Unity , el primero de los tres módulos nodales, y conectándolo a Zarya . Este núcleo desnudo de dos módulos de la ISS permaneció sin tripulación durante el siguiente año y medio, hasta que en julio de 2000 se lanzó el módulo ruso Zvezda por un cohete Proton, lo que permitió que una tripulación máxima de tres astronautas o cosmonautas estuvieran en la ISS de forma permanente.
La ISS tiene un volumen presurizado de aproximadamente 1.000 metros cúbicos (35.000 pies cúbicos), una masa de aproximadamente 410.000 kilogramos (900.000 libras), aproximadamente 100 kilovatios de potencia de salida, una armadura de 108,4 metros (356 pies) de largo, módulos de 74 metros (243 pies) de largo y una tripulación de siete. [1] La construcción de la estación completa requirió más de 40 vuelos de ensamblaje. A partir de 2020, 36 vuelos del transbordador espacial entregaron elementos de la ISS. Otros vuelos de ensamblaje consistieron en módulos levantados por el Falcon 9 , el cohete ruso Proton o, en el caso de Pirs y Poisk , el cohete Soyuz-U .
Algunos de los módulos más grandes incluyen:
La estación espacial está situada en órbita alrededor de la Tierra a una altitud de aproximadamente 410 km (250 mi), un tipo de órbita que suele denominarse órbita terrestre baja (la altura real varía con el tiempo en varios kilómetros debido a la resistencia atmosférica y los reimpulsos ). Orbita la Tierra en un período de unos 90 minutos; en agosto de 2007 había completado más de 50.000 órbitas desde el lanzamiento de Zarya el 20 de noviembre de 1998.
Se programó que un total de 14 módulos presurizados principales formaran parte de la ISS para su fecha de finalización en 2010. [2] Una serie de secciones presurizadas más pequeñas se unirán a ellos ( la nave espacial Soyuz (2 permanentemente como botes salvavidas, rotaciones de 6 meses), los transportadores Progress (2 o más), las esclusas de aire Quest y Pirs , así como periódicamente el vehículo de transferencia H-II ).
El segmento orbital estadounidense se completó en 2011 tras la instalación del espectrómetro magnético Alpha durante la misión STS-134 . El ensamblaje del segmento orbital ruso ha estado en una pausa indefinida desde la instalación del módulo Rassvet en 2010 durante la misión STS-132 . El módulo Rassvet que se encuentra en la ISS en este momento originalmente iba a ser la maqueta de pruebas dinámicas en tierra de la ahora cancelada Science Power Platform . El módulo de laboratorio científico Nauka contiene nuevos alojamientos para la tripulación, equipo de soporte vital que puede producir oxígeno y agua, y una nueva cocina. Originalmente se suponía que el Nauka se entregaría a la ISS en 2007, pero los sobrecostos y los problemas de control de calidad lo retrasaron durante más de una década. El módulo Nauka finalmente se lanzó en julio de 2021 y se acopló al puerto nadir del módulo Zvezda después de varios días de vuelo libre [3], seguido por el Prichal , que se lanzó el 24 de noviembre de 2021.
Hay planes para añadir 2 o 3 módulos más que se unirían a Prichal a mediados de la década de 2020. Añadir más módulos rusos ayudará en gran medida al módulo Zvezda porque las computadoras de comando central instaladas originalmente en Zvezda ya no funcionan (tres computadoras portátiles ThinkPad son ahora las computadoras de comando central de Zvezda ) y sus generadores de oxígeno Elektron no son reemplazables y fallaron nuevamente por un corto tiempo en 2020 después de múltiples fallas a lo largo de su historia. [4] En los módulos rusos, todo el hardware se lanza con el equipo instalado de forma permanente. Es imposible reemplazar el hardware como en el Segmento Orbital de EE. UU. con sus aberturas de escotilla muy anchas de 51 pulgadas (105 cm) entre módulos. Este problema potencial con el Zvezda se hizo evidente cuando en octubre de 2020 el inodoro, el horno y Elektron fallaron todos al mismo tiempo y los cosmonautas a bordo tuvieron que hacer reparaciones de emergencia. [5]
La ISS, una vez completada, estará formada por un conjunto de módulos presurizados comunicados entre sí y conectados a una estructura de celosía sobre la que se fijarán cuatro pares grandes de módulos fotovoltaicos (paneles solares). Los módulos presurizados y la estructura de celosía son perpendiculares: la estructura de celosía se extiende de estribor a babor y la zona habitable se extiende sobre el eje de popa a proa . Aunque durante la construcción la actitud de la estación puede variar, cuando los cuatro módulos fotovoltaicos estén en su posición definitiva el eje de popa a proa será paralelo al vector de velocidad. [6]
Además de los vuelos de ensamblaje y utilización, se requieren aproximadamente 30 vuelos de la nave espacial Progress para proporcionar logística hasta 2010. El equipo experimental, el combustible y los consumibles son y serán entregados por todos los vehículos que visitan la ISS: el SpaceX Dragon , el ruso Progress, el europeo ATV y el japonés HTV , y la masa de la estación espacial será transportada de regreso a las instalaciones de la Tierra en el Dragon. [7]
Tras el desastre del transbordador espacial Columbia el 1 de febrero de 2003, hubo cierta incertidumbre sobre el futuro de la Estación Espacial Internacional. La posterior suspensión durante dos años y medio del programa del transbordador espacial estadounidense , seguida de problemas para reanudar las operaciones de vuelo en 2005, fueron obstáculos importantes. [ cita requerida ]
El programa del transbordador espacial reanudó sus vuelos el 26 de julio de 2005, con la misión STS-114 del Discovery . Esta misión a la ISS tenía como objetivo probar las nuevas medidas de seguridad implementadas desde el desastre del Columbia y entregar suministros a la estación. Aunque la misión tuvo éxito sin problemas, no estuvo exenta de riesgos; el tanque externo desprendió espuma , lo que llevó a la NASA a anunciar que las futuras misiones se suspenderían hasta que se resolviera este problema. [ cita requerida ]
Entre el desastre del Columbia y la reanudación de los lanzamientos del transbordador, los intercambios de tripulación se llevaron a cabo utilizando únicamente la nave espacial rusa Soyuz . A partir de la Expedición 7 , se lanzaron tripulaciones de dos astronautas como cuidadores, en contraste con las tripulaciones lanzadas anteriormente, de tres. Debido a que la ISS no había sido visitada por un transbordador durante un período prolongado, se acumuló una cantidad mayor de desechos de lo planeado, lo que dificultó temporalmente las operaciones de la estación en 2004. Sin embargo, los transportes Progress y el vuelo del transbordador STS-114 se ocuparon de este problema. [ cita requerida ]
Se realizaron muchos cambios en la ISS planificada originalmente, incluso antes del desastre del Columbia . Se cancelaron o reemplazaron módulos y otras estructuras, y se redujo el número de vuelos del transbordador a la ISS con respecto a los números planificados previamente. Sin embargo, más del 80% del hardware que se pretendía que formara parte de la ISS a fines de la década de 1990 ya estaba en órbita y ahora es parte de la configuración de la ISS. [ cita requerida ]
Durante la parada del transbordador, se detuvo la construcción de la ISS y la ciencia realizada a bordo fue limitada debido al tamaño de la tripulación de dos, lo que se sumó a los retrasos anteriores debidos a los problemas del transbordador y las limitaciones presupuestarias de la agencia espacial rusa. [ cita requerida ]
En marzo de 2006, una reunión de los jefes de las cinco agencias espaciales participantes aceptó el nuevo cronograma de construcción de la ISS que planeaba completarla para 2010. [8]
En mayo de 2009, se estableció una tripulación de seis personas luego de 12 vuelos de construcción del transbordador después de la segunda misión de "regreso al vuelo" STS-121 . Los requisitos para aumentar el tamaño de la tripulación incluían un mejor apoyo ambiental en la ISS, una segunda Soyuz atracada permanentemente en la estación para funcionar como un segundo "bote salvavidas", vuelos Progress más frecuentes para proporcionar el doble de cantidad de consumibles, más combustible para maniobras de elevación de la órbita y una línea de suministro suficiente de equipo experimental. [ cita requerida ] En noviembre de 2020, la capacidad de la tripulación aumentó a siete debido al lanzamiento de Crew Dragon por SpaceX , que puede transportar 4 astronautas a la ISS.
Las incorporaciones posteriores incluyeron el Módulo de Actividad Expandible Bigelow (BEAM) en 2016, y se planean numerosos componentes rusos como parte de la construcción en órbita de OPSEK . [ cita requerida ]
La ISS está compuesta por 16 módulos presurizados: seis módulos rusos ( Zarya , Zvezda , Poisk , Rassvet , Nauka y Prichal ), ocho módulos estadounidenses ( BEAM , [9] Leonardo , Harmony , Quest , Tranquility , Unity , Cupola y Destiny ), un módulo japonés ( Kibō ) y un módulo europeo ( Columbus ).
Al menos un módulo presurizado ruso ( Pirs ) ha sido desorbitado hasta el momento. [10]
Aunque no estaban acoplados permanentemente a la ISS, los módulos logísticos multipropósito (MPLM) formaban parte de la ISS durante algunas misiones del transbordador. Un MPLM se adjuntó a Harmony (inicialmente a Unity ) y se utilizó para vuelos de reabastecimiento y logística. [ cita requerida ]
Las naves espaciales acopladas a la ISS también amplían el volumen presurizado. Al menos una nave espacial Soyuz está siempre acoplada como "bote salvavidas" y se reemplaza cada seis meses por una nueva Soyuz como parte de la rotación de la tripulación. La siguiente tabla muestra la secuencia en la que se agregaron estos componentes a la ISS. [11] Los módulos desmantelados y desorbitados se muestran en gris.
El siguiente módulo fue construido, pero no se ha utilizado en planes futuros para la ISS hasta enero de 2021.
Se considera que la ISS es el objeto más caro jamás construido, con un coste de alrededor de 150 mil millones de dólares (USD), [36] lo que la hace más cara que Skylab (con un coste de 2.200 millones de dólares) [37] y Mir (con un coste de 4.200 millones de dólares). [38]
La capacidad [de Dragon] para devolver mercancías es actualmente única porque todas las demás naves de suministro regulares (el Vehículo de Transferencia Automatizado (ATV) de Europa, el HTV (o "Kounotori") de Japón y el Progress de Rusia) se queman durante el reingreso controlado.