Warum haben die internationale Raumstation eine seltsame Form?

Ich fühle mich wie eine Mutter, die gerade gesagt wurde, dass ihr Kind hässlich ist. Als Ingenieur, ich schaue auf die ISS und denken "es sieht natürlich so, warum würde es anders aussehen?"

Wo ein fiktives Raumschiff den Luxus mit seinem Design Stil diktiert hat, sind echte Raumschiff durch Budget, Kompromisse und Funktionalität eingeschränkt. Jede Funktion der ISS kann durch diese Worte erklärt werden.

Wir haben noch nicht die Technologie, Bau im Raum zu tun, so haben wir ein großes Fahrzeug im Raum aus Start-fähigen Komponenten zusammenstellen. Zum Zeitpunkt der ISS Versammlung wurden die beiden Mechanismen für das erhalten einer großen Nutzlast zum Raum der Space Shuttle Orbiter und die russischen Proton-Rakete.

Diese zwei Sätze erklären einiges an die ISS-Darstellung. Es musste aus Stücken zusammengesetzt werden, die in der Ladebucht Orbiter oder die Nutzlast Verkleidung einer Proton-Rakete passen würde. Dies gebietet eine maximale Länge und Durchmesser für jede Komponente. Wir erwarten daher ISS weitgehend Zylinder miteinander verbunden, wie Würste bestehen.

Diese zwei Lieferfahrzeuge diktieren andere Merkmale. Space Shuttle Orbiter könnte liefern einen völlig unpowered Zylinder, entfernen Sie es aus der Ladebucht und befestigen Sie es mit dem Roboterarm und verbinden Sie es mit der ISS. Aber die russischen Proton-Rakete Ablagerungen seine Nutzlast im erdnahen Orbit und diese Nutzlast muss dann selbst zur ISS fliegen.

Das heißt, jedes der russischen Module sind eigenständige Raumschiff. Sie müssen Triebwerke und Treibstofftanks und Navigation und Kommunikation Sensoren und Antennen haben. Wenn wir die russischen Module betrachten sehen wir, dass Geräte:

Eine Raumstation mit mehreren Labs Betrieb zu allen Zeiten braucht viel Strom (einigen Kilowatt). Das wird große Solaranlagen erfordern – genug, um fast ein Fußballfeld füllen. Und da der Winkel zur Sonne ändert, wie das Fahrzeug die Erde umkreist, die Solaranlagen müssen in der Lage zu drehen, so dass sie ständig die Sonne ausgesetzt sein. Das schreibt vor, dass die Solaranlagen müssen freie Wege — freie nicht nur in ihre Rotation, sondern ungehindert in ihrer Sichtlinie zur Sonne. Also wir montieren die Solaranlagen aus zu den Seiten und wir das Profil der Rest des Fahrzeugs niedrig halten.

In ähnlicher Weise müssen wir ablehnen Wärme an Raum und können somit große Heizkörper haben müssen. Die Heizkörper müssen in der Lage, so dass sie nicht in direktem Sonnenlicht zu artikulieren:

Diese Solaranlagen zu halten, die brauchen wir starre Strukturen, die die Verdrehung Drehmomente der Solargenerator Rotation zu behandeln und ziehen können. Das ist die große horizontale Leiste über das Fahrzeug. Die Traversen sind nicht unter Druck stehende Module, aber sie sind nicht unnötig belegtem Speicherplatz. Die Traversen sind voller Ausrüstung wie Batterien und Kühlmittelpumpen. Der ISS muss bleiben, angetriebene während der Nacht vergeht, so dass mehrere sehr große Batterien benötigt werden.

Nun, da wir angenommen haben, dass unsere Raumstation wird eine Reihe von verbundenen Zylindern sein, Fragen wir, wie sie angeordnet werden würde. Es dauerte einige Jahre, um die ISS zu montieren. Es benötigt, um eine funktionierende und Fahrzeug während dieser Zeit besetzt. Das setzt Beschränkungen, wo Komponenten gestellt werden.

Wir brauchen stabile Lageregelung des Stapels, und wir müssen Strom-, Daten- und Verbrauchsmaterialien Konnektivität haben. Wir brauchen freie Wege zum Andocken Fahrzeuge entlang der V-Stabi (Geschwindigkeitsvektor) und R-Bar (orbital Radius Vector). Wir müssen alle Liegestellen Anschlüsse mit dem Roboterarm erreichen können. Wir können Mitteilungen Antennen nicht blockieren. Die GPS-Antennen brauchen einen klaren Weg zu den Satelliten.

Zum Beispiel könnte man sich Fragen, warum das Europäische Columbus -Modul und die japanischen Kibo -Module zur Seite statt nach vorne hinzugefügt wird durchhalten. Der Grund ist, dass sie wurden mit dem Space Shuttle Orbiter und der Orbiter musste auf der PMA (Pressurized Mating Adapter), die an der Vorderseite der ISS andocken:

Die ISS ist alles über Funktion über Form. Wenn ich beobachte ich finde mich, Science-Fiction, wie der Blick auf die glatte, gleichmäßige symmetrische Schiffe und mich Fragen "wie sie Hitze verwerfen? Wo erhalten sie ihre elektrischen Energie? Wo sind die Kommunikations-Antennen? Wie vermeidet ein Docking-Fahrzeug pluming? Warum haben sie die Tanks innen gesetzt, wo sie schwerer sind zu ersetzen? Warum verwenden sie so viel mehr Material als nötig? Wo bauen zum Teufel haben sie das Ding? Und so weiter."

Jeder kleine Projektion ist jede kleine Änderung in der Farbe, jede Veränderung der Dimension auf der ISS eine explizite technischen Gründen.

Hier ist eine Animation zeigt, wie es alle zusammen gesetzt wurde:

Bilder: Wikimedia Commons, Quora, YouTube

Über den Autor: Robert Frost, Ausbilder/Engineer in der Flug-Betriebsdirektion bei der NASA

Warum muss die ISS eine seltsame Form? erschien ursprünglich auf Quora. Quora folgen Sie auf Twitter, Facebook und Google +.

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