Künftige ISS Module

Künftige ISS Module – Mehrzweck-Forschungsmodul

 

Das Mehrzweck-Forschungsmodul ist ein Forschungsmodul für die Internationale Raumstation (ISS), das zurzeit bei RKK Energija und GKNPZ Chrunitschew im Auftrag von Roskosmos gebaut wird. Inzwischen erhielt das Modul auch die Bezeichnung Nauka (Нау́ка, „Wissenschaft“).

 

Künftige ISS Module – Entwicklung

 

Erste Planungen der ISS aus den frühen 1990er Jahren sahen am russischen Segment der Station mehrere Forschungsmodule vor, die an den Basismodulen Sarja und Swesda angehängt werden sollten, um die Forschungskapazitäten deutlich zu erhöhen. Aufgrund knapper Mittel und Problemen mit Transportsystemen konnten diese Pläne jahrelang nicht weiter verfolgt werden.

Erst 2009 und 2010 gelangten mit Poisk und Rasswjet, die auch als MIM 2 und MIM 1 bezeichnet werden, zwei kleine Module mit eingeschränkten Forschungsmöglichkeiten zur Station.

Im August 2004 entschloss man sich, zum Bau des MLM auf das bereits seit 1998 zu rund 70 % fertiggestellte Sarja-Ersatzmodul mit der Bezeichnung FGB-2 zurückzugreifen, das seit dem erfolgreichen Start von Sarja am 20. November 1998 nicht mehr benötigt wurde. Der frühere Hauptauftragnehmer GKNPZ Chrunitschew wurde 2006 durch RKK Energija ersetzt, jedoch beteiligte sich Chrunitschew weiterhin maßgeblich an der Herstellung des Moduls.

Das MLM ist ähnlich dem Sarja-Modul aufgebaut, mit einer Länge von 13 m und einem maximalen Durchmesser von 4,1 m. Die Startmasse des Moduls soll 20,3 t betragen. Nach dem nachträglichen Einbau aller Elemente soll die Masse bis auf 24 t steigen.

Das Modul ist in zwei Sektionen unterteilt, den zylindrischen Hauptteil und den kugelförmigen Übergangsadapter. Das unter Druck stehende Volumen beträgt 71 m³, davon entfallen 64 m³ auf den Hauptteil und 7 m³ auf den Adapter.

In der Ausgangskonfiguration verfügte das MLM über drei Kopplungsadapter: einen aktiven vom Typ „SSWP G4000“ am vorderen Ende, der zum Andocken an das Sarja-Modul der ISS gedacht war, sowie einen axialen und einen radialen passiven Adapter am kugelförmigen Kopplungsknoten.

Der axiale passive Kopplungsstutzen vom Typ „SSWP G4000“ soll zum Andocken von Sojus-Raumschiffen und Progress-Transportern dienen. Am radialen Adapter soll eine Luftschleuse zum Ausbringen von Experimenten in den freien Weltraum angebracht werden.

Im Jahre 2005 wurde ein Vertrag zwischen der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos und der europäischen ESA unterzeichnet, nachdem zusammen mit dem MLM der europäische Roboterarm ERA gestartet werden soll. Neben Wartungs- und Überwachungsarbeiten wird es ERA möglich sein, Experimente mit Hilfe der Luftschleuse im Weltraum auszusetzen.

Nach mehreren Planungsänderungen wurde der Dockingadapter am Bug des MLM durch den größeren „SSWP G8000“ ersetzt und das Modul soll nun 2017 am Nadir-Punkt von Swesda angebracht werden. Dazu wird kurz zuvor Pirs mit einem Progress-Transporter abgekoppelt und zum Verglühen gebracht.

Weiterhin ist vorgesehen, am Nadir-Kopplungsaggregat ein spezielles Knotenmodul (UM, 2017) mit insgesamt 6 Kopplungsstutzen anzubringen, welches die Montage weiterer Forschungsmodule (NEM 1, 2016) sowie das Ankoppeln bemannter und unbemannter Raumschiffe erlaubt.

 

Künftige ISS Module – Start und Installation

 

Der Start des MLM war ursprünglich für 2009 geplant, sollte dann 2014 erfolgen, verzögerte sich aber immer wieder und ist nun für Februar 2017 vorgesehen. Vor der Installation des MLM wurden im Rahmen des Shuttle-Transportfluges für das Modul Rasswet (STS-132) die Luftschleuse, ein Radiator sowie Ersatzteile für den europäischen Roboterarm ERA geliefert. Im All werden diese Ausrüstungsgegenstände später durch den ERA am MLM angebracht.

 

Künftige ISS Module – Wissenschaftliche Aufgaben

 

Das MLM stellt nach derzeitigem Planungsstand das zentrale Forschungsmodul im russischen Segment der ISS dar. Hauptaufgabe des MLM wird daher die Nutzung für Experimente sein. Zu den Bordsystemen gehört unter anderem die Kontrollstation für den europäischen Roboterarm ERA sowie Befestigungs- und Andockpunkte an der Außenhaut, die diesen mit Energie und Daten versorgen. Neben der eigenen Forschungskapazität stellt das MLM Kopplungsadapter für die Luftschleuse und ein Zubringerfahrzeug zur Verfügung.

Künftige ISS Module - MLM_-_ISS_module

Freie Kopplungsstutzen halten die Option offen, den Forschungsbereich zu erweitern.

Im Hauptteil des Moduls sind ein Schlafplatz (der dritte im russischen Stationssegment), sowie Wasch- und Toilettenanlagen geplant.

Zur Lagerung von Frachten und Ersatzteilen sind bis zu 8 m³ Volumen vorgesehen.

Bis zu 3 t wissenschaftliche Geräte finden im MLM Platz, dafür stehen 4 m³ Volumen zur Verfügung.

Auch nach dem Umbau wird das MLM über die gleichen Triebwerksysteme und Solargeneratoren wie Sarja verfügen.

Nach dem Andocken an die Station dienen die Triebwerke zur ergänzenden Lagekorrektur der Station.

Gleichzeitig als redundantes System bei einem Ausfall der Steuerungssysteme von Sarja und Swesda.

Zusätzlich verfügt das Modul über Treibstoffpumpen und Leitungen, die den Transfer des von Progress-Frachtern angelieferten Treibstoffs in die weiteren russischen Module ermöglichen. Mit den Solargeneratoren kann Energie zum Betrieb des Moduls und zur Versorgung des russischen Segmentes erzeugt werden.

Künftige ISS Module

 

European Robotic Arm

(ERA)Der European Robotic Arm ist ähnlich wie Canadarm2 ein Roboterarm. Er verfügt im Gegensatz zum Canadarm2 jedoch über Greifmechanismen, die für den russischen Teil der ISS ausgelegt sind. Der Arm hat eine Länge von über 11 m und kann bei einer Eigenmasse von 630 kg mit einer Genauigkeit von unter 5 mm etwa 8 Tonnen Nutzlast positionieren. Der European Robotic Arm soll die Einsatzzeit bei Außenarbeiten (EVA) verringern und verschiedene Aufgaben halb- und vollautomatisch durchführen.

 

Pritschal

(UM)Aufgrund der vertraglichen Verlängerung der Betriebsdauer der Internationalen Raumstation bis mindestens 2020 plant Russland die Erweiterung seines Segments um zwei oder drei weitere Module, die ursprünglich für die nächste Generation von Raumstationen entwickelt werden sollten. Im Januar 2011 wurden Bau und Start eines kugelförmigen Verbindungsmoduls genehmigt.

Das Uslowoi Modul (UM) ist kugelförmig, bietet einen Rauminhalt von etwa 14 Kubikmetern und hat eine Masse von 4 Tonnen. Es ist mit sechs Kopplungsstutzen rundum ausgestattet und soll am Nadir von Naúka angedockt werden. Hier stehen dann fünf Kopplungsstellen für zusätzliche Module sowie unbemannte oder bemannte Raumschiffe zur Verfügung.

 

NEM

Im Dezember 2012 wurde der Auftrag für den Bau eines Wissenschafts- und Energiemoduls (NEM) an Energija vergeben. Das Modul soll eine Masse von etwa 21 Tonnen besitzen und am Kopfende mit nachführbaren Solarzellenpaneelen ausgerüstet sein. Diese sollen eine Leistung von 18 kW zur Verfügung stellen. Ein druckbeaufschlagter zylindrischer Teil von etwa 5,8 Metern Länge bei 4,30 m Durchmesser soll Raum für wissenschaftliches Arbeiten bieten.

NEM 1 soll seitlich am Kopplungsmodul UM angebracht werden. Eventuell folgt diesem ein zweites, ähnliches Modul noch vor 2020. Die neuen Module inklusive Naúka könnten nach 2024 auch von der ISS abgekoppelt und als eigenständige Station weiter genutzt werden.

 

OKA-T

Das technische Konzept für ein freifliegendes Labor für Mikrogravitationsforschung wurde Ende 2012 beauftragt. Die Realisierung ist bis 2018 vorgesehen.

Dabei handelt es sich um ein knapp 8 t schweres Raumfahrzeug, in dem regelmäßig betreute Experimente z. B. zur Nanotechnologie, Nanoelektronik oder Molekularstrahlepitaxie unter besonders guter Mikrogravitation, besser als 1 µg (Mikro-g) sowie hinter einem Schild besonders guten Vakuumbedingungen absolviert werden können.

Autonom soll OKA-T 90 bis 180 Tage operieren und nach Abschluss der Experimente und Fixierung der Proben an der Internationalen Raumstation ankoppeln und neu bestückt werden.

Anmerkungen

Copyright Fotos / Grafiken v.o.n.u.v.l.n.r.: NASA 

Lizenzbestimmungen Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (abgekürzt)