Mir vs. ISS

Skôr, než sa sa rozbehne moje publikvanie na tomto blogu na plné obrátky, uvediem tu pár odkazov na moje články a tiež ich prepisy. Nasledujúci článok je cenným porovnaním dvoch najvýznamnejších kozmických staníc, Mir a International Sapce Station.


O týchto dvoch kozmických staniciach (medzinárodné označenie Miru je 1986-017A a ISS je 1998-067A) počul takmer každý človek na planéte. Jedna svoju kariéru ukončila vo vodách Tichého oceánu, druhá ešte len čaká na svoje dokončenie a uvedenie do plnej prevádzky. Obe stanice sa preslávili svojou rozmernosťou, finančnými nákladmi ale aj pochmúrnejšími okolnosťami. V mnohých publikáciách sa stanice popisujú viac menej dosť podrobne. Porovnanie staníc Mir a ISS je náplňou nasledujúcich riadkov.
Základný rozdiel spočíva v rozmeroch. Zatiaľ čo Mir mal maximálnu dĺžku 33 m, u ISS je to maximálne 58 m (k 22. februáru 2007) a po dobudovaní by to malo byť plánovaných až 108,5 m.

Moduly
Základné moduly (SM – Service Module) oboch staníc majú rovnakú konštrukciu. Líšia sa predovšetkým koncepciou výbavy. To napríklad znamená, že pokiaľ v SM Miru sa nachádzalo počítačové výkonné centrum s parametrami výpočtovej techniky 80-tych rokov, tak na ISS sú to PC diametrálne odlišné, o poznanie výkonnejšie a hlavne lepšie skoordinované. Na vytvorenie obrazu udám pár čísel. Zatiaľ čo na Mire bolo 7 počítačov výkonnom porovnateľným s prvými domácimi PC, tak na ISS je 52 PC Laptopov, ktorých výkon je na úrovni lepších PC486 resp. prvých PC typu Pentium (133MHz procesor, 128MB RAM pamäť). Na splnenie zadaných úkonov tento výkon plne postačuje, pretože programová výbava je vysoko špecifická a navrhnutá na „mieru“ výkonu hardwaru, nie ako operačné systémy domácich PC, ktoré majú nevyhnutne široký záber. Okrem toho SM Mir obsahoval niekoľko gyroskopov na zabezpečenie orientácie stanice. Na Mire bolo ďalších 6 gyroskopov umiestnených v module Kvant (ktoré pracovali v dvoch režimoch, tzv. bežnom a tzv. astrorežime, samozrejme astrorežim zabezpečoval presnejšiu orientáciu) a ďalších 6 ich bolo ešte v module Kvant-2 (prezývaného Dmitrij). Naproti tomu, sa na povrchu ISS nachádza špeciálny nosník Z-1, ktorý obsahuje 4 obrovské gyroskopy typu CMG (každý o hmotnosti 300 kg, 6600 obr/min, moment 484 kg.m/s, celková kapacita riadiaceho momentu 19 kNms). Ostatné moduly stanice Mir mali primárne vedecké zameranie, ale nevyhnutne obsahovali aj systémy na podporu letu, prevádzky a života na stanici. Práve pre tento fakt ich nebolo možné považovať za plnohodnotné vedecké laboratória. Napríklad časť modulu Kvant-2 slúžila taktiež ako prechodová komora pre výstup kozmonautov do vesmíru, časť modulu Kristall (prezývaného Timofej) slúžila ako spojovacie zariadenie pre príjem kozmických raketoplánov a kozmoplánov a neskôr bol k nemu pripojený Docking Modul určený iba na pripojenie amerických raketoplánov. Modul Spektr (prezývaný Oleg) dodával pre stanicu až úctyhodných 40% elektrickej energie. Snáď jedine modul Priroda (prezývaný Ivan) mal najvedeckejšie poslanie. Okrem iného každý modul obsahoval obrovské množstvo navigačných a riadiacich systémov, ktoré mali úplne samostatne zabezpečiť spojenie modulu priamo so stanicou na milimetre presne. A to nie je jednoduchá záležitosť tak ťažkých objektov ani na zemi, nie to ešte vo vesmírnom vákuu. Naproti tomu v projekte ISS, sú moduly (vynášané americkou stranou!) koncipované úplne inak. Na stanicu sú dopravované americkými raketoplánmi doslova ako v bavlnke, ten totiž zabezpečí všetko od štartu modulu, cez jeho presné umiestnenie na stanici a aktiváciu, až po jeho dovybavenie vedeckými prístrojmi.

Veda v číslach
Na Mire, na sklonku jeho činnosti, sa nachádzalo cca 12 000 kg vedeckého zariadenia. Modul Destiny (ISS) mal hmotnosť pri štarte 14 060 kg. Aj keď v podstate neobsahoval ani jeden jediný vedecký prístroj, tak v priebehu času bol jeho interiér obsadzovaný množstvom zariadení najrôznejšieho typu (s možnosťou dosiahnuť až maximálne 10 000 kg). V súčasnosti je na celej ISS 7 700 kg vedeckého zariadenia, ktoré sú rozmiestnené hlavne v module Destiny. Na ISS budú celkovo štyri takéto vedecké moduly. Práve veda na ISS ma obrovský náskok vďaka vyspelosti a pokroku v súčasnej technike a technológii. Po dostavbe bude v ISS 34 štandardizovaných pozícii pre vedecké zariadenia, plus 24 na povrchu stanice. Zatiaľ čo na Mire sa používali teleprezenčné systémy založené na princípe monitorov, na ISS sú to prevažne LCD displeje, ktoré v konečnom dôsledku šetria hmotnosť a tak je možné vyniesť do vesmíru ďalšie efektívne zariadenie. Z ISS neustále prúdi 15Mb informácii každú sekundu z celej stanice. Kozmonauti na Mire trávili 80% pracovného času opravami. Na ISS trávia kozmonauti 62% času celkovou údržbou stanice (je potrebné si uvedomiť, že údržba môže mať formu technického experimentu a netreba to zameniť s opravou), 15% osobnou hygienou a 23% času sa zaoberajú vedou. Možno sa niekomu zdá 23% využitie vedeckých prístrojov ako prehnane málo vzhľadom na astronomickú cenu kozmickej stanice. Sám o sebe bez bližšieho vysvetlenia je to zavádzajúci fakt, pretože až 80% všetkej vedy na ISS prebieha automaticky, on-line resp. telescience, čo umožnuje v reálnom čase zasahovať do riadenia experimentu počas non-stop spojenia ISS s pozemnými strediskami. To funkcie Miru neumožňovali. Práve zvyšných 20% vedy na stanici uskutočňujú kozmonauti „manuálne“, ktorým sa tak efektívne šetrí čas na iné dôležitejšie úlohy.

Systémy
Tie na stanici Mir mali problémy ubytovať dve posádky počas spoločnej doby pobytu necelých 20 dní, keď tam pobývala 6 členná posádka (posádky dvoch lodí typu Sojuz). Prejavovalo sa to hlavne častými výpadkami elektrickej a počítačovej siete. Zatiaľ čo ISS umožňuje ubytovať okrem základnej posádky aj 7 člennú posádku raketoplánu po dobu 90 dní v prípade núdze (bezpečnostná norma zavedená ako opatrenie po katastrofe raketoplánu Columbia). Maximálny elektrický príkon zo solárnych panelov Miru mohol teoreticky dosiahnuť 43kW (za predpokladu, ak by boli úplne „čerstvé“), zatiaľ čo na ISS je schopné jedno krídlo solárnych panelov SAW dodávať 36kW. Takýchto krídiel má byť po dokončení osem. A ďalším zdrojom energie ešte zostáva 20kW z ruskej časti segmentu stanice. Do úvahy je potrebné zobrať aj vyspelosť súčasnej techniky na ISS, ktorá spotrebuje menej energie ako zariadenia na Mire. Vyťaženosť Miru bola zjavná už na prvý pohľad, celý interiér bol preplnení najrôznejším náradím, káblami a improvizovaným umiestnením vakmi so zásobami. Na ISS je systém zásob a náhradných dielov koordinovaný pomocou palubného informačného systému IMS (Inventory Management System). Drvivá väčšina skladových položiek (okrem tých položiek, ktoré boli vynesené úvodnými základnými posádkami) je vybavená čiarovým kódom, ktorý pomáha pri ich inventarizácií. Len do roku 2001 bolo na palube ISS celkovo viac ako 10 000 skladových položiek. Pre interiér Miru bol priznáčný aj mierny hluk produkovaný všetkými pracujúcimi systémami. Na ISS bol tento problém maximálne obmedzený a kozmonauti si dané riešenie odhlučnenia veľmi pochvaľovali, rovnako ako aj celkovú priestrannosť modulov ruského segmentu stanice v porovnaní s tesnými podmienkami na moduloch Miru.

Skafandre
Na Mire sa používali ruské skafandre typu Orlan, ktorých životnosť je 12 výstupov mimo stanicu, resp. 4 roky. Skafandre rovnakého typu sa používajú aj na ISS. Avšak efektívne ich doplňujú aj americké skafandre EMU, ktorých životnosť je až 30 rokov. Za zmienku tiež stojí, že kozmonauti na Mire počas výstupu v dobe, keď bola stanica v zemskom tieni, nerobili nič, len tak vyčkávali kým za pár minút vyjde nad stanicu slnečné svetlo. Bolo to z dôvodu nedostatku elektrickej energie pre systém osvetlenia na povrchu stanice (nedostatok elektrickej energie bol na Mire všeobecný problém číslo jedna). Na ISS je takéto osvetlenie priam nevyhnutnosťou, vzhľadom na náročnosť montážnych prác. Predmetom takýchto prác je prepojovanie obrovského množstva káblov, ktoré sú z bezpečnostných dôvodov na povrchu stanice. Takéto rozhodnutie uviedli konštruktéri do praxe a celkovej koncepcie ISS po sérii nehôd na Mire, pri ktorých bolo vnútorné vedenie životne dôležitých káblov po celom interiéri stanice príčinou značných komplikácií pre životne dôležité systémy stanice. Prejavilo sa to hlavne pri nehode s nákladnou loďou typu Progress. Celkový čas EVA na Mire bolo odpracovaných 346h:44min a v jeho interiéri 12h:7min (oprava modulu Spektr po spomínanej kolízii). Na ISS bolo vykonaných z raketoplánov 28 výstupov mimo stanicu a priamo z ISS 53 výstupov pri celkovom trvaní 498h:3min. Pre vnútornú činnosť sa skafandre použili iba jediný krát a v dĺžke trvania iba 19min. Bolo to pri príležitosti premiestnenia vodiaceho kužeľa dokovacieho systému pre modul Pirs z predného doku Zvezdy (súčasná pozícia modulu Zarija) na jej spodný dok (všetky údaje o EVA na ISS sú k 22. februáru 2007).

Nosníky
Na mire boli 4 rôzne nosníky. Sofora, dĺžka 14 m, niesla jednotky VDU-1 a neskôr VDU-2 za účelom šetrenia drahocenných pohonných látok pre účely orientácie stanice. Rapana - 5 m, Strombus a Ferma3 - 5,3 m boli experimentálne nosníky, na ktorých sa testovali aj konštrukčné prvky pre budovanie nosníka ITS pre ISS. Ten má dnes dĺžku úctyhodných 58,2 m (vlastný rozmer konštrukcie ITS po dokončení bude činiť približne 97 m) a je nositeľom slnečných panelov a termoregulačného systému amerického segmentu stanice. Celková hmotnosť Miru bola 124 340 kg, vnútorný objem obývateľných priestorov činil cca 240 metrov kubických, počas jeho existencie v dĺžke trvania 5 511 dní tam pracovalo 28 dlhodobých tzv. základných posádok v dĺžke trvania 4 594 dní, 137 ľudí v rámci všetkých letov, uskutočnilo sa 39 pilotovaných misií na Mir (30 ruskými loďami typu Sojuz a 9 americkými raketoplánmi + jeden let raketoplánu, ktorý sa k Miru len priblížil a to len na vzdialenosť 10 metrov) a 64 zásobovacích misií loďami Progress. Vybudovaný bol prostredníctvom 6 stavebných letov. K 24. júlu 2007 činila dynamická hmotnosť ISS bez raketoplánu 218 082 kg (s raketoplánom 330 647 kg), vnútorný objem obývateľných priestorov je 425 metrov kubických (po dokončení výstavby 935), od začatia jej výstavby uplynulo už 3 168 dní, obýva ju 15 základná posádka, pracovalo tam už približne 160 luďí v dĺžke trvania 2 455 dní, uskutočnilo sa na ňu 35 pilotovaných misií (14x Sojuz a 21x raketoplánmi), 26 zásobovacích misií loďami Progress a svoje životy si na jej palube spestrilo aj 5 kozmických turistov. Zatiaľ sa uskutočnilo15 stavebných letov (ďalších 8 je očakávaných), ktoré priniesli nové moduly a 10 podporných letov raketoplánov, ktoré doniesli vnútorné vybavenie stanice.

http://www.ian.cz/detart_fr.php?id=2468