A Estação Espacial Internacional (International Space Station ou simplesmente ISS) é um laboratório espacial atualmente em construção.
A montagem em órbita da EEI começou em 1998 e a estação encontra-se numa órbita baixa (entre 340 km e 353 km de altitude) o que possibilita ser vista da Terra a olho nu. Viajando a uma velocidade média de 27 700 km/h, a Estação completa 15,77 órbitas por dia. Na continuidade das operações da estação Mir russa, do Skylab dos Estados Unidos, e do planeado Columbus europeu, a Estação Espacial Internacional representa a permanência humana no espaço e tem sido mantida com tripulações de número não inferior a dois elementos desde 2 de Novembro de 2000. A cada rendição da tripulação, a estação comporta ambas as equipas (em andamento e a próxima), bem como um ou mais visitantes.
A ISS envolve diversos programas espaciais, sendo um projeto conjunto da Agência Espacial Canadense (CSA/ASC), Agência Espacial Europeia (ESA), Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (ou JAXA), Agência Espacial Federal Russa (ROSKOSMOS) e Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) dos Estados Unidos da América.
A estação espacial encontra-se em órbita em torno da Terra a uma altitude de aproximadamente 360 quilómetros, uma órbita tipicamente designada de órbita terrestre baixa (na verdade, a altitude varia ao longo do tempo em vários quilómetros devido ao arrastamento atmosférico e reposição). A estação perde, em média, 100 metros de altitude por dia e orbita a Terra num período de cerca de 92 minutos. Em 27 de Junho de 2008 completou 55 000 órbitas desde o lançamento do módulo Zarya.
A estação era atendida principalmente pelo vaivem espacial (no Brasil é chamado ônibus espacial) e pelas naves Soyuz e Progress. O último voo de um vaivem espacial – o Atlantis - foi marcado para 8 de julho de 2011.
A estação ainda se encontra em construção, embora já seja utilizada continuamente para realização de experiências científicas.
Atualmente a estação já está pronta para suportar tripulações de seis elementos. Até julho de 2006, todos os membros da tripulação permanente provinham dos programas espaciais russos ou norte-americanos. No entanto a partir dessa data a ISS tem recebido tripulantes das Agências Espaciais Europeia, Canadense e Japonesa.
A Estação Espacial também já foi visitada por muitos astronautas de outros países e por turistas espaciais.
É comum a confusão que se faz com "gravidade zero", o que não ocorre no local. A gravidade aproximada do local, levando-se em conta um raio de 6.378,1 Km terrestre é de 8,3 m/s² - 8,4 m/s², pela igualdade da Lei da Gravitação Universal (LGU) e o Peso, o que é considerável. O efeito "gravidade zero" ocorre porque a estação está "caindo eternamente" por causa da curva ocasionada pela "força centrípeta".
A construção da EEI irá depender de mais de 50 missões de montagem e utilização. Destas, 39 são assistidas pelo vaivém espacial (português europeu) ou ônibus espacial (português brasileiro). Adicionalmente a estas missões, aproximadamente 30 missões Progress serão necessárias para providenciar a logística. No final, a ISS estará a operar com um volume de pressurização de 1 200 metros cúbicos, uma massa de 419 000 quilogramas, 110 kilowatts de potência, e uma estrutura de suporte de 108,4 metros de comprimento, com módulos de 74 metros e tripulações de seis elementos.
A manufatura dos módulos e da estrutura que compõem a estação foi realizada por diversas empresas contratadas pelas agências espaciais que formam o grupo responsável pela montagem e manutenção da mesma. A parte americana da estação foi manufaturada principalmente por quatro companhias que tiveram contratos anunciado em 1 de Dezembro de 1987, são elas: Boeing, General Electric's Astro-Space Division, McDonnell Douglas e a Rocketdyne Division of Rockwell. A parte russa foi manufaturada pela empresa RKK Energiya, que também construiu o módulo Zarya, financiada pelos E.U.A. A Europa contribuiu construindo os módulos Node 2 (Harmonia) para os E.U.A e o laboratório Columbus. O primeiro foi construído pela empresa Thales Alenia Space, baseada em Cannes, na França e o segundo numa parceria entre a Thales Alenia e a empresa EADS Astrium. A contribuição japonesa (laboratório Kibo) foi manufaturada pela Mitsubishi e a canadense (braço robótico Canadarm) através da empresa MD Robotics, subsidiária da companhia MDA (MacDonald Dettwiler).
A primeira secção da EEI foi colocada em órbita em 1998 e mais duas partes foram adicionadas antes do envio da primeira tripulação, que chegou à estação a 2 de Novembro de 2000 e consistia no astronauta norte-americano William Shepherd e de dois cosmonautas russos, Yuri Gidzenko e Sergei Krikalev. Nesta época foi decidido designar a estação espacial de "Alpha", embora o uso do nome estivesse restrito à missão.
Após quase uma década de montagem, a configuração da estação (em junho/2008) contava com uma massa de 300 214 kg e 358 metros cúbicos de espaço habitável. Para chegar a essa configuração foram necessárias 26 missões norte-americanas do vaivem espacial e 48 missões russas. Destas últimas, 16 foram tripuladas e 32 não tripuladas. A construção também necessitou de 112 caminhadas no espaço, 28 das quais a partir do vaivem espacial e 84 a partir da própria ISS. No total, o tempo utilizado nessas caminhadas no espaço foi de 706 horas. Nesse processo também foram necessárias a realização de 18 000 refeições.
A EEI tem tido uma história problemática. Inicialmente planeada como uma "Estação Espacial Livre" da NASA, assim promovida pelo Presidente Reagan, mostrou-se demasiado dispendiosa. Após a Guerra Fria, foi retomada como um projeto conjunto entre a NASA e a Rosaviakosmos russa. Desde essa altura o seu custo tem-se mostrado muito superior ao projetado inicialmente pela NASA, além de estar com seu cronograma de montagem bastante atrasado. Em 2003 ainda era incapaz de acomodar uma tripulação de seis, consequentemente limitando a quantidade de ciência passível de se realizar, o que também não beneficiava as relações com os parceiros europeus, japoneses e canadenses do projeto. Em Julho de 2004, a NASA concordou em completar a estação até ao nível de suporte de seis membros e ao lançamento de secções adicionais como o módulo japonês de experiências. Enquanto a NASA continua responsável por gerir a construção, a Rússia mantém a continuidade do lançamento e recolha das tripulações de e para a estação.
Um consórcio de 15 países participam na construção e realização de experiências científicas na EEI: Os Estados Unidos, Rússia, Canadá, Japão e através da Agência Espacial Europeia (ESA) a Bélgica, Dinamarca, França, Alemanha, Itália, Países Baixos , Noruega, Espanha, Suécia, Suíça e o Reino Unido. O Brasil assinou um acordo exclusivo e direto com a NASA (EUA) para produzir hardware e, em troca, ter acesso aos equipamentos norte-americanos além de permissão para enviar um astronauta brasileiro à Estação, o que já aconteceu em 2006 quando o brasileiro Marcos Pontes, o primeiro astronauta nativo de língua portuguesa, esteve na Estação Espacial e onde permaneceu por uma semana, transportado por um foguete russo. O Brasil hoje está fora do projeto de construção da Estação Espacial Internacional, devido ao não cumprimento, da empresa subcontratada da Embraer de ser incapaz de fornecer o Palete EXPRESS prometido, e o Brasil deixou o programa, sob a gerencia do governo Lula, das tarefas acordadas. Após quase dez anos de participação, mas sem nunca ter contribuído com um único parafuso para o programa, o País perdeu definitivamente a chance de assinar seu nome na lista de fabricantes da base orbital.
Alguns críticos encaram o projeto da NASA como um desperdício de tempo e dinheiro, inibidor do progresso em outros projetos mais úteis: por exemplo, os 100 mil milhões de dólares estimados poderiam pagar dezenas de missões espaciais não tripuladas. Em geral, existem muitas críticas contra a exploração espacial que defendem que essa quantia seria melhor empregue em problemas na Terra.
Os defensores da exploração espacial argumentam que tais críticas são, no mínimo, redutoras e de pouca visão, e talvez dececionantes. Os defensores da investigação e exploração espacial tripulada defendem que estes esforços já produziram biliões de dólares de tangíveis benefícios às pessoas na Terra. Algumas projeções apontam para um benefício económico indireto, materializado pela comercialização das tecnologias desenvolvidas durante a exploração espacial tripulada, que já retornou mais de sete vezes o investimento inicial para a economia (algumas projeções conservadoras colocam este valor em três vezes o investimento inicial). Se a EEI, isolada do restante programa espacial, será um contribuinte considerável é, no entanto, um assunto de renhido debate.
Após o desastre do vaivem espacial Columbia em 11 de Fevereiro de 2003, e a consequente suspensão das missões com estas naves, houve um intervalo onde não foram realizados quaisquer trabalhos de montagem. A sua construção ficou praticamente suspensa dado que os componentes principais são tão pesados que não podiam ser colocados no espaço sem o auxílio dos vaivens espaciais. Por exemplo, o módulo do laboratório da Agência Espacial Europeia, o Columbus, apesar de concluído, não pôde ser lançado em órbita até o mês de fevereiro de 2008, contabilizando um atraso de três anos em sua instalação. Apesar disso, não houve a interrupção das trocas de tripulação que continuaram a ser efetuadas pelas naves Soyuz. A partir da Soyuz TMA-2, a tripulação passou a ser formada por dois astronautas/cosmonautas, no lugar das tradicionais equipas de três elementos. Essa situação foi normalizada em julho de 2006, com o retorno da composição de três tripulantes com a participação do astronauta da Agência Espacial Europeia Thomas Reiter (Alemanha).
Durante esse período também houve uma grande acumulação de lixo e materiais descartáveis devido ao fato das espaçonaves Soyuz não disporem da capacidade de transportar esse material excedente. No entanto, boa parte desse transporte foi assegurado pelas naves de cargas russas Progress. Atualmente esse problema já está estabilizado.
Desde a retoma dos lançamentos de vaivens espaciais em 2005, a montagem da estação tem ocorrido em ritmo razoavelmente acelerado, com a instalação de painéis solares, módulos pressurizados, braços robóticos e racks para exposição de experiências.
Em novembro de 2008, durante a missão STS-126 do vaivem espacial Endeavour, foi realizada a preparação da estação para acomodar seis tripulantes. Para tal, foram instalados dois novos quartos de dormir, um banheiro (de fabricação russa), equipamentos de cozinha, dois aquecedores de alimentos, um refrigerador de comida, um equipamento para exercícios de resistência física além de um sistema de recuperação de água e reciclagem de urina para conversão em água potável.
Com a instalação do módulo Node 3 (Tranquility) junto com seu módulo Cupola em fevereiro de 2010, a Estação Espacial ficou quase completa a agora mantém uma janela para o espaço que possibilita aos astronautas/cosmonautas uma visão extraordinária da Terra.
A fonte de energia elétrica da EEI é o sol: luz é convertida em eletricidade através de painéis solares. Antes do voo de montagem, a única fonte de energia eram os painéis solares dos módulos russos Zarya e Zvezda. O segmento russo da estação usa um sistema de 28 Volts igual ao do vaivem espacial. No resto da estação a eletricidade é obtida através de painéis solares anexados às extremidades de sua estrutura modular (ISS Main Truss Structure) a uma tensão que varia entre 130 e os 180 Volts. A energia é estabilizada e distribuída a 160 Volts e então convertida para 124 volts.
Os painéis solares normalmente rastreiam o sol para maximizar a sua performance. Cada painel tem uma área de aproximadamente 375 m² e 58 metros (190 pés) de comprimento. Na sua configuração completa, os painéis solares rastreiam o sol durante cada órbita em volta da Terra rotacionando seu rotor alfa no sentido vertical em relação a estação, enquanto o rotor beta ajusta seu ângulo do sol a partir do plano orbital da estação em relação a Terra.
O Sistema de Suporte À Vida e Controle Ambiental (ECLSS - Environmental Control and Life Support System) controla elementos como pressão atmosférica, nível de oxigénio, água, extinção de incêndios, além de outras coisas. O sistema Elektron gera o oxigénio que circula a bordo da estação. A mais alta prioridade para o sistema de suporte a vida é a manutenção de uma atmosfera estável dentro da Estação, mas o sistema também recolhe, processa e armazena lixo e água produzida e usada pela tripulação. Por exemplo, o sistema recicla fluidos do banheiro, chuveiro, urina e condensação. Filtros de carvão ativado são os primeiros métodos para remoção de produtos do metabolismo humano no ar.
O controlo de orientação da Estação é mantido através de dois mecanismos. Normalmente, um sistema usando giroscópios de controle de momento (CMGs - control moment gyroscopes) mantém a Estação orientada, i.e. com o laboratório Destiny na frente do módulo Unity, a estrutura P a bombordo e o módulo Pirs apontado para a Terra. Quando o sistema de giroscópios se torna saturado, ele pode perder a habilidade de controlar a orientação da estação. Neste caso, o sistema Russo de controlo de orientação é preparado para assumir automaticamente, usando retrofoguetes para manter a orientação da Estação e pemitindo assim a dessaturação do sistema de giroscópios americano. Este procedimento foi usado durante a missão STS-117 durante a instalação da estrutura S3/S4.
A Estação Espacial Internacional é mantida em órbita numa altitude limite mínima e máxima de 278 a 460 km. Normalmente o limite máximo é de 425 km para permitir manobras de encontros para espaçonaves Soyuz. Devido a Estação estar em constante queda por causa do arrasto atmosférico e queda do efeito de gravidade, ela precisa ser impulsionada para altitudes mais elevadas várias vezes durante o ano. Um gráfico de altitude sobre o tempo mostra que a Estação cai a uma razão de 2,5 km por mês. O impulso pode ser feito por dois foguetes do módulo Zvezda, por um vaivem espacial acoplado à estação, por uma nave Progress ou pelo Veículo de Transferência Automático (ATV) da ESA e leva aproximadamente duas órbitas (três horas) em cada impulso para vários quilómetros acima. Enquanto em construção é relativamente fácil voar para a Estação Espacial. Normalmente após o lançamento, uma nave espacial requer dois dias para realizar a manobra de aproximação e atracamento.
A radiocomunicação é essencial para a operação da EEI, providenciando dados de telemetria e científicos entre a estação espacial e os Centros de Controlo de Missão espalhados pelo planeta. Links de rádio também são usados durante procedimentos de aproximação e atracagem de naves espaciais e para a comunicação entre tripulantes da estação, e deles com os controladores de voo e familiares em terra. Como resultado disso, a EEI está equipada com uma quantidade diversificada de sistemas internos e externos de comunicação, usados para diferentes propósitos.
O primeiro equipamento de comunicação lançado com a estação foi o sistema russo Regul de VHF, que transmite dados de telemetria e outros do Segmento Orbital Russo para o Controle de Missão da Agência Espacial Federal Russa em Moscovo, através de uma rede de estações de recolha de dados em terra e através de satélites dos sistemas Altair e Molniya. Os dados saem da estação através de uma antena de rádio montada no Módulo Zvezda. A comunicação entre os módulos é feita através de cabos telefónicos de cobre.
O segmento americano faz uso de dois links de rádio que estão montados na Estrutura Integrada Z1: um sistema de Banda S (usado para transmissão de sinal de áudio) e um sistema de Banda Ku (usado para transmissão de áudio, vídeo e dados). Essas transmissões são direcionadas através do sistema americano de satélites de rastreamento e transmissão de dados localizados em órbita geoestacionária, permitindo uma continuidade de transmissão contínua quase em tempo real com o Centro de Contole de Missão da NASA em Houston. O sistema pode também ser utilizado para transmitir dados entre os Centros de Controle americano e russo através de uma linha de telefone permanente . Canais de dados do braço robótico Canadarm2, do laboratório Europeu Columbus e do laboratório Japonês Kib são direcionados via sistemas de Bandas S e Ku, além de eventualmente os sistemas europeu e japonês de satélites de transmissão de dados auxiliarem o sistema americano nesta tarefa. A comunicação entre os módulos são realizadas numa rede digital sem fio (Rede wireless).
A radiofrequência de UHF é usada pelos astronautas e cosmonautas durante Atividades Extra-Veiculares, com os astronautas americanos e os cosmonautas russos realizando a comunicação através de seus sistemas independentes com as estações em terra. Esse sistema de comunicação é propenso a sofrer interferência de estações baseadas em terra que são utilizadas para o controle de tráfego aéreo. A Banda UHF também é utilizada por naves espaciais em aproximação à Estação (Soyuz, Progress, HTV, ATV e vaivens Espaciais - esses também utilizam as Bandas S e Ku), para receber comandos dos Centros de Controle de Missão e dos tripulantes da EEI.
Naves espaciais automatizadas como o HTV e o ATV são equipados com seus próprios sistemas de comunicação. O ATV utiliza um sistema de laser acoplado na nave e um pequeno sistema de espelhos acoplados no módulo Zvezda, conhecido como Proximity Communications Equipment, para atracar com precisão à Estação Espacial. O HTV utiliza uma aproximação feita através de um sistema de GPS acoplado no módulo Kib.