ISS fotografert fra Discovery 8. september 2009, etter frakobling på STS-128-ferden. På bildet virker stasjonens lengdeakse nærmest vertikal, med fartsretningen oppover.Seksjonene nederst langs lengdeaksen er russiske, øverst amerikanske.Pekende mot venstre ved toppen (lengst fremme) ses de japanske Kibo-seksjonene, mot høyre ESAs Columbus laboratorieseksjon. Det 108,5 m lange, tverrgående rammeverket preges av fire store solcellevinger (samlet areal ca. 1500 m2) og en rekke varmeveksler-flater.

av NASA. Falt i det fri (Public domain)

Den internasjonale romstasjonen, norsk betegnelse på ISS, The International Space Station,  stor, permanent bemannet romstasjon i lav bane rundt Jorden. 15 deltakerland (2014), blant dem Norge (se tabell). Omtales som historiens største internasjonale, teknologibaserte samarbeidsprosjekt. Består av trykksatte seksjoner, plattformer og utstyr montert til lengdeaksen i fartsretningen, dessuten et tverrgående rammeverk med blant annet fire sett solcellevinger og varmevekslere (se tabell for hoveddata).

Monteringen i rommet er stort sett ferdig, og foregikk i tidsrommet november 1998 til februar 2011 (se oversikt over milepæler) ved hjelp av amerikanske gjenbrukbare romferger og de russiske engangs-bærerakettene Proton og Sojus.

Det første mannskapet, Ekspedisjon 1, ankom stasjonen i begynnelsen av november 2000, og den har siden vært kontinuerlig bemannet, en gode del av tiden med en besetning på seks og en oppholdstid på bortimot seks måneder. Da den amerikanske romfergeflåten i juli 2011 ble tatt ut av tjeneste, fikk USA et logistikkproblem fordi de kommersielle fartøyene som skulle overta i utvekslingen av mannskaper og transport av forsyninger/utstyr ikke var ferdig utviklet. Tjenestene, spesielt utvekslingen av mannskaper, måtte derfor for NASAs vedkommende i en overgangsperiode utføres ved leie av plass på russiske Sojus romfartøyer.

Den internasjonale romstasjonen er kostbar – konstruksjon, utvikling, bygging, montering og bruk hadde frem til 2012 trolig kommet opp i over 100 milliarder dollar, av hvilke USA alene hadde bidratt med 48,5 milliarder. Norge betaler 0,5 % av ESAs bidrag til driften. Det årlige beløpet svinger, men har i de senere år ligget på ca. 13 millioner kroner.

Mens det tidligere var snakk om bruk frem til 2016, ble driften i januar 2014 sikret til minst 2024. Noe før slutten av det operative perioden er det mulig at seksjoner vil bli frakoblet for bruk i andre romstasjonprosjekter, i en bane rundt Månen eller til og med en bemannet ferd til Mars. Det som blir igjen vil kunne dirigeres ned til et destruktivt møte med jordatmosfæren over et øde havområde.

Det er ikke tvil om at nytteverdien av romstasjonen ble overvurdert på et tidlig stadium – løfter om nye, revolusjonerende materialer og medisiner er bare i liten grad innfridd. Årsaken er dels en urealistisk holdning til hva som er mulig, dels vanskeligheter med å oppnå en fullgod grad av vektløshet, dels at tiden som måtte settes av til klargjøring, reparasjoner og vedlikehold i en innkjøringsperiode overgikk beregningene. Likevel er det etter forholdene oppnådd gode resultater innenfor områder som biologi, rommedsisin, fysikk, kjemi, materialforskning, plantevekst og teknologi. Flere norske prosjekter er gjennomført med godt resultat. Og – ikke minst – driftserfaringen viser at det internasjonale samarbeidet fungerer bra, selv på en høyteknologisk arena mellom tidligere rivaler.

I fortsettelsen vil det trolig bli lagt vekt på å intensivere den vitenskapelige aktiviteten for å sikre et utbytte av investeringene, dessuten bruke stasjonen i utvikling og prøving  av teknologi og prosedyrer aktuelle for en bemannet ferd til en asteroide, en retur til Månen eller en bemannet ferd til Mars.

Antall deltakernasjoner kan komme til å bli økt.

Dextre, verdens mest komplekse romrobot, i arbeid. Bildet er tatt av Ekspedisjon 17-mannskapet på STS-124.

av NASA. begrenset

Den internasjonale romstasjonens aner går tilbake til begynnelsen av 1981 og starten på Ronald W. Reagans epoke som president i USA. Reagan utnevnte den tidligere transportministeren og bedriftslederen James M. Beggs som ny sjef for NASA, og de to var enige om at byggingen av en romstasjon skulle ha høy prioritet. Tiden lot til å være moden – selv om USA hadde oppnådd gode resultater med sin eksperimentelle romstasjon Skylab (se dette) i 1973/74, var store deler av 1970-årene og begynnelsen av 1980-årene preget av Sovjetunionens satsing på de sivile Saljut (se dette) og de militære Almaz romstasjonene. Dessuten lettet endelig den amerikanske romfergen på sin første ferd i april 1981.

Riktignok var forsvarsminister Caspar Weinberger sterkt imot en ny amerikansk romstasjon, som han mente ville redusere Forsvarsdepartementets adgang til regelmessig romfergebruk i rekognoseringssatellitt-sammenheng. Med mindre satellitter og mer avansert teknologi for overføring av bilder ble imidlertid romfergen raskt bortimot overflødig for det amerikanske forsvaret, og dermed kunne NASA for alvor begynne planleggingen av en stor, ny romstasjon.

I sin tale om rikets tilstand 25. januar 1984 støttet president Reagan sterkt opp om romstasjonplanene: ”Jeg har instruert NASA om å utvikle en permanent bemannet romstasjon i løpet av ti år,” sa han. ”En romstasjon vil muliggjøre kvantesprang i vår forskning innen vitenskap, kommunikasjon, metaller og livreddende medisiner som bare kan produseres i rommet.”

Reagan fortsatte med å beskrive et 8 milliarder dollars NASA-program som, uten militær deltakelse, skulle gi en fullt operativ stasjon tidlig i 1990-årene. Men han gjorde det også klart at døren var åpen for bidrag utenfra som kunne gi en enda større og bedre stasjon.

NASA-sjef Briggs fulgte opp presidentens erklæring med en reise til Europa, Japan og Canada for å utdype planene og invitasjonen. Responsen var meget positiv.

I april 1984 etablerte NASA et Space Station Program Office, som i september sendte ut anbudsinnbydelser til utvalgte amerikanske industribedrifter. I mellomtiden, det vil si juni 1984, hadde president Reagan, på et toppmøte i London, gjentatt invitasjonen til andre land om deltakelse. På nytt var responsen positiv, og innen utløpet av første halvår 1985 var det undertegnet bilaterale intensjonsavtaler med Japan, Europa og Canada. I løpet av 1986 var det klart at den europeiske romorganisasjonen ESA (se dette) hadde planer om å delta med en laboratorieseksjon kalt Columbus (se dette) som del av en større pakke med den lille romfergen Hermes (se dette) og en frittflyvende, betjent laboratorieseksjon. Japan skulle også bygge en laboratorieseksjon, mens Canada ville stille med et robot-servicesystem. Formelle avtaler ble undertegnet i september 1988.

NASAs arbeid med romstasjon-utformingen var i stadig utvikling. I 1984 forelå forslag om en stasjon bygget opp av store flater i en trekant, men dette forslaget ble avløst av et 122 m langt, slankt ”Power Tower” konsept. I 1986 kom en firkantet ”Dual Keel” konfigurasjon med et tverrgående rammeverk og et kostnadsoverslag fra 1987 på 14,5 milliarder dollar.

Så og si alle NASA-sentrene ble involvert, men de fremste var Johnson Space Center i Houston, Texas, og Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama. Et prosjektkontor ble opprettet i Reston, Virginia, mens overordnet styring var lagt til romorganisasjonens hovedkvarter i Washington DC.

I 1987 kom NASA, med industriens hjelp, frem til enighet om en revidert basiskonfigurasjon med en slags lengdeakse-ordning og et tverrgående rammeverk. Kontrakten for utvikling ble undertegnet i september 1988, og samme år fikk stasjonen offisielt navnet Freedom.

Arbeidet var ikke bare tidkrevende, men kostbart. Kongressen truet med nedskjæringer, og i februar 1993, da prisen for konstruksjon, bygging og montering var beregnet til ca. 33 milliarder dollar, tok president Bill Clinton initiativ til en omfattende innstramming for å redde stasjonen fra en regelrett kansellering.

Forskjellige NASA-sentre konkurrerte i utarbeidelsen av tre stasjonsalternativer, hvorav vinneren, kalt Alpha, kunne bruke omkring 75 % av seksjonene og delene i Freedom. Dessuten lyktes det for NASA-sjefen på den tiden, Daniel S. Goldin, å få Russland interessert. Russland var godt i gang med konstruksjonen av Mir 2, men hadde noen av de samme problemene med stigende kostnader som USA. En avtale om deltakelse ble i november 1993 undertegnet av Russlands statsminister Viktor S. Chernomyrdin og USAs visepresident Al Gore. Omtrent alle Mir 2 elementer ble overført til det russiske segmentet av stasjonen, og flere nye ble besluttet utviklet. Stasjonen fikk navnet endret til ISS, The International Space Station, eller Den internasjonale romstasjonen.

Avtalen var delt i tre faser, hvorav Fase I (1994-1999) gjaldt amerikansk/russisk samarbeid om bruke av Mir 1. Fase II (1997-1999) omhandlet monteringen i rommet av Den internasjonale romstasjonens amerikanske og russiske kjerneseksjoner, dessuten vitenskapelig arbeid. Fase III (1997-2002) dreide seg om fullføring av stasjonen.

Etter hvert ble det også gjort endringer i rammen for annen utenlands deltakelse

ESAs viktigste bidrag ville fremdeles være laboratorieseksjonen Columbus, men istedenfor romfergen Hermes og en frittflyvende, betjent laboratorieseksjon skulle det utvikles et ubemannet forsyningsfartøy med betegnelsen ATV (Automated Transfer Vehicle). Japan ville utvikle et tilsvarende ubemannet forsyningsfartøy, HTV (H-II Transfer Vehicle), mens laboratoriebidraget Kibo (”håp”) ville komme til å bestå av en ren laboratorieseksjon, en logistikkseksjon og en plattform for utvendig montering av instrumenter og utstyr. Canada skulle, i tillegg til robotarmen Canadarm2, stille med robot-håndtlangeren eller telemanipulatoren Dextre, også kalt SPDM (Special Purpose Dexterous Manipulator).

ISS fotografert fra romfergen Atlantis (STS-106) i 2000. Da bestod romstasjonen av Unity (nederst), Zarja og Zvezda. Øverst ses ett tilkoplet Progress forsyningfortøy.

NASA. begrenset

Første seksjon, den russiske Zarja (”morgengry”), opprinnelig kalt FGB. av Functional Cargo Block, skytes opp med Proton (se dette) bærerakett fra Bajkonur (se dette). Sørget for tidlig stillingskontroll, kommunikasjon og strømforsyning, i senere år hovedsakelig brukt til baneheving og lagring. Har tanker for 6100 kg flytende drivstoff. Egentlig utviklet for romstasjonen Mir (se dette). Noe av byggingen og utrustningen finansiert av USA. Levert av Khrunichev (se dette). Lengden er 12,8 m, diameteren 4,1 m, vekt ved oppskytning 24 968 kg.

Knutepunktseksjonen Node 1/Unity (”samhold”) skutt opp med romfergen Endeavour på STS-88 som første amerikanske bidrag. Sylinderformet med seks koblingsmuligheter – to aksiale og fire radiale. Lengde 5,5 m, diameter 4,3 m, vekt 11 612 kg.

Første oppholdsseksjon/boligkvarter, den russiske serviceseksjonen Zvezda (”stjerne”) skytes opp med Proton fra Bajkonur. Gir livstøtte for mannskap på seks, boligkvarter for to. Seksjonen tilkoblet bakre ende av Zarja, er den bakerste av de permanente i stasjonens lengdeakse. Når ingen korttidsbesøkende romfartøyer er tilkoblet, kan Zvezdas motorer brukes til baneheving eller unnvikende manøvre for å avverge romskrap-treff. Seksjonens datamaskin har ansvaret for innretting og styring av hele romstasjonen. Skulle egentlig ha vært kjernen i Russlands påtenkte Mir 2 romstasjon. Skallet var ferdig ved RSC Energia i februar 1985, mesteparten av det innvendige utstyret ble montert hos underkontraktøren Khrunichev i oktober 1986. Har, som Zarja, egne solcellepaneler.

Zvezda har en lengde på 13,1 m og en diameter på 4,2 m. Oppskytningsvekten var 19 051 kg.

Ekspedisjon 1, med den amerikanske astronauten William M. Shepherd og de russiske kosmonautene Sergei K. Krikaljov samt Juri P. Gidzenko, innleder den permanente bemanningen av romstasjonen. Shepherd var stasjonssjef, selv om Krikaljov hadde mer tid i rommet. De tre ankom med det russiske romfartøyet Sojus TM-31, og avsluttet oppholdet 18. mars 2001.

Den amerikanske laboratorieseksjonen Destiny (”skjebne”) skytes opp med romfergen Atlantis på STS-98 og kobles til Unity. Danner monteringsfeste for romstasjonens tverrgående rammeverk. Bygget av Boeing og utstyrt med blant annet 24 reoler. Har et vindu med diameter 0,5 m. Sylinderformet med en lengde på 8,5 m, diameter 4,3 m og vekt 14 520 kg.

Canadarm2 er en 17 m lang robotarm. Den blir styrt manuelt fra ISS. På bildet ses Stephen Robinson (STS-114) i august 2005.

NASA. begrenset

Den kanadiske robotarmen Canadarm2 skytes opp med romfergen Endeavour på STS-100. Har syv motordrevne ledd og en samlet lengde på 17,6 m. Er i stand til å forflytte seg selv mellom forankringspunkter over store deler av romstasjonen, men kan også, ved hjelp av en skinnegående tralle, bevege seg langs romstasjonens tverrgående rammeverk. Spilte en nøkkelrolle i monteringen av stasjonen, har fortsatt stor betydning for drift og vedlikehold. Er en viktig del av Canadas bidrag til stasjonen.

Den amerikanske luftslusen Quest (”søken”) skytes opp med romfergen Atlantis på STS-104. Ble koblet til Unity, og er den eneste luftslusen i romstasjonens amerikanske segment. Består av to deler, en utstyrssluse for oppbevaring av romdrakter samt verktøy, og en mannskapssluse med luke ut til rommet. Når astronauter har oppdrag utenfor romstasjonen, vil de først iføre seg romdrakter i utstyrsslusen, deretter oppholde seg flere timer i mannskapsslusen der de puster rent oksygen ved redusert trykk (ca. 0,7 atmosfærer eller 70 kPa) for å fjerne nitrogen fra blodet og hindre dykkersyke. Quest omfatter også nødvendige tanker for oksygen og nitrogen.

Seksjonen er sylinderformet med en lengde på 5,5 m og en diameter på 4,0 m. Oppskytningsvekten var 6064 kg.

Oppskytningen av den russiske koblingsseksjonen/luftslusen Pirs (”pir”) med en Sojus U bærerakett fra Bajkonur. Ble to dager senere koblet til den jordvendte luken på Zvezda. Kan ta imot russiske romfartøyer av typen Sojus TMA eller Progress M, og er i den sammenheng i stand til å overføre flytende drivstoff til tanker i Zvezda eller, hvis ønskelig, motsatt vei. Betjener kosmonauter som har oppdrag utenfor med Orlan M drakter. Ble bygget av RSC Energia, og er sylinderfomet med en lengde poå 4,9 m og en lengde på 2,6 m. Oppskytningsvekten var 3580 kg.

SO, senterseksjonen i romstasjonens tverrgående rammeverk, blir skutt opp med romfergen Atlantis på STS-110 og festet til oversiden av Destiny med fire stag. Leder strøm til og varme fra den trykksatte del av stasjonen. Til SO ble det etter hvert montert seks rammeverkseksjoner på hver side. De på venstre side i fartsretningen fikk betegnelsen P (av port, babord) og et nummer, de på  høyre S (av starboard, styrbord) og et nummer. SO har en lengde på 13,4 m og en bredde på 4,6 m. Oppskytningsvekten var 13 971 kg.

USA gjenopptar romfergeflyvningene i romstasjon-monteringsøyemed etter Columbia-ulykken (se Det amerikanske romfergeprogrammet). Atlantis på STS-115 medfører rammeverkseksjonene P3/P4, to solcellepaneler og batterier. Tre arbeidsøkter utenfor blir gjennomført.

Knutepunktseksjonen Node 2/Harmony ble skutt opp med romfergen Discovery på STS-120 og festet i første omgang til venstre side av Unity. Senere ble den flyttet til fremre koblingsmekanisme på Destiny. Harmony ble bygget for NASA av Thales Alenia Space i Torino, Italia, i henold til en avtale mellom den amerikanske romorganisasjonen og ESA. Den sylindriske knutepunktseksjonen er 7,2 m lang og har en diameter på 4,4   m. Oppskytningsvekten var 14 288 kg.

Columbus installeres på ISS. Hans Schlegel er her i arbeid på utsiden av laboratoriet. Det kan kontrolleres både fra ISS og fra Columbus Control Center i Tyskland.

NASA. begrenset

Laboratorieseksjonen Columbus, ESAs største enkeltbidrag til Den internasjonale romstasjonen, blir skutt opp med romfergen Atlantis på STS-122. Kobling til høyre side av Harmony. Er utstyrt for eksperimenter innen blant annet materialforskning, væskers fysikk og biologi, kan dessuten betjene utvendig monterte instrumenter Sylinderform med lengde 6,9 m og diameter 4,5 m. Oppskytningsvekten var 12 775 kg.

Det europeiske forsyningsfartøyet ATV, som fikk navnet Jules Verne.

NASA. begrenset

Oppskytning av ESAs første ATV, kalt Jules Verne, med en Ariane 5 fra Guyana-romsenteret ved Kourou i Fransk Guyana. ATV er et ubemannet forsyningsfartøy for engangsbruk, og ATV-1/Jules Verne ble koblet til bakre ende av Zvezda blant annet ved hjelp av Kurs, et russisk radarbasert system, og GPS (se dette). ATV er sylinderformet med en lengde på 10,3 og en diameter på 4,5 m. Oppskytningsvekten var ca. 20 750 kg, hvorav omkring 7 700 kg nyttelast.

På STS-123 fraktet romfergen Endeavour to store komponenter til romstasjonen – den kanadiske robot-håndtlangeren eller telemanipulatoren Dextre (Special Purpose Dexterous Manipulator), og Kibo ELM-PS (Experiment Logistics Module – Pressurized Section), den trykksatte logistikkdelen av det japanske laboratoriebidraget Kibo (andre, større deler av Kibo er selve laboratorieseksjonen og en plattform for utvendig montering av instrumenter og utstyr).

Dextre er egentlig en toarmet robot som, brukt sammen med Canadarm2, kan utføre arbeid med stor presisjon og dermed redusere nødvendigheten av å bruke mannskaper utenfor stasjonen. Den har en 3,5 m lang ”overkropp” med 3,4 m lange armer.

Kibos trykksatte logistikkdel er sylinderformet med en lengde på 4,2 m og en diameter på 4,4 m. Den ble midlertidig forankret til Harmony.

Kibos laboratorieseksjon og en japansk robotarm skytes opp med romfergen Discovery på STS-124 og kobles til Harmony. Deretter ble Kibos trykksatte logistikkdel festet på siden av laboratorieseksjonen. Med en lengde på 11,2 m og en diameter på 4,4 m er laboratorieseksjonen romstasjonens største. Oppskytningsvekten var 14 800 kg.

Japans første HTV, også kalt Kountori (”hvit stork”), et ubemannet forsyningsfartøy for engangsbruk, noe tilsvarende ESAs ATV, skytes opp med en H-IIB bærerakett fra Tanegashima-romsenteret i Japan. Det sylinderformede romfartøyet var 10,0 m langt med en diameter på 4,4 m. Startvekten lå på 10 500 kg, hvorav 6000 kg var nyttelast.

Den russiske koblingsseksjonen/luftslusen Poisk (”utforske”), også kalt MRM 2 (Mini-Research Module 2), skytes opp festet til et modifisert Progress-forsyningsfartøy med en Sojus U bærerakett fra Bajkonur. Kobles til den oppovervendte luken på Zvezda. Stort sett sylinderformet med en lengde på 4,0 m og en største diameter på 2,6 m. Oppskytningsvekten var 3670 kg.

Den ESA-byggede Cupola-observasjonsseksjonen skytes opp med romfergen Endeavour på STS-130. Cupola-prosjektet var egentlig startet av NASA og Boeing, men kansellert på grunn av budsjett-nedskjæringer. Har seks skråstilte sidevinduer og et toppvindu, alle utstyrt med deksler for beskyttelse mot mikrometeoroider og små romskrappartikler. Det runde toppvinduet, med en diameter på 81 cm, var det største i rommet til da. Seksjonens høyde er 1,5 m, største diameter 3,0 m. Oppskytningsvekten var 1805 kg. Med Cupola-seksjonen på plass var romstasjonen 85 prosent ferdig montert.

Den russiske koblings- og lagringsseksjonen Rassvet (”soloppgang”), også kalt MRM 1 (Mini-Research Module 1), skytes opp med romfergen Atlantis på STS-132. Kobles til den nedovervendte luken på Zarja. Stort sett sylinderformet med en lengde på 6,0 m og største diameter 2,4 m. Oppskytningsvekten var 5075 kg.

Leonardo, den ene av ESAs tre italienskbyggde, gjenbrukbare MPLM (Multi-Purpose Logistic Module) logistikkseksjoner, blir skutt opp med romfergen Discovery på STS-133 for å bli permanent tilkoblet stasjonen og brukt hovedsakelig til lagring. Sylinderformede med lengde 6,6 m, diameter 4,6 m og oppskytningsvekt (tom) 4082 kg.

Atlantis skytes opp på siste romfergeferd og siste romferge-forsyningsoppdrag til Den internasjonale romstasjonen. Medførte blant annet logistikkseksjonen MPLM Raffaello lastet med utstyr og ca. ett års forsyninger. Raffaello, i romfergens lasterom, hadde med seg omkring 2590 kg avfall og ukurant utstyr tilbake.

25. MAI 2012

Et kommersielt romfartøy (et SpaceX Dragon forsyningsfartøy) blir for første gang tilkoblet romstasjonen.

Den internasjonale romstasjonen beveger seg i en bane med ekvatorvinkel 51,6 grader, som betyr at den kommer så langt nord og syd som 51,6 grader fra ekvator. Området under banen omfatter imidlertid omkring 85 % av Jordens overflate og 95 % av befolkningen. 51,6 grader er tilpasset oppskytningen av russiske Sojus og Progress romfartøyer fra Bajkonur. Stasjonen kan, under gunstige forhold, ses fra det sydlige Norge lavt over horisonten i sydlig retning.

Banen er nesten sirkelformet med en gjennomsnittlig minimumshøyde på 330 km og en maksimumshøyde på 410 km. Gjennomsnittshastigheten er 27 724 km/t (7,7 km/s), slik at stasjonen gjennomfører 15,7 omløp per dag. Omløpstiden er 91,6 minutter. Banehøyden ble valgt for å holde drivstofforbruket nede ved oppskytning av romfartøyene som skulle levere seksjoner, forsyninger eller nye mannskaper. Besparelsen var særlig stor ved bruk av romfergen, og førte til at en noe større nyttelast kunne fraktes til stasjonen.

Luftmolekyler fra den øvre atmosfæren gir en bremseeffekt, spesielt på de store flatene. Bremseeffekten gir under vanlige forhold et høydetap på 30-50 meter per dag, atskillig mer når jordatmosfæren varmes opp og utvider seg som følge av stor solaktivitet. Banehøyden må derfor økes fra tid til annen med romstasjonens egne motorer (særlig to i bakkant av Zvezda) eller motorer i besøkende romfartøyer (for eksempel ATV). Dessuten passer datamaskiner om bord på at de store solcellevingene kantstilles når stasjonen er på Jordens nattside.

Baneendringer blir også gjennomført  for å øke sikkerhetsmarginene ved romskrap-passeringer varslet fra bakken (se nedenfor under Spesielle faremomenter).

Behovet for strøm ble tidlig i monteringsperioden dekket ved hjelp av fire roterbare solcellepaneler og batterier på de russiske seksjonene Zarja og Zvezda. Det russiske segmentet er konstruert for bruk av 28 V likestrøm. Ved videre utbygging skulle elektrisk kraft også skaffes fra en egen strømforsyningsplattform. Denne plattformen ble imidlertid kansellert, og viktigste strømforsyningskilde for hele stasjonen er dermed fire sett amerikanske solcellevinger på det tverrgående rammeverket.

Hvert sett solcellevinger består av fire utfellbare, 34,2 meter lange paneler som, med 32 800 solceller, ga en effekt på 32 kW nye. Tallet synker til 26 kW etter 15 år. Panelene er dobbeltsidige – mens den ene siden bruker direkte sollys, vil den andre kunne nyttiggjøre lys reflektert av Jorden. Konverterings-virkningsgraden er ca. 14 %. Produsert spenning er 160 V, som nedtransformeres til 124 V for bruk i det amerikanske segmentet og 28 V for bruk i det russiske.

Solvingene vil automatisk kunne følge Solen ved dreibare ledd på det tverrgående rammeverket, men som nevnt ovenfor vil de på nattsiden rettes inn slik at bremseeffekten reduseres. Elektrisiteten lagres i nikkel-hydrogen batterier for bruk om natten og når belastningen er stor.  Spesielle avledere vil hindre uønskede overslag forårsaket av et høyt spenningspotensiale mellom stasjonen og ionosfæren den beveger seg i.

Det store strømforbruket i romstasjonens systemer og eksperimenter resulterer i varme, og de trykksatte seksjonene må kjøles ned. Stasjonens kjølesystem bruker ammoniakk som kjølemedium, og avgir oppsamlet varme til rommet gjennom varmevekslere montert på det tverrgående rammeverket.

Av hensyn til strømproduksjonen, temperaturstyring og kommunikasjon med bakken er det viktig å kjenne ikke bare stasjonens posisjon i banen, men også dens stilling. Stillingen eller orienteringen styres på to måter, med gyroskoper eller med små rakettmotorer.

Gyroskoper er den vanlige, og fire stykker er montert på toppen av Node 1/Unity. Hvert gyroskop har et 98 kilograms svinghjul som roterer hele 6600 omdreininger i minuttet i en kardang-opphengning. Når en rotasjonsakse beveges, vil en resultantkraft dreie hele stasjonen, og i et samspill mellom gyroskopene vil man kunne oppnå en hvilken som helst stilling eller holde stasjonen helt i ro. Ved feil tar et russisk stillingskontrollsystem, basert på bruk av små rakettmotorer, over. Også en tilkoblet romferge kunne sørge for stillingskontroll av stasjonen. Det samme kan Sojus-romfartøyer eller ubemannede forsyningsfartøyer.

Den trykksatte delen av stasjonen har en atmosfære med sammensetning og trykk som vanlig luft ved havoverflaten på Jorden.

Atmosfæren renses for karbondioksid primært av det russiske Vozdukh-systemet i Zvezda. Andre biprodukter av menneskelig metabolisme, slik som metan fra tarmene og ammoniakk i svette, fjernes ved hjelp av trekullfiltre. Nytt oksygen fremstilles ved elektrolyse av vann i den russiske Elekron-generatoren i Zvezda og et ESA-levert system i Node 3/Tranquility.

Elektrolyseprodusert hydrogen kan kombineres med karbondioksid fra kabinatmosfæren og omdannes til vann og metan, eller slippes ut i rommet.

Stasjonen har dessuten et forråd av oksygen i trykktanker for eksempel i den amerikanske luftslusen Quest, og leveres dessuten jevnlig til stasjonen. I en nødsituasjon kan man bruke kjemisk produsert oksygen, det vil si fra en forbrenning av litiumperklorat i patroner.

Rent vann fremstilles ved filtrering og destillasjon av kondensert atmosfære-fuktighet, av spillvann og av urin. Node 3/Tranquility medførte nytt utstyr for vann-resirkulering, og vannet som produseres her er renere enn det de fleste mennesker kan tappe fra springen. Også vann blir i tillegg sendt opp med forsyningsfartøyer – det går med omkring 4,4 liter per dag for hvert besetningsmedlem til drikke og vask.

Den internasjonale romstasjonen har vært kontinuerlig bemannet siden 2. november 2000, da amerikaneren Wliiam M. Shepherd (stasjonssjef) og de russiske tekniske medlemmene Sergei K. Krikaljov og Juri P. Gidzenko koblet seg til i det russiske romfartøyet Sojus TM-31. Dette var Ekspedisjon 1, og senere mannskaper har vært identifisert som Ekspedisjon 2, 3, 4 osv. Besetningene har hatt vekselvis og i hovedsak amerikanske/russiske stasjonssjefer, og besto for Ekspedisjon 1 til 6's vedkommende av tre medlemmer. Ekspedisjon 7 til 12 ble av sikkerhetsmessige årsaker redusert til to etter ulykken med romfergen Columbia. Fra Ekspedisjon 13 ble antallet økt gradvis til det nådde seks for Ekpedisjon 20. Stasjonen er egentlig konstruert for et mannskap på syv.

Oppholdstiden for besetningene som utgjør den permanente bemanningen er bortimot seks måneder (det samme som holdbarheten for de tilkoblede Sojus-redningsfartøyene), men besetningene er splittet slik at et amerikansk medlem, for å gi kontinuitet, skytes opp på et annet tidspunkt enn de øvrige. For dette medlemmet kan oppholdstiden bli kortere enn seks måneder.

I tillegg til den faste bemanningen har romstasjonen hatt korttidsbesøk av romfergeastronauter, og det største antall mennesker om bord på én gang har vært 13. Dessuten har det i tidsrommet april 2001 til oktober 2009 vært gjennomført syv til ni dagers opphold av betalende gjester - såkalte Spaceflight Participants – på en spesialavtale mellom det amerikanskregistrerte selskapet Space Adventures, Ltd.  og den russiske nasjonale romorganisasjonen Roskosmos (se dette). De syv det er snakk om, hvorav én fløy to ganger, har i mediene vært omtalt som romturister, en noe misvisende betegnelse fordi de, etter grundige legeundersøkelser, ha vært gjennom et grundig treningsprogram ved det russiske Gagarin kosmonaut-treningssenteret (se dette) i nærheten av Moskva, og fordi trening, oppskytning og opphold tross alt koster omkring 40 millioner dollar. Til å begynne med var  prisen ca. 20 millioner dollar. Første Spaceflight Participant var den amerikanske mangemillionæren, ingeniøren og investeringsrådgiveren Dennis A. Tito, som i april/mai 2001, etter et 900 timers treningsprogram, var nesten åtte dager i rommet, hvorav mesteparten i Den internasjonale romstasjonen.

Mannskapet vekkes vanligvis klokken 06.00, og etter morgenstellet foregår en inspeksjon av stasjonen. Så følger frokost og en planleggingskonferanse med blant annet Kontrollsenteret i Houston før arbeidsdagen starter omkring 08.10. Arbeidsdagen omfatter fysisk trening, til sammen over to timer fordelt på økter før og etter lunsj. Lunsjpausen på en time begynner ca. klokken 13.00, og mannskapet er i arbeid til 19.30. Da er det middag og en ny konferanse før soveperioden begynner klokken 21.30. Den normale arbeidsdagen er ti timer fem dager i uken og fem timer på lørdag. Resten av tiden brukes til rekreasjon eller utestående arbeid.

Den fysiske treningen er viktig for å motvirke kalsiumtapet i benstrukturen, svekkelsen av muskulaturen, omfordeligen av kroppsvæskene, den reduserte produksjonen av røde blodlegemer og et forringet immunforsvar som følger med spesielt langvarig vektløshet. Til rådighet har mannskapet to tredemøller, et apparat som gir mulighet for trekking av elastiske bånd og en ergometersykkel. Ved bruk av tredemøllene må astronautene benytte seler og elastiske bånd for å bli holdt nede.

Det faste mannskapet på seks har i utgangspunktet egne avlukker med soveposisjoner, to i Zvezda og fire i Harmony. De amerikanske er mer avsondret, og kan best beskrives som små, lydisolerte og ventilerte kott. De russiske har et lite vindu, men ikke samme lydisolasjon og ventilasjon. Alle kan oppbevare personlige ting i fastspente nett, og kan høre på musikk eller bruke en laptop. Det er også sørget for en hylle, et slags arbeidsbord og leselys. Man sover i en pose festet til vegger, tak eller gulv. Fritt svevende, sovende mannskapsmedlemmer er ikke ønskelig, fordi det kan være lett å komme borti sårbart utstyr. Korttidsbesøkende astronauter har flere mulige steder de kan feste sine soveposer, valget er avhengig blant annet av tilgjengelighet, støynivå og ventilasjon.  Ventilasjonen er viktig, fordi man uten kan risikere at det dannes en lokal boble av utåndet karbondioksid som holder oksygen unna.

Den internasjonale romstasjonn har ikke dusj, blant annet fordi arbeidet med å fange opp fritt svevende vanndråper blir for tidkrevende og fordi man i størst mulig grad ønsker å holde forbruket av vann nede. Kroppsvask foregår i stedet ved bruk av en tynn vannstråle, kluter og såpe (fra en innretning som minner om en tannpastatube). En skyllefri sjampo og en svelgbar tannpasta bidrar ytterligere til redusert bruk av vann.

Det gjør for så vidt også toalettene om bord. Det er to stykker av dem, ett i Zvezda og ett i Tranquility. Begge er basert på bruk av luftstrømmer, og det gjelder å sørge for god tetning til toalettsetet før viften startes og et utløp åpnes. Fast avføring samles opp i poser som lagres i en aluminiumbeholder. Når beholderen er full, plasseres den i et Progress forsyningsfartøy for destruksjon i atmosfæren under tilbakevending. Flytende avføring samles opp av en slags trakt, anatomisk riktig formet for bruk av så vel menn som kvinner. Trakten er festet til en slange i forkant av toalettet, og den flytende avføringen går til vanngjenvinningssystemet for rensing til drikkevann.

Mesteparten av maten i romstasjonen er pakket i plast, fordi hermetikkbokser er forholdsvis tunge og dyre. Den er sammensatt av retter i stor grad valgt av astronautene selv, men tilpasset krav til næringsinntak, innhold av vitaminer/mineraler osv. Maten tilberedes ofte ved tilsetting av vann og ved oppvarming. Den er mer krydret enn vanlig, blant annet fordi smakssansen svekkes i vektløshet. Det er ikke vanskelig å forestille seg at mannskapet fra tid til annen kan bli lei av den ofte sterile maten og ser frem til besøk av et romfartøy med ferske varer, inklusive frisk frukt og friske grønnsaker.

Drikkevarer og supper inntas med sugerør fra lukkede beholdere, fast mat med kniv, gaffel og skje som har magneter for feste til brettet. Det gjøres meget for å hindre at fast mat avgir smuler, og alt som måtte flyte unna må samles opp for å hindre at det stopper til filtre og skader annet utstyr.

En liten bysse er utstyrt med to matvarmere, et kjøleskap og kraner for varmt og kaldt vann.

Av spesielle faremomenter for mannskapet i romstasjonen kan nevnes treff av romskrap og mikrometeoroider, dessuten stråling.

Romskrap omfatter en rekke forskjellige objekter av ulik størrelse fra døde satellitter, brukte rakett-trinn og målfragmenter etter prøver med antisatellitt-våpen til malingflak, slagg fra faststoff-rakettmotorer og for eksempel ørsmå kobbernåler fra militære kommunikasjonseksperimenter. Mikrometeoroidene stammer fra kometer eller asteroider.

Større legemer kan ødelegge stasjonen ved kollisjon, men utgjør en relativt liten fare fordi de kan oppdages og følges ved hjelp av optiske instrumenter eller radar på bakken, i hvert fall hvis størrelsen er over noen få centimeter. Ved fare for kollisjon vil romstasjonen endre banen, vanligvis med små rakettmotorer på det russiske segmentet. Slike unnvikende manøvrer har vært utført flere ganger, blant annet syv mellom oktober 1977 og mai 2003.

Små partikler er farlige fordi de er tallrike, ikke kan varsles på forhånd og, på grunn av hastigheten, har overraskende stor gjennomslagskraft. Kollisjoner kan oppdages som små hull eller kratre, og spesielt utsatt er stasjonens store solcellevinger. Sårbarheten er stor for astronauter i arbeid utenfor – selv et 0,5 millimeters malingflak vil kunne punktere en romdrakt. Flere seksjoner er beskyttet ved et slags skjold av et forholdvis tynt materiale som delvis vil fordampe i trffpunktet. Det som fortsetter innover mot stasjonens trykkskall er således en blanding av gass og meget små materialfragmenter med vesentlig redusert gjennomslagskraft. Romstasjonen har, i hvert fall frem til 2014, ikke vært utsatt for kollisjonskader av betydning.

Hva stråling angår, er romstasjonen delvis beskyttet av Jordens magnetfelt, men stor solaktivitet her i enkelte tilfelle ført til at stasjonens stilling måtte endres eller mannskapet dirigert til russiske seksjoner med bedre skjerming Generelt regnes strålingsnivået i romstasjonen å være omkring fem ganger større enn i høytgående passasjerfly.

Montering og daglig drift av Den internasjonale romstasjonen har krevet meget av mannskapets tid, men selv med en fast bemanning på to viste det seg mulig å få utført vitenskapelig arbeid. Tid tilgjengelig for eksperimenter kunne økes da monteringsarbeidet nærmet seg slutten, oppstartingsproblemer og barnesykdommer i ulike tekniske systemer var overvunnet og den faste mannskapsstyrken ble stabilisert på seks. 

Helt fra begynnelsen har et hovedmål fra forskningen vært å utnytte mikrogravitasjonen (se dette) i studier innenfor biologi (inklusive biomedisin og bioteknologi), fysikk (inklusive væskers fysikk og kvantefysikk), materialteknologi, astronomi (inklusive kosmologi og astrofysikk), meteorologi og jordobservasjon. Det legges vekt på at forskningen skal gi viten og/eller resultere i produkter som kommer til nytte i vårt dagligliv her på Jorden, men stasjonen vil også i stadig større grad fremover bli brukt til å finne løsning på de problemene som gjelder for lange, bemannede ferder ut i rommet.

Av nyere eksperimenter med en nytteeffekt her nede kan nevnes ett som vil kunne gi en vaksine mot salmonella. Et annet kan føre til et luftrenseanlegg i stand til å stoppe 98 % av alle luftbårne, sykdomsfremkallende stoffer som ledes gjennom, et tredje vil kunne muliggjøre bruken av ultralyd langt av gårde for diagnose av skader og sykdommer, et fjerde for mikro-innkapsling av medisiner for mer effektiv behandling av sykdommer som kreft eller diabetes.  Og det hevdes at bruken av et nytt og bedre materiale i de hardt belastede turbinbladene på jetmotorer ikke hadde vært mulig uten forutgående eksperimenter i romstasjonen. Frem til desember 2013 var det utført i overkant av 1500 vitenskapelige/tekniske eksperimenter og undersøkelser. 

Det er fraktet til stasjonen utstyr som AMS-2 (Alpha Magnetic Spectrometer 2), et stort og kostbart partikkelfysikk-instrument som blant annet leter etter mørk materie (se dette) og antimaterie (se dette) gjennom undersøkelser av kosmisk stråling (se dette), dessuten R2 (Robonaut 2), en humanoiderobot som i første omgang skal brukes i utviklingen av en hjelper eller erstatter for en astronaut i arbeid ute i rommet, men som senere vil kunne overta for mennesker ved farefylt eller rutinepreget arbeid her nede. Den kanadiske robot-håndtlangeren Dextre ble i 2012 benyttet i et eksperiment for automatisk drivstoffylling på romstasjonen. Et slik system vil kunne bli til nytte blant annet ved service på satellitter i rommet.

Av norske instrumenter og utstyr på stasjonen kan nevnes planteforsøk med vårskrinneblom i et europeisk minidrivhus og prøving av et instrument ved navn ANITA (Analysing Interferometer for Ambient Air) for måling av luftkvaliteten om bord. Bak plantevekstforsøket står Plantebiosenteret ved NTNU (se dette) i Trondheim, dit ESA har lagt sitt kontrollsenter (N-USOC) for den slags forskningsarbeid i romstasjonen. Plantevekstforsøkene drives ikke bare med tanke på fremtidige bemannede ferder langt ut i rommet, de vil også kunne gi bedre planter for bruk her nede. ANITA er utviklet ved SINTEF (se dette) i samarbeid med det tyske selskapet Kayser-Threde. Dessuten har NORAIS, et norsk AIS (Automatic Identification System) instrument for skipsregistrering, vært i bruk på stasjonen med godt resultat siden juni 2010.

Det amerikanske segmentet av stasjonen fikk i 2005 av Kongressen status som National Laboratory. I et annet forsøk på å stimulere til økt bruk opprettet NASA i 2011 den ideelle organisasjonen CASIS (Center for the Advancement of Science in Space), som hvert år får 10 millioner dollar i støtte av romorganisasjonen.

Det russiske segmentet drives og styres av den nasjonale romorganisasjonen Roskosmos (se dette) gjennom et kontrollsenter i Koroljov utenfor Moskva. Russland har rett til neste halvparten av mannskapstiden i romstasjonen. Fordelingen av resterende mannskapstid og utstyr i øvrige seksjoner er omtrent slik: Columbus – 51 % for ESA, 46,7 % for NASA og 2,3 % for CSA (Canadian Space Agency), Kibo – 51 % for JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), 46,7 % for NASA og 2,3 % for CSA, Destiny – 97,7 % for NASA, og 2,3 % for CSA. Mannskapstid, elektrisk kraft og rett til kjøp av tjenester slik som datakommunikasjon er fordelt med 76,6 % for NASA, 12,8 % for JAXA, 8,3 % for ESA og 2,3 % for CSA.

Kontinuerlig bruk av romstasjonen er helt avhengig av pålitelige transportsystemer for frakt av mannskaper, forsyninger (mat, vann, oksygen, luft, drivstoff, klær osv.) og utstyr.

Transportsystemene frem til juli 2011 omfattet den amerikanske romfergen, russiske bemannede Sojus romfartøyer og ubemannede Progress forsyningsfartøyer, ESAs ubemannede ATV og Japans ubemannede HTV.

Romfergen fraktet mannskaper opp og ned, opptil 25 tonn nyttelast opp og 18,6 tonn ned. Lasten ble i hovedsak oppbevart i sylinderformede logistikkseksjoner, som, etter at fergen hadde koblet seg til stasjonen helt foran i fartsretningen, ble manøvrert ut av lasterommet med den kanadiske robotarmen Canadarm2, festet til en annen koblingsmekanisme, losset og fylt med avfall og ukurant utstyr, deretter ført til lasterommet på samme eller en senere romferge for retur til Jorden og gjenbruk. De tre logistikkseksjonene var bygget i Italia for ESA, og bar navnene Leonardo, Raffaello og Donatello. Før romfergeflåten ble tatt ut av tjeneste i juli 2011, hadde Discovery fraktet opp en noe ombygget Leonardo for permanent kobling til stasjonen.

Sojus romfartøyene av typen TMA kan frakte tre mennesker opp og ned, dessuten 30 kg annen last opp og 50 kg ned. Transporttjenesten ordnes slik at to Sojus-fartøyer hele tiden er koblet til stasjonen for bruk i tilfelle det skulle oppstå behov for evakuering. Det ubemannede forsyningsfartøyet Progress har mange ytre likhetstrekk med Sojus, men er konstruert for engngsbruk og blir ødelagt i møtet med atmosfæren under tilbakevendingen. Største mengde nyttelast opp er 2230-3200 kg.

ESAs ATV og Japans HTV er også konstruert for engangsbruk. For ATV er mengden nyttelast under trykk opptil 7700 kg, for HTV 6 000 kg.

NASAs romfergeflåte ble permanent satt på bakken før en etterfølger var klar, noe som førte til at USA måtte leie forholdsvis dyr seteplass på russiske Sojus romfartøyer (i overkant av 60 millioner dollar per sete opp og ned). Romfergen Atlantis hadde på den siste ferden med seg bortimot et års forbruk av forsyninger, noe som, supplert med det som kan fraktes opp med Progress, ATV og HTV, bør kunne forhindre en knapphet på romstasjonen før amerikanske romferge-etterfølgere er på plass.

Etterfølgere blir to eller flere typer romfartøyer utviklet og drevet på kommersielt grunnlag innenfor rammen av COTS (Commercial Orbital Transportation Services), som NASA har tatt initiativ til etter pålegg fra Kongressen. Av de to prosjektene som er kommet lengst, SpaceX's Dragon med bæreraketten Falcon 9 og Orbital Sciences' Cygnus med bæreraketten Antares, gjennomførte det førstnevnte en vellykket COTS-prøve 22-31 mai 2012: Dragon-romfartøyet, med 460 kg nyttelast, manøvrerte seg automatisk til en avstand av 10 m fra romstasjonen, og ble der geleidet til kobling med Node 2/Harmony av romstasjonens Canadarm2 robotarm. 25. mai var datoen et kommersielt romfartøy for første gang ble koblet til Den internasjonale romstasjonen. En operativ utgave av Dragon skal kunne frakte en nyttelast på opptil 6000 kg nyttelast til stasjonen. En bemannet utgave vil ha plass til syv astronauter. Cygnus ble skutt opp på sin første COTS-prøve 18. september 2013. Kobling til Node 2/Harmony ble gjennomført 29. september, også i dette tilfellet med hjelp fra Canadarm2. Romfartøyet medførte 589 kg last. Frakobling skjedde 22. oktober 2013, men i motsetning til Dragon er romfartøyet ikke konstruert for å overleve møtet med atmosfæren.

Etter ytterligere prøver ble så vel Falcon 9/Dragon som Antares/Cygnus godkjent for levering av forsyninger til romstasjonen.

  • USA
  • Russland
  • Japan
  • Canada

Dessuten elleve nasjoner gjennom ESA, den europeiske romorganisasjonen:

  • Belgia
  • Danmark
  • Frankrike
  • Italia
  • Nederland
  • Norge
  • Spania
  • Storbritannia
  • Sveits
  • Sverige
  • Tyskland
Lengde  51,0 m
Bredde (tverrgående rammeverk)  109,0 m
Lengde for hver av 4 solcellevinger  73,0 m
Masse, totalt  419 tonn
Beboelig volum  388 m3
Trykksatt volum  916 m3
Strømproduksjon (4 vinger, 8 doble paneler)   84 kW

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.