큐폴라(ISS 모듈)

셔터가 열린 큐폴라 외부

일몰 시 큐폴라 내 ISS 궤도 위치가 포함된 노트북

셔터가 닫힌 큐폴라 내부의 피시-아이 렌즈 뷰

큐폴라는 국제우주정거장(ISS)의 ESA가 제작한 전망대 모듈이다.그것의 이름은 "dome"을 의미하는 이탈리아 단어 큐폴라에서 유래되었다.그것의 일곱 개의 창문은 지구의 실험, 독과 관측을 수행하는 데 사용된다.2010년 2월 8일 스페이스 셔틀 인데버호의 임무인 STS-130에 탑재되어 발사되었으며, Trynity(3노드) 모듈에 부착되었다.큐폴라가 부착되면서 ISS 조립은 85%에 달했다.큐폴라의 중앙 창문의 지름은 80cm(31인치)이다.^[1]

개요

큐폴라 내 접지 작업

스테파니 윌슨이 큐폴라의 보호 셔터 상태를 관찰하고 있다.

큐폴라는 우주정거장 원격 조작 시스템의 제어와 지구, 천체 및 방문 차량의 일반 외부 시야를 지원할 수 있는 가시성을 ISS 승무원에게 제공하는 관측 및 작업 공간을 제공한다.큐폴라 프로젝트는 NASA와 보잉사가 시작했지만 예산 삭감으로 취소됐다.NASA와 ESA의 물물교환 협정은 1998년 ESA에 의해 큐폴라의 개발이 재개되는 결과를 낳았다.^[2]

큐폴라는 ISS에 탑승한 우주 비행사들에게 중요한데,^[2] 그들은 지구를 보고 사진을 찍기 위해 모듈을 사용하는 것을 즐긴다.큐폴라는 그러한 사진들을 위해 러시아인 즈베즈다를 대신했다.^[3]이전에 그들은 작은 포트홀, 또는 기껏해야 US 데스티니 실험실의 20인치(50cm) 창문 밖으로 내다보았다.큐폴라는 Trynity 모듈의 지구를 향한 포트에 고정된다.큐폴라는 그것의 모양과 다중 창구 구성 때문에 밀레니엄 팔콘의 조종석 창문에 비교되어 왔다.^[4]^[5]

설계 및 시공

국제우주정거장 큐폴라는 1987년 우주정거장 맨시스템스 건축제어 매니저 게리 키트마허에 의해 우주정거장의 캐나다암2 로봇팔을 작동시키고, 우주정거장 밖의 차량을 조종하고, 우주유영을 관찰하고 지원하는 작업대로 처음 구상되었다.그는 우주왕복선 궤도선 Aft 비행 데크의 사용과 유사하다고 비유했다.스테이션 모듈과 노드에 의해 형성된 경마장 모양의 양 끝에는 큐폴라 두 개가 있었을 것이다.이 워크스테이션은 처음에 "창가식 워크스테이션"이라고 이름 지어졌는데, 이는 스테이션 내부의 다른 컴퓨터 기반 워크스테이션과 구별되며, 승무원이 스테이션의 시스템을 조작할 수 있는 워크스테이션과 구별된다.

일단 그 생각이 처음에 받아들여지자, 많은 사람들이 출근했다.인적 요인 전문가인 프란체스 마운트는 큐폴라의 이론과 운영 시나리오를 개발하기 시작했고, 존 영 우주 비행사 수석과 고든 풀러턴 우주왕복선 사령관으로부터 상당한 지지를 받았다.이전의 모든 미국 승무원 우주선의 모든 창문에 대한 사양을 정의했던 찰스 휠라이트는 큐폴라 창문의 설계 사양을 정의하기 시작했다.학생 인턴으로 나사를 막 시작한 로리 위버는 큐폴라를 위한 일련의 다른 구성들을 연구하기 시작했다.그녀는 셔틀 Aft 비행 데크를 기반으로 한 Kitmacher의 아이디어로 시작했는데, 이 경우 뒤로 두 개의 Aft 비행 데크가 다시 탑재되어 짧은 실린더 위에 놓여졌다.PVC 튜브로 만들어진 값싼 모의 실험이 물속에서 만들어지고 시험되었는데, 여기서 중요한 치수를 측정하여 0g에 있는 두 명의 승무원이 적절한 접근을 할 수 있도록 보장할 수 있었다.그리고 나서 그녀는 다양한 다른 모양들을 보면서 일련의 작은 판지 모형들을 만들었다.서로 다른 구성과 긍정적인 속성과 부정적인 속성은 참가자들이 각각 평가한 다음 해에 걸친 일련의 승무원 스테이션 리뷰에서 제시되었다.진화한 큐폴라는 팔각형으로 변방 주변에 8개의 비슷한 창문이 있고, 머리 위쪽에 4개의 사분면 창문이 있고, 실린더 위에 탑재되어 있었다.이 모듈은 최소 두 명의 승무원이 제로그 중립 몸 자세로 나란히 '떠다니는' 것을 완전히 포함하도록 설계되었다.이 무렵 키트마허와 디자이너 제이 코리가 큐폴라라는 용어를 처음으로 적용했다.Kitmacher는 요구사항과 명칭을 Man-Systems 건축관리 문서와 MSFC의 Work Package 1과 JSC의 Work Package 2에 대한 제안요청서에 작성했다.그 후, 키트마허는 맨시스템스 그룹을 이끌기 위해 첫 달 전초기지와 달 기지 연구를 이끌었고, 큐폴라는 그의 탐사선과 모듈 디자인에 다시 등장했다.^[6]

두 계약의 책임 간 혼선 때문에 워크 패키지 1에서 승리한 보잉과 워크 패키지 2에서 승리한 맥도넬 더글러스 모두 큐폴라 건조를 시도했다.맥도넬 더글러스 디자인은 기본적으로 NASA와 같았지만 보잉사의 디자인은 더 작았다. 즉, 육각형이고 커다란 원형 오버헤드 창문이 하나 있고 실린더가 훨씬 짧았다.보잉 디자인은 두 명의 승무원을 완전히 수용할 수 없었고 대신 승무원이 큐폴라가 부착될 노드에 그들의 다리와 몸을 매달도록 요구했기 때문에 고려되었지만 이전에 폐기되었다.이 디자인은 궁극적으로 만들어진 것이다.

제조업

큐폴라의 부품은 초기에는 캘리포니아에서, 그리고 1980년대 후반에는 뉴욕의 창문에서 제작되었지만, 예산이 삭감되면서 큐폴라가 애용하는 대상이 되었다.몇 번인가 그것은 다시 프로그램 안으로 반격되어 기술적으로 요구되지 않았던 것처럼 다시 삭감될 뿐이었다.한 번 이상 제작에 대한 책임을 한 국제 파트너에게 물리고, 또 다른 파트너에게 물물교환하여, 미국이 궤도상의 우주정거장에서 제공하는 셔틀 발사 서비스와 자원에 대한 교환을 했다.큐폴라는 브라질로 라운딩을 했고, 마침내 1998년에 ESA와 이탈리아인들이 참가했고, 그는 2003년에 이 경기를 마쳤다.그때도 큐폴라호의 발사는 2010년 2월 마침내 궤도로 진입할 때까지 반복적으로 연기되었다.전달 방식도 키보의 외부 설비에 수반되는 스페이스랩 팔레트에 탑재되는 큐폴라에서 배송될 때 유럽이 구축한 평온 모듈에 탑재되는 것으로 바뀌었다.

원래의 물물 교환 계약은 ESA가 ISS를 위한 두 개의 큐폴라 모듈을 만들도록 했다.이것은 나중에 단 하나의 것으로 수정되었다.^[7]ESA가 제작한 Trystality 모듈과 큐폴라는 함께 약 409m의 비용이 들었다.^[8]

이탈리아 건설업자 알레니아 스파지오(현 탈레스 알레니아 스페이스)의 최종 설계와 조립으로 지름 3m, 높이 1.5m에 육박한다.6개의 사이드 윈도우와 상단 윈도우가 있으며, 모두 마이크로미터로이드와 궤도 이물질의 손상으로부터 보호하기 위한 셔터가 장착되어 있다.열 제어 시스템, 오디오, 비디오, MIL-STD-1553 버스 인터페이스와 로봇 조작기 캐나다암2를 제어하는 두 개의 동일한 워크스테이션 중 하나를 설치하는 데 필요한 연결부가 특징이다.^[9]

큐폴라의 바깥쪽 골격은 단조 알루미늄으로 만들어졌으며, 강철판과 막대를 함께 용접하여 만든 내부 골격으로 압력에 강점을 더한다.알코아, 타타스틸유럽 등 여러 업체가 제조 계약을 체결했다.^[10]

각 창은 4개의 개별 레이어('패널')로 구성된다.외부 이물질 창, 2개의 25mm 압력 창 및 내부 스크래치 창.각 압력 창과 이물질 창은 실리카 유리를 융합하여 만든다.^[11]팬은 외부 압력 커버를 장착한 후 인오빗으로 교체할 수 있다.^[11]

창문 셔터는 수동으로 제어된다.각 창에는 외부 셔터 어셈블리와 직접 기계적 연결이 있는 손잡이가 있다.O-링은 공기 누출을 방지하기 위해 사용된다.^[12]

설치

큐폴라는 2010년 2월 8일 우주왕복선 인데버호를 타고 STS-130 우주선을 타고 발사되었다.그것은 발사를 위해 평온 모듈의 전방 포트에 고정되었고, 이후 평온이 ISS의 유니티 모듈에 고정된 후 캐나다2에 의해 나돌로 향하는 평온의 항구로 옮겨졌다.큐폴라의 설치는 Trynity와 함께 국제우주정거장에 마지막으로 추가되는 주요 구성요소 중 하나를 표시했다.