ISS Strukturelle Integrität

Die ISS feuert gelegentlich Triebwerke ab, um die Umlaufbahn zu korrigieren, und verwendet Reaktionssteuerräder, um die Fluglage anzupassen. Es erfährt auch verschiedene äußere Kräfte - Gezeiten, Aerodynamik usw.

Von außen sieht es sehr schwach aus - Module, die nur durch die Andockringe miteinander verbunden sind. Ist das wirklich alles, was es zusammenhält? Die Andockringe? Oder gibt es eine Art zusätzliche Struktur, um dem Ganzen Steifigkeit zu verleihen?

Die ISS erfährt aerodynamische Kräfte? Nur der Luftwiderstand senkt seine Bahnhöhe, aber die Aerodynamik erfordert Luft.
@Uwe Da oben ist ein bisschen Luft (in ca. 400 km Höhe): braeunig.us/space/atmos.htm Sieht so aus wie etwa 10^-12 so dicht wie an der Oberfläche. Ich persönlich habe keine Ahnung, wie bedeutend das ist, aber es ist nicht null. Zumindest zeigt eine Antwort bei Aviation, dass der Luftwiderstand in dieser Höhe eine bedeutende Kraft ist: Aviation.stackexchange.com/questions/34150/…
Dieser "Widerstand, der seine Umlaufbahnhöhe senkt" ist eine aerodynamische Kraft.
Die Aerodynamik verwendet die Kontinuumsannahme. Die Annahme gilt für den Luftdruck, in dem Flugzeuge fliegen, aber nicht für den extrem niedrigen Druck in einer Satellitenumlaufbahn. In 400 km Höhe kann man die diskrete molekulare Natur von Gasen nicht ignorieren. Für einen LEO ist die statistische Mechanik eine genauere Methode als die Kontinuumsaerodynamik. Siehe Wikipedia für Aerodynamik und die Karman-Linie bei 100 km. Flügel erzeugen eine Auftriebskraft unterhalb der Karman-Linie, aber nicht auf der Höhe der ISS
Eine andere Sache, die man sich merken sollte, ist, dass die auf die Station ausgeübten Kräfte relativ gering sind. Noch stärkere Reboosts führen zu nur Bruchteilen von AG, und der Luftwiderstand (wie auch immer Sie die Mechanik beschreiben) ist eine kleine Kraft, die über den gesamten vorderen Bereich der Station verteilt ist.

Antworten (2)

Die ISS wird auf den nominellen Atmosphärendruck auf Meereshöhe der Erde unter Druck gesetzt – etwa 1013 hPa (14,7 Pfund pro Quadratzoll). Die Andockringe scheinen einen Durchmesser von etwa 2,2 Metern zu haben, scheinen also eine Querschnittsfläche von etwa 3,8 m² (5880 Quadratzoll) zu haben. Das bedeutet, dass jeder Andockring (unter der Annahme, dass sie alle diese Größe haben) ständig unter einer Kraft von etwa 385 kN (86.500 lbs) steht, wenn die innere Atmosphäre versucht, die zusammengefügten Abschnitte auseinander zu drücken.

Zum Vergleich: Die Gesamtmasse der Station beträgt etwa 420 Tonnen (924.740 lb) (entspricht ~ 4120 kN auf der Erdoberfläche).

Strukturen, die für eine menschenfreundliche Atmosphäre benötigt werden, sind keineswegs dünn, insbesondere solche, die groß gebaut werden - die beteiligten Kräfte können ziemlich beträchtlich sein.

Der Kraft auf einer Seite des Andockrings wirkt die Kraft auf der anderen Seite entgegen, für eine Nettokraft von Null. Ebenso spüren Sie keinen atmosphärischen Druck auf Ihrer Hand, wenn Sie sie ausstrecken, da der Druck auf jeder Seite gleich ist. Es sei denn, Sie meinen externe Docking-Ringe?
Die Netto-Nullkraft, die Sie @SirAdelaide beschreiben, bedeutet nur, dass es keine resultierende Beschleunigung gibt. Das bedeutet nicht, dass es keine massiven inneren Kräfte gibt, die die gesamte ISS-Haut unter Spannung setzen. Würden Sie sagen, dass die Haut eines aufgeblasenen Ballons im Ruhezustand nicht unter Spannung steht? Ich würde auch vorschlagen, dass Sie den atmosphärischen Druck auf Ihrer Hand spüren, aber Sie kennen es nicht anders, also bemerken Sie es nicht.
@SirAdelaide Es geht nicht um den Luftdruck, der auf die Oberfläche des Rings selbst wirkt, sondern um die gesamte Oberfläche des Druckbehälters und um die ansonsten unausgeglichene Kraft über dem offenen Bereich der Luke.

"Ist das wirklich alles, was es zusammenhält?"

Nun, nein.

Es gibt verschiedene Befestigungsmechanismen, die verwendet werden, um die verschiedenen Teile der ISS zusammenzuhalten. Der verwendete Mechanismus hängt davon ab, welche Art von Komponente verwendet wird (druckbeaufschlagt, drucklos) und wer sie gebaut hat (USA, Russland, Japan).

  • Die US-Druckmodule werden durch Common Berthing Mechanisms (CBMs) aneinander gehalten.

    Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  • Die Schnittstelle zwischen den US-Druckmodulen und der Traverse befindet sich im Labor und im S0-Traversensegment und wird als Lab Cradle Assembly, auch bekannt als Module to Truss Segment Attach System (MTSAS), bezeichnet.

    Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  • Die Traversensegmente werden durch das Segment-to-Segment Attach System (SSAS) oder das Rocketdyne Truss Attachment System (RTAS) aneinander gehalten.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  • Die US-Seite ist mit der russischen Seite durch ein Androgynous Peripheral Attachment System (APAS) verbunden.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  • Die russische Seite verwendet Probe & Drogue und Hybrid-Schnittstellenmechanismen.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  • Die „Veranda“, auch bekannt als JEM-EF, ist durch den einzigartigen Exposed Facility Berthing Mechanism (EFBM) mit dem JEM verbunden.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hervorragende Dokumentationssammlung! Vielen Dank!!
Funktioniert es also wie das Objektiv einer Spiegelreflexkamera?
@JDługosz Nach welchem ​​Mechanismus fragst du?
@OrganicMarble die robuste physische Kopplung des Bajonettverschlusses. Die „Ausrichtungsführung“ und die „Verriegelung“ sehen vertraut aus. Keines der Bilder zeigt, wie sie sich beim Andocken verbinden.
Vielleicht haben Sie Spaß daran, das Dokument zu lesen, das im Teil meiner Antwort zum Segment-zu-Segment-Anfügungssystem verlinkt ist. Von dort stammen alle Bilder und es gibt viel mehr Details zu jedem Mechanismus.
Das Vermächtnis von Apollo-Sojus lebt weiter (APAS).
@JDługosz Sie können das IDD (Interface Definition Document) für den internationalen Docking-Standard unter internationaldockingstandard.com/download/… herunterladen . Einzelheiten darüber, wie die beiden Hälften zusammenpassen, wenn sie fest angedockt sind, finden Sie auf den Seiten 3-23 und 3-24.
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