Kỹ thuật Columbus (mô-đun ISS)

Vị trí Columbus trên ISS

Phòng thí nghiệm do châu Âu xây dựng này có thiết kế rất giống với các module hậu cần đa mục đích (Multi Purpose Logistics Module – MPLM) cũng do châu Âu chế tạo. Các MPLM được mang theo tàu con thoi để mang đồ dùng tiếp tế cũng như các thiết bị khoa học lên trạm ISS. Columbus có dạng hình trụ dài 7 m và đường kính 4,5 m được hàn với hai đầu hình nón, khối lượng 10,3 tấn và thể tích là 75 m³. Sau khi được trang bị đầy đủ, Columbus sẽ có một thể tích sinh hoạt khoảng 25 m³. Các cấu trúc chính cũng như cấu trúc phụ bên trong của phần thân Columbus đều làm bằng hợp kim nhôm. Các lớp này được bao bọc bởi một lớp phủ cách nhiệt nhiều lớp giúp ổn định nhiệt và các tấm bảo vệ nặng 2 tấn làm từ hợp kim nhôm kết hợp với các lớp KevlarNextel giúp bảo vệ phần bên trong khỏi các mảnh vụn bay lơ lửng không gian. Phòng thí nghiệm sẽ được cung cấp 20 kW, trong đó 13,4 kW được sử dụng cho các hoạt động nghiên cứu.

Các tiện ích nghiên cứu khoa học

Columbus có thể chứa được 16 giá đựng vòng quanh bề mặt phần hình trụ với 4 dãy chứa 4 giá. Các giá này có kích thước và giao diện tiêu chuẩn được sử dụng đối với mọi module không thuộc Nga. Các giá này có thể chứa các hệ thống phụ hoặc các mẫu và thiết bị thí nghiệm. 10 trong số 16 giá này là các giá thí nghiệm tiêu chuẩn quốc tế (International Standard Payload Rack) được trang bị đầy đủ các tài nguyên (ví dụ như năng lượng, làm mát, đường truyền video và dữ liệu), có thể phục vụ một tiện nghi nghiên cứu nặng tới 700 kg. Khả năng nghiên cứu vượt bậc này của Columbus là nhờ vào một quy trình tối ưu hóa một cách cẩn thận và chặt chẽ thiết kế hệ thống, trong đó tận dụng phần đầu hình nón để chứa các thiết bị của hệ thống phụ. Khu vực trung tâm của phần hình nón này giữ các thiết bị hệ thống như các thiết bị ghi hình và theo dõi video, bảng điều khiển, thiết bị đầu cuối âm thanh và máy dập lửa. Ngoài ra còn có 3 giá chứa các hệ thống phụ cho Columbus như máy bơm nước, máy trao đổi nhiệt và các thiết bị hàng không và 3 giá còn lại dùng làm kho chứa cho các thí nghiệm. Bên ngoài phòng thí nghiệm còn có 4 vị trí để lắp đặt các thí nghiệm về khoa học vũ trụ, quan sát Trái Đất, công nghệ và các ngành khoa học mới. Các vị trí này đều có khả năng cung cấp năng lượng cũng như ghi nhận và truyền dữ liệu cho các thí nghiệm cài đặt lên đó.

Các hệ thống

Không khí bên trong Columbus được làm thông thoáng bởi một dòng khí liên tục từ Node 2. Không khí được đưa về Node 2 để làm sạch và khử bỏ cacbonic. Khí này được theo dõi bởi các hệ thống phụ trên Columbus để kiểm tra các chất gây hại. Nhiệt độ trên phòng thí nghiệm cũng có thể được thay đổi từ 16 °C đến 30 °C. Độ ẩm cũng có thể được điều chỉnh một cách thích hợp. Một vòng luân chuyển nước được nối với hệ thống thoát nhiệt của ISS để phục vụ cho tất cả các thí nghiệm cũng như hệ thống trên phòng thí nghiệm, giúp làm mát các thiết bị. Ngoài ra cũng có một hệ thống trao đổi nhiệt không khí-nước giúp ngăn chăn sự ngưng tụ của không khí bên trong cabin. Một hệ thống lò sưởi điện có nhiệm vụ chống lại cái lạnh cực độ ở bên ngoài tại một số trạng thái của trạm.