Propulsão, comunicação e energia

A ISS orbita a Terra a uma altitude entre 362 e 475 km. A essa altitude, a atmosfera do planeta é extremamente fina, porém densa o suficiente para gerar arrasto e fazer com que a ISS perca velocidade. À medida que a ISS desacelera, ela perde altitude. Além do arrasto atmosférico, as tempestades solares também fazem a estação perder velocidade e causam perda de altitude. A ISS, portanto, precisará ser acionada periodicamente para manter sua própria altitude. Os módulos de comando e serviço possuem motores de foguetes que podem ser usados para impulsionar a ISS nos estágios iniciais. Entretanto, a nave de suprimentos Progress será usada para prover a maior parte do empuxo. Cada impulso requer dois acionamentos dos motores de foguetes. Durante esse processo, o trabalho na ISS deverá ser suspenso, retornando ao ritmo normal logo após concluída a operação.

A ISS deve ser capaz de se comunicar com controladores de vôo na Terra diariamente, para a rotina de operação da estação. Além disso, os tripulantes também precisam se comunicar uns com os outros dentro da ISS e durante atividades extra veiculares de inspeção e reparos na estação.

Conversando com a Terra
O centro de controle de missão da NASA, em Houston, mandará sinais para uma antena de rádio de 18 metros localizada nas instalações de testes de White Sands, no Novo México. Lá, o sinal será retransmitido para dois satélites de rastreamento e transmissão de dados, em órbita a 35.880 km da Terra. Os satélites transmitirão os sinais para a seção americana da ISS e/ou para o ônibus espacial, caso esteja acoplado. Durante a fase inicial, os sinais serão enviados pelo sistema de comunicação da Agência Espacial Russa, através de suas estações terrestres e/ou satélites.

A ISS possui dois sistemas para comunicação com a Terra:

• S-band - arquivos de voz, comandos, telemetria e dados
• Ku-band (banda alta) - transferência de vídeo e dados em via dupla

Conversando com a ISS e com os astronautas
O Subsistema Interno de Áudio (IAS) será responsável pela comunicação interna, telefone e pelo sistema de comunicação do alarme com os módulos pressurizados da ISS. O IAS também estará conectado com:

• ultra-alta freqüência (UHF), para falar com os astronautas fora da estação
• conectores externos, para falar com ônibus espaciais acoplados
• sistema de áudio segmentado russo

O IAS transmitirá o som e alimentará dentro da estação o sistema de dados em vídeo (VDS), uma série de vídeo câmeras internas e externas, e fornecerá o som para os vídeos.

Navegação
A ISS necessita saber precisamente sua localização no espaço, a localização dos outros objetos e como ir de um ponto a outro do universo, especialmente durante o empurrão, para não sair da órbita. Para saber sua localização e a que velocidade está se movendo, a ISS usa artefatos americanos e russos do sistema de posicionamento global (GPS). Para saber qual é exatamente a sua altitude, a ISS tem vários giroscópios. A combinação de todas estas informações ajudarão a ISS a se mover de um ponto a outro no espaço. Além disso, o sistema de navegação russo se guia pelas estrelas, pelo sol e pelo horizonte de navegação da Terra.

Energia
Vamos pensar na energia elétrica das nossas casas. Por exemplo, para usar uma torradeira ou uma cafeteira, é necessário ligá-las a uma tomada. Assim como na sua casa, todos os aparelhos a bordo da ISS precisarão de energia elétrica. Oito grandes placas solares irão fornecer energia elétrica através da luz do sol. Cada placa tem 33 metros de comprimento e cobre uma área de aproximadamente 2.508 m², ou cerca de um acre. Em cada placa há duas mantas de células solares. Cada manta está de um lado de um "braço" que pode se estender ou retrair para encurtar ou aumentar a placa. Este braço se transforma em um giroscópio e pode manter as células solares em contato com a luz do sol. Os módulos russos também têm de 22 a 30 m de placas solares que geram energia.

Como uma rede elétrica na Terra, as placas irão gerar a primeira energia, aproximadamente 160 volts de corrente direta. A primeira energia será convertida pelo segundo transformador, que irá regular a corrente para 124 volts para ser usada nos equipamentos da estação. Há também conversores a bordo para ajustar a energia às diferentes correntes exigidas pelos equipamentos americanos e russos. A primeira energia também será usada para carregar as fontes de hidrogênio-niquelado da ISS controladas por uma bateria da estação, que fornecerá energia quando a ISS passar pela sombra da Terra em cada órbita.

Computadores
Assim que a ISS estiver completa, haverá mais de 100 computadores a bordo. Eles serão usados para as seguintes tarefas:

• operações da ISS (como funções de limpeza, operações de carga, reuniões e acoplagens)
• comunicação entre a tripulação (Laptops IBM com 80386 microprocessadores e sistemas operacionais Windows)
• avisos e sistemas de alerta
• aquisição de dados e processamento de experiências

Os computadores estarão ligados em rede para coordenar atividades e funções.

Reabastecimento
Quando precisamos de novos mantimentos, vamos até uma quitanda ou outro tipo de loja. Na ISS, a entrega será feita a domicílio. A nave de abastecimento Progress será usada para transportar novos mantimentos (comida, água, remédios, oxigênio, nitrogênio, combustível, equipamentos, roupas e itens pessoais) para a ISS. A nave Progress também removerá a sujeira da ISS. Os ônibus espaciais também podem levar novos suprimentos para a ISS, junto com equipamentos para construção. Além da Progress e dos ônibus espaciais, dois novos veículos de carga estão sendo desenvolvidos pela Agência Espacial Européia (ESA) e pela Agência Nacional de Desenvolvimento Espacial do Japão. O veículo da ESA será igual à Progress, capaz de transportar nove toneladas de carga, incluindo comida, roupas, combustível, água, oxigênio e nitrogênio; o veículo também será capaz de empurrar a ISS. A nave japonesa, chamada de Hope Transfer Vehicle (Veículo de Transporte Esperança), será capaz de entregar cargas pressurizadas (comida, bebida e roupas), mas não transportará combustível, oxigênio ou nitrogênio.

Escape
Se um membro da tripulação estiver gravemente ferido ou doente, precisará voltar para a Terra o mais rápido possível. Toda a tripulação deve evacuar a estação em caso de incêndio grave ou outro dano que ameace a vida da equipe. Para estas situações de emergência, sempre haverá uma cápsula Soyuz acoplada à ISS, capaz de carregar duas pessoas, em caso de emergência médica, ou três pessoas em caso de outras emergências. A tripulação receberá uma nova cápsula Soyuz na estação a cada seis meses.

A NASA está projetando e construindo um veículo de retorno da tripulação (CRV), chamado de X-38, para casos de emergência. O X-38 será capaz de transportar sete pessoas até a superfície terrestre.

Imagem cedida pela NASA Representação artística do X-38 deixando a ISS

Imagem cedida pela NASA X-38 em vôo de testes

A X-38 pesará 9.072 kg. Ela tem um design atlético, isto é, formato de um corpo, ao invés de asas, gerando na altitude um certo tipo de aumento do sistema anti-órbita. Seu motor pesa 43 mil kg, e pode diminuir sua velocidade somente na re-entrada. A X-38 também tem um pára-quedas e freios para aterrissagem. A nave irá acionar seu sistema anti-órbita e jogá-lo fora quando seu combustível acabar. Quando a X-38 re-entrar na atmosfera, ela será protegida do calor causado por paredes de cerâmica, como nos ônibus espaciais. Assim que atravessar a atmosfera, a X-38 vai deslizar pela pista de pouso, usar seus pára-quedas para diminuir a velocidade e controlar sua aterrissagem e o uso dos freios. A X-38 foi projetada para voar automaticamente, mas pode também ser controlada manualmente.