Кибо (модуль МКС)

Японский модуль МКС, используемый на пресс-конференциях МКС

Кибо ( яп .きぼう, букв. « Надежда » )  , также известный как Японский экспериментальный модуль (JEM), — японский научный модуль для Международной космической станции (МКС), разработанный JAXA . Это самый большой отдельный модуль МКС, он присоединён к модулю Harmony . Первые две части модуля были запущены вмиссиях Space Shuttle STS-123 и STS-124 . Третий и последний компоненты были запущены в миссиях STS-127 . ^[1]

Компоненты

В первоначальной конфигурации Кибо состоял из шести основных элементов: ^[2]

• Герметичный модуль (ГМ)
• Объект, подвергающийся воздействию (EF)
• Модуль экспериментальной логистики (ELM) Секция под давлением (ELM-PS)
• Экспериментальный логистический модуль (ELM) Открытая секция (ELM-ES)
• Система дистанционного манипулятора японского экспериментального модуля (JEMRMS)
• Система межорбитальной связи (ИСС) ^[3]

Модуль под давлением

Внутренняя часть герметичного модуля

Герметичный модуль (PM) является основным компонентом, подключенным к портовому люку Harmony . Он имеет цилиндрическую форму и содержит двадцать три международных стандартных стеллажа для полезной нагрузки (ISPR), десять из которых предназначены для научных экспериментов, а остальные тринадцать предназначены для систем и хранения Kibō . ^[4] Стойки размещены в формате 6-6-6-5 вдоль четырех стен модуля. Конец PM имеет воздушный шлюз и два оконных люка. Открытое сооружение, экспериментальный логистический модуль и система дистанционного манипулятора подключаются к PM. Это место проведения многих пресс-конференций, которые проходят на борту станции.

Открытое сооружение

Открытое сооружение

Exposed Facility (EF), также известный как «Terrace», расположен за пределами конуса порта PM (который оборудован воздушным шлюзом). EF имеет двенадцать портов Exposed Facility Unit (EFU), которые подключаются к разъемам Payload Interface Unit (PIU) на блоках обмена оборудованием EF (EF-EEU). Все экспериментальные полезные нагрузки полностью открыты для космической среды. Для надлежащего функционирования этих экспериментов полезная нагрузка требует орбитального сменного блока (ORU), состоящего из системы электропитания (EPS), связи и слежения (CT) и системы терморегулирования (TCS). Из двенадцати ORU восемь заменяются JEMRMS, а остальные четыре заменяются из EVA .

Модуль логистики

Модуль экспериментальной логистики, герметичная секция

Модуль экспериментальной логистики (ELM) включает в себя два раздела:

• Герметичная секция (ELM-PS), также называемая JLP (Japanese logistics pressurerized), является герметичным дополнением к PM. Она используется в качестве хранилища, предоставляя место для хранения экспериментальных полезных грузов, образцов и запасных частей. ^[5]
• Негерметичная (внешняя) секция (ELM-ES) служит в качестве модуля хранения и транспортировки. Она использовалась для переноса внешних экспериментов с помощью Space Shuttle . Она не используется после вывода из эксплуатации шаттла. ^{[6] [7]}

Система дистанционного манипулятора

Система дистанционного манипулятора JEM (JEMRMS) представляет собой роботизированную руку длиной 10 м (33 фута), установленную на конусе порта PM. Она используется для обслуживания EF и для перемещения оборудования в ELM и из него. Пульт управления JEMRMS был запущен, находясь внутри ELM-PS, а основная рука была запущена вместе с PM. Небольшая тонкая рука длиной 2 м (6 футов 7 дюймов), которая крепится к конечному эффектору основной руки, была запущена на борту HTV-1 во время первого полета космического корабля HTV . После стыковки HTV небольшая тонкая рука была собрана экипажем и развернута снаружи шлюза для ее тестирования. JEMRMS захватила руку и развернула ее, чтобы согнуть суставы, прежде чем уложить ее на EF. ^[8] Свободный конец JEMRMS может использовать тот же тип захватных приспособлений , что и Canadarm2 . ^[9]

Система межорбитальной связи

Система межорбитальной связи (ICS) состоит из стойки коммуникационного модуля в герметичном модуле (ICS-PM) и антенного модуля, который должен быть прикреплен к открытому объекту (ICS-EF). ^[10] Он использовался для связи с наземной станцией через демонстрационный спутник коммуникационных технологий JAXA DRTS "Kodama"  [яп.] . После вывода из эксплуатации DRTS в августе 2017 года Kibō полагается на связь Ku-диапазона МКС через TDRSS NASA . ICS-EF был утилизирован путем сброса на орбиту в феврале 2020 года ^[11] и повторно введен в эксплуатацию 17 марта 2023 года ^[12] над Сакраменто, Калифорния. ^[13]

Последовательность запуска

NASA запустило комплекс JEM за три полета с помощью Space Shuttle . У шаттла был большой грузовой отсек, который доставлял модули на орбиту вместе с экипажем. Это отличает его от российских модулей, которые выводятся на орбиту на многоступенчатых ракетах Proton , а затем автоматически сближаются и стыкуются со станцией.

12 марта 2007 года экспериментальный логистический модуль-герметичная секция (ELM-PS), главная лаборатория, прибыла в Космический центр Кеннеди (KSC) из Японии . ^[14] Он хранился в Центре обработки космической станции (SSPF) до запуска на орбиту на борту Endeavour 11 марта 2008 года в рамках миссии STS-123 . ^[15]

30 мая 2003 года герметичный модуль (PM) прибыл в KSC из Японии. ^[16] Он хранился в SSPF до запуска на орбиту на борту Discovery 31 мая 2008 года в рамках миссии STS-124 . ^[17] 3 июня 2008 года PM был присоединен к модулю Harmony . Сначала ELM-PS, небольшой грузовой отсек, был присоединен к временному месту на Harmony , а затем, 6 июня 2008 года, был перемещен в свое окончательное место стоянки наверху (в зените) главной лаборатории.

Открытый объект ( EF) и экспериментальный логистический модуль-внешняя секция (ELM-ES) прибыли в KSC 24 сентября 2008 года. ^[18] Оба элемента были запущены на Endeavour 15 июля 2009 года в рамках миссии STS-127 . ^[19] ELM-ES был доставлен обратно на Землю в конце миссии. Сборка EF была завершена во время пятого выхода в открытый космос миссии. ^[20]

Технические характеристики

Крупный план внешних панелей герметичного модуля и логистического модуля во время полета STS-132

Прототип Small Fine Arm был испытан во время миссии космического челнока STS-85 в 1997 году. ^[21]

Кибо — крупнейший отдельный модуль МКС:

• Герметичный модуль ^[22]
  • Длина: 11,19 метров (36,7 футов)
  • Диаметр: 4,39 метра (14,4 фута)
  • Масса: 15 900 кг (35 100 фунтов)
  • Дата запуска: 31 мая 2008 г.
• Модуль экспериментальной логистики - Герметичная секция ^[23]
  • Длина: 4,21 метра (13,8 фута)
  • Диаметр: 4,39 метра (14,4 фута)
  • Масса: 8 386 кг (18 488 фунтов)
  • Дата запуска: 11 марта 2008 г.

JEM в процессе производства

• Открытое сооружение ^[24]
  • Длина: 4 метра (13 футов)
  • Диаметр: 5,6 метра (18 футов)
  • Высота: 5 метров (16 футов)
  • Масса: 4000,685 кг (8820,00 фунтов)
  • Дата запуска: 15 июля 2009 г.

• Роботизированная рука ^{[24] [25]}
  • Основная рука (МА)
    • Длина: 10 метров (33 фута)
    • Масса: 780 кг (1720 фунтов)
    • Грузоподъемность: макс. 7000 кг (размер полезной нагрузки: 1,85 м x 1,0 м x 0,8 м / вес: менее 500 кг)
  • Малая тонкая рука (SFA)
    • Длина: 2,2 метра (7 футов 3 дюйма)
    • Масса: 190 кг (420 фунтов)
    • Грузоподъемность: макс. 80 кг в режиме контроля соответствия, макс. 300 кг без режима контроля соответствия (размер ORU: 0,62 x 0,42 x 0,41 м / вес: макс. 80 кг)

Модуль и все его интегрированные аксессуары были изготовлены в Космическом центре Цукуба в Японии. Он изготовлен из нержавеющей стали, титана и алюминия.

Эксперименты поКибо

С нетерпением жду Кибо

Глядя рядом

Текущие внешние эксперименты

Источник: ^[26]

• MAXI – рентгеновская астрономия от 0,5 до 30 кэВ . ^[27] Слот 1 экспонируемого объекта.
• Полезная нагрузка STP Houston 8 — COWVR и TEMPEST ^[28] Запущена на SpaceX CRS-24 в 2021 году. В порту слота 2 открытого объекта изначально находился CREAM , который был перемещен в слот 13 на крыше и убран в спящий режим.
• OCO-3 – Мониторинг углекислого газа в атмосфере Земли с использованием запасного летательного аппарата с OCO-2 . ^[29] Перемещен обратно в слот 3 и помещен в режим гибернации.
• NREP — внешняя платформа Nanoracks, в слоте 4.
• i-SEEP – IVA-replaceable Small Exposed Experiment Platform (JAXA). Устанавливается в слот Exposed Facility Slot 5. ^[30] Это платформа для поддержки малых и средних (менее 200 кг) полезных нагрузок. Эксперименты на платформе i-SEEP: HDTV-EF2 (с 2017 г.), GPSR/Wheel, ^[31] SOLISS (с 2019 г., снят в 2023 г. и убран) и SeCRETS. ^[32]
• GEDI – Глобальное исследование динамики экосистемы на МКС. Слот 6 открытого объекта в спящем режиме до тех пор, пока не будет удален STP-H8 иустановлен MOLI . Первоначально порт удерживал ICS-EF и временно удерживал CREAM , пока его не переместили в слот 13 на крыше логистического модуля и не перевели в спящий режим.
• STP-H9 - SWELL (Space Wireless Energy Laser Link), тестовая полезная нагрузка для лазерной связи , продолжение OPALS , Electric Propulsion Electrostatic Analyzer , испытательное устройство, которое продемонстрирует повторное ускорение с использованием ионного движения , Neutron Radiation Detection Instrument от NRL, Variable Voltage Ion Protection Experiment от NRL, ECLIPSE (Experiment for Characterizing the Lower Ionosphere and Production of Sporadic-E), Glowbug , детектор космических лучей, созданный совместно с NASA, эксперимент, который будет изучать космические лучи в течение двух лет, SpaceCube Edge Node Intelligent Collaboration , эксперимент, созданный NASA Goddard, который будет изучать микрочипы и искусственный интеллект, подвергающиеся воздействию космического вакуума, и SOHIP , гиперспектральный формирователь изображений, созданный Livermore Labs , который будет изучать атмосферу в течение двух лет. Порт Exposed Facility Slot 7 изначально содержал HREP и GEDI , которые были перемещены в слот 6 и переведены в спящий режим. ^[33]
• HISUI – Hyperspectral Imager Suite ( METI ), замена HREP , миссия которого завершилась в 2017 году. ^[34] Порт Exposed Facility Slot 8 изначально содержал MCE .
• CALET – Калориметрический электронный телескоп (JAXA), наблюдение за космическими лучами высокой энергии. Запущен на борту Kounotori 5 (HTV-5). ^[35] Масса: 2500 кг. ^[36] Порт слота 9 открытого объекта изначально занимал SEDA-AP .
• ECOSTRESS – Экосистемный эксперимент по космическому тепловому радиометру на космической станции. ^[37] Порт открытого отсека 10 первоначально занимал ELM-ES и транспортный поддон HTV.
• i-SEEP2 - Малая открытая экспериментальная платформа 2, заменяемая IVA ^[38], слот 11 для открытого оборудования.
• CREAM – эксперимент по энергетике и массе космических лучей. Запущен на SpaceX CRS-12 в 2017 году. Первоначально в слоте Exposed Facility 2. Перемещен в слот 7 в 2021 году ^[39] и обратно в слот 2 в 2023 году, чтобы освободить место для STP Houston 9. Слот 13 логистического модуля в спящем режиме до тех пор, пока STP-H9 не будет удален, после чего он вернется в слот 2.
• ExHAM 1 и 2 – Механизм крепления поручня к внешнему оборудованию (JAXA). ^[40] Крепится к палубе на поручнях в передней и задней части рядом с прорезями 7 и 10.

Бывшие внешние эксперименты

Сведено с орбиты вместе с Kounotori 5 (HTV-5):

• SMILES – Наблюдает и контролирует очень слабые линии излучения субмиллиметровых волн следовых газовых молекул в стратосфере. ^[41]
• MCE – Многоцелевое объединенное оборудование (НАСА).

Сведено с орбиты с помощью SpaceX CRS-15:

• HREP – Гиперспектральный формирователь изображений для прибрежной зоны океана (HICO) и экспериментальная полезная нагрузка системы дистанционного обнаружения атмосферы и ионосферы (RAAIDS). ^[42]

Сведено с орбиты с помощью SpaceX CRS-17:

• CATS – Система транспортировки облаков и аэрозолей (LiDAR, NASA). ^[43] Первоначально занимал слот 5, будет заменен на MOLI .

Выброшен на орбиту роботизированной рукой МКС: ^{[44] [45]}

• SEDA-AP – Оборудование для сбора данных о космической среде – Присоединяемая полезная нагрузка. Измеряет нейтроны, плазму, тяжелые ионы и высокоэнергетические легкие частицы на орбите станции.
• ICS-EF – Inter-orbit Communication System-Exposed Facility, японская система связи. Первоначально в Exposed Facility Slot 7. ^[46]
• ILLUMA-T – Лазерная коммуникационная полезная нагрузка. Первоначально в порту Exposed Facility Slot 3 первоначально находились SMILES и OCO 3. [ ^47]

Текущие внутренние эксперименты

Японский:

• Стойка RYUTAI流体(りゅうたい, ryūtai , жидкость) — экспериментальная установка по физике жидкостей (FPEF), установка по наблюдению за кристаллизацией растворов (SCOF), установка для исследования кристаллизации белков (PCRF), блок обработки изображений (IPU)
• SAIBO Rack細胞(さいぼう, saibō , клетка) – Центр экспериментов по клеточной биологии (CBEF), Чистый стенд (CB)
• KOBAIRO Rack勾配炉(こうばいろ, kōbairo ) – Печь градиентного нагрева (GHF)
• MPSR-1 – Многоцелевая стойка малой полезной нагрузки Rack-1
• MPSR-2 – многоцелевая стойка малой грузоподъемности Rack-2, в которой размещена электростатическая левитирующая печь (ELF)

Американец:

• EXPRESS Rack 4 – Контроллер температуры биотехнологических образцов (BSTC), Модуль подачи газа (GSM), Система измерения ускорения пространства II (SAMS-II), Контроллер температуры биотехнологических образцов (BSTC), Nanoracks NanoLab
• ЭКСПРЕСС Стойка 5
• MELFI-1 – две морозильные полки −80°
• Перчаточный бокс для биологических наук (LSG)
• Mochii – Национальный лабораторный комплекс спектроскопического сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) ^[48]

Планируемые эксперименты

• MOLI – лидар и тепловизор для многозонного наблюдения (JAXA) (внешний)
• JEM-EUSO (внутренний)

Части

• Модуль под давлением
• Модуль экспериментальной логистики - герметичная секция
• Открытое сооружение
• Модуль экспериментальной логистики - открытая секция
• Система дистанционного манипулятора

Смотрите также

• Космический портал

• Научные исследования на МКС
• Развертыватель Nanoracks CubeSat (NRCSD)
• Модуль японской космической станции (Mitsui)

Ссылки

1. Камия, Сэцуко (30 июня 2009 г.). «Япония — скромный игрок в космической гонке». Japan Times . стр. 3. Архивировано из оригинала 3 августа 2009 г.
2. "Major Component". JAXA. 29 августа 2008 г. Получено 23 марта 2021 г.
3. «О Кибо». ДЖАКСА. 25 сентября 2008 г. Архивировано из оригинала 10 марта 2009 г. . Проверено 6 марта 2009 г.
4. "Японский экспериментальный модуль Кибо". NASA. Архивировано из оригинала 23 октября 2008 года. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
5. "STS-123 MCC Status Report #11". NASA. 16 марта 2008 г. Архивировано из оригинала 18 марта 2010 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
6. きぼう船外実験プラットフォーム利用ハンドブック(PDF) (на японском языке). ДЖАКСА. Октябрь 2006 года . Проверено 23 марта 2021 г.
7. 船外パレット (на японском языке). ДЖАКСА . Проверено 23 марта 2021 г.
8. "Система дистанционного манипулятора". JAXA. Архивировано из оригинала 20 марта 2008 года.
9. "HTV-1 Mission Press Kit" (PDF) . JAXA. 2 сентября 2009 г. стр. 19. Архивировано (PDF) из оригинала 2 апреля 2015 г. Получено 31 января 2015 г.
10. Группа программы «Системы и использование космоса человеком» (сентябрь 2007 г.). «СПРАВОЧНИК Kibo» (PDF) . JAXA . Получено 24 марта 2021 г.
11. Keeter, Bill (21 февраля 2020 г.). «Ежедневный сводный отчет МКС – 21.02.2020». NASA . Получено 24 марта 2021 г.
12. "ISS DEB (ICS-EF) (ID 45265)". Аэрокосмическая техника . Получено 19 марта 2023 г. .
13. "ICS-F был каталогизирован как объект 45265, 1998-067RJ. Он вращался вокруг Земли как космический мусор в течение 3 лет и вернулся в атмосферу в 04:30 UTC (21:30 PDT) над Калифорнией, широко наблюдался из района Сакраменто". Архивировано из оригинала 18 марта 2023 года . Получено 19 марта 2023 года .{{cite web}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
14. «Доставка Kibō ELM-PS, Kibō RMS и экспериментальных стоек Kibō» . ДЖАКСА. Архивировано из оригинала 5 мая 2008 года.
15. "NASA's Shuttle Endeavour Begins Mission to the Space Station". NASA. Архивировано из оригинала 18 марта 2008 года. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
16. "Прибытие Кибо ПМ в США" . ДЖАКСА. Архивировано из оригинала 19 сентября 2007 года.
17. "NASA's Shuttle Discovery Launches With Japanese Laboratory". NASA. Архивировано из оригинала 12 октября 2008 года. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
18. "Kennedy Media Gallery;— Фото №: KSC-08PD-2924". NASA. Архивировано из оригинала 8 июня 2011 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
19. "Страница миссии STS-127". NASA. Архивировано из оригинала 16 июля 2009 года. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
20. Харвуд, Уильям (27 июля 2009 г.). «Экипаж «Индевора» завершил пятый и последний выход в открытый космос». NASASpaceFlight.com . Архивировано из оригинала 31 июля 2009 г. Получено 29 июля 2009 г.
21. Гарсия, Марк (19 июля 2017 г.). «О лаборатории Кибо». НАСА . Проверено 8 января 2023 г.
22. "STS-124 Press Kit" (PDF) . NASA. Архивировано (PDF) из оригинала 24 ноября 2010 года. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
23. "STS-123 Press Kit" (PDF) . NASA. Архивировано (PDF) из оригинала 24 июня 2008 года. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
24. Гарсия, Марк (19 июля 2017 г.). «О лаборатории Кибо». НАСА . Проверено 8 января 2023 г.
25. "Система дистанционного манипулятора:О Кибо - Международная космическая станция - JAXA". iss.jaxa.jp . Получено 8 января 2023 г. .
26. "Внешние полезные нагрузки и ORU МКС". docs.google.com . Получено 8 сентября 2023 г. .
27. "Монитор рентгеновского изображения всего неба: MAXI". JAXA . Архивировано из оригинала 21 мая 2013 года.
28. Грейсиус, Тони (2 ноября 2021 г.). «Маленькие, но мощные метеорологические приборы NASA готовятся к запуску». NASA . Получено 17 января 2022 г. .
29. "OCO-3". NASA Science Mission Directorate. Архивировано из оригинала 3 мая 2018 года . Получено 7 мая 2018 года . В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
30. "IVA-replaceable Small Exposed Experiment Platform (i-SEEP)/Payload Interface Control Document" (PDF) . JAXA. Июль 2017 . Получено 25 февраля 2020 .
31. "IVA-replaceable Small Exposed Experiment Platform (i-SEEP)". JAXA. 31 октября 2016 г. Получено 25 февраля 2020 г.
32. 宇宙探査イノベーションハブとリコー、 THETAをベースに共同開発したカメラで360°全天球静止画・動画を撮影・公開. ДЖАКСА. 17 октября 2019 г. Архивировано из оригинала 27 февраля 2021 г. Проверено 25 февраля 2020 г.
33. "STP-H9". Gunter's Space Page . Получено 26 апреля 2023 г.
34. Japan Space Systems. "HISUI : Hyper-spectral Imager SUIte | Project | Japan Space Systems". ssl.jspacesystems.or.jp . Получено 23 декабря 2019 г. .^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
35. "О сотрудничестве JAXA и ASI в разработке CALET". JAXA. 10 июня 2013 г. Архивировано из оригинала 10 января 2014 г. Получено 10 января 2014 г.
36. Тории, Сёдзи (24 февраля 2006 г.). "Проект CALET по исследованию Вселенной с высокой энергией" (PDF) . Университет Васэда, Институт перспективных исследований в области науки и техники; Токийский университет, Институт исследований космических лучей. Архивировано из оригинала (PDF) 16 июня 2007 г.
37. Китер, Билл (5 июля 2018 г.). «Сводный ежедневный отчет МКС – 05.07.2018». НАСА. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
38. 利用状況と今後の予定 | 「きぼう」利用のご案内 | JAXA 有人宇宙技術部門 (на японском языке). ДЖАКСА. 9 марта 2022 г. Проверено 12 марта 2022 г.
39. 利用状況と今後の予定 (на японском языке). ДЖАКСА. 22 декабря 2021 г. Проверено 23 декабря 2021 г.
40. "ExHAM: Эксперимент - Международная космическая станция - JAXA". iss.jaxa.jp. Получено 6 марта 2020 г.
41. "Сверхпроводящий субмиллиметровый лимбовый эмиссионный зонд: SMILES". JAXA . Архивировано из оригинала 28 сентября 2006 года.
42. Китер, Билл (11 июля 2018 г.). «Сводный ежедневный отчет МКС – 11.07.2018». НАСА. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
43. «Робототехника и космическая биология сегодня, когда космонавты готовятся к следующему выходу в открытый космос – Космическая станция». blogs.nasa.gov . Получено 14 мая 2019 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
44. きぼう船外設置の宇宙環境計測ミッション装置(SEDA-AP)をISSから廃棄しました (на японском языке). ДЖАКСА. 21 декабря 2018 года . Проверено 21 декабря 2018 г.
45. 衛星間通信システム船外部（ICS-EF）をISSから廃棄しました (на японском языке). ДЖАКСА. 25 февраля 2020 г. Проверено 25 февраля 2020 г.
46. «Сегодня в 12:50 по центральному времени наземные диспетчеры робототехники отдали команду на утилизацию SSRMS списанного JEM ICS-EF».
47. "Первая двухсторонняя сквозная лазерная система связи НАСА". Space Daily . Получено 3 апреля 2024 г.
48. "Подробности объекта". www.nasa.gov . Получено 22 мая 2023 г. .

Внешние ссылки

• Японский экспериментальный модуль (Kibō) на JAXA.jp