Kansainvälinen avaruusasema

Historia

Parikymmentä vuotta ennen ISS-projektia heinäkuussa 1975 Neuvostoliitto ja Yhdysvallat tekivät Apollo–Sojuz-yhteislennon. Se oli perusteellisesti valmisteltu ja toteutettu hanke. Siinä hankittuja teknisiä ja toiminnallisia ratkaisuja pystyttiin käyttämään ISS-hankkeessa, vaikka Apollo–Sojuz-projektista olikin kulunut jo melkoisesti aikaa.
Avaruusasemahanke alkoi 1983, kun Yhdysvaltain presidentti Ronald Reagan ehdotti Space Station Freedomin rakentamista Nasan hankkeena. Sen piti maksaa kahdeksan miljardia dollaria ja valmistui 1990-luvun alkuun mennessä.
Sittemmin avaruusaseman nimi muutettiin Space Station Alphaksi ja hanke kansainvälistyi. Aseman kokoa pienennettiin, kustannukset nousivat yli kattohinnan ilman yhdenkään osan valmistusta. Hanke siirtyi McDonnell-Douglasilta Boeingin urakaksi. Presidentti Clintonin aikana aseman nimeksi vahvistui nykyinen, lyhennettynä ISS. Venäjä tuli mukaan avaruusaseman rakentajaksi ja sen arkkitehtuuriksi valittiin edesmenneen Neuvostoliiton Mir-2-avaruusaseman suunnitelma. Pääosa aseman moduuleista valmistetaan Venäjällä kustannus- ja osaamissyistä. Modulaarisen rakenteen ansiosta asemaan voidaan liittää eri toimittajien hyvinkin erilaisia moduuleja. 
Ensimmäinen ISS:n osa, Zarya, laukaistiin matkaan vuonna 1998. Sitä seuranneella avaruussukkulalennolla STS-88 laukaistiin Unity avaruussukkulan kyydissä. Samalla lennolla avaruussukkulan avulla yhdistettiin moduulit toisiinsa ja aseman voidaan katsoa syntyneen.
ISS valmistui pääpiirteissään vuonna 2010. Rakentamisessa oleellisessa osassa olleet Avaruussukkula-lennot päättyivät vuonna 2011. Rakentamista haittasi avaruussukkula Columbian tuhoutuminen paluulennolla vuonna 2003.
Venäjän avaruusjärjestö on ollut ISS:n merkittävin ylläpitäjä Sukkulan käytön päätyttyä heinäkuun alussa 2011. Yhdysvallat antaa suurimman rahallisen panoksen. Sojuzin kolmen avaruuslentäjän kuljetuskapasiteetti ja vähäinen rahtikapasiteetti asettaa rajoja toiminnalle. 
Euroopan ESA ja Japanin JAXA ovat marginaalisia toimijoita. ESAssa Ranska alkoi vuoden 2011 alussa vaatia, että kaikkien ESA-maiden tai kenties kaikkien EU-maiden tuli osallistua länsieurooppalaisen ISS-käytön kustannuksiin.  Tässäkin on ongelmana se, että vuoteen 2020 asti ISS-asemalle pääsee vain harva ESA-maiden avaruuslentäjä, koska Sojuzin paikoista valtaosa on myyty venäläisille ja yhdysvaltalaisille avaruuslentäjille ja osa avaruusturisteille. Yleistä eurooppalaista maksuvelvoitetta ei tee helpommaksi sekään, että ESAn astronauttijoukoissa on vain noin puolen tusinan EEA-alueen maan kansalaisia.

Tulevaisuus

Vuonna 2018 suunnitelmana on aseman toiminnan jatkaminen nykymuodossaan ja rahoitustilanne on seuraava. Amerikkalainen osa (USOS) on rahoitettu vuoteen 2025 saakka. Venäläisen osan (ROS) osalta Roscosmos suosittaa jatkamista vuoteen 2024.  Jos ISS-avaruusaseman käyttö päättyy, se todennäköisesti pudotetaan ilmakehän läpi Tyyneen valtamereen. 
Aseman tulevaisuudesta on esitetty myös muita suunnitelmia. 2016 Nasa ilmoitti, että on mahdollista, että asema myydään jollekin toiselle toimijalle. Myynnin tulisi tapahtua vuoteen 2020 mennessä ja tarkoituksena olisi jatkaa sen tutkimuskäyttöä.
Venäjä on tehnyt suunnitelmia omien moduuliensa säästämisestä ja siirtämisestä seuraavaan asemaan.

Huolto

Asemaa huollettiin pitkälle Nasan avaruussukkuloilla, joiden rahtikapasiteetti oli suuri sekä kiertoradalle että sieltä takaisin. Niiden ohella ISS:ää huollettiin miehittämättömillä huoltoaluksilla ja vuoden 2011 lopusta sukkuloiden poistuttua käytöstä ainoastaan niillä. Käytettyjä huoltoaluksia ovat jo Neuvostoliiton Saljut-ohjelman ajoilta käytössä ollut venäläinen Progress ja ESAn 2000-luvulla kehittämä ATV-alus. ATV on huomattavasti Progressia kalliimpi, mutta kuljettaa sitä hieman suuremman määrän rahtia. Muita käyttöön otettuja huoltoaluksia ovat JAXAn HTV-alus sekä yksityisten yhtiöiden Dragon ja viimeisimpänä Cygnus. Nykyisistä huoltoaluksilta ainoastaan Dragon on suunniteltu palaamaan ehjänä maan pinnalle, joten se on ainoa tapa tuoda suurempia määriä rahtia kuten tieteellisiä kokeita takaisin.
Heinäkuuhun 2015 mennessä aseman miehistö on evakuoitunut siiheen kiinnitettyyn avaruusalukseen avaruusromuun törmäämisen varalta neljästi.

Tutkimus

Kansainvälisen avaruusaseman toiminta on suunnattu ennen kaikkea monialaiseen tieteelliseen tutkimukseen. Toistaiseksi kuitenkin lähes kaikki tutkimus on ollut biolääketieteellistä, suuntautuen ihmisen fysiologian tutkimukseen mikropainovoimassa. Tutkimusta on tehty myös perusbiologiassa mikropainovoiman vaikutuksista eläinten ja kasvien rakenteeseen, aineenvaihduntaan ja evoluutioon.
Muita tutkimusaloja ovat fysikaaliset tieteet, geotieteet, materiaalitiede sekä palamisprosessien tutkimus (combustion science). Asemaa on suunniteltu käytettävän myös tulevien avaruusohjelmien teknologioiden ja tekniikan tutkimiseen ja testaamiseen.

Rata ja havainnointi

ISS ylittää Maan päiväntasaajan noin 90 minuutin välein 22,5 astetta lännempänä verrattuna edelliseen kierrokseen. Lisäksi maapallon litistyneisyyteen liittyvän gravitaatiovaihtelun takia ISS:n rata siirtyy vuorokaudessa noin 6 astetta lännemmäksi.
ISS heijastaa hyvin Auringon valoa ja on juuri havaittavissa paljain silmin mutta mitään yksityiskohtia siitä ei erotu. Parhaimmillaan sen magnitudi on 5,9. Etelä-Suomessa aseman voi nähdä kuukauden välein. Yksi näkymisjakso kestää puolitoista viikkoa. Avaruusasema näkyy matalalla etelässä noin kymmenen minuutin ajan vuoroin aamu- ja iltataivaalla.

Livekuvaa maapallosta

ISS:llä on neljä HD-laatuista livekuvaa maapallosta lähettävää kameraa, jotka ovat kiinni Columbus-moduulin ulkopinnassa. Kamerat lähetettiin asemalle vuonna 2014 SpaceX Dragon -kapselilla. Nasan HDEV-järjestelmä eli High Definition Earth-Viewing System kuvaa maapalloa kolmesta suunnasta: yksi kamera osoittaa eteen, toinen alaspäin ja kaksi muuta kuvaavat taaksepäin, jolloin saadaan eri kuvakulmia. Kuva lähetetään maahan livenä ja kameroista yksi kerrallaan toimii: kuvausvuoro vaihtuu jatkuvasti kameroiden välillä. Kameroiden kotelot ovat paineistettuja ja niiden lämpötila on säädelty. Livekuvaa ei lähetetä vain huvin vuoksi, vaan kameroilla testataan kuinka HD-kamerat kestävät avaruuden olosuhteita, esimerkiksi sitä miten kova säteily vaikuttaa kameran kuvanlaatuun ajan kuluessa. Kameroiden valmistajat ovat Hitachi, Panasonic, Sony ja Toshiba. Silloin kun kameran lähettämä kuva on musta, on ISS-aseman sijainti juuri silloin sellaisen alueen yläpuolella, jossa maapallolla eletään yöaikaa. Kuvausvuoron vaihtuessa musta kuva saattaa vähäksi aikaa muuttua ja näyttää auringon nousua tai laskua. Kuva näkyy hetken harmaana ja sitten mustana, kun kameroiden kuvausvuoro vaihtuu. Kuva auringonlaskusta ja tekstiä näytetään myöskin kuvausvuoron vaihtuessa tai silloin, kun lähetystä ei ole saatavilla.

Kritiikkiä

Nasaa on kritisoitu etenkin Yhdysvalloissa siitä, että projekti on ajan- ja rahanhaaskausta. Näiden kriitikkojen mukaan resurssit voitaisiin kohdistaa hyödyllisempiinkin kohteisiin: esim. projektin arvioidulla 100 miljardin USD:n budjetilla voitaisiin toteuttaa kymmeniä miehittämättömiä tieteellisiä lentoja.
Avaruustutkimuksen kannattajat huomauttavat, että tämäntyyppiset näkemykset ovat erittäin lyhytnäköisiä; tutkimustulokset ja avaruusaseman rakentamiseen liittyvät ratkaisut ovat tuottaneet miljardien edestä tuloja. Joissakin arvioissa on esitetty, että miehitetyillä avaruuslennoilla kehitetystä teknologiasta saatu epäsuora taloudellinen hyöty on seitsenkertainen aseman hintaan nähden. Toiset arviot tyytyvät vain kolminkertaiseen hyötysuhteeseen.