Estação Espacial Internacional
Estação Espacial Internacional (EEI) é um laboratório espacial completamente concluído, cuja montagem em órbita começou em 1998 e terminou oficialmente em 8 de julho de 2011 na missão STS-135, com o ônibus espacial Atlantis. A estação encontra-se em uma órbita baixa de 408 x 418 km, que possibilita ser vista da Terra a olho nu, e viaja a uma velocidade média de 27 700 km/h, completando 15,70 órbitas por dia.
De acordo com o Memorando de Entendimento original entre a NASA e Rosaviakosmos, a Estação Espacial Internacional destinava-se a ser um laboratório, observatório e fábrica em órbita terrestre baixa. Também foi planejada para fornecer transporte, manutenção e atuar como base de preparação para possíveis futuras missões para a Lua, Marte e asteroides. Na Política Espacial Nacional dos Estados Unidos de 2010, a EEI recebeu papéis adicionais de servir fins comerciais, diplomáticos e educacionais.
Pesquisas científicas
A EEI constitui uma plataforma para realizar pesquisas científicas. Pequenas naves espaciais não tripuladas podem fornecer plataformas para gravidade zero e exposição ao espaço, mas as estações espaciais oferecem um ambiente de longo prazo onde os estudos podem ser realizados potencialmente por décadas, combinados com acesso fácil por pesquisadores humanos em períodos que excedem as capacidades da nave espacial tripulada. A EEI simplifica as experiências individuais, eliminando a necessidade de lançamentos de foguetes separados e equipes de pesquisa. A ampla variedade de campos de pesquisa incluem astrobiologia, astronomia, pesquisa humana, incluindo medicina espacial e ciências da vida, ciências físicas, ciência dos materiais, clima espacial e clima na Terra (meteorologia). Os cientistas da Terra têm acesso aos dados da tripulação e podem modificar experimentos ou lançar novos, que são geralmente não disponíveis em veículos espaciais não tripulados. As tripulações cumprem missões com vários meses de duração, proporcionando aproximadamente 160 horas de trabalho por semana com uma equipe de 6.
A construção da EEI dependeu de mais de 50 missões de montagem e utilização. Destas, 39 foram assistidas pelo vaivém espacial (português europeu) ou ônibus espacial (português brasileiro). Adicionalmente a estas missões, aproximadamente 30 missões da nave Progress foram necessárias para providenciar a logística. No final, a EEI ficou a operar com um volume de pressurização de 1 200 metros cúbicos, uma massa total superior a 419 000 quilogramas, 110 kilowatts de potência e uma estrutura de suporte de 108,4 metros de comprimento, com módulos de 74 metros e tripulações de seis elementos. A manufatura dos módulos e da estrutura que compõem a EEI foi realizada por diversas empresas contratadas pelas agências espaciais que formam o grupo responsável pela montagem e manutenção da mesma. A parte americana da estação foi manufaturada principalmente por quatro companhias que tiveram contratos, anunciados a 1 de dezembro de 1987, que são: a Boeing, a Divisão Astroespacial da General Electric, a McDonnell Douglas e a Divisão Rocketdyne da Rockwell. A parte russa foi manufaturada pela empresa RKK Energiya, que também construiu o módulo Zarya, financiado pelos EUA. A Agência Espacial Europeia contribuiu construindo os módulos Node 2 (Harmonia) para os EUA e o laboratório Columbus. O primeiro foi construído pela empresa Thales Alenia Space, baseada em Cannes, na França, e o segundo numa parceria entre a Thales Alenia e a empresa EADS Astrium. A contribuição japonesa (laboratório Kibo) foi manufaturada pela Mitsubishi e a canadiana (braço robótico Canadarm) através da empresa MD Robotics, subsidiária da companhia MDA (MacDonald Dettwiler).
O fim da guerra fria proporcionou uma aliança internacional de programas espaciais para a construção da Estação Espacial Internacional. Um consórcio de 15 países estão atualmente a participar na construção e nas experiências científicas na EEI: os Estados Unidos, a Rússia, o Canadá, o Japão e, através da Agência Espacial Europeia (ESA), a Bélgica, a Dinamarca, a França, a Alemanha, a Itália, a Países Baixos, a Noruega, a Espanha, a Suécia, a Suíça e o Reino Unido. Em 24 de fevereiro de 2022, após a Invasão da Ucrânia pela Rússia em 2022, a cooperação contínua entre a Rússia e outros países na Estação Espacial Internacional foi posta em questão. O Primeiro-ministro do Reino Unido Boris Johnson comentou sobre o estado atual da cooperação, dizendo "tenho sido amplamente a favor da continuidade da colaboração artística e científica, mas nas circunstâncias atuais é difícil ver como até mesmo aqueles podem continuar como normalmente". No mesmo dia, o Diretor Geral da Roscosmos, Dmitry Rogozin, insinuou que a Rússia poderia fazer com que a Estação Espacial Internacional desorbitasse, escrevendo em uma série de tweets: "Se você bloquear a cooperação conosco, quem vai salvar a ISS de uma órbita incontrolada e cair nos Estados Unidos ou na Europa? Há também a opção de deixar cair uma estrutura de 500 toneladas para a Índia e a China. Você quer ameaçá-los com tal perspectiva?".
Participação brasileira
O Brasil assinou um acordo exclusivo e direto com a NASA para produzir hardware e, em troca, ter acesso aos equipamentos norte-americanos além de permissão para enviar um astronauta brasileiro à estação, o que aconteceu em 2006, quando o brasileiro Marcos César Pontes, o primeiro astronauta lusófono, esteve na estação, onde permaneceu por uma semana, transportado por um foguete russo. Contudo, o Brasil ficou fora do projeto de construção da Estação Espacial Internacional devido ao não cumprimento, da empresa subcontratada da Embraer, do contrato assinado, que foi incapaz de fornecer o Palete EXPRESS prometido. Após quase dez anos de participação, o país deixou de ser considerado na lista de fabricantes da base orbital. Segundo o especialista John Logsdon, diretor do Instituto de Políticas Espaciais da Universidade George Washington e membro do Comitê de Conselho da NASA, "já é tarde demais para o Brasil fazer qualquer coisa, a não ser como usuário da estação".
A EEI terminou formalmente a sua construção a 8 de junho de 2011, tendo 14 módulos pressurizados com aproximadamente 1 000 metros cúbicos de volume. Esses módulos incluem laboratórios, compartimentos de docagem de espaçonaves, câmara de despressurização, nodos de ligação e áreas de vivência. Cada módulo foi lançado através dos ônibus espaciais, foguetes Proton ou Soyuz. Abaixo segue uma lista dos módulos com data de lançamento e massa equivalente. O módulo Pirs foi desacoplado da ISS no dia 26 de julho de 2021 para abrir caminho ao módulo Nauka. Com isso, o Pirs é o primeiro módulo da ISS a ser permanentemente aposentado. O módulo foi acoplado na ISS no dia 29 de julho de 2021.
Suprimento de energia elétrica
A fonte de energia elétrica da EEI é o Sol: luz é convertida em eletricidade através de painéis solares. Antes do voo de montagem 4A (missão do ônibus espacial STS-97, 30 de Novembro de 2000) a única fonte de energia eram os painéis solares dos módulos russos Zarya e Zvezda. O segmento russo da estação usa um sistema de 28 volts igual ao do ônibus espacial. No resto da estação a eletricidade é obtida através de painéis solares anexos às extremidades de sua estrutura modular (ISS Main Truss Structure) a uma tensão que varia entre 130 a 180 volts. A energia é estabilizada e distribuída a 160 volts e então convertida para 124 volts. A energia pode ser trocada entre os dois segmentos da estação usando conversores, isto é essencial desde o cancelamento da Plataforma Russa de Ciência e Energia. O segmento russo dependerá dos painéis solares norte-americanos para suprir sua demanda de energia elétrica. Face ao valor de tensão utilizado (130 a 160 volts) na parte norte-americana, a estação pôde se valer de circuitos com condutores de menor seção elétrica, o que auxilia na redução da massa da EEI.
Suporte à vida
O Sistema de Suporte À Vida e Controle Ambiental (ECLSS - Environmental Control and Life Support System) provê ou controla elementos como pressão atmosférica, nível de oxigênio, água, extinção de incêndios, além de outras coisas. O sistema Elektron gera o oxigênio a que circula a bordo da estação. A mais alta prioridade para o sistema de suporte a vida é a manutenção de uma atmosfera estável dentro da Estação, mas o sistema também coleta, processa e armazena lixo e água produzida e usada pela tripulação. Por exemplo, o sistema recicla fluidos do banheiro, chuveiro, urina e condensação. Filtros de carvão ativado são os primeiros métodos para remoção de produtos do metabolismo humano no ar.
Controle de orientação
O controle de orientação da Estação é mantido através de dois mecanismos. Normalmente, um sistema usando giroscópios de controle de momento (CMGs - control moment gyroscopes) mantém a Estação orientada, i.e., com o laboratório Destiny na frente do módulo Unity, a estrutura P a bombordo e o módulo Pirs apontado para a Terra. Quando o sistema de giroscópios se torna saturado, ele pode perder a habilidade de controlar a orientação da estação. Neste caso, o sistema Russo de controle de orientação é preparado para assumir automaticamente, usando retrofoguetes para manter a orientação da Estação e pemitindo assim a dessaturação do sistema de giroscópios americano. Este procedimento foi usado durante a missão STS-117 enquanto a estrutura S3/S4 estava sendo instalada.
Controle de altitude
A Estação Espacial Internacional é mantida em órbita numa altitude limite mínima e máxima de 278 a 460 km. Normalmente o limite máximo é de 425 km para permitir manobras de encontros para espaçonaves Soyuz. Devido a Estação estar em constante queda por causa do arrasto atmosférico e queda do efeito de gravidade, ela precisa ser impulsionada para altitudes mais elevadas várias vezes durante o ano. Um gráfico de altitude sobre o tempo mostra que a Estação cai a uma razão de 2,5 km por mês. O impulso pode ser feito por dois foguetes do módulo Zvezda, por um ônibus espacial docado, por uma espaçonave Progress ou pelo Veículo de Transferência Automático (ATV) da ESA e leva aproximadamente duas órbitas (três horas) em cada impulso para vários quilômetros acima. Enquanto em construção é relativamente fácil transportar grandes cargas para a Estação Espacial. Normalmente após o lançamento, uma espaçonave requer dois dias para realizar a manobra de aproximação e atracamento.
Comunicação
A radiocomunicação é essencial para a operação da EEI, providenciando dados de telemetria e científicos entre a estação espacial e os Centros de Controle de Missão espalhados pelo planeta. Links de rádio também são usados durante procedimentos de aproximação e docagem de espaçonaves e para a comunicação entre tripulantes da estação, e deles com os controladores de voo e familiares em terra. Como resultado disso, a EEI está equipada com uma quantidade diversificada de sistemas internos e externos de comunicação, usados para diferentes propósitos. O primeiro equipamento de comunicação lançado com a estação foi o sistema russo Regul de VHF, que transmite dados de telemetria e outros do Segmento Orbital Russo para o Controle de Missão da Agência Espacial Federal Russa em Moscou via uma rede de estações de recebimento de dados em terra e através de satélites dos sistemas Altair e Molniya. Os dados saem da estação através de uma antena de rádio montada no Módulo Zvezda. A comunicação entre os módulos é feita através de cabos telefônicos de cobre.
Como a Estação é um projeto internacional, seus vários módulos são operados e monitorados por suas respectivas agências espaciais ao redor do mundo, incluindo:
Uma grande variedade de naves espaciais tripuladas e não tripuladas tem apoiado as atividades da estação. Mais de 60 naves espaciais Progress, incluindo M-MIM2 e M-SO1 que instalaram módulos, e mais de 40 naves espaciais Soyuz voaram para a EEI. 35 voos do ônibus espacial da NASA foram feitos para a estação. Houve cinco voos do ATV europeu, cinco HTV 'Kounotori' japoneses, oito Dragons da SpaceX e quatro voos orbitais da Cygnus.
Caminhadas no espaço
As atividades extra-veiculares (AEV) são seminais para a montagem e a manutenção da Estação Espacial. Existem duas formas de realizar essa atividade na Estação Espacial Internacional, uma é através do módulo russo de descompressão chamado Pirs, outra é através do módulo americano Quest Joint Airlock. Quando realizado através do módulo Pirs, é utilizado o traje espacial russo Orlan e quando realizado no Quest Airlock, o traje americano. Para as atividades extra-veiculares a partir da Estação Espacial a NASA estabeleceu como procedimento de rotina o acampamento dos astronautas no módulo Quest Airlock com o objetivo de reduzir o risco de doenças relacionadas com a descompressão. Esse procedimento foi testado pela primeira vez em 2005 pela tripulação da Expedição 12. Durante o acampamento, os astronautas dormem, na noite anterior à caminhada espacial, na câmara de despressurização onde baixam a pressão para 10,2 psi (70 kPa). A pressão do ar no interior da estação normalmente é de 14,7 psi (101 kPa). Dormir num ambiente com baixa pressão ajuda eliminar o nitrogênio contido no corpo, prevenindo uma embolia durante a saída da estação.
