Columbus (ISS)

Columbus je vedecké laboratórium navrhnuté ako súčasť Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS). Je to najväčší príspevok Európskej kozmickej agentúry (ESA) na stavbe ISS. Columbus bol postavený v Európe a do Kennedyho kozmického strediska bol letecky dopravený ťažkým dopravným lietadlom Airbus Beluga. Štart laboratória sa uskutočnil 7. februára 2008 raketoplánom Atlantis pri misii STS-122. Navrhnutá životnosť modulu Columbus je desať rokov.

História 

Vedenie Európskej kozmickej agentúry (ESA) schválilo program Columbus v roku 1985. Od tej doby bolo vypracovaných množstvo štúdií a návrhov. Pôvodne program Columbus zahrňoval letovú konfiguráciu: samostatná vedecká kozmická stanica obsluhovaná raketoplánom Hermes, ktorý by stanicu periodicky navštevoval kvôli údržbe a odoberaní vedeckých výsledkov, modul APM (Attached Pressurized Module) a polárna platforma (Polar Platform – pohybujúca sa po polárnej dráhe). Koncom roku 1989 vypracoval hlavný dodávateľ MBB-ERNO návrh rozpočtu na projekt, cena však bola pre ESA príliš vysoká.

Po ďalších rozpočtových škrtoch (a zrušení francúzskeho programu Hermes) zostal z projektu iba modul APM, premenovaný na Columbus. Polárna platforma bola riešená samostatne s francúzskym satelitom Helios. ESA sa rozhodla prevádzkovať laboratórium Columbus ako súčasť Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS).

Na stavbe modulu sa podieľala talianska firma Alcatel Alenia Space a nemecká spoločnosť MBB-ERNO. Alenia vyrobila vlastné telo modulu, mechanické systémy, systémy podpory života a tepelné systémy. Nemecký partner vyrobil všetky letecké systémy a softvér.

Konštrukcia použitá pri laboratóriu vychádza z viaceúčelového transportného modulu MPLM, postaveného pre NASA spoločnosťou Alcatel Alenia Space. V roku 2000 bol modul dopravený do Brém v Nemecku, kde sa dokončil a kde prebehli testy systému.
 27. mája 2006 bol Columbus prepravený z Brém do Kennedyho kozmického strediska pomocou Airbusu Beluga.

Omeškanie výroby a štartu zariadenia oproti pôvodne plánovaným termínom bolo spôsobené problémami pri vývoji, požadovanými zmenami v dizajne (ESA) a problémami so štartami raketoplánov. Najväčšími úpravami prešli externé platformy EPF (External Payload Facility). Modul mal tiež obsahovať zariadenie pre priame komunikačné spojenie so Zemou, ktoré malo zároveň slúžiť ako záložné pre ISS, kvôli vysokej cene však nebolo realizované.

Konštrukcia 

Ako hlavného dodávateľa laboratória ESA vybrala firmu EADS Astrium Space Transportation. Modul bol postavený v závode v Brémach v Nemecku. Letové konštrukcie, ochranu proti mikrometeoritom, aktívne a pasívne riadenie teplôt, riadenie vnútorného prostredia, ďalšiu výbavu a zodpovedajúce podporná pozemné zariadenia vyrobila spoločnosť Alcatel Alenia Space v Turíne v Taliansku.

Laboratórium tvorí valcovitý modul s kónickými koncami. Jeho priemer je  a dĺžka . Tvar modulu je veľmi podobný viacúčelovému transportnému modulu MPLM (Multi-Purpose Logistics Module), obidva boli navrhnuté na prepravu v nákladovom priestore raketoplánu. Jedna kónická strana je vybavená laboratórnou technikou a počítačmi, na druhom konci je umiestnený prielez, ktorým bude laboratórium spojené s modulom Harmony.

Špecifikácia 

 Dĺžka: 
 Priemer: 
 Štartovacia hmotnosť (s  vybavenia): 
 Celková hmotnosť na orbite (vrátane  vybavenia): 
 Konštrukčný materiál primárnej konštrukcie: Hliníková zliatina 2219 
 Hrúbka stien primárnej konštrukcie: 4mm pre valec, 7mm pri kónickom ukončení modulu.

Výskumné aktivity a hlavné ciele 

Po sprevádzkovaní modulu Columbus budú aktivity v laboratóriu koordinované s pozemným riadiacim strediskom (Columbus Control Centre) v Oberpfaffenhofene v Nemecku v spolupráci s ďalšími operačnými centrami v Európe. Laboratórium môže byť vybavené desiatimi skriňovými modulmi s vedeckými experimentami (International Standard Payload Racks). 

Podľa dohody s NASA môže Európska kozmická agentúra využívať 51 % vedeckej kapacity laboratória.ESA bude využívať päť skriňových vedeckých modulov, ďalších päť skriní je určených pre výskumy NASA. Štyri tieto moduly sú umiestnené vpredu, štyri vzadu a dva v hornej časti laboratória. Ďalšie tri skriňové moduly sú určené pre podporu života a pre chladiace systémy a zostávajúce skrine slúžia ako ukladacie priestory. Navyše je možné z vonkajšej strany laboratória umiestniť štyri plošiny pre vedecké prístroje. Každá externá plošina je namontovaná na adaptéri, na ktorý je možné umiestniť menšie inštrumenty a experimenty s hmotnosťou až .

Pre modul Columbus sú pripravené nasledujúce skriňové experimentálne moduly:

 pre fyzikálne pokusy Fluid Science Laboratory (FSL)
 pre lekárske výskumy European Physiology Modules (EPM)
 pre biologické pokusy Biolab
 podpora pre ostatné experimentálne moduly European Drawer Rack (EDR)
 uskladňovací modul European Stowage Rack

Prvé externé zariadenia namontované na Columbus sú:

 multifunkčná platforma pre najviac deväť nezávislých experimentov European Technology Exposure Facility (EuTEF)
 výskum Slnka Solar Monitoring Observatory (SMO)
 ultrastabilné atómové hodiny Atomic Clock Ensemble in Space (ACES)
 výskum polarizácie žiarenia SPOrt (Sky Polarisation Observatory)

Predštartovná príprava a štart 

Štart laboratória Columbus k ISS bol naplánovaný pomocou raketoplánu Atlantis pri lete 1E (misia STS-122). Šesť mesiacov pred štartom prešiel Columbus záverečným testovaním, po ktorom NASA začala zariadenie integrovať do nákladového priestoru raketoplánu Atlantis.Kvôli poškodeniu raketoplánu Atlantis pri búrke s krupobitím 26. februára 2007 došlo k odkladu aj nasledujúcich štartov raketoplánov k Medzinárodnej vesmírnej stanici. Nový termín štartu letu STS-122 s laboratóriom Columbus bol predbežne stanovený na 6. decembra 2007.

10. novembra 2007 bol raketoplán Atlantis na mobilnom transportéri dopravený na štartovaciu rampu 39A a do jeho nákladového priestoru bolo 12. novembra umiestnené laboratórium.

Posádka Medzinárodnej vesmírnej stanice 24. novembra uskutočnila výstup do vesmíru (EVA), pri ktorom astronauti Peggy Whitsonová a Daniel Tani odstránili z pravobočného pripojovacieho uzla modulu Harmony tepelný kryt a pripravili tak stanicu na prijatie európskeho  laboratória.Štart bol pre poruchu na prídavnej palivovej nádrži ET odkladaný až do 7. februára 2008, keď raketoplán s laboratóriom v nákladovom priestore úspešne odštartoval.

Columbus na ISS 

11. februára sa uskutočnil výstup do otvoreného vesmíru, ktorého sa zúčastnili astronauti Rex Walheim a
Stanley Love. Hlavnou úlohou tohto výstupu bolo vyzdvihnúť laboratórium Columbus z nákladového priestoru raketoplánu a pripojiť ho k stanici. Astronauti najskôr odpojili modul od elektrického vedenia napájajúceho vyhrievanie laboratória, namontovali naň zariadenie PDGF slúžiace k pripojeniu staničného manipulátora SSRMS a odmontovali ochranné kryty. Columbus bol potom vyzdvihnutý robotickým manipulátorom stanice (Canadarm 2) z nákladového priestoru Atlantisu a pripojený k bočnému prípojnému miestu modulu Harmony (predtým Node 2). Tým sa európske laboratórium stalo súčasťou Medzinárodnej vesmírnej stanice.

12. februára posádka raketoplánu Atlantis a základná posádka ISS Expedícia 16 začali práce na oživovaní laboratória. Astronauti Schlegel a Eyharts, reprezentujúci Európsku vesmírnu agentúru (ESA), vstúpili do modulu ako prví o 14:08 UTC. 

15. februára prebehol ďalší výstup do otvoreného vesmíru, pri ktorom astronauti Rex Walheim a Stanley Love na vonkajšiu plošinu modulu Columbus namontovali zariadenie na výskum Slnka Solar Monitoring Observatory (SMO/SOLAR) a multifunkčnú plošinu European Technology Exposure Facility (EuTEF).

Referencie

Externé odkazy 

 ESA: Laboratórium Columbus  
 ESA: Technická špecifikácia laboratória Columbus 

Medzinárodná vesmírna stanica
Európska vesmírna agentúra