سنواصل في هذا الجزء وصف هيكل المحطة والسفن الفضائية التي تطلق الطواقم إليها
مقصورة حاجز الهواء
خلية حاجز الهواء هي المركز العصبي للمختبر الفضائي. وهذا هو الرابط بين المختبر ورصيف التوصيل ويحمل آلية التلسكوب. في الغرفة يتم تخزين الغازات لتهيئة الظروف البيئية وهي الأساس للإشراف على الطاقة الكهربائية وتوزيعها على المعمل والحجرة نفسها، صيانة درجة الحرارة، الأجهزة، إدارة البيانات، نظام اتصالات داخلي، نظام القيادة وتوريد المرافق التجريبية ونظام إنذار ونظام كسر الدوائر.
تقع الخلية في الطرف الأمامي للمختبر وهي متصلة بشكل صارم بقاعدة التثبيت المرفقة. يبلغ طوله 5.3 مترًا، ويتكون من أربعة أجزاء. وزنه 22.226 طن وحجمه 17.4 متر مكعب. قطر الخلية عند نقطة التوصيل بالمختبر 1.6 متر وعند نقطة التوصيل بالحوض الملحق 3 أمتار. يتم تعديل الجزء العريض ويكمل منصة المرفقات.
أجزاء الخلية:
- 1. غرفة العبور - المتصلة بالمنصة، تخزن معظم أنظمة التحكم الخاصة بالمختبر، وهي مصنوعة من الألومنيوم وبها 4 كوات مصنوعة من الزجاج المزدوج مثل الموجودة في مركبة جيميني الفضائية، ولكنها تختلف عنها في الحجم والشكل. وتبعد النوافذ عن بعضها البعض مسافة 90 درجة، ولكل فتحة غطاء خارجي منزلق يتم تشغيله من الداخل ووظيفته حمايته من تأثيرات النيزك ومنع فقدان الحرارة.
- 2. قناة صلبة - مصنوعة من أنبوب الألمنيوم بقطر 1.6 متر وطول 3.89 متر. إلى القناة مقصورة خروج لنشاط السكك الحديدية الإضافية. يبلغ حجم المقصورة 4.33 مXNUMX ويمكنها استيعاب رائدي فضاء ببدلات فضائية. يوجد في المقصورة صمام لمختلف الإمدادات وحقيبة لحفظ الحاويات ومسجلات الأشرطة وغيرها من المعدات.
- 3. قناة مرنة - تربط حجرة حاجز الهواء بقبة المختبر. مصنوع من الألمنيوم على شكل منفاخ مرن بطول 33 سم وقطر داخلي 1.07 متر. مرونتها كافية لتحمل (التسامح) الحركة بين الخلية الحاجزة والمختبر. غلاف من الألياف الزجاجية داخل المنفاخ يحميه من التلف أثناء نقل المعدات والمرور من خلالها.
- 4. المجمع الحامل – 4 مجمعات حاملة مصنوعة من أنابيب الألمنيوم تقع حول الخلية بزاوية 90 درجة فيما بينها وتربط الخلية بكسوتها الصلبة. بالإضافة إلى حمل الخلية الحاجزة، تدعم الجمالونات أيضًا خلايا البطارية - حالتين من 8 بطاريات من رفوف الطاقة الشمسية وخزانات النيتروجين والأكسجين. يوجد هنا 6 خزانات أكسجين، طول كل منها 2.28 مترًا وقطرها 1.14 مترًا. وستة خزانات نيتروجين كروية (مصنوعة من التيتانيوم) يبلغ قطرها 1.02 متر. تم تصميم الجمالونات لالتقاط العديد من الأجهزة التجريبية التي يجب أن تكون في ظروف الفضاء.
هناك ثلاثة أجزاء متصلة بالخلية الحاجزة وهي:
- الغطاء الثابت - يحمل هذا الغطاء الحجرة الحاجزة والتلسكوب ومنصة التثبيت أثناء الإطلاق. ويظل الغطاء متصلاً بالمختبر بعد حقن الشحنة المدمجة ويكون بمثابة هيكل داعم لخزانات الأكسجين.
- المبرد - يبرد المختبر ويحمي الحجرة العازلة والمرفق الملحق من النيازك.
- نظام تركيب التلسكوب.
قفص الاتهام المرفق
يسمح الرصيف بربط مركبة أبولو الفضائية بالمختبر ويعمل كمكان لإجراء بعض التجارب، ويخزن لوحة التحكم لقاعدة التلسكوب وأدوات البحث الأرضية. يبلغ طول المنصة 5.2 متر، وقطرها 3 أمتار، ووزنها 6.26 طن، وحجمها 32.2 م2. تحتوي المنصة على فتحتين للمرفقات. يتم تثبيت أحدهما في الطرف الأمامي للهيكل الأسطواني والآخر على جانبه. تحتوي الخلية على نافذة واحدة فقط وتستخدمها الكاميرا متعددة الأطياف. طول النافذة 36.8 سم وعرضها 28.8 سم وسمكها 2.56 سم. مبردات نظام التحكم البيئي لغرفة حاجز الهواء التي تخدم المختبر بأكمله متصلة بالجدار الخارجي. تم نشر درع النيزك على مسافة 7.5 سم من جانب المنصة. يتم إجراء الملاحظات تجاه الشمس بواسطة رواد الفضاء أثناء وجودهم على الرصيف، لذا فإن هذا الجزء مهم جدًا أيضًا في العمل الحالي المنجز في مختبر الفضاء. يتم تخزين أربعة صناديق من الأفلام في الرصيف. وبعد استخدامها يتم وضعها في صناديق لحين إعادتها إلى إسرائيل.
يشبه الرصيف الملحق ممر الغواصات ووظيفته الحفاظ على ضغط الهواء في المختبر أثناء خروج رواد الفضاء منه أو دخولهم إليه. تحتوي المقصورة على فتحتين. أحدهما يواجه الخارج والآخر داخل المختبر. وعندما يدخل رائد الفضاء من الخارج، فإنه يقفل هذا الباب خلفه، وعندها فقط يفتح باب المختبر. وبهذه الطريقة يتم الحفاظ على الضغط في المختبر. عند الالتحام، يتم فتح الفتحة الموجودة بين مقدمة المركبة الفضائية وغرفة الالتحام لموازنة الضغوط. وفي نهاية العملية، يمكن لرواد الفضاء التحرك في اتجاهين بين المختبر والمركبة الفضائية شخصيًا.
التلسكوب
التلسكوب عبارة عن نظام يبلغ طوله الإجمالي 4.4 مترًا وقطره 3.3 مترًا ووزنه 11.18 طنًا. يتكون النظام من جزأين: نظام التلسكوب والقاعدة التي يرتكز عليها. تشتمل القاعدة على حجرة أدوات بطول 2 متر. هيكل داخلي متقاطع وعمودي طوله 2.1 متر يقسمه إلى أربعة أجزاء متساوية. يتم وضع التلسكوبات على هذا الهيكل. يتم تبريد هذا النظام بواسطة سائل بارد يتدفق بالقرب من الجدار ويحافظ على درجة حرارة 3.05 درجات. يوجد حول القاعدة 10 "صندوق أسود" يمكن التحكم في درجة حرارته أيضًا ويمنع تسخين القاعدة. يتم الإشراف على النظام تلقائيًا ويمكن أيضًا الإشراف عليه يدويًا من لوحة التحكم.
يوجد 8 أبواب على درع التلسكوبات، 6 منها مقفلة على العدسات الموضوعية للتلسكوبات عندما لا تكون قيد الاستخدام، واثنتان عبارة عن فتحات للمقصورات التي توجد بها الأفلام الفوتوغرافية. توجد غرفة فيلم أخرى في الجزء السفلي من التلسكوب. يمكن إمالة حجرة الأدوات بمقدار 25 قوسًا مربعًا / ثانية في أي اتجاه، كما يمكن تدويرها أيضًا في أي اتجاه بمقدار 120 درجة. يتم ضبط التلسكوب بواسطة ثلاثة جيروسكوبات ثنائية المحور - ثلاث حلقات مستديرة تزن كل منها 181 كجم، وتولد كل حلقة زخمًا زاويًا قدره 966 كجم/ثانية. يبلغ طولها 0.56 مترًا وتدور حول محورها بسرعة 8000 دورة في الدقيقة.
دقة الجيروسكوبات هي 2.5 قوس/ثانية لمدة 15 دقيقة. ولمتابعة حالة المعمل تشتمل أجهزة الاستشعار على حساسات الشمس الخشنة وحلقات الاستشعار. يتم استكمال القياسات الدقيقة لموضع حجرة العدادات من خلال حلقة مغلقة ذات عزم دوران دوار يعمل على تشغيل قلادة البوصلة. كل هذا تحت إشراف أجهزة الاستشعار الشمسية وحلقات الاستشعار الدقيقة. يتم إمداد التلسكوب بالطاقة عن طريق أربعة رفوف شمسية وبطاريات يتم شحنها بواسطتها. يمكن أن تنتج الأرفف 10.48 كيلووات، وهي مقسمة إلى 18 مجمعًا بقدرة 20 أمبير/ساعة. يبلغ طول كل مجمع 13.2 مترًا وعرضه 2.7 مترًا. الخلايا الشمسية ذات حجمين مختلفين.
المركبة الفضائية لإطلاق أطقمها
المركبة الفضائية التي ستطلق الطاقم لتشغيل المختبر الفضائي هي مركبة فضائية محسنة من طراز أبولو تتكيف مع برنامج سكاي لاب. تمت إضافة خزان وقود إضافي يزن 680 كجم إلى سفينة الفضاء. ولزيادة قدرة المركبة الفضائية على المناورة، تم زيادة حساسية منظمات الحرارة في المركبة الفضائية. في أغلب الأحيان، يتعرض جانب واحد من المركبة الفضائية لحرارة الشمس، بينما يتعرض الجانب الآخر للبرد الشديد. ودور الأجهزة التنظيمية على الجانب المعرض للشمس هو خفض درجة الحرارة وعلى الجانب الآخر رفعها إلى ما لا يقل عن 75 درجة تحت الصفر.
تم إضافة خزان مياه سعة 190 لترًا إلى حجرة المرحاض في الحالات التي يلزم فيها إمدادها بالطاقة عندما تكون مجاورة للمختبر. تم استبدال البطارية الرابعة التي تم وضعها في حجرة المرحاض (40 أمبير/ساعة) من رحلة أبولو 14 ببطارية أقوى (500 أمبير/ساعة). توفر هذه البطارية الطاقة الأولية للنشاط على الطريق الوطني. تمت إزالة إحدى خلايا الوقود الثلاث نظرًا لأن الكمية اللازمة لـ Skylab أقل من تلك اللازمة للرحلات القمرية. تمت إزالة اثنين من خزانات الوقود الأربعة لمحركات الملاحة وواحد من خزاني الهيليوم. تُستخدم المساحة الفارغة التي تم إنشاؤها لنقل الإمدادات إلى المختبر وإعادة المعدات منه.
قاذفة
يتم إطلاق المختبر الفضائي باستخدام منصة الإطلاق Saturn 5 ويصل الطاقم إليه على متن المركبة الفضائية Saturn B1. ويبلغ طول القاذفة 71.94 مترًا، ويبلغ وزنها الإجمالي 580,000 ألف كجم.
هيكل زحل B1
ارتفاع المرحلة الأولى 24.5 متر، القطر 6.4 متر، الوزن 440,000 كجم، قوة الدفع 738,000 كجم.
ارتفاع المرحلة الثانية 17.83 متر، القطر 6.6 متر، الوزن 118,000 كجم، قوة الدفع 102,000 كجم.
وحدة القياس 1 ارتفاع 0.91 متر قطر 6.6 متر وزن 29,050 كجم
محول 2 ارتفاع 8.53 متر قطر 3.91 متر3
6.6 متر 4
سفينة الفضاء 5
ارتفاع نظام الهروب 10.06 متر، القطر 1.22 متر، الوزن 4000 كجم، قوة الدفع 66,700 كجم.
1. التوجيه والسيطرة على مركبة الإطلاق
2. يكون الاتصال بين المرحلة الثانية وخلية الخدمة على شكل مخروط مقطوع
3. القطر العلوي
4. القطر السفلي
5. انظر فصل أبولو عن هيكل المركبة الفضائية بدون مركبة الهبوط على سطح القمر.
اليرقة
وبالتالي تصل منصة الإطلاق ومركبة أبولو الفضائية الملحقة بها إلى المركبة الفضائية التي استخدمتها مركبة أبولو الفضائية التي طارت إلى القمر في طريقها إلى الإطلاق. نظرًا لأن قاذفة Saturn B1 أقصر من قاذفة Saturn 5، فقد تم وضعها على سقالة وكان ارتفاعها الإجمالي هو نفس ارتفاع قاذفة Saturn 5. ويبلغ طول السقالة 37.2 مترًا.
وسائل الإنقاذ
لأول مرة في الرحلات الفضائية هناك إمكانية الإنقاذ. في حالة حدوث عطل خطير في المختبر أو عدم السماح بالوصول إلى المركبة الفضائية على الإطلاق أو عدم تمكن المركبة الفضائية من العودة إلى الأرض، فيمكن إنقاذ رواد الفضاء. في حالة حدوث عطل مباشرة بعد الالتحام بالمختبر، تصل مركبة الإنقاذ الفضائية إليهم بعد 48 يومًا (بسبب الاستعدادات اللازمة للإطلاق - التجميع والتزود بالوقود وما إلى ذلك). وإذا كان العطل أثناء تواجد رواد الفضاء في المختبر فإن الاستعدادات لانطلاق مركبة الإنقاذ الفضائية تستغرق 28 يومًا، أي يقترب من نهاية مهمة الفريق الأول وعشرة أيام يقترب من انتهاء مهمة الفريق الثالث. . مركبة الإنقاذ الفضائية هي مركبة أبولو الفضائية المستخدمة في Skylab 3 أو Skylab 4 على التوالي، ولكن معظم المعدات تأتي منها. يتم إطلاق رائدي فضاء فقط مع توفير مساحة للناجين الثلاثة ومكان لإعادة المعدات.
طرق الإنقاذ
- ينتقل رواد الفضاء من المختبر إلى المركبة الفضائية. الإنقاذ أثناء الطفو في الفضاء.
- - فصل المركبة الفضائية المتضررة وربط المركبة الفضائية الثانية.
- وفي حالة عدم إمكانية فصل المركبة الفضائية المتضررة، يتم ربط مركبة الإنقاذ الفضائية بمنفذ الإرساء الثاني وينتقل رواد الفضاء إليه، لكن هناك مخاطر في هذه الطريقة. قد تتسبب سفينتان فضائيتان مجاورتان للمختبر في عدم استقرار واهتزاز المختبر نفسه. والحل لذلك هو تفعيل محركات الملاحة الخاصة بالمختبر بشكل مؤقت حتى ينتقل جميع رواد الفضاء إلى مركبة الإنقاذ الفضائية.
ادوات المختبر
1. نظام القياسات الوطنية – Erep – حزمة تجربة موارد الأرض ويتضمن :
و. كاميرا ذات تركيز طويل لتصوير القارة.
ب. ست كاميرات في مناطق مختلفة من الطيف من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء.
ثالث. مساح متعدد الأطياف يمكن من خلاله تحديد الأطياف النموذجية للمناطق الزراعية والجغرافية والهيدرولوجية وغيرها.
رابع. مطياف الأشعة تحت الحمراء.
تتم المراقبة بهذه الطريقة: ست كاميرات بمساحة 160 × 160 كم. وفي الوقت نفسه، يقوم جهاز الاختبار الطيفي بتقسيم هذه المناطق إلى مناطق تبلغ مساحتها 65 كيلومترا مربعا ويركز مطياف الأشعة تحت الحمراء على مناطق يبلغ نصف قطرها 0.5 كيلومتر.
ال. مقياس إشعاعي سلبي طويل المدى على شكل حرف L.
و. مقياس إشعاعي يرسل في موجات قصيرة.
ز. مقياس الارتفاع.
يبلغ وزن النظام 975 كجم وهو قادر على العمل كوحدة واحدة أو كل جهاز على حدة. تم استخدام هذه المعدات للبحث في مجالات الغابات والبيئة والجيولوجيا والجغرافيا والأرصاد الجوية والهيدرولوجيا والهيدروغرافيا وعلم المحيطات والجيومورفولوجيا ورسم خرائط المناطق المغطاة بالثلوج ورسم خرائط التلوث وشواطئ البحار وأصلها وإمكانات المياه وتحديد حالة المياه. الماء في البحر وبنية الأرض. تم وضع هذه الأدوات لاحقًا على الأقمار الصناعية البحثية. يتم العمل على اتصال وثيق بالطائرات وعمليات المراقبة الأرضية والأقمار الصناعية. المختبر بعيد عن الشمس وموقعه عند نقطة ثابتة بالنسبة إلى انحناء الأرض.
2. التلسكوب – تكمن أهمية هذا الجهاز في قدرته على إجراء القياسات الفلكية دون حدوث اضطرابات جوية. يزيد التلسكوب بشكل كبير من دقة دراسة الشمس والنجوم. يجب أن يقوم التلسكوب بإجراء قياسات لكروموسفير الشمس وهالة الشمس (الإكليل) على طولها بالكامل وعبر نطاق درجة حرارتها الكامل. يتراوح نطاق القياس من 3940 أنجستروم إلى فوتونات بحجم أقل من XNUMX أنجستروم.
أثناء الإطلاق، يكون التلسكوب فوق الواجهة الأمامية لمنصة الإرساء، وبعد دخوله المدار، يدور الهيكل الصلب بأكمله الذي يحمل التلسكوب بمقدار 90 درجة ويصل به إلى جانب منصة الإرساء.
الأدوات الملحقة بالتلسكوب هي:
و. كوروناغراف الضوء الأبيض - يقوم بإجراء "كسوف اصطناعي" للشمس عن طريق إخفاء معظم مساحة قرص الشمس لتصوير الهالة بالضوء الأبيض حتى مسافة ستة أنصاف أقطار شمسية والتحقق من التوهجات الشمسية المرئية.
ب. تلسكوب الأشعة السينية.
ثالث. تلسكوب طيفي للأشعة السينية – يراقب ويصور بشكل مستمر الأحداث التي تحدث على سطح الشمس وتأثيراتها من الأشعة السينية، تصوير الانفجارات والعواصف المغناطيسية في الأجزاء النشطة من الشمس.
رابع. جهاز قياس الطيف والرسم الطيفي لـ Xu-v لتصوير الإشعاع لتصوير الأشعة فوق البنفسجية في نطاق 150-650 أنجستروم المنبعثة من الشمس.
ال. ثلاثة تلسكوبات H-alpha، واحد لتصوير الهيدروجين المنبعث من الشمس والآخر لكشف الجزيئات التي تصطدم بالتلسكوب.
و. جهاز متعدد الألوان ومطياف الأشعة فوق البنفسجية - يسجل التغيرات الزمنية في الأشعة فوق البنفسجية في النطاق بين 300-1350 أنجستروم.
ز. مطياف الأشعة فوق البنفسجية.
يتم وضع الكاميرات في الأجهزة A، B، C، D، E، وينقل اثنان من التلسكوبات H-alpha بياناتها مباشرة إلى إسرائيل. وفي الفتحة الثانية في جدار المختبر توضع كاميرا تلتقط الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية من المناطق الهادئة على سطح الشمس والأماكن التي تحدث فيها الانفجارات. وفي الرصدات الشمسية، يدور المختبر حول الأرض وهي في نقطة ثابتة نسبيا تجاه الشمس، لذلك يتم توجيه التلسكوب نحوها باستمرار لاستبعاد تلك الحالات التي تحجب فيها الأرض الشمس.
3. خلية خاصة بأعمال اللحام واللحام الإلكتروني – توضع الخلية في القاعدة الملحقة وتحتوي على مفاعل كهربائي كروي صغير نصف قطره 20 سم قادر على إنتاج حرارة 1000 درجة. تم التخطيط لمجموعتين من التجارب لهذه الخلية:
و. 14 تجربة لتقنيات الصهر واللحام وصناعة النحاس باستخدام حزم شعاعية بقدرة 1.6 كيلووات على عينات من المعدن المقاوم للصدأ والألومنيوم والتنتالوم بسماكات مختلفة. تتطلب هذه العمليات صهر المعادن وإعادة تجميدها وهي ضرورية لبناء وتوصيل الهياكل الكبيرة في الفضاء.
ب. 11 تجربة على 33 عينة في إنتاج المواد الخاصة مثل البلورات والسبائك ومواد التجميع وأشباه الموصلات. تتم هذه التجارب أثناء استخدام المفاعل الكهربائي. يتم تسخين العينات إلى درجات حرارة خاصة وتبريدها بمعدل ثابت.
الغرض من التجارب هو التحقق مما إذا كان نقص الوزن يمكن أن يزيد بشكل موحد من قوة المواد وتجانسها وخصائصها المميزة الحرجة. ومن المعروف أن أجود المعادن لها قوة أقل بـ 100-1000 مرة من القوة المتوقعة نظريا، وأن شفرات التوربينات المبردة يمكن أن تعمل نظريا في درجات حرارة أعلى بكثير من الحدود المعروفة.
لا يمكن إجراء هذه التجارب على الأرض، لأن قوة الجاذبية وتدفق الحمل الحراري الذي يتبعه في الطور السائل للمواد يسبب تدرج المادة في المنصهر، مما يمنع تكوين مواد صلبة ذات بنية مثالية ومتجانسة. في بيئة انعدام الوزن، لا توجد عمليات الحمل الحراري، لذلك كان هناك أمل في أن تسمح هذه الظروف بعمليات مادية متقدمة.
المزايا الأخرى لهذه التجارب في المختبر الفضائي هي المساحة الضخمة والقدرة على المناورة من حيث الحجم - مكان التنفيذ ووقت التنفيذ. عوامل لم تكن موجودة في معظمها أو في جزء منها في رحلات أبولو وصواريخها وأبراج اختبارها. كان عامل الزمن صغيراً في الصواريخ والأبراج، حيث أن زمن انعدام الجاذبية فيها محدود جداً. تم الحصول عليها فقط في ظل ظروف معينة ولفترة محدودة.
