Natuurlijk is het internet een onmisbare bron van informatie, dus daar gaan we zeker zoeken voor informatie.

Transcriptie

1 Profielwerkstuk door een scholier 6350 woorden 17 november ,9 109 keer beoordeeld Vak Natuurkunde Inleiding We hebben beide het profiel Natuur en Techniek. We zijn dus geïnteresseerd in de technische kant van het leven. Toen we een onderwerp gingen kiezen was het eerste wat in ons opkwam De Ruimte, maar we vonden dit een erg groot onderwerp. We gingen brainstormen.. Apollo 13? Nee. Mir? Nee. ISS? Ja! Dat leek ons interessant. Een vers onderwerp dat nog niet veel gebruikt is. Het ISS (International Space Station) is zowel voor de techniek als voor de mensheid een grote stap in de toekomst. We wisten niet erg veel van het ISS af, behalve dan dat het door meerdere landen werd gemaakt, waaronder Nederland. Om deze reden stellen wij de vraag: Wat is het ISS? Wat is het ISS is een grote vraag. Daarom hebben we deze vraag opgesplitst in 5 deelvragen: Wie maken het ISS? Hoe en waarvan worden de onderdelen gemaakt? Hoe komen de onderdelen bij elkaar? Hoe word het ISS in elkaar gezet Hoe werkt het ISS? Welke risico s zitten er aan het ISS en welke maatregelen zijn daar voor genomen? Met deze deelvragen hopen wij de hoofdvraag te kunnen beantwoorden. Aangezien ESA ook meedoet aan het ISS denken we dat we daar wel wat informatie van konden krijgen, bijvoorbeeld doormiddel van een interview of bezoek aan de Space Expo en/of ESA ESTEC. Natuurlijk is het internet een onmisbare bron van informatie, dus daar gaan we zeker zoeken voor informatie. Het lijkt ons geen goed idee om in bibliotheken te gaan zoeken naar informatie, want het is voor een project als het ISS uitermate noodzakelijk om up-to-date informatie te hebben. Voor de zekerheid gaan we toch nog even kijken. Ook is het misschien een idee om een enquête te houden. Wie maken het ISS? Zoals de naam van het station al zegt, is het ISS een internationaal project. Pagina 1 van 17

2 Aan het project doen totaal 6 landen mee: 1. De Verenigde Staten (NASA) 2. Canada (CSA) 3. Japan (NASDA) 4. Rusland (Rosavia Kosmos) 5. Europa (ESA) 6. Brazilië (AEB, Doet sinds niet meer mee in het ISS programma) Elke organisatie levert een aantal onderdelen voor het ruimtestation. Die onderdelen worden dan gelanceerd en in de ruimte bij elkaar gevoegd. Hier meer over in het hoofdstuk Hoe komen de onderdelen bij elkaar? Hoe word het ISS in elkaar gezet?. Hieronder een overzicht van welke landen nou precies welk onderdeel leveren en wat het nut van dat onderdeel is. De Verenigde Staten Truss De Truss onderdelen (Z1, S1, S2, S3, S4, S5, S6, P1, P2, P3, P4, P5, P6; S = Starboard, P = Port; dus stuurboord en bakboord) houden de Amerikaanse zonnepanelen bij elkaar. Het verschil met de Nodes is dat er door de Truss geen astronauten kunnen. De Truss zijn dus alleen bedoeld voor de structuur van het station. De Z1 is de enige uitzondering (zie plaatje hierboven). Deze heeft ook nog een schotel die communicatie mogelijk maakt. Destiny Het Amerikaanse laboratorium Destiny is het middenpunt van het ISS. Het lab is 8,5 meter land en 4,3 meter in doorsnee. Net als alle andere laboratoria in het ISS, gaat dit laboratorium gebruikt worden om onderzoeken te doen in de microzwaartekracht van de ruimte. Unity Unity is een verbindingsstuk tussen het werk en het woongedeelte van het ISS. Het is het eerste grote onderdeel dat de VS aan het ISS leverde. Unity werd in 1998 door de spaceshuttle Endeavour aan Zarya gekoppeld doormiddel van Mating Adapter 1, die er voor zorgt dat de twee mooi aansluiten. Het is 5,5 meter lang en heeft een diameter van 4,6 meter. Centrifuge Accomodation Module (CAM) In deze module kunnen astronauten doormiddel van een centrifuge kunstmatige zwaartekracht creëren die kan variëren van 1/100e tot 2x de zwaartekracht op aarde. Hierdoor kan er bestudeert worden welk Pagina 2 van 17

3 effect zwaartekracht op groei, ouderdom en ziektes heeft. Habitation Module Deze module is de hoofdslaapplaats voor de astronauten. De module is ongeveer even groot als een schoolbus en er slapen vier mensen in. Canada Mobile Servicing System (MSS) Het MSS speelt een belangrijke rol in het in elkaar zetten van het station in de ruimte en het draaiende houden van het station. Het MSS bestaat uit de Canadarm2 (een hele complexe robotarm, ook wel Space Station Remote Manipulator System of SSRMS genoemd) en het platform waarop de Canadarm2 staat, de Mobile Remote Servicer Base System (MBS) Ook levert Canada de Special Purpose Dexterous Manipulator (SPDM): een twee-armige robot die samenwerkt met de Canadarm2. De SSRMS wordt gebruikt voor grote handelingen en de SPDM voor precisiewerk. De SPDM kan bijvoorbeeld gebruikt worden voor onderhoudwerkzaamheden aan het station, zoals het vervangen van batterijen. De SSRMS word bijvoorbeeld gebruikt om nieuwe modules aan het station vast te maken. Op het moment is Canada bezig met het ontwerpen van het Canadian Space Vision System (CSVS). Hierdoor weten de astronauten precies waar de arm zich bevind en dus maakt de CSVS het mogelijk heel precies te werken met de Canadarm2. Japan Kibo Kibo betekend hoop (in het Hiragana schrift schrijf je het zo: wp). Deze module bestaat uit meerdere onderdelen: Pressurized Module Exposed Facility Experiment Logistics Module (Pressurized Section / Exposed Section) Remote Manipulator System Pagina 3 van 17

4 Pressurized Module (PM) De PM is een Japanse experimenten module, het grootste gedeelte van de Kibo. Hier worden de meeste experimenten onder microzwaartekracht uitgevoerd. De PM is 11,2 meter lang en 4,4 meter in doorsnee. Exposed Facility (EF) De EF bevind zich buiten het ISS en is altijd blootgesteld aan het vacuüm van de ruimte. De Truss en de EF zijn de enige gedeeltes waar de ruimte direct gebruikt kan worden voor experimenten. Doormiddel van de JEMRWS (de Japanse robotarm) kunnen de wetenschappers het EF gebruiken. Experiment Logistics Module (Pressurized Section / Exposed Section) De ELM is een opbergplaats voor experimenten en etenswaren. De PM en de EF kunnen beide gebruik maken van de ELM. De ELM kan ook als transport container gebruikt worden. Het kan losgekoppeld worden van het ISS, terug gestuurd worden naar aarde en vervolgens weer met een spaceshuttle terug de ruimte in. Remote Manipulator System De JEMRMS is de Japanse robotarm die het mogelijk maakt gebruik te maken van de EF. De grote arm behandeld grote voorwerpen en voor kleine voorwerpen kan een kleine arm erop geschroefd worden. De grote arm is ook uitgerust met een camera, zodat de astronauten vanuit de PM de gebeurtenissen buiten goed kunnen volgen. Rusland Zvezda Zvezda, Russisch voor Ster, is de 3e module van het ISS. Zvezda is de commandomodule en zorgt dus voor besturing van het ISS. Ook zitten in de Zvezda de slaapplaatsen voor de bemanning. De Zvezda heeft ook een aansluiting voor het Russische bevoorradingsschip Progress. Zarya Zarya, Russisch voor Zonsopgang, was eigenlijk de naam van het eerste ruimtestation dat ooit in een baan om de aarde zweef. Vlak voor de lancering van de eerste Zarya werd de module Salyut genoemd. Nu is Zarya de naam van de eerste module van het ISS. Zarya is door de raket Proton de ruimte in gebracht. Alhoewel deze module gemaakt en gelanceerd is in Rusland, is het officieel geen Russische module. De module is in opdracht van NASA gemaakt, dus is het eigenlijk een Amerikaanse module. Toch heb ik hem onder Rusland geplaatst vanwege de naam, oorsprong, geschiedenis enz. Zarya zorgt stroomvoorziening en functioneert als communicatiemodule. Er zitten twee zonnepanelen van 10,7 bij 3,4 meter aan de Zarya vast die ongeveer 3 Kilowatt aan energie per dag leveren. Later zal Zarya met name gebruikt worden om dingen in op te bergen en vanwege zijn externe brandstoftanks. Pagina 4 van 17

5 Science Power Platform (NEP) Het SPP wordt, als het klaar is, aan Zvezda vast gekoppeld. Zoals de naam al zegt voorziet het SPP alle onderzoeken van stroom. Het SPP levert in z n eentje al 25 kilowatt per dag op. Docking Compartment De naam verraad bij deze module ook al zijn functie. De Russische Docking Compartment is een extra poort waar de Soyuz en de Progress kunnen aanmeren. Universal Docking Module (UDM) De UDM verbind de Zvezda, Soyuz, Docking Compartment en 2 Research Modules met elkaar. Ook bevat de UDM een uitgebreid Life Support systeem dat een langdurig verblijf in de ruimte mogelijk maakt. Stowage and Docking Module (MSS) De MSS komt aan Zarya vast te zitten. Aan deze module kunnen vrachtvoertuigen zich vast koppelen en hun vracht uitladen in het MSS. Het MSS is naast een aanlegplaats ook meteen een opslagplaats. Research Modules Rusland wil ook nog twee onderzoeksmodules bouwen. Een van de modules kan door KB Yuzhnoe gebouwd worden. Er is verder niet veel over deze modules bekent, behalve dan dat ze aan de UDM komen te zitten. Europa De bijdrage van Europa word vanuit de ESA (European Space Agency) gestuurd. De ESA bestaat uit 15 landen: 1. België 2. Denemarken 3. Duitsland 4. Finland 5. Frankrijk 6. Ierland 7. Italië 8. Nederland 9. Noorwegen 10. Oostenrijk 11. Portugal Pagina 5 van 17

6 12. Spanje 13. Verenigd Koninkrijk 14. Zweden 15. Zwitserland Een schatting van hoeveel ieder land ongeveer doet: Columbus De laboratorium module Columbus is ESA s grootste bijdrage aan het ISS. Op het moment staat deze gepland om tegen het einde van het jaar 2004 gelanceerd te worden. De module is 4,5 meter in doorsnede en 6,7 meter in de lengte en een inhoud van 75 kubieke meter. Als de module geïnstalleerd is zullen de onderzoeksmogelijkheden van het ISS zeer vergroten. Tijdens de geplande 10 jaar dat Columbus in de ruimte zal zijn, kunnen wetenschappers op aarde soms met wat hulp van wetenschappers aan boord van het ISS - duizenden verschillende soorten proeven doen in gewichtloze toestand. Het Biolab, een onderdeel van Columbus dat in Duitsland gemaakt word door Astrium GmbH, maakt experimenten op micro-organismen, planten of zelfs kleine dieren in microzwaartekracht mogelijk. Een ander onderdeel, de zgn. European Physiology Modules gemaakt door het Duitse OHB, maakt het mogelijk om de effecten van gewichtloosheid op het menselijk lichaam te bestuderen, in de hoop een geneesmiddel voor zwakke botten te vinden. Het Material Science Laboratory kan scheikundige proeven uitvoeren die misschien kunnen leiden tot het beter kunnen opruimen van olie of voor het maken van beter optische lenzen. Naast de ingebouwde modules heeft Columbus ook nog 4 uitgangen waardoor het mogelijk is voor wetenschappers te onderzoeken wat het effect van een totaal vacuüm is op dingen zoals bacteriën. Columbus kan vanaf het Columbus Control Centre in Duitsland bestuurd worden. Automated Transfer Vehicle (ATV) Het ATV is een onbemand voertuig dat door de Ariane 5 raket in de ruimte is gebracht. Het voorziet het ISS van water, lucht, zuurstof, stikstof, brandstof en eventuele andere vracht. Het ATV zorgt er ook voor dat al het afval word weggewerkt en dat het station op goede hoogte blijft en dus niet de dampkring in word getrokken door het magnetische veld van de aarde. In geval van nood slaat het ATV alle onderzoeksdata op, zodat al het werk op het ISS niet voor niks is geweest. ERA: European Robotic Arm De ERA word voor allerlei soorten dingen gebruikt: Installatie van onderdelen, vervanging van zonnepanelen en het verplaatsen van allerlei dingen. Ook kan de arm doormiddel van de camera s die aan de uiteinden zitten het station van buiten onderzoeken. Er is bij deze robotarm niet echt een voorkant en een achterkant, beide kanten kunnen voor werkzaamheden gebruikt worden. Doordat de arm 2 kanten heeft die allebei in het station vast gezet kunnen worden, kan de arm over het ISS lopen. De arm is 11,3 meter lang en kan tot 8000 kilo tillen. Zelf weegt de arm 670 kilo. Pagina 6 van 17

7 DMS-R: ESA's Data Management System De DMS-R is een setje computers voor de Russische module Zvezda. De computers zorgen voor de algemene besturing van het station en voor controle over missies. Node 2: Connecting Module Deze module verbind de Destiny met de Columbus, Centrifuge Accommodation Module, Kibo, Multi- Purpose Logistics Module en het H II Transfer Vehicle. Node 3: Connecting Module Node 3 verbind de Crew Return Vehicle, Cupola, Pressurised Mating Adapter 3 en de Habitation Module. Node 3 heeft ook een Life Support systeem, een systeem dat voor de atmosferische druk, zuurstofvoorziening, hygiëne, afvalverwerking en waterleidingen zorgt. Cupola De Cupola is een onderdeel met vensters / ramen waardoor de astronauten een goed zicht hebben op de buitenkant van het ISS. Het is een controlepost die je kunt vergelijken met een verkeerstoren op een vliegveld. Van hieruit kunnen werkzaamheden buiten het ISS goed in de gaten gehouden worden. De Cupola zal eerst gekoppeld worden aan de Amerikaanse Unity. Later wordt hij verplaatst naar de module Node 2. Brazilië Sinds vrijdag 15 november is Brazilië uit het ISS project gestapt. Ze zouden het Express Palet maken, waarop verschillende proeven konden gedaan worden. Het Palet zou in 2005 gelanceerd worden, maar de kosten werden groter dan eerst gedacht. Wegens een gebrek aan geld is Brazilië er toen mee gestopt. Hieronder een overzicht van alle onderdelen van het ISS. Dit is nog een oude kaart waar Brazilië nog op staat. Hoe en waarvan worden de onderdelen gemaakt? Aangezien ik niet van elke module informatie kon vinden waarvan die gebouwd is geef ik de materialen waar het allemaal van is gebouwd. Aluminium De belangrijkste materiaal waar het grotendeels van is gebouwd is aluminium hoewel je deze stof zuiver heel weinig zal tegenkomen. Ongeveer overal zijn er namelijk legeringen toe gevoegd. De ene legering zorgt er bijvoorbeeld voor dat het heel erg sterk wordt. De ander legering zorgt er weer voor dat het Pagina 7 van 17

8 inslagen kan op vangen door het flexibel te maken de andere legering zorgt bijvoorbeeld weer voor een combinatie hiervan. Maar waarom nou aluminium. Aluminium is een redelijk sterke maar toch weer goed te verbuigen metaal. Er zit nog een groot voordeel aan het is licht. Dat laatste is heel erg belangrijk want als je staal zo gebruiken zou het veel te zwaar worden. Wat ook een hele belangrijke eigenschap is is dat ze de stralingen tegen houden. Op aarde hebben we daar de ozonlaag voor maar je hebt daarvoor niks in de ruimte, daarom wordt er dus ook metaal gebruikt. Titaan Titaan wordt ook wel gebruikt alleen het grootste nadeel hiervan is is dat het heel erg duur is. Maar daar en tegen is het wel sterker dan aluminium en nog lichter ook. Kevlar Kevlar wordt ook gebruikt voor kogelvrije vesten dit omdat ze allebei aan de dingen voldoen waar ze aan moeten voldoen: Het vertragen van projectielen. Ondereen laag metaal zit meestal een laag Kevlar om de projectielen die door het metaal heen zijn gegaan als nog af te remmen zodat ze niet in de module zelf terecht komen. Carbon Carbon wordt met name gebruikt om klappen op te vangen. Carbon is namelijk een hele stevige metaal maar toch wel weer heel flexibel. Dit is dus ideaal om te gebruik, want dit vangt heel veel klappen op die anders misschien wel fataal zonden zijn voor het ISS. Waar worden alle verschillende onderdelen gemaakt? Overal over de hele wereld worden onderdelen gemaakt voor het ISS. Europa De meeste dingen worden door Astrium GmbH gemaakt in Duitsland. De onderdelen die daar allemaal worden gemaakt zijn: een groot gedeelte van de Columbus, de ATV (Automated Return Vehicle), Zvezda Data Management System, Cryosystem, Materiaal voor in het scheikunde Lab (in US Lab), biolab en nog allemaal chips en dat soort dingen. De overige dingen die Duitsland produceert wordt gedaan door een aantal verschillende bedrijven. Andere grote dingen zijn er niet echt behalve de x-38 die wordt gemaakt door verschillende bedrijven. Daarna maakt Frankrijk de meeste onderdelen hij maakt: het ander gedeelte van de module Columbus, gedeelte van ATV, en doet de testvluchten met de x-38 voor de rest levert frankrijk nog aantal gedeeltes van laboratoria en dat soort dingen. Maar Italië maakt ook veel onderdelen bijvoorbeeld de node 2 en node 3 dit wordt gedaan door het bedrijf Alenia Spazio in Turijn. En Alenia Spazio maakt ook de Cupola Nederland maakt de ERA en het bedrijf dat de ERA maakt is Fokker Space en ligt in Leiden. Nu zijn alle landen geweest waar veel wordt gemaakt in een heleboel andere landen worden nog hele kleine dingen gemaakt. Pagina 8 van 17

9 V.S. NASA wil niet zeggen wie er allemaal mee werken met het ISS. Canada Canada maakt de hoogstandjes met robotten. Het maakt namelijk de Canadarm en Canadarm2 en de MSS en de NMBS. Voor de rest is het niet echt duidelijk welke bedrijven hier aan mee werken. Rusland Rusland heeft het heel erg handig aan gepakt, want zij recyclen heel veel onderdelen van de MIR, de overig onderdelen worden grotendeels gemaakt door Spacehab inc. Japan Bij de NASDA doen ze hetzelfde als bij de NASA. Hoe wordt het gemaakt? Alle modules worden verschillende gemaakt maar ze willen niet vertellen hoe wat dat valt onder de Patentwet. Hoe komen de onderdelen bij elkaar? Hoe word het ISS in elkaar gezet? Het vervoer van de Japanse modules en onderdelen naar de vertrek plaats. De Japanse modules en andere onderdelen moet natuurlijk vervoert worden, want het vertrekt naar het iss vanaf het Kennedy Space Center. Ze vervoeren deze reusachtige onderdelen eerst via de weg en daarna via een speciaal vliegtuig naar Amerika toe. Over de weg is natuurlijk niet zo makkelijk als het lijkt want ja je moet natuurlijk wel rekening houden met bruggen en tunnels en hoe breed de wegen zijn, want bijvoorbeeld de module Kibo in zijn vervoerscontainer is dan is die 5m hoog, 5m breed, en maar liefst 13m lang en dat vervoer je niet zo snel. En alles moet zonder al te veel gehobbel gebeuren, want dat kan er voor zorgen dat het apparatuur kapot gaat. Dus er wordt een hele route uitgedacht van hoe die kan rijden vanaf Tsukuba Space Center de plaats waar die gemaakt is naar het Narita airport. Maar als dat niet lukt wijkt die uit naar Kansai Airport. Als die eenmaal aankomt op het vliegveld komt het volgende probleem hoe vervoeren we het naar Amerika? Want het is veels te groot om het in een normaal vrachtvliegtuig te stoppen. Daar hebben ze toen maar iets op bedacht en dat is het volgende: gebruiken ze een vliegtuig dat normaal vliegtuig vleugels vervoert. Als het dan aankomt in Amerika wordt het daar ook nog eens vervoert per vracht wagen en het komt dan zo aan. Het vervoer van Europese Modules en onderdelen naar de vertrek plaats. De Europese modules worden grotendeels gemaakt in Turijn van uit daar worden ze weer naar andere landen gestuurd om elektronica aan te brengen. Dit wordt gedaan doormiddel van vrachtwagens alleen dan hele grote. De des betreffende de module wordt dan in een container gestopt en naar verschillende plekken in Europa gereden hangt er van af waar het wordt afgemaakt. Natuurlijk moeten ze hier weer Pagina 9 van 17

10 rekening houden met de route die ze kiezen. Er mogen geen te lagen bruggen onder weg zijn en dat soort dingen. Als ze dan in de volgende plaats aan komen waar ze worden afgemaakt, wordt er alles afgemaakt en een serie laatste tests uitgevoerd. Vervolgens worden ze weer via een speciale route naar een vliegveld gereden en worden ze daar op een groot vrachtvliegtuig gezet. Het vervoer van Canadese Modules en onderdelen naar de vertrek plaats. Voor de Canadese is het vervoer een stuk makkelijker, want zij hoeven geen oceaan over daarom kunnen zij alles met een vrachtwagen doen alleen moeten ze in de winter veel rekening met het weer houden voor de rest is het gewoon een route uitstippelen die het makkelijkst is en dan de onderdelen in de container stoppen en dan rijden naar het Kennedy Space Center. Het vervoer van Amerikaanse Modules en onderdelen naar de vertrek plaats. Voor de Amerikanen geld het zelfde als voor de Canadese ze hoeven geen water te overbruggen en dan komt er ook nog eens bij dat een heleboel ook in de buurt van het Kennedy Space Center wordt gebouwd. Daardoor is het nog makkelijker om een vrachtwagen te nemen en ze hebben ook niet zo snel last van sneeuw. Het vervoer van Russische Modules en onderdelen naar de vertrek plaats. De Russen hebben het voordeel dat ze een eigen raket hebben waarin ze alles kunnen vervoeren hier maken ze dan ook gebruik van. Dit scheelt weer dat ze geen water hoeven te overbruggen. Daardoor kunnen ze het allemaal gewoon in containers vervoeren naar plaats van bestemming en dan in hun raket stoppen en dan zijn ze er al. Verschillende spaceshuttles of raketten. De Space Shuttle van de V.S. Endeavour De space shuttle de Endeavour vervoert grotendeels alle modules naar het Internationaal Space Station. De Endeavour in meter lang en is hoog en heeft een vleugelspreiding van meter. Het kan maximaal iets vervoeren met de afmetingen 18.3 meter bij 4.6 meter. En mag maximaal een gewicht bij de start hebben van kilogram. De 3 motoren leveren per motor op zee niveau en druk van 1,670 kilonewtons en in de ruimte een druk van 2,100 kilonewton. De extra tank is 47 meter lang en heeft een diameter van 8,4 meter. Dit weegt als het helemaal vol met brandstof zit in zijn eentje al 750,980 kilogram. En dan zijn er nog 2 SRB s en die geven per SRB een druk van 14,685 kilonewton. Per stuk wegen ze als ze vol met brandstof zitten 589,670 kilogram. Een SRB is 45,46 meter lang en heeft een doorsnede van 3,7 meter. De raket van de Russen de Proton-raket De Russische Raket The Proton-rocket brengt met name alle Russische onderdelen naar het ISS toe. De raket is een 4-traps raket en dat houdt in dat er 3 onderdelen af gaan tijdens de reis dus dat je alleen nog de kop over houdt. De andere 3 onderdelen zijn grotendeels motoren en brandstof en ja als dat op is, is het zonde om het nog mee te nemen. Pagina 10 van 17

11 De canadarmen en het MBS Als de onderdelen op plaats van bestemming zijn gekomen moet dit natuurlijk nog in elkaar gezet worden. Dit doen ze met behulp van de Canadese MBS (mobile base system.) en de Canadarm en de canadarm2. MBS MBS staat voor mobile base system. Dit houdt in dat het een ondergrond is voor de canadaarm2. Het MBS zit met speciale klemmen hierdoor kan het heel erg makkelijk van de ene plek naar de andere plek toelopen en dan zich dan weer vast klemmen en dan kan de Canadarm2 zijn werk doen. Het MBS is gekozen omdat ze iets nodig hadden waar mee de Canadarm kon bewegen. Ze konden de arm zelf ook wel laten lopen maar dan waren er 2 uiteinde in gebruik en kon die niet meer naar zijn doel streven om alle onderdelen aan elkaar vast te maken. Want dan had die geen plek meer voor gereedschap en dat soort dingen. Daarom is dus gekozen voor een MBS zodat die makkelijk over heen kan bewegen en dat die ook nog zijn doel kan bereiken. Canadarm De Canadarm is een geheel bestuurbaar robotarm het gaat mee in de space shuttle en werkt van uit daar. De Canadarm bestaat uit allemaal verbindingsstukken. Een verbindingsstuk: De arm werkt ongeveer het zelfde als een menselijke arm, er zitten namelijk allemaal schouders, ellebogen en dat soort dingen in. In zo n scharnier zit een motortje die het allemaal beweegt. Om er voor te zorgen dat er genoeg energie naar de motoren loopt is er het Wiring Harness. De Canadarm is 15, 2 meter lang als die helemaal gestrekt is. Hij heeft een diameter van 38 cm. Op aarde weegt die 410 kilogram. Het beweegt met een snelheid van 60 cm/sec. Tenzij het is beladen dan beweegt het met 6 cm/sec. Canadarm2 De canadarm2 is de opvolger van de Canadarm. Het grote verschil tussen deze 2 robotarmen is dat de canadarm2 veel beweeglijker is dan de Canadarm. Ook zit de Canadarm2 altijd vast en de Canadarm niet. Het was voor de Canadarm2 ook nodig om extra beweeglijk te zijn, want hij moet helemaal om het ISS heen kunnen. Door de hele Canadarm2 lopen kabels die video materiaal verzenden naar zijn bestuurders. De Canadarm2 is ook veel zwaarder dan de Canadarm hij weegt namelijk 1640 kilogram dat is ongeveer 4 keer zo veel als de Canadarm. Maar daar voor kan het wel dingen tillen tot een gewicht van kilogram. De 2 robotarmen zullen samen gaan werken aan het ISS, want ja veel handen maken licht werk. De arm is ook helemaal gemaakt zodat de astronauten het heel erg makkelijk kunnen besturen. Hoe werkt het ISS? Het draaiend houden van een ruimtestation Stroom Om een ruimtestation draaiende te houden is natuurlijk stroom nodig. Het is onmogelijk om bijv. een nucleaire reactor aan boord te zetten of gigantische dieselmotoren te installeren, omdat dit gewoon te veel ruimte en er te veel benodigdheden bij komen kijken, zoals koelvloeistof of diesel. Een voordeel van de Pagina 11 van 17

12 ruimte is dat er geen atmosfeer is, dus de straling van de zon word niet afgeremd. Daarom heeft het ISS enkele grote zonnepanelen die totaal genoeg energie maken om 15 huizen van stroom te voorzien. Bij elkaar hebben die zonnepanelen ongeveer de oppervlakte van twee voetbalvelden. In een baan om de aarde blijven Het ISS zweeft ongeveer op een hoogte van 400 km. Op deze hoogte zweeft het ISS met ongeveer 7,7 km/s om de aarde en duurt 1 rondje om de aarde ongeveer 1,5 uur. Op deze hoogte is de atmosfeer van de aarde erg dun, maar net dik genoeg om het station af te remmen. Als het station langzamer vliegt verliest het hoogte, dus daarom moet het steeds gas geven om in de lucht te blijven. Meestal zorgen de Russische Progress raketten voor het gas geven. Het leven van de astronauten Het leven in de ruimte gaat heel anders dan op aarde, omdat er een microzwaartekracht is. Alle spullen moeten goed vast zitten anders gaan ze zweven. Dit geldt ook voor de astronauten. Dingen die voor ons op aarde normaal lijken kunnen in de ruimte erg lastig zijn. Lucht Ademen in de ruimte is erg lastig. In de ruimte zelf is namelijk geen zuurstof en om steeds alles van aarde af te halen is ook weer een gedoe. Daarom word de lucht gerecycled doormiddel van een paar scheikundige reacties. Eerst word de koolstofdioxide uit de lucht gefilterd. Daarna wordt de koolstof verhit tot 200 tot 250 graden Celsius en over een nikkelkatalysator geleid (CO2(g) + 4 H2(g) CH4(g) + 2 H2O(g)). Dit vormt dan methaan dit wordt dan zonder lucht verhit, daarbij ontstaat dan koolstof en waterstof (CH4(g) C(s) + 2 H2(g)). De koolstof word gebruikt om nare luchtjes te verwijderen en het waterstofgas word weer voor de eerste stap gebruikt. Nu word er water geëlectrolyseert waardoor waterstofgas en zuurstof ontstaan (2 H2O(l) 2 H2(g) + O2(g)) Dit proces word steeds herhaalt. Slapen Als een astronaut wil gaan slapen, moeten hij/zij en zijn/haar slaapzak vastgesnoerd worden, anders kunnen ze wegzweven terwijl ze aan het slapen zijn. Een groot voordeel van slapen in de ruimte is dat het niet meer mogelijk is om te snurken. Bij snurken gaat het zachte deel van je gehemelte omlaag, waardoor er snurkgeluiden ontstaan. In de ruimte gaan die delen door de gewichtloosheid niet naar beneden, ze blijven mooi omhoog. Het toilet Het toilet op een ruimteschip is een soort pomp. Alle ontlastingen worden opgezogen. Zuigt de pomp niet sterk, dan bestaat de kans dat de ontlasting gaat zweven. Maar het kan ook zijn dat de pomp te sterk is en dan wordt de astronaut met zijn achterwerk aan de bril vastgezogen. De wc is wel een enorme luxe, want bij de allereerste ruimtevluchten moesten de ruimtereizigers alles in plastic zakjes doen. Douchen Vloeistoffen zijn in de ruimte bolletjes. Gewoon douchen kan dus niet. Astronauten maken zich schoon door met een nat voorwerp over hun lichaam te wrijven. Aan een paar druppels water heb je in de ruimte Pagina 12 van 17

13 genoeg om je hele lichaam schoon te maken. Eten Een paar eisen aan ruimte eten zijn dat het compact moet zijn, licht van gewicht en lang houdbaar. Om het licht te maken en compact wordt voor de vlucht, op aarde, het water uit het eten gehaald. Het wordt zó verpakt, dat er geen lucht bij kan. Daardoor is het langer houdbaar. Als de astronauten het in de ruimte opeten, doen ze er wat water bij. Dan is het pas goed te eten. Trainen Als je te lang in een gewichtloze omgeving blijft verslappen je spieren. Daarom moeten de astronauten minimaal 3 uur per dag trainen om er voor te zorgen dat het verslappen van de spieren zo langzaam mogelijk gaat. Welke taken gaat het ISS vervullen? Het ISS gaat met name gebruikt worden voor onderzoeken die afhankelijk zijn van de microzwaartekracht in de ruimte. Zwaartekracht beïnvloed veel processen op aarde. De zwaartekracht beïnvloed bijvoorbeeld de manier waarop atomen bij elkaar komen en kristallen vormen. In microzwaartekracht zou het mogelijk moeten zijn bijna perfecte kristallen te maken. Zulke kristallen zouden betere geleiders zijn voor bijvoorbeeld computers, waardoor deze sneller worden. Ook kunnen deze kristallen efficiëntere medicijnen kunnen vormen. Een ander effect van zwaartekracht is dat het de vorm van een vlam beïnvloed. Met een zwaartekracht als hier op aarde zijn vlammen heel erg willekeurig en gekarteld. Dit maakt onderzoek naar verbrandingen veel moeilijker. In microzwaartekracht zijn vlammen veel gelijker van vorm en dus zijn verbrandingen vele makkelijker te bestuderen. Hierdoor zouden motoren zuiniger gemaakt kunnen worden en dan is er dus minder milieuvervuiling. Ook gaat er gekeken worden naar hoe leven zich ontwikkeld in microzwaartekracht. Elk levend wezen - of het nou een mens, een dier, of een plant is kan zwaartekracht voelen. Een plant groeit namelijk altijd naar boven en nooit naar beneden en een mens weet wat boven en wat onder is. Het menselijk lichaam is ook gebouwd op een omgeving met zwaartekracht: we hebben botten die er voor zorgen dat we niet in elkaar zakken. Op het ISS gaat onderzocht worden hoe (nieuw) leven reageert op een omgeving met microzwaartekracht. In microzwaartekracht verliest het menselijk lichaam langzaam een aantal dingen. Calcium van de botten, spierweefsel en verschillende lichaamssappen. Deze verschijnselen van gewichtloosheid zijn ongeveer dezelfde als die van ouder worden. Een onderzoek naar leven in microzwaartekracht kan ons dus een hele andere kijk op het ouder worden geven. Als er een middel onderzocht kon worden dat de effecten van Pagina 13 van 17

14 gewichtloosheid tegen gaat, misschien kan er dan ook een middel uit gevonden worden tegen ouder worden. In zijn baan om de aarde ziet het ISS ongeveer 75% van het aardoppervlak. Vanuit het ISS kan de aarde goed bestudeerd worden. Met name het milieu en het effect van milieuvervuiling. Het ISS gaat ook als een soort vervanger dienen voor de Hubble Space Telescope. Deze telescoop word gebruikt om andere sterren, planeten en zonnestelsels goed te kunnen bestuderen en mooie scherpe foto s er van te nemen. Als zo n telescoop aan boord van het ISS komt, gaat het veel makkelijker worden om die te repareren. Natuurlijk is het ISS niet alleen bedoeld voor onderzoek op aarde. Het ISS zal ook nieuwe technologieën gaan ontwikkelen voor de ruimtevaart. Bijvoorbeeld nieuwe constructie methoden om dingen in de ruimte in elkaar te zetten, nieuwe communicatiemogelijkheden voor ruimteschepen en nieuwe manieren om langer in de ruimte te blijven. Welke risico s zitten er aan het ISS en welke maatregelen zijn daar voor genomen? Gevaren Micrometeorieten Er zijn in de ruimte ook duizenden micrometeorieten. Deze worden opgevangen door 2 lagen: de 1e laag is metaal. De metalen laag houdt de allerkleinste meteorieten tegen. Een grote (groter dan 1 cm) meteoriet vliegt door het metaal heen, waardoor zowel de meteoriet als het stukje metaal kapot gaat. Achter de laag metaal ligt een laag kevlar. Deze laag zorgt er voor dat objecten die door het metaal heenkomen geremd worden en dat ze niet het station binnen schieten. De meeste meteorieten vliegen met ongeveer (dertigduizend) km/h door de ruimte. Ruimteafval Een ander groot gevaar is ruimteafval, bijvoorbeeld lege brandstofraketten of oude satellieten. Als zo n stuk ruimteafval binnen een straal van 25 km komt, gaat het ISS een uitwijkingsmove maken. Straling In de ruimte is gigantisch veel straling. Van de zon bijvoorbeeld. Hier op aarde hebben we daar geen last van, want de ozonlaag filtert die straling weg. In de ruimte (en om het ISS) is er geen ozonlaag om de straling weg te filteren. Daarvoor zijn er metalen platen aan de buitenkant van het station gemaakt. Deze platen zorgen ervoor dat er zo weinig mogelijk straling naar binnen komt. Voor vrouwen zijn er s nachts speciale slaapzakken die straling tegengaan. Het schijnt dat de eierstokken extra gevoelig zijn voor straling en als de vrouwen niet in de speciale slaapzakken slapen, ze meer kans hebben op miskramen. Vacuüm De ruimte is vacuüm. Als je zonder ruimtepak in de ruimte zou gaan zweven zou je uit elkaar gedrukt Pagina 14 van 17

15 worden door de lucht die binnen in je lichaam zit. Dit kan omdat er geen tegendruk meer is. In het ISS is ongeveer dezelfde druk als op aarde, ongeveer 1030 milli bar. De brute kracht van het materiaal zorgt er voor dat het station niet uit elkaar spat. Temperatuur In de ruimte vind je gigantische temperatuurverschillen. In de zon kan het 120 graden zijn, terwijl het 2 meter verder in de schaduw 120 graden vriest. Omdat het station van metalen is gemaakt, maakt dat voor de temperatuur van het station zelf niet erg veel uit. De warmte wordt vanaf het gedeelte dat in de zon ligt gewoon afgevoerd naar het gedeelte dat in de schaduw ligt. Als je wil dat een onderdeel niet te warm word in de zon kan je een aantal dingen doen: 1) Het onderdeel wit verfen. Wit weerkaatst namelijk alle kleuren in het licht, dus daarbij ook veel warmte. 2) Je kan het onderdeel ook flink laten glimmen, dan weerkaatst het ook veel licht en warmte. Bij zonnepanelen is het juist de bedoeling dat ze veel warmte opnemen, dus hebben ze een donkere kleur: donker blauw. Veiligheidsmaatregelen Het EMU Pak De ruimte is een extreme omgeving. In de schaduw kan de temperatuur dalen tot 150oc, in de zon kan het oplopen tot +120oc. In het ruimtestation zelf lopen de ruimtevaarders weinig risico. Buiten het ruimtestation moeten ze goed beschermd worden door een ruimtepak. Dit pak wordt EMU genoemd. Het pak bestaat uit verschillende onderdelen. De romp, de benen, de armen, de helm, en de handschoenen. Het pak is in verschillende onderdelen gemaakt en samengevoegd tot de juiste maat. Dat is goedkoper dan alle pakken op maat te maken. De pakken kunnen maximaal 25 ruimtewandelingen mee. Het pak bestaat uit drie lagen. Een laag kevlar, teflon en mylar. Dit zijn allemaal dure, lichtgewicht stoffen die erg sterk zijn. Het betekent niet dat je door dat pak helemaal veilig bent. Er kan bijvoorbeeld een stukje ruimtepuin tegen je aankomen. Door de hoge snelheid kan een stukje van enkele grammen grote gevolgen hebben. Als er een gat in je pak komt gaat de zuurstof eruit. Is het gat niet groter dan een kwartje dan heb je nog voor ongeveer 30 minuten zuurstof zodat je nog gauw het Space Station in kan gaan. Is het gat groter dan valt de druk weg en bevries je. Het aan- en uittrekken van zo'n ruimtepak gaat niet eenvoudig en je hebt er flink wat tijd voor nodig. Hoewel het nog nooit nodig geweest is, kan het voorkomen dat een astronaut gered moet worden. Vroeger konden ze de Space Shuttle bijsturen om een astronaut te redden. Maar nu zit de Space Shuttle vast aan het Space Station, en die stuur je niet zomaar eventjes bij. Ze kunnen in geval van nood een van de robotarmen gebruiken (bijvoorbeeld de Canadarm). De helm De helm is gemaakt van drie lagen speciale kunststof. Het venster is gemaakt van een heldere kunststof, net als het beschermende vizier dat je naar beneden kan rollen als de zon erg in je gezicht schijnt. Pagina 15 van 17

16 PLSS, Primary Life Support System Een pakket dat de astronauten op hun rug dragen. In dit pakket zit onder andere apparatuur die zorgt voor de zuurstof, de temperatuur van de astronaut en de ventilatie. Ook bevat het communicatie apparatuur om te kunnen praten met andere astronauten. DCM, Display and Control Module Dit onderdeel bevat de controleknoppen om de apparatuur te bedienen. Ook bevat dit een noodvoorziening voor extra zuurstof. Handschoen Handschoenen die aan het armstuk geschroefd worden. Ze hebben speciale schanieren en een van de handschoenen bevat een ingebouwd polshorloge. CRV CRV staat voor Crew Return Vehicle. Dit is een voertuig dat speciaal ontwikkeld is om in geval van nood de astronauten met spoed naar de aarde te vervoeren. Alle astronauten passen erin. Dit gebeurt bijvoorbeeld wanneer er iets ernstig aan de hand is met het Space Station, waardoor de bemanning niet langer aan boord kan blijven of wanneer iemand ernstig ziek wordt. Rond 2005 moet de CRV klaar zijn. Hij moet de opvolger worden van de X-38 waar momenteel mee getest wordt. De X-38 is een testvliegtuig van de NASA. De X-38 dient als voorbeeld voor de CRV. De CRV wordt ontworpen en gebouwd door ESA en NASA samen. De X-38 is al een paar keer getest. De X-38 werd onder een B-52 bommenwerper gehangen en werd op een paar kilometer hoogte los gegooid. Bij de terugkeer van de CRV in de dampkring wordt hij heel erg heet. De temperatuur loopt dan op tot ongeveer 1500 graden. Net als de space shuttle is de CRV bekleed met vuurvaste tegels die de CRV beschermt tegen deze enorme hitte. Conclusie Onze hoofdvraag was Wat is het ISS? Het ISS, oftewel International Space Station, is een grote stap in de toekomst voor zowel de techniek als de onderlinge relaties tussen de landen. Zoals de naam al zegt, word het ISS gemaakt door meerdere landen. Het bouwen van het ISS drijft de mensen steeds meer (technische) grenzen te verleggen. Het ISS is een gigantisch ruimte laboratorium waar onderzoeken in microzwaartekracht worden uitgevoerd die misschien leiden tot nieuwe medicijnen, bijvoorbeeld een middel tegen kanker, aids en andere ziekten. Pagina 16 van 17

17 Door de microzwaartekracht wordt het misschien ook mogelijk nieuwe chipsets te maken, die sneller zijn dan de huidige, omdat atomen in microzwaartekracht vele beter reageren. Een nieuwe generatie motoren kan ook ontstaan, omdat in de ruimte verbrandingen beter te bestuderen zijn. Het klinkt misschien raar, maar op het ISS word misschien ooit eens een medicijn tegen ouderdom uitgevonden. De verschijnselen van langdurige gewichtloosheid lijken namelijk erg op die van verouderen. Als het effect van langdurige gewichtloosheid bestudeert wordt, kan dat dus naar het tegen gaan van verouderen leiden. Het ISS is ook de eerste stap naar de kolonisatie van andere planeten. De technieken die we ontwikkelen voor het ISS kunnen later misschien gebruikt worden om naar andere planeten te reizen. Natuurlijk is het voor een ruimtestation erg belangrijk dat de juiste materialen gebruikt zijn. Het moet niet te zwaar zijn en het moet tegen een stootje kunnen. Aluminium is een ideale combinatie tussen stevigheid, flexibiliteit en gewicht. Nauwe samenwerking van landen is bij dit project vereist. Vrijwel alle onderdelen worden vanaf Kennedy Space Center gelanceerd en vervolgens in de ruimte in elkaar gezet door werktuigen die door de andere landen zijn gemaakt. Het ISS is en blijft een uitdaging. Er zal nog jaren werk aan zitten voordat het ISS echt af is, maar al dat harde werken word dan dik beloond. Pagina 17 van 17