Az űrhajósok élete függ ezektől a rendszerektől a Nemzetközi Űrállomáson

Az űrállomás ötlete Edward Everett Hale amerikai író és unitárius lelkész fejéből pattant ki 1868-ban, aki egy téglából épített mesterséges holdat, vagyis téglaholdat vizionált. A tényleges űrállomások ideje nagyjából egy évszázaddal később érkezett el. Mint ahogy azt gondolhatjuk, egy űrállomáshoz nem elég egy csomó építőanyag, sokkal inkább egy másik világot kell építeni, saját levegővel, vízzel és energiával. 

Életfenntartó rendszerek

Az ember életben maradásához szükséges pár alapvető dolog, mint a levegő – vagy a gyors internet. A levegő tartályban szállítható, ez azonban egy Nemzetközi Űrállomáshoz hasonló léptékben, közel három évtizedes időtávon nem praktikus megoldás. Az állomás levegőjét inkább a fedélzeten frissítik: eltávolítva a szén-dioxidot. A téma innentől leginkább szédítő lejtőhöz hasonlít, amelyen leszánkózva különböző kémiai folyamatokat takaró betűszavakkal találkoznánk.

Hogy megnyugodjunk, jöjjön egy légzőgyakorlat: a belélegzett oxigént oxigéngenerátor állítja elő, ami közismert módon a vízből veszi ki az oxigént. Ezt az orosz elektronrendszer szolgáltatja, amit még a Mir űrállomáson fejlesztettek ki, és űrhajósonként napi egy liter vizet bont fel. Baj esetére van másik rendszer is, sőt tartályos oxigén is rendelkezésre áll.

A kilégzésből származó szén-dioxidot a CDRA nevű kémiai rendszer köti meg. Az űrhajózás egyik egészségügyi mellékhatása a felfúvódás, ezért egy nagy adag metángáz is kerül az állomás levegőjébe, az izzadságból származó ammóniával együtt. Ezeket aktív szenes szűrők távolítják el. Szerencsére nem kell mindent újból feltalálni, a SpaceX CrewDragon űrhajón használt szűrőket például eredetileg tengeralattjáróknak fejlesztették ki. (Lényeges, hogy a túl sok szén-dioxid hamarabb végez az emberrel, mint a kevés oxigén, ezért például az ACES vészűrruha minden kilégzést az űrbe juttat, miközben a sisakot belül tiszta oxigénnel tölti fel.)

A hidrolízis során keletkező hidrogén egy részét az űrbe pumpálják, ahogy a szén-dioxidot is, de közben e gázok egy részét az úgynevezett Sabatier-folyamaton alapuló rendszer hasznosítja. Ennek lényege, hogy a felesleges hidrogén és szén-dioxid reakciójából víz és metán keletkezik. A metán ugyancsak az űrben végzi, míg a víz a vizelet feldolgozásából származó vízkészlethez adódik, ivóvízként hasznosul, vagy a kört bezárva ismét a molekulabontóba kerül, és oxigén generálására használják.

Energia, kamra, hűtőgép

A Nemzetközi Űrállomás energiáját 2500 négyzetméternyi, dupla oldalú napelem szolgáltatja. Miközben az egyik oldal a napfényből termel, a másik a Földről visszaverődő fényt hasznosítja. A napelemek maximális teljesítmény mellett 120 kilowattot termelnek, ami 40 háztartásnak is elég lenne, de az űrállomás személyzete 15 napnyugtát és napkeltét lát 24 óránként. A rendszer így Föld körül tett körönként 45 percig tud hasznos energiát termelni és ennek több mint felét a fedélzeti akkumulátorok töltésére használja. A sötét időszakokban kezdetben fedélzeti nikkel-hidrogén akkumulátorok szolgáltatták az energiát, ezeket 2016-ban lítiumion-akkukra cserélték.

A kísérletek sok energiát igényelnek, a különböző rendszerek pedig melegszenek. Az űrállomáson felhasznált összes energia végeredményben hulladékhőként végzi, és ennek kezelése komoly hűtőrendszert igényel. A hűtés nem olyan egyszerű mint gondolnánk, mert az űr hideg ugyan, de nincs egy tavaszi szellő vagy bármilyen közeg, ami felvenné az energiát. A feladatot egy Boeing által gyártott, könnyen napelemnek nézhető, egyébként hasonló lapos táblákból álló rendszer végzi, amiben ammónia kering.

Itt esedékes kitérni arra is, hogy mi történik, ha egy ilyen rendszer meghibásodik – mint például egy évtizede, amikor a hűtőrendszer egyik szelepe és szivattyúja adta meg magát. Ilyen esetekre ugyanis ott van a külső raktár. Az űrállomás fedélzetén használt eszközök (aksik, kapcsolók, tartályok) idővel elhasználódnak, ezek tartalék alkatrészeit az állványzathoz kapcsolt külső tároló platformokon tárolják, ELC-nek nevezett speciális raklapokon. A külső raktárban minden rendszerhez vannak cserealkatrészek, ezeket a külső robotkarokkal tudják elérni. Vannak egyes tudományos kísérletek is, amelyeknek ez a megfelelő hely. 

Adat és távközlés

A Nemzetközi Űrállomás orosz és amerikai szegmense külön távközlési rendszereket használ. Az oroszok a Luch műholdakon keresztül tartanak rádiókapcsolatot a felszínnel, míg az amerikaiak a TDRS-műholdrendszerrel kapcsolódnak. Űrséta közben UHF rádió adó-vevőkkel kommunikálnak. Az űrállomás fedélzetén napjainkban mintegy száz különböző laptopot használnak. Ezek speciális, átalakított példányok, a 28 voltos DC fedélzeti áramról működtethetők, és extra hűtőventilátorral rendelkeznek, mert az állomáson hajlamos megállni egy helyen a levegő.

A laptopok többsége hordozható, kisebb részük fixen az állomás tartozéka. A fedélzeti gépek Windows és Linux operációs rendszert használnak vegyesen, bár erősen utóbbi felé billen a mérleg. A hordozhatók többnyire linuxos gépek, a központi gépen 2013-ban cserélték a Microsoft operációs rendszert Debian Linuxra. A központi gépnek nincs is billentyűzete vagy más perifériája, csak a laptopokon keresztül érhető el. Az állomáson egyébként 600 Mbit/s-os wifi érhető el.

(Borítókép: A Nemzetközi Űrállomás 2006. december 19-én. Fotó: NASA / Getty Images)