Mühendislik imkansız: Uluslararası Uzay İstasyonunun Tasarımı

Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS), küresel mühendislik uzmanlığının tek, audacious bir hedef üzerinde bir araya geldiğinde elde edilen sorunlara sürekli olarak yerleştirilmiştir.

Foundational Engineering Challenges

Outsetten, mühendisler uzayda büyük bir yapı inşa etmek için eşsiz birbiriyle karşı karşıya kaldılar. herhangi bir karasal projeden farklı olarak ISS, aşırı ortamlarda astronotlar tarafından bir araya getirildi ve bu alanların her biri, mevcut teknolojinin sınırlarını talep eden yenilikçi mühendislik çözümleri talep etti.

Yapısal Mühendislik: Mikrogravity'de modüler Assembly

ISS tek bir monolithic yapı değil, 100'den fazla modül koleksiyonu, trusses ve ABD'nin, Rusya, Kanada, Japonya ve Avrupa'nın yoğun yerleştirme güçlerini kullanarak inşa edilen bileşenler, sadece politik bir zorunluluk değildi; hafif bir mühendislik gereksinimini oluşturmak için, her modülün tam olarak sabit bir şekilde monte edilmesi ve mekanik olarak yeniden monte edilmesi gerekenleri kullanarak sabit bir şekilde yeniden donatılması gerekiyordu.

Yaşam Destek Sistemleri: Turn the Loop

Belki de en kritik mühendislik meydan okuması, su kurtarma, atık yönetimi ve sıcaklık ve nem kontrolü ile ilgili olarak kullanılan hidrojen sistemi ile kombine edilmesi gereken binlerce karbon kontrol sistemi, su tasarrufu ve atıkların % 90'dan fazla verimine sahip olması için otomatik olarak kullanılan hidrojen sistemi ile donatılması gerekir.

Power Engineering: Güneşi Orbit'ta Büyüyor

Elektronik bir banliyö mahallesi olarak kullanılan bir istasyon için büyük ve güvenilir bir güç sistemi gerektirir. ISS, 32,800 fotovoltaik hücreli, toplam elektrik enerjisi oluşturmak için 120 kilovat kadar elektriksel bir şekilde şarj edilmesi gerekir.Bu diziler, uzaya çıkmak ve sonra şarj etmek için katılabilecek hafif yapılar tasarlamak için kullanılır.

Termal Kontrol: 300 °C Sıcaklık Swing

Düşük Dünya yörüngesinde, sıvı dinamikleri ve malzemeleri mühendisliğinin muhteşem ısı transferleri ve düşük dondurma noktasının içindeki ısı kontrol noktalarının yer aldığı yüksek ısı kontrol sistemleri için kullanılan yüksek çözünürlükte ısıtılması için kullanılan yüksek çözünürlükte ısı kontrol noktalarının kullanılması gerekir.

Radyasyon ve Mikrometeoroid Koruma

Uzay, güneş ışınlarından gelen radyasyonu azaltmakla dolu düşmanca bir ortamdır, Galaktik kozmik ışınları ve 80-100 g /cm2'yi takip eden bir eğimde, güneş enerjisinin aktif veya güneş ışığına maruz kaldığı durumlarda, daha kalın alüminyum duvarlarla bu modüllerin bir kısmını aydınlatmak için daha iyi bir şekilde kullanmak.

Sistem entegrasyonu ve İnsan Faktörü

Belki de ISS'deki en dikkatli mühendislik disiplini, tüm modülleri birbirine bağlayan, bilgisayarların sağlık ve statü verilerini paylaşmasına izin veren, radyasyonun bir miktar dönüşümle çalışabileceği çok sayıda bilgisayarlı sistemle birlikte çalışmalıdır.

Anahtar Mühendisliği Bir Glancedelede Katkılar

  • [FONT:0]Modular yapısal tasarım[Dönetici:0], sürtünme-stir-welded alüminyum modülleri kullanarak, ortak işaretli montaj mekanizmalarına sahip olan alüminyum modüller.
  • [FONT:0) Closed-loop yaşam desteği, suları distillasyon ve filtrasyon yoluyla geri döndüren ve elektroliz yoluyla oksijen üretir ve elektrolysis ile oksijen üretir.
  • [FONT:0) Yüksek verimsiz üçlü-onksiyon güneş dizileri[[Dönetici: 1 ) Güneşi takip eden ve tutarken nikel-hidrojen bataryaları tutuyor.
  • [0]Aksaniye ısı kontrol döngüsü[[Dönlü radyatörler ve sıkı toleranslar içinde doğru sıcaklık düzenlemeleri ile[DüzgÜT:0)
  • [0]Whipple kalkan mikrometeoroid/debris koruması[[Döneticileri) tüm baskılı modüllerde, tehdit algılama ve kaçınma manevra kabiliyetine sahip olan tüm baskılı modüllerde ).
  • [FONT:0) Red dışı hata-tolerant bilgisayarlar), radyasyon-hardized software on a MIL-STD-1553B data busant bilgisayarlar[tr]
  • [FONT:0)Uluslararası rıtma ve arıtma standartları[Dönetici: 0 ), CBM, SSR) bu modül ve uzay aracı içilebilirlik sağlar
  • [FONT:0)Robotic sistemleri[Dönetici:0)[Dönetici: 4, Avrupa Robotik Arm, Japon Uzak Manipulator Sistemi) montaj ve dış bakım için

Dersler Öğrendi ve Future Implications

ISS uzay mühendisliği için eşsiz bir test yatak oldu. Bir anahtar ders, hayatta kalma için tasarımların önemidir: birçok orijinal bileşen erişilebilir değildi, pahalı uzay yürüyüşü onarımlarını zorlayacak.Gelecek uzay istasyonları da ORU (Orbital Redüksiyon Birimi) hızlı bir şekilde entegre edilmiş konseptler içeriyor.Bir başka ders, insan dostunun büyüklüğü ve maliyetinin yüksek olması nedeniyle karmaşıktır.

ISS'de Mühendislikin Devamlı Rol

yörüngede iki yıl sonra bile, mühendislik ISS'de devam ediyor. İstasyon, Dünyadaki gözlem mühendisleri için yeni bir pencereyi ortaya çıkarmak gibi düzenli yükseltmeler yapıyor.Bu istasyonda, daha hafif ve daha verimli olan, yapısal yaşam uzatma analizlerinin eki olarak, elektriksel ölçümler ve ultrasonik sensörlerin tükenmesini sağlamak için kullanılıyor.

Mühendislik İnsan Uzayı Vakfı olarak

Uluslararası Uzay İstasyonu, disipline edilen, yaratıcı mühendislikin elde ettiği her geleneksel mühendislik dalında problem çözmesi gerekiyor –mekanik, elektrik, kimyasal, yapısal, termal, yazılım ve insan faktörleri – uzay operasyonları gibi yeni disiplinler de olsa, ISS politik olarak ayakta kalabilir ve teknik geri dönüşler için, yüzlerce yıl boyunca, daha hızlı astronotlar için çalışma yeteneğinin her zaman ileriye dönük bir şekilde bulunulmasını sağlar.