Como engenheiro, olho para a ISS e penso " claro que parece assim, por que parece diferente? "Onde uma nave espacial de ficção tem o luxo de ter seu design ditado pelo estilo, a nave espacial real é limitada pelo orçamento, compensações e praticidade. Todas as características da ISS podem ser explicadas por essas palavras.
Nós ainda não temos a tecnologia para fazer construção no espaço, então temos que montar um grande veículo no espaço a partir de componentes capazes de lutar. No momento da montagem da ISS, os dois mecanismos para obter uma grande carga útil para o espaço eram o Space Shuttle Orbiter e o foguete russo Proton. Essas duas frases explicam muito a aparência da ISS. Tinha de ser montado a partir de peças que caberiam no compartimento de carga útil Orbiter ou na caravana de carga útil de um foguete Proton. Isso determina um comprimento e diâmetro máximo para cada componente. Por conseguinte, podemos esperar que a ISS seja composta em grande parte de cilindros, unidos entre si como salsichas.
Esses dois veículos de entrega ditaram outras características. O Space Shuttle Orbiter pode entregar um cilindro completamente não alimentado, removê-lo do compartimento da carga útil e anexá-lo usando o braço robótico e anexá-lo ao ISS. Mas, o foguete Proton russo deposita sua carga útil na baixa órbita terrestre e essa carga então tem que se atirar para a ISS. Isso significa que cada um dos módulos russos é uma nave espacial autônoma. Eles têm que ter propulsores e tanques de combustível e sensores de navegação e comunicação e antenas. Quando olhamos para os módulos russos, vemos esse equipamento.
Uma estação espacial com vários laboratórios que operam em todos os momentos precisa de muita energia elétrica (alguns quilowatts). Isso exigirá grandes arrays solares - o suficiente para quase preencher um campo de futebol. E porque o ângulo para o sol muda à medida que o veículo orbita a Terra, esses arrays solares precisam ser rotativos para que estejam constantemente de frente para o sol. Isso dita que esses arrays solares precisam ter caminhos desobstruídos - desobstruídos não apenas em sua rotação, mas desobstruídos em sua linha de visão ao sol. Isso dita que montamos os arrays solares nos lados e que mantemos o perfil do resto do veículo baixo.
Da mesma forma, precisamos ser capazes de rejeitar o calor no espaço e, portanto, precisamos de grandes radiadores. Esses radiadores precisam ser capazes de articular para que eles não estejam expostos à luz solar direta.
Para segurar essas matrizes solares, precisamos de estruturas rígidas que podem manipular os torques de torção da rotação da matriz solar e arrastar. Essa é a grande barra horizontal do veículo. Os trusses não são módulos pressurizados, mas não são espaço desperdiçado. Esses trusses estão cheios de equipamentos como baterias e bombas de refrigerante. A ISS precisa permanecer alimentada durante a passagem noturna, então são necessárias várias baterias muito grandes.
Agora que aceitamos que nossa estação espacial vai ser uma série de cilindros ligados, podemos nos imaginar como eles seriam organizados. Levaram vários anos para montar a ISS. Precisava ser um veículo ocupado e ocupado durante esse período. Isso coloca restrições sobre onde os componentes são colocados. Precisamos ter controle de atitude estável da pilha e precisamos de conectividade de energia, dados e consumíveis. Precisamos ter caminhos desobstruídos para acoplar veículos ao longo da barra-v (vetor de velocidade) e r-bar (vetor de raio orbital). Precisamos ser capazes de alcançar todas as portas de atracação com o braço robótico. Não podemos bloquear antenas de comunicação. As antenas GPS precisam de um caminho claro para os satélites.
Por exemplo, Pode-se imaginar por que o módulo europeu de Columbus e os módulos Kibo japoneses soam para o lado em vez de serem adicionados à frente. O motivo é que eles foram entregues pelo Space Shuttle Orbiter e o Orbiter precisava encaixar no PMA (Adaptador de acoplamento pressurizado) que está na frente da ISS.
O ISS é tudo sobre a função sobre a forma. Quando vejo ficção científica, encontro-me olhando para os navios suaves, uniformes e simétricos e me questionando como " Como eles rejeitam o calor? Onde eles estão recebendo sua energia elétrica? Onde estão as antenas de comunicação? Como um veículo de ancoragem evita Por que eles colocaram os tanques no interior onde eles são mais difíceis de substituir? Por que eles estão usando muito mais material do que o necessário? Onde diabos eles construíram isso? " e assim por diante. Mas cada pequena projeção, cada pequena mudança de cor, cada mudança de dimensão na ISS é para uma razão de engenharia explícita.
