Nauka (module ISS)

Nauka (), còn được gọi là Module Phòng thí nghiệm Đa năng, bản nâng cấp (MLM-U, ), là phòng thí nghiệm chính của Phân đoạn quỹ đạo Nga trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Cùng với hai module nghiên cứu nhỏ Rassvet và Poisk, Nauka dùng để thực hiện các thí nghiệm khoa học và lưu trữ thiết bị nghiên cứu.

Ban đầu Nauka được chế tạo như một module dự phòng cho Zarya, module đầu tiên của ISS, nhưng việc xây dựng bị dừng lại vào cuối những năm 1990 khi nó mới hoàn thành khoảng 70%. Sau khi cân nhắc nhiều phương án, Roscosmos quyết định chuyển đổi module đang dang dở này thành một phòng thí nghiệm. Mốc phóng ban đầu dự kiến là năm 2007, và các thiết bị trang bị cho Nauka đã được tàu con thoi Atlantis mang lên vào năm 2010 gắn cùng module Rassvet, nhưng hàng loạt trì hoãn và trục trặc kỹ thuật đã khiến vụ phóng bị chậm tới 14 năm.

Nauka cuối cùng được phóng ngày 21 tháng 7 năm 2021 lúc 14:58:25UTC từ Sân bay vũ trụ Baikonur trên đỉnh tên lửa Proton-M. Giống như hầu hết các module Nga khác, Nauka vận hành độc lập, và sau chuyến bay kéo dài khoảng tám ngày, Nauka đã ghép vào cổng nadir (hướng Trái Đất) của module Zvezda lúc 13:29:01UTC ngày 29 tháng 7 năm 2021. Tuy nhiên, sau khi ghép, một lỗi phần mềm khiến các động cơ đẩy của module tiếp tục hoạt động, làm cả trạm vũ trụ quay lật khoảng một vòng rưỡi trước khi module cạn nhiên liệu. Phi hành đoàn đã kịp thời triệt tiêu chuyển động quay và đưa trạm về lại tư thế bình thường. Tình hình lúc đó rất căng thẳng và NASA đã tuyên bố “tình trạng khẩn cấp tàu vũ trụ”, nhưng sau đó cho biết sự cố này không đe dọa tính mạng của phi hành đoàn ISS.

Việc bổ sung Nauka là lần mở rộng lớn đầu tiên của Phân đoạn quỹ đạo Nga trong hơn 20 năm. Trong vòng hai năm sau đó, các cosmonaut đã thực hiện 12 chuyến đi bộ ngoài không gian để lắp đặt, trang bị thêm cho module, với nhiều thiết bị trong số đó đã được đưa lên từ năm 2010 trên Rassvet. Module Prichal là một module ghép nối đa cổng được lắp vào Nauka vào tháng 11 năm 2021.

Mô tả 
Nauka là phòng thí nghiệm chính của Phân đoạn quỹ đạo Nga, hoạt động phối hợp với các Module Nghiên cứu Nhỏ Rassvet và Poisk. Nó được dùng để tiến hành thí nghiệm, lưu trữ dụng cụ khoa học và cũng có thể đóng vai trò module dịch vụ dự phòng cho ISS. Nauka Nauka dựa trên thiết kế Khối Hàng hóa Chức năng – FGB (Functional Cargo Block). Module dài khoảng  long and  được chế tạo từ thép không gỉ, hợp kim nhôm, kevlar và lớp cách nhiệt bằng sợi gốm, với tổng khối lượng khoảng .

Nauka ó hai cổng ghép nối SSVP-M; cổng nadir thụ động được dùng để gắn module Prichal vào trạm, cổng zenith chủ động được dùng để Nauka ghép vào trạm thông qua cổng nadir của Zvezda. SSVP-M là một biến thể lai của hệ thống ghép SSVP, kết hợp cơ chế “đầu dò – phễu” cho bắt giữ mềm với vòng ghép cứng APAS-95. Do đó, nó không tương thích trực tiếp với các cổng SSVP-G tiêu chuẩn trên tàu Soyuz và Progress. Để giải quyết, một bộ chuyển đổi ghép tạm thời SSVPA-GM đã được lắp vào cổng nadir của Nauka để chuyển nó từ SSVP-M sang SSVP-G, cho phép Soyuz/Progress ghép vào. Bộ chuyển đổi này được tháo bỏ khi Prichal tới trạm, vì mặc dù đây là module thứ hai (sau Rassvet) sử dụng một cổng vốn trước đó dành cho Soyuz/Progress, bản thân nó lại không thể ghép vào cổng SSVP-G như Rassvet. Kết quả là module Prichal, với cổng ghép lai chủ động, chỉ có thể ghép vào cổng đã được sửa đổi lại. Với việc Prichal được ghép vào, số lượng cổng ghép nối trên Phân đoạn quỹ đạo Nga của ISS tăng lên tám. Ngoài ra, còn có một cổng Active AS-G ở phía trước để cho phép module khóa khí Airlock ShK ghép với Nauka.

Nauka được trang bị hệ thống điều khiển tư thế sử dụng các động cơ MDDK, cho phép điều khiển mô-men quay quanh trục roll của toàn trạm. Vị trí của Nauka nằm xa trục dọc trước–sau của trạm nên tạo lợi thế cơ học lớn nhất trong số các module có động cơ, giúp hiệu quả hơn cho việc hiệu chỉnh roll. Nauka cũng có khả năng thu gom và lưu trữ nhiên liệu do các tàu Progress mang lên, sau đó chuyển tiếp lại cho Zvezda.

Cánh tay robot châu Âu – European Robotic Arm (ERA) của European Space Agency's (ESA) gắn phía ngoài Nauka, cho phép lắp đặt, tháo dỡ hoặc thay thế các tải trọng thí nghiệm bên ngoài; chuyển các tải trọng thông qua khóa khí khoa học và thực hiện quan sát, kiểm tra trực quan bên ngoài trạm. ERA cũng hỗ trợ các chuyến EVA bằng cách cung cấp điểm gắn chân, điểm neo dây an toàn, và các bảng điều khiển bên trong lẫn bên ngoài trạm. Bên trong Nauka có các thiết bị hỗ trợ sự sống, bao gồm hệ thống sản xuất oxy có thể hỗ trợ tới 6 thành viên phi hành đoàn, một khu bếp nhỏ, một nhà vệ sinh với hệ thống tái chế nước tiểu, và một trong ba khoang ngủ của Phân đoạn quỹ đạo Nga. Nauka có một cửa sổ quan sát lớn tương tự cửa sổ hướng nadir của module Destiny, nằm phía sau “quả cầu ghép nối” (docking sphere), hướng về cổng nadir, cùng với một cửa sổ tròn đường kính khoảng 9 inch ở cổng phía trước dành cho module khóa khí, tương tự hai cửa sổ trên module áp suất Kibō.

Khóa khí Thử nghiệm ShK

Buồng khóa khí ShK được thiết kế cho tải trọng có kích thước tối đa khoảng , thể tích khoảng , nặng 1.050 kg và tiêu thụ khoảng 1,5 kW công suất đỉnh. Trước khi MLM (Nauka) được ghép vào ISS, buồng khóa khí này được lưu trữ như một phần của module MRM-1 Rassvet.Ngày 4 tháng 5 năm 2023, lúc 01:00 UTC, buồng khóa khí được cánh tay robot ERA di chuyển và ghép vào cổng ghép chủ động phía trước của cụm ghép áp suất trên module Nauka. Buồng khóa khí này được dùng để:
đưa các tải trọng từ bộ chuyển đổi ghép của MLM ra và đặt chúng lên bề mặt ngoài của trạm;
cho phép các thiết bị thí nghiệm được đưa ra ngoài, tiếp xúc với môi trường không gian rồi lại được mang trở vào, trong khi quá trình di chuyển được thực hiện bằng cánh tay robot châu Âu;
nhận tải trọng từ tay robot ERA và đưa chúng vào bên trong thể tích khóa khí, rồi tiếp tục đưa vào phần có áp suất của MLM;
tiến hành các thí nghiệm khoa học bên trong thể tích khóa khí;
tiến hành các thí nghiệm khoa học bên ngoài buồng khóa khí trên một bàn mở rộng và tại các vị trí lắp đặt chuyên dụng.
phóng các cubesat ra không gian với sự hỗ trợ của ERA – rất giống với khóa khí của module Nhật Bản (JEM airlock) và khóa khí Nanoracks Bishop ở phân đoạn Hoa Kỳ của trạm.

Tham khảo

Liên kết ngoài

Thành phần của trạm vũ trụ quốc tế