Az űrhajósok mindennapjai a Nemzetközi Űrállomáson szoros összefonódásban állnak a különböző rendszerekkel, amelyek életek megőrzéséért és a küldetések sikerességéért felelnek.

Ismerkedjünk meg a Nemzetközi Űrállomást működtető rendszerek kevésbé ismert oldalaival - ha már hamarosan egy magyar űrhajós, Kapu Tibor is a fedélzetén lesz.

Az űrállomás gondolata Edward Everett Hale, egy amerikai író és unitárius lelkész, zsenialitásából született meg 1868-ban. Ő egy téglából készült mesterséges hold, vagy ahogy ő nevezte, téglahold képében álmodta meg ezt a koncepciót. Az igazi űrállomások azonban csak körülbelül egy évszázaddal később váltak valósággá. Ahogyan azt könnyen beláthatjuk, egy űrállomás megalkotása nem csupán annyiból áll, hogy összegyűjtünk néhány építőanyagot; sokkal inkább egy teljesen új világot kell létrehozni, amely saját levegővel, vízzel és energiaforrásokkal rendelkezik.

Az emberi lét fenntartásához elengedhetetlen néhány alapvető dolog, mint például a levegő – és persze a villámgyors internet. A levegő szállítható tartályokban, de egy Nemzetközi Űrállomás méretéhez viszonyítva és közel három évtizedes időtávon ez a megoldás nem éppen praktikus. Az űrállomás levegőjét inkább a fedélzeten frissítik, eltávolítva a felhalmozódott szén-dioxidot. Ekkor a téma egy meredek lejtőre emlékeztet, ahol különféle kémiai folyamatokat jelölő betűszavakkal találkozunk, mintha csak egy izgalmas felfedezőútra indulnánk a tudomány világában.

A megnyugtatás érdekében végezzünk el egy légzőgyakorlatot! Az oxigén, amelyet belélegzünk, egy különleges oxigéngenerátor segítségével készül, amely a vízből vonja ki ezt az életfontosságú gázt. Ezt a technológiát az orosz űrhajós elektronikai rendszere biztosítja, amelyet a Mir űrállomás fejlesztése során alkottak meg. Minden űrhajós napi egy liter vizet bont le, hogy biztosítsa a szükséges oxigénmennyiséget. Emellett vészhelyzetekre is gondoltak: van egy tartalék rendszerünk, valamint tartályos oxigén is rendelkezésre áll az esetleges problémák elhárítására.

A kilégzésből származó széndioxidot a CDRA nevű kémiai rendszer köti meg. Az űrhajózás egyik egészségügyi mellékhatása a felfúvódás, ezért egy nagy adag metán gáz is kerül az állomás levegőjébe, az izzadságból származó ammóniával együtt. Ezeket aktív szenes szűrők távolítják el. Szerencsére nem kell mindent újból feltalálni, a SpaceX CrewDragon űrhajón használt szűrőket például eredetileg tengeralattjáróknak fejlesztették ki. (Lényeges, hogy a túl sok szén-dioxid hamarabb végez az emberrel, mint a kevés oxigén, ezért például az ACES vészűrruha minden kilégzést az űrbe juttat, miközben a sisakot belül tiszta oxigénnel tölti fel.)

A hidrolízis folyamata során keletkező hidrogén egy részét az űrbe juttatják, ahogy a szén-dioxidot is, de e gázok egy része egy innovatív, Sabatier-folyamaton alapuló rendszer keretein belül hasznosul. Ez a rendszer lehetővé teszi, hogy a felesleges hidrogén és szén-dioxid reakcióba lépjen, amelynek eredményeként víz és metán képződik. A keletkező metán végül az űr mélyébe kerül, míg a víz a vizelet feldolgozása révén keletkező vízkészlethez csatlakozik. Ez az ivóvízként hasznosul, vagy pedig a ciklus zárásaként újra a molekulabontóhoz kerül, ahol oxigén előállítására használják.

A Nemzetközi Űrállomás energiaellátása 2500 négyzetméternyi, dupla oldalú napelem segítségével valósul meg. Míg az egyik oldal a közvetlen napfényből nyeri a szükséges energiát, a másik oldal a Földről visszaverődő fényt hasznosítja. Ezek a napelemek akár 120 kilowatt teljesítményre is képesek, ami elegendő lenne negyven háztartás számára is. Az űrállomás azonban tizenöt napnyugtát és napkeltét tapasztal 24 órán belül, ami azt jelenti, hogy a Föld körüli keringés során csupán 45 percet képes aktívan termelni. Ebből az energiából több mint felét a fedélzeti akkumulátorok töltésére fordítják. A sötét órákban kezdetben nikkel-hidrogén akkumulátorok biztosították az energiaellátást, ám 2016-ban ezeket modernebb lítium-ion akkukra cserélték, amelyek hatékonyabb és megbízhatóbb megoldást nyújtanak.

A kísérletek során jelentős mennyiségű energiára van szükség, és a különböző rendszerek elkerülhetetlenül felmelegszenek. Az űrállomáson felhasznált energia végső soron hulladékhővé alakul, amelynek kezeléséhez egy megbízható hűtőrendszer szükséges. A hűtés folyamata nem olyan egyszerű, mint ahogyan azt sokan gondolják; bár az űr valóban hideg, hiányzik belőle a levegő vagy bármilyen közeg, amely képes lenne elvonni a hőt. E feladat ellátására egy Boeing által kifejlesztett, lapos táblákból álló rendszer szolgál, amely akár napelemnek is tűnhet, és ammóniát használ a hőcserére.

Fontos megemlíteni, hogy mi történik, ha egy ilyen rendszer hibát észlel - például egy évtizeddel ezelőtt, amikor a hűtőrendszer egyik szelepe és szivattyúja tönkrement. Az ilyen váratlan helyzetekre a külső raktár nyújt megoldást. Az űrállomás fedélzetén használt eszközök, mint például akkumulátorok, kapcsolók és tartályok, idővel elhasználódnak, ezért a tartalék alkatrészeket az állványzathoz csatlakoztatott külső tároló platformokon helyezik el, amelyeket ELC-nek hívunk. A külső raktárban minden rendszerhez rendelkezésre állnak cserealkatrészek, amelyeket a külső robotkarok segítségével lehet elérni. Ezen kívül vannak olyan tudományos kísérletek is, amelyek számára ez a hely ideálisnak bizonyul.

A Nemzetközi Űrállomás orosz és amerikai szegmensei eltérő távközlési megoldásokat alkalmaznak a kommunikációhoz. Az orosz csapat a Luch műholdak segítségével tartja a kapcsolatot a Földdel, míg az amerikaiak a TDRS műholdrendszer révén lépnek interakcióba. Űrséta során UHF rádióadó-vevőkkel bonyolítják le a kommunikációt. Az űrállomás fedélzetén manapság körülbelül száz különféle laptop található, amelyek speciális átalakítások, mivel a fedélzeti áramellátás 28 voltos DC-ről működik. Ezen gépek extra hűtőventilátorokkal is fel vannak szerelve, mivel az állomáson a levegő mozgása minimális, így a hőmérséklet szabályozása különösen fontos.

A laptopok többsége könnyedén szállítható, míg néhányuk fixen az állomás rendszeréhez tartozik. A fedélzeti gépek vegyesen alkalmazzák a Windows és Linux operációs rendszereket, viszont az arány erőteljesen a Linux irányába húz. A hordozható modellek jellemzően Linuxot futtatnak, míg a központi gép 2013 óta Debian Linuxra váltott a Microsoft operációs rendszerről. Érdemes megemlíteni, hogy a központi gépnek nincs sem billentyűzete, sem egyéb perifériái, mivel kizárólag a laptopokon keresztül érhető el. Az állomáson ráadásul 600 Mbit/s sebességű wifi áll a felhasználók rendelkezésére.