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> Lar, espacial lar (15/03/01) Em terra, a Estação Espacial Internacional seria uma construção muito estranha - mas o espaço é um lugar estranho de se viver!
Uma casa terrestre tem isolação para manter o ar dentro fresco ou aquecido, mas um lar espacial deve ser bem fechado hermeticamente apenas para manter o ar dentro. A estrutura de construções na Terra deve suportar uma constante força gravitacional de 1-g. Em constraste, o desenho de uma estrutura em órbita deve ser ideal para a microgravidade, e ao mesmo tempo resistir à tremenda aceleração de 3-g do impulso de um foguete ao espaço. Por estas e outras razões, construir uma estrutura para se viver no espaço apresenta um diferente grupo de desafios de projeto do que construir casas em terra. Acima: a Estação Espacial Internacional não se parece nem um pouco com casas construídas aqui na Terra. As condições únicas do espaço levam a um design que parece mais com arte moderna feita de latas de refrigerante do que com o conceito da maioria das pessoas de um lar! A primeira coisa que um arquiteto iria notar sobre a construção no espaço seria a força da gravidade. Uma casa em queda livre na órbita da Terra pode ter uma mais ampla variedade de formas básicas do que casas no planeta. "Está em queda livre, então não se precisa dizer "isto é para cima" e "isto é para baixo" do ponto de vista da arquitetura da estação e da integridade estrutural," disse Kornel Nagy, diretor estrutural e dos sistemas mecânicos da Estação Espacial Internacional (ISS) no Centro Espacial Johnson da NASA. Por exemplo, escritores de ficção científica freqüentemente imaginam que uma estação espacial seria em forma de roda. Como visto em 2001: uma odisséia no espaço de Stanley Kubrick e Arthur C. Clake, os anéis iriam vagarosamente girar para criar uma força centrífuga que agiria como uma falsa gravidade. Outros visionários, como Wernher von Braun, também viram uma roda giratória como a mais provável forma de uma estação espacial. Então porque a ISS não se parece com uma grande roda de hamster? "Mesmo embora (o design de roda seja) um conceito elegante," diz Nagy, "se tem que pensar em termos dos atuais veículos de lançamento que nós temos e como coloca-se todas as peças a bordo agrupadas em um corpo unificado." "Então a opção que foi escolhida é de levar compartimentos pressurizados para cima em segmentos que são tão grandes quanto se pode elevar em um particular veículo de lançamento, " ele continuou. "No nosso caso, é o compartimento de carga do ônibuis espacial."
Acima: Construir uma casa para se viver no espaço requer um pouco mais que madeira e tijolos. Titânio, Kevlar, e aço são materiais comuns na ISS. Engenheiros tiveram que usar estes materiais para fazer a estrutura leve, mas forte e resistente. Desde que cada dos componentes em forma de lata de alumínio da Estação tem que ser elevado à órbita, minimizar o peso é crucial. Alumínio de peso leve, em lugar de aço, compreende a maior parte da armação externa dos módulos. Esta armação também deve prover proteção dos impactos de pequenos meteoróides e lixo espacial. Desde que a ISS cruza o espaço a cerca de 27 000 km/h, mesmo grãos tão pequenos quanto poeira representam um perigo considerável. Lixo espacial, uma herança flutuante da exploração espacial passada, é uma ameaça ainda maior. Para assegurar a segurança da tripulação, a Estação Espacial veste um "colete à prova de balas." Camadas de Kevlar, tecidos cerâmicos, e outros materiais avançados formam uma cobertura de mais de 10 cm de espessura em volta da armação de alumínio de cada módulo. (Kevlar é o material usado em coletes à prova de balas usados por policiais.)
Esquerda: camadas de Kevlar e outros materiais resistentes a impactor reduzem a chance de que pequenos objetos possam penetrar as paredes dos módulos e arriscar a tripulação. Designers tiveram que deixar uns poucos buracos nesta armadura para que a tripulação pudesse ocasionalmente desfrutar da espetacular vista. Uma janela típica de uma casa na Terra tem duas vidraças, cada uma com cerca de 1/16 polega de espessura. Em constraste, as janelas da ISS têm casa uma 4 vidraças de cerca de 1/2 a 1-1/4 polegadas de espessura. Uma veneziana de alumínio exterior provê proteção extra quando as janelas não estão em uso. O vidro nestas janelas é submetido a severo controle de qualidade, porque mesmo rachaduras minuciosas iriam aumentam a chance de um micro-meteoróide causar uma fratura. Em órbita, uma força principal é a pressão do ar dentro da ISS, que comprime cada polegada quadrada do interior dos módulos com quase 15 libras da força. (Casas na Terra também têm esta pressão interna, mas a pressão externa da atmosfera a balancea.) Mas mesmo antes de atingir a órbita estes módulos têm também que suportar a massiva tensão do lançamento. "A estrutura tem que resistir ao peso que vai suportar enquando estiver sendo transportada à órbita, que é muito intenso," disse Nagy. Enquando o ônibus espacial sobe em direção à extremidade do espaço, cada peça do módulo da ISS dentro vai "pesar" três vezes o normal. A estrutura dos módulos tem que manipular este peso ao longo do longo eixo durante o lançamento e a pressão do ar interna enquando em órbita.
O Common Berthing Mechanism (CBM) liga os módulos. Para assegurar um bom lacre, o CBM têm um automático mecanismo de trancamento que puxa os dois módulos para junto um do outro e aperta 16 parafusos com uma força de 19 000 libras cada! Esta enorme força é necessária para contrabalançar a tendência da pressão interna do ar de empurrar os módulos separadamente e para assegurar um bom lacre do ar. "Muito trabalho de desenvolvimento e muitos testes foram empregados no CBM para ser capaz de conseguir este lacre fidedigno, " disse Nagy. "Até agora trabalhou bem."
> Traduzido e adaptado com permissão de Science NASA. Leia a versão em inglês.
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Uma vez carregado
um módulo à órbita pelo ônibus, a tarefa seguinte é
seguramente anexá-lo ao resto da Estação.