ماهواره
ماهواره به دستگاه‌های ساخت بشر گفته می‌شود که در مدارهایی در فضا به گرد زمین یا سیارات دیگر می‌چرخند.
اهمیت ماهواره‌ها برای مخابرات و بررسی منابع زمینی و پژوهش و کاربردهای نظامی و جاسوسی روزافزون است. بخشی از پژوهشهای علمی و تخصصی که در آزمایشگاه‌های مستقر در فضا انجام می‌شود، هرگز نمی‌توانست روی کره زمین جنبه عملی به خود گیرد.
نخستین ماهواره فضایی جهان اسپوتنیک-۱ (به معنی همسفر-۱ به زبان روسی) بود که در تاریخ ۱۲ مهر ۱۳۳۶ (۴ اکتبر ۱۹۵۷) به مدار زمین پرتاب شد. پرتاب اسپوتنیک-۱ به مدار زمین آغازگر عصر فضا و مسابقه فضایی شد.
اولین ماهوارهٔ ایالات متحده برای تقویت کردن مخابرات "پروژهٔ اسکور" در سال ۱۹۵۸ بود که از یک نوار برای ضبط و پخش پیام‌های صوتی استفاده می‌کرد. این ماهواره برای پخش پیام تبریک کریسمس رئیس جمهور آمریکا "آیزن هاور" به سراسر دنیا استفاده می‌شد. در سال ۱۹۶۰ ناسا ماهوارهٔ "اکو" را پرتاب کرد. تل استار اولین ماهوارهٔ فعال مخابرهٔ مستقیم ماهواره‌ای تجاری بود. وابسته‌های به "ای تی اند تی"به عنوان بخشی از توافق چند ملیتی بین "ای تی اند تی"، آزمایشگاه‌های تلفن بل، ناسا، ادارهٔ پست عمومی بریتانیا و دفتر پست ملی فرانسه برای گسترش ارتباطات ماهواره‌ای، آن ماهواره را از "کیپ کارناوال" در ۱۰ ژوئیه ۱۹۶۲ توسط ناسا پرتاب کردند. اولین و مهم ترین برنامهٔ ماهواره‌های مخابراتی در تلفن بلند برد میان قاره‌ای بود. پیشرفت‌ها در کابل‌های مخابراتی زیردریایی با استفاده از فیبرهای نوری باعث کاهش استفاده از ماهواره‌ها برای تلفن‌های ثابت در اواخر قرن بیستم شد، ولی هنوز برخی اقلیم‌ها و یا قسمت‌هایی از برخی کشورها بودند که خطوط زمینی مخابرات در آنها اندک بود یا موجود نبود مانند قطب جنوب، به علاوهٔ بخش عظیمی از استرالیا، آمریکای جنوبی، آفریقا، کانادای شمالی، چین، روسیه و گرین لند. بعد از اینکه سرویس تلفن راه دور تجاری با استفاده از مخابرات ماهواره‌ای ایجاد شد، یک میزبان از دیگر ارتباطات راه دور تجاری با ماهواره‌های مشابه در سال ۱۹۷۹ شامل موبایل ها ی ماهواره‌ای، رادیوی ماهواره‌ای، تلویزیون ماهواره‌ای و دسترسی اینترنتی ماهوارهٔ تطبیق شد. اولین تطابق‌ها برای بیشتر سرویس‌ها در دههٔ ۱۹۹۰ اتفاق افتاد و درحالیکه قیمت گذاری برای کانال‌های تقویت کنندهٔ ماهواره‌ای ادامه می‌یافت به طور قابل توجهی افت کرد.
کاربرد ماهواره‌ها
به سفینه‌ای گفته می‌شود که در مداری، به دور یک سیاره (معمولاً زمین) در حال گردش باشد. الفقی در عصری که ما در آن زندگی می‌کنیم، ماهواره و تکنولوژی وابسته به آن، آنچنان در تاروپود جوامع بشری نفوذ کرده و به پیش می‌تازد، که نقش تعیین کننده آن در سیر تحولات تمدن بشری، قابل توجه‌است.
بخشی از تحقیقات و پژوهشهای علمی - تخصصی، که در آزمایشگاه‌های مسقتر در فضا انجام می‌شود، هرگز نمی‌توانست روی کره زمین جنبه عملی به خود گیرد. این تحقیقات، که بسیار متعدد و متنوع است، در تخصص‌های پزشکی، داروسازی، مهندسی مواد، مهندسی ژنتیک و ده‌ها مورد دیگر، تا به حال دستاوردهای بسیار ارزنده‌ای را به جوامع بشری عرضه کرده‌است.
ماهواره‌ها که در فضا درحال گردشند، می‌توانند اطلاعات باارزشی در اختیار انسان قرار دهند که منجر به تحولات شگرفی، در زمینه‌های گوناگون شود. ماهواره‌های کشف منابع زمینی، هواشناسی، مخابراتی، پژوهشی و نظامی از این نوع می‌باشند.
تاریخچه
ظاهراً نخستین اشاره به ماهواره در ادبیات، نوشته‌ای از ادوارد اورت هیل است. او در سال ۱۸۶۹ در داستانی بنام «ماه آجری» از ماهواره‌ای حامل انسان نام برده که به دور زمین می‌گردد.
ژول ورن نیز در داستان «میلیون‌های بگم» در سال ۱۸۷۹ از گلوله توپی نام می‌برد که بطور ناخواسته در مدار زمین به گردش درآمده‌است.
کنستانتین تسیولکوفسکی نیز در رساله خود بنام «اکتشاف فضای کیهانی با وسائل عکس‌العملی» در میان انبوهی از اندیشه‌های نو در مورد فضانوردی، از ماهواره نیز نام می‌برد.
شروع قرن بیستم
در سال ۱۹۴۵ نویسنده مشهور بریتانیایی آرتور سی کلارک یکی از بزرگترین خالقان داستانهای علمی–تخیلی، برای اولین بار پیشنهاد قرار دادن یک ماهواره ارتباطی را در مدار ژئوسنکرون یا مدار کلارک که در فاصله تقریباً ۳۶۰۰۰ کیلومتری سطح زمین و بالای خط استوا قراردارد را جهت پوشش سیگنالهای رادیویی و تلویزیونی داد. از این مدار امکان دسترسی به تقریباً ۴۰٪ سطح زمین وجود دارد.
جنگ جهانی دوم
ایده استفاده از ماهواره‌های ساخت دست بشر، برای اولین بار در پایان جنگ جهانی دوم بر سر زبان‌ها افتاد.
رقابت فضایی
اولین ماهواره مصنوعی، اسپوتنیک ۱ (Sputnik ۱) بود که توسط شوروی در ۴ اکتبر ۱۹۵۷ شروع به کار کرد. که این باعث به راه افتادن یک رقابت فضایی بین شوروی و آمریکا شد. آمریکا نیز اولین ماهواره خود را در ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ به فضا پرتاب کرد. بزرگترین ماهواره مصنوعی که هم اکنون به دور زمین می‌چرخد ایستگاه بین‌المللی فضایی می‌باشد.
وضعیت ماهواره و زمین
ماهواره‌ای که در مدار ژئوسنکرون و در بالای خط استوا و هماهنگ با سرعت زمین و با زاویه‌ای ثابت، حرکت می‌کند، قسمت مشخصی از سطح زمین را بطور ثابت پوشش می‌دهد، و از یک ایستگاه زمینی نیز بصورت یک نقطه ثابت، قابل رویت است.
ماه، خورشید، و دیگر ستارگان و سیارات منظومه شمسی باعث تاثیر گذاری بروی ماهواره در مدار خود می‌شود که احتمال جابجایی از مکان خود را دارد. برای جلوگیری از این مسیله، موتورهای مخصوصی که بوسیله ایستگاههای زمینی کنترل می‌شوند، کمک می‌کنند که ماهواره‌ها در مکان خود ثابت باقی بمانند.
ارتباط با زمین
جهت برقراری ارتباط از یک ایستگاه زمینی، معمولاً احتیاج به یک دیش بزرگ که بنام Uplink Antenna معروف است، می‌باشد و باعث تمرکز اطلاعات ارسالی به ماهواره می‌شود.
در ارتباط بین ماهواره و ایستگاه زمینی معمولاً از دو نوع موج و فرکانس متفاوت استفاده می‌شود. یکی برای Uplink و دیگری برای Downlink. دیش نصب شده بروی ماهواره، سیگنال ارسالی ازایستگاه زمینی را دریافت کرده و به یک دستگاه گیرنده می‌رساند و پس از یک سری پردازش، به فرستنده ماهواره انتقال می‌دهد و از طریق آنتن فرستنده ماهواره، مجدداً به سمت زمین باز تابش داده می‌شود.
امواج ارسالی
سیگنال ارسالی به سطح زمین، بوسیله دیش‌های معمولی، دریافت و جمع آوری شده و به دستگاه گیرنده ماهواره، از طریق ال ان بی، انتقال پیدا می‌کند. قدرت سیگنال دریافتی بر روی زمین، نسبت به فاصله و زاویه و... ماهواره و نقطه گیرندگی، متفاوت بوده و بصورت یک الگوی خاص به نام سایه ماهواره یا footprint معرفی می‌شود.
همیشه قدرت سیگنال ماهواره در مرکز سایه، بیشترین مقدار را دارا می‌باشد و در گوشه‌ها، از کمترین مقدار، برخوردار است. توجه به این نکته لازم است که دریافت سیگنال در خارج از سایه، احتیاج به دیش‌های بزرگ تر، دارد. امواج سانتی متری، جهت ارسال سیگنال ماهواره به زمین، مورد استفاده قرار می‌گیرد که محدوده فرکانسی آنها بین ۳-۳۰ MHz می‌باشد.
دلیل اصلی استفاده از این امواج رادیویی کوتاه، انتشار راحت امواج و تاثیرات کم نویز و مزاحمت‌های فرکانسی است. البته فرکانسهای بالاتر از ۱۵ Ghz، بصورت وحشتناکی بوسیله اکسیژن هوا و بخار آب تضعیف می‌گردند.
ماهواره‌ها، سیگنالهای ارسالی خود را بصورت قطبی و با دو حالت افقی و عمودی ارسال می‌کنند و گاهی اوقات نیز، بصورت دورانی، چپ گرد و راست گرد. در سیستمهای دیجیتال، امکان ارسال دیتا و چندین شبکه تلویزیونی و رادیویی بروی یک فرکانس وجود دارد.
انواع ماهواره
ماهواره ضد سلاح
ماهواره ضد سلاح، که بعضی مواقع ماهواره‌های کشنده نیز خوانده می‌شوند، ماهواره‌هایی هستند که برای خراب کردن ماهواره‌های دشمن و دیگر سلاح‌های مداری و اهداف دیگر طراحی شده‌اند. که هم آمریکا و هم روسیه، از این نوع ماهواره، در اختیار دارند.
ماهواره‌های ستاره‌شناختی
ماهواره‌های ستاره‌شناختی که برای مشاهده فاصله سیاره‌ها وکهکشان‌ها و دیگر اشیای خارجی فضا، استفاده می‌شود.
ماهواره‌های زیستی
ماهواره‌های زیستی، ماهواره‌هایی هستند که برای حمل ارگانیسم‌های زنده، طراحی شده‌اند. عموماً برای آزمایش‌های علمی استفاده می‌شوند.
ماهواره‌های مخابراتی
ماهواره‌های مخابراتی، ماهواره‌هایی هستند که برای اهداف ارتباط راه دور، در فضا قرار گرفته‌اند. ماهواره‌های مخابراتی مدرن، نوعاً از مدارهای زمین‌همگام، مولنیا (Molniya) و پایین‌زمینی استفاده می‌کنند.
ماهواره‌های مینیاتوری
ماهواره‌های مینیاتوری، ماهواره‌هایی هستند که دارای وزن کم و سایز کوچک، به طور غیر عادی می‌باشند. طبقه بندی جدیدی که برای گروه بندی این ماهواره‌ها استفاده می‌شود، عبارت است از:
ماهواره‌های کوچک (۵۰۰-۲۰۰ کیلوگرم)
ماهواره‌های میکرو (زیر ۲۰۰ کیلوگرم)
ماهواره‌های نانو (زیر ۱۰ کیلوگرم)
ماهواره‌های هدایت‌کننده
ماهواره‌هایی هستند که از پخش کردن سیگنالهای رادیویی استفاده می‌کنند تا دریافت کننده‌های موبایل را در زمین فعال نمایند تا مکان دقیق آنها مشخص شود.
ماهواره‌های اکتشافی
ماهواره‌های مشاهداتی زمین یا ماهواره‌های مخابراتی می‌باشند، که برای کاربردهای نظامی و جاسوسی مستقر شده‌اند.
ماهواره‌های زمین‌شناسی
ماهواره‌های زمین‌شناسی، ماهواره‌هایی هستند که برای نظارت بر محیط، هواشناسی و ساختن نقشه استفاده می‌شوند.
ماهواره‌های تتر
ماهواره‌هایی هستند که به وسیله یک کابل که به آنها تتر (افسار) می‌گویند، به ماهواره‌های دیگر وصل می‌شوند.
ماهواره‌های هواشناسی
ماهواره‌های هواشناسی، که به طور ابتدایی برای نشان دادن آب و هوای کره زمین به کار می‌روند.
ایستگاه فضایی
ایستگاه فضایی، یک ساختار ساخته دست بشر می‌باشد که برای زندگی انسان در فضای خارج طراحی شده‌است. یک ایستگاه فضایی از انواع فضاپیماها به وسیله نقصش در نیرو محرکه زیاد یا امکانات بر زمین نشستن، متمایز می‌شود. به جای موتورهای دیگر به عنوان جا به جایی به و از ایستگاه استفاده می‌شود.
ایستگاههای فضایی برای باقی‌ماندن در مدار برای مدت کوتاهی طراحی شده‌اند، برای قسمتی از هفته یا ماه یا حتی سال.
مدار ماهواره‌ها
ماهواره در یک مسیر بسته که آن را مدار ماهواره می‌نامند، به دور زمین در گردش است. این مسیر ممکن است دایره‌ای یا بیضی شکل باشد و مرکز زمین در مرکز این مسیر یا در یکی از کانون‌های بیضی آن قرار دارد. ماهواره درصورتی که تحت تاثیر نیروهای گرانشی دیگری قرارنگیرد، همواره درصفحه‌ای به نام صفحه مداری به گردش خود به دور زمین ادامه می‌دهد. حرکت این صفحه مداری به پریود مدار و زاویه صفحه با صفحه استوا بستگی دارد. اگر این زاویه صفر باشد، صفحه مداری منطبق بر صفحه استوایی زمین می‌شود.
عموماً ماهواره‌ها بروی چهار نوع مدار که بستگی به نوع کاربرد ماهواره دارد، قرار می‌گیرند:
مدار پائین زمین
مدار قطبی
مدار زمین‌ایست
مدار بیضوی
ماهواره‌های مدار پائین زمین
به ماهواره‌هایی که در فاصله نسبتاً کمی از سطح زمین قرار دارند، ماهواره‌های مدار پائین زمین گفته می‌شود. بیشترین ارتفاع این نوع ماهواره‌ها از سطح زمین بین ۳۲۰ تا ۸۰۰ کیلومتر است. مسیر حرکت این ماهواره‌ها از غرب به شرق و همجهت با دوران زمین بدور خود است.
بدلیل نزدیکی فاصله این نوع ماهواره‌ها از سطح زمین، سرعت حرکت این ماهواره‌ها خیلی بیشتر از سرعت دوران زمین بدور خود است.
گاهی سرعت این نوع ماهواره‌ها به ۲۷٬۳۵۹ کیلومتر در ساعت نیز می‌رسد. با این سرعت، این نوع از ماهواره‌ها می‌توانند در هر ۹۰ دقیقه، یک دور کامل بدور زمین بگردند.
برخی از ماهواره‌های هواشناسی، ماهواره‌های سنجش از دور و ماهواره‌های جاسوسی از این نوع‌اند.
ماهواره‌های مدار قطبی
ماهواره‌های مدار قطبی به نوعی از ماهواره‌هایی گفته می‌شود که مسیر مدار حرکت آنها عمود بر خط استوا و مسیر دوران از قطبهای شمال و جنوب می‌گذرد. بعضی از ماهواره‌های هواشناسی، ماهواره‌های سنجش از دور و ماهواره‌های جاسوسی از این نوع‌اند.
ماهواره‌های مدار زمین‌ایست
این در حالت کلی بروی مدار زمین‌ایست و بر بالای خط استوا، در فاصله ۳۵۸۷۰ کیلومتری از سطح زمین قرار داند.
این نوع ماهواره‌ها در مکانی ثابت نسبت به زمین قرار دارند و هم‌فاز با دوران زمین بدور خود، می‌گردند و بدلیل همین ثبات دارای سایه‌ای ثابت (معروف به «جای‌پا») بر زمین هستند.
به مدار زمین‌هم‌زمان مدار زمین‌ایست و یا مدار کلارک نیز گفته می‌شود.
تمام ماهواره‌های مخابراتی و تلویزیونی از این نوع هستند.
ماهواره‌های مدار بیضوی
این ماهواره‌ها دارای مداری بیضوی هستند. دو نقطه مهم از مدار این ماهواره‌ها نقطه اوج و نقطه حضیض آنها است:
قسمتی که به سطح زمین نزدیک می‌شوند به نام نقطه حضیض نامیده می‌شود.
قسمتی که از سطح زمین دور می‌شود به نام نقطه اوج نامیده می‌شود.
مسیر حرکت و دوران این نوع ماهواره مانند ماهواره‌های قطبی از سمت شمال به جنوب است. چون اکثر ماهواره‌های مخابراتی در مدار زمین‌ایست قرار گرفته‌اند، این ماهواره‌ها هیچ پوششی بروی قطبهای شمال و جنوب ندارند. به همین دلیل و جهت پوشش قطب‌ها از ماهواره‌های مدار قطبی استفاده می‌شود. در واقع این نوع از ماهواره‌ها شمالی‌ترین و جنوبی‌ترین قسمت نیمکره‌ها را پوشش می‌دهند.
ایستگاه فضایی
ایستگاه فضایی نوعی سازه‌است که برای زندگی و کار بشر در فضا طراحی و ساخته شده‌است. تاکنون تنها ایستگاههای مدار پایین به مرحلهٔ بهره‌برداری رسیده‌اند که آنها را «ایستگاه مداری» نیز می‌خوانند. تفاوت ایستگاه فضایی با فضاپیماهای دیگر این است که در ایستگاه فضایی امکانات اساسی پیش‌رانی یا فرود بر زمین وجود ندارد — در عوض از وسایل نقلیهٔ دیگر برای ترابری (چه از ایستگاه چه به ایستگاه) سود جسته می‌شود. ایستگاههای فضایی برای سکونت میان‌مدت طراحی شده‌اند که درازنایش می‌تواند چند هفته چند ماه و حتی چند سال باشد. تنها ایستگاه فضایی‌ای که اینک مورد استفاده‌است «ایستگاه فضایی بین‌المللی» است. ایستگاههای فضایی پیشین الماز، سری سالیوت، اسکای‌لب و میر بودند.
تاریخچه
ایستگاه فضایی حداقل از سال ١٨٦٩ طراحی شده است.
ایستگاه فضایی بین‌المللی
ایستگاه فضایی بین‌المللی (به انگلیسی: International Space Station) یک ایستگاه فضایی است که با مشارکت بیش از ۱۵ کشور ساخته می‌شود. این ایستگاه فضایی در مدار زمین و در ارتفاع ۳۵۰ کیلومتری از سطح زمین در حرکت است. سرعت آن در مدار معادل ۲۷٬۷۰۰ کیلومتر بر ساعت است، که به این ترتیب روزی ۱۵ بار به دور سیاره زمین گردش می‌کند. بیشتر بخش‌های اصلی این ایستگاه فضایی ساخته شده اما تا سال ۲۰۱۵ چند بخش جدید به آن افزوده خواهد شد. پس از تکمیل، ایستگاه فضایی بین‌المللی ۴۵۰ تُن وزن خواهد داشت، و ۱۲۰۰ متر مکعب فضای کار، پژوهش و زندگی برای فضانوردان فراهم خواهد آورد. ایستگاه فضایی بین‌المللی در شب بصورت ستاره‌ای متحرک با چشم غیرمسلح قابل رؤیت است.
این ایستگاه محصول همکاری مشترک سازمان ناسا، سازمان فضایی روسیه، سازمان فضایی اروپا، سازمان فضایی ژاپن، و سازمان فضایی کانادا است. سازمان فضایی برزیل از طریق همکاری با ناسا با این برنامه مشارکت می‌کند. سازمان فضایی ایتالیا، هم به عنوان یک عضو فعال در سازمان فضایی اروپا، و هم بطور مستقل در برنامه ایستگاه فضایی مشارکت می‌کند. سازمان فضایی چین نیز علاقه خود را برای پیوستن به جمع مشارکت‌کنندگان، به ویژه از طریق همکاری با سازمان فضایی روسیه اعلام داشته است.
ایستگاه فضایی بین‌المللی در حقیقت فرزند و ترکیبی از چندین پروژه فضایی است که قبلاً توسط کشورهای مختلف برنامه‌ریزی شده بود. از جمله این برنامه‌ها می‌توان به ایستگاه فضایی میر-۲ (روسیه)، ایستگاه فضایی آزادی (آمریکا)، آزمایشگاه فضایی کلمبوس (اروپا) و آزمایشگاه فضایی کیبو (ژاپن) اشاره کرد.
حضور فضانوردان در ایستگاه فضایی بین‌المللی از آغاز نخستین ماموریت در ۱۲ آبان ۱۳۷۹ تاکنون بدون وقفه ادامه داشته است. این ایستگاه در حال حاضر ظرفیت شش سرنشین دائمی را دارا است، اگرچه هنگام اتصال فضاپیماها و ورود اردوهای جدید، تعداد فضانوردان درون ایستگاه بطور موقت تا بیش از ۱۰ نفر هم افزایش می‌یابد. دو فروند فضاپیمای سایوز هر یک با ظرفیت ۳ نفر بطور دائمی برای تخلیه اضطراری ایستگاه در هنگام خطر به آن متصل اند. در ابتدای کار ایستگاه، سرنشینان آن از سازمان‌های فضایی روسیه و آمریکا انتخاب می‌شدند، تا اینکه در ژوئیه ۲۰۰۶ یک فضانورد آلمانی سازمان فضایی اروپا، در قالب اردوی ۱۳ به ایستگاه فضایی بین‌المللی سفر کرد. تاکنون روی هم رفته فضانوردانی از ۱۶ کشور جهان در این ایستگاه اقامت کرده‌اند؛ این تعداد شامل ۵ توریست فضایی نیز هست؛ انوشه انصاری، فضانورد ایرانی، در روز ۲۷ شهریور ۱۳۸۵ به ایستگاه فضایی بین‌المللی وارد شد و ۹ روز در آن اقامت داشت.
در حال حاضر فضاپیماهای سایوز، پروگرس، فضاپیمای ترابری خودکار، فضاپیمای ترابری اچ-۲ و فضاپیمای دراگن مسئولیت رساندن سرنشین، خدمات و پشتیبانی را به ایستگاه فضایی بر عهده دارند. ماموریت‌های پشتیبانی شاتل فضایی در پی بازنشسته شدن شاتل‌ها در سال ۲۰۱۱ به پایان رسید.
تکمیل ساخت ایستگاه فضایی بین‌المللی برای سال ۲۰۱۵ میلادی برنامه‌ریزی شده است. تخمین زده می‌شود که جمع هزینه‌های این ایستگاه از آغاز ساخت تا پایان بیش از ۱۰۰ میلیارد یورو باشد. به این ترتیب، ایستگاه فضایی بین‌المللی پرهزینه‌ترین دستگاه ساخته شده در طول تاریخ بشر است.
ایستگاه فضایی بین‌المللی معمولاً با مخفف نام انگلیسی آن یعنی ISS نامیده می‌شود.
ویژگی‌ها و اهداف
ایستگاه فضایی بین‌المللی تشکیلات فضایی و سرنشین‌دار بزرگی است که در مدار نزدیک زمین قرار دارد. این ایستگاه از چندین بخش تشکیل شده که توسط کشورهای مختلف ساخته شده‌اند و تکمیل آن تا سال ۲۰۱۵ ادامه خواهد داشت. اولین بخش ایستگاه در ۲۹ آبان ۱۳۷۷ (۲۰ نوامبر ۱۹۹۸) به مدار زمین پرتاب شد، و دو سال بعد در ۱۲ آبان ۱۳۷۹ (۲ نوامبر ۲۰۰۰) با ورود اولین اردوی فضانوردان، استفاده مفید از ایستگاه آغاز گشت. علاوه بر خودِ ایستگاه مداری، تشکیلات زمینی کنترل پرواز در کشورهای مختلف، عملیات ایستگاه فضایی را زیر نظر دارند.
کاربردهای اصلی ایستگاه فضایی بین‌المللی عبارتند از:
آزمایشگاه فضایی برای انجام پژوهشهای نوین، پژوهش‌ها و آزمایش‌هایی که انجام آنها روی زمین به علت وجود جاذبه ممکن نیست یا با دشواری‌هایی همراه است؛
رصدخانه دائمی در مدار زمین، برای رصد کردن زمین، خورشید، منظومه شمسی و کیهان؛
مرکز حمل و نقل مداری که می‌توان در آن فضاپیماها، بار و قطعات گوناگون را گردآوری کرد، و پس از مونتاژ و تنظیم، آنها را به مقصد مورد نظر فرستاد؛
مرکز سرویس برای تعمیر، نگهداری، و تنظیم فضاپیماها و ماهواره‌ها در مدار زمین؛
مرکز ساخت و ساز برای مونتاژ و نصب سازه‌های بزرگ فضایی؛
مرکز همکاری پژوهشی با بخش خصوصی در زمینه مهندسی هوافضا با هدف پیشبرد فناوری فضایی و تشویق بیشتر بخش خصوصی به سرمایه‌گذاری در آن.
عمر عملیاتی ایستگاه فضایی بین‌المللی تا سال ۲۰۲۰ میلادی برنامه‌ریزی شده است و احتمالاً تا نیمه دهه آینده نیز ادامه خواهد یافت. با این حال، این ایستگاه فضایی حتی دو سال پیش از تکمیل یعنی در سال ۲۰۰۸، رکورددار بزرگترین ایستگاه ساخته شده در مدار زمین در طول تاریخ فضانوردی شد. تخمین زده می‌شود که جمع هزینه‌های این ایستگاه از آغاز ساخت تا پایان بیش از ۱۰۰ میلیارد یورو باشد. به این ترتیب، ایستگاه فضایی بین‌المللی پرهزینه‌ترین دستگاه ساخته شده در طول تاریخ بشر است. مشارکت‌کنندگان در این پروژه، چنین هزینه گزافی را برای رسیدن به دستاوردهایی بزرگ و درازمدت پرداخت می‌کنند؛ مشارکت در این پروژه باعث می‌شود که در این کشورها بودجه کلانی برای پیشبرد تحقیقات و تولید با استفاده از فناوری‌های پیشرفته اختصاص یابد، «دانش و اطلاعات» به عنوان زیرساختار توسعه آن جوامع نهادینه شود، و تبادل دانش، تجربه، فرهنگ و فناوری از طریق مشارکت در این برنامه بین‌المللی بدست آید.
کشورهای سازنده بخش‌های اصلی ایستگاه (تا پایان پروژه) عبارتند از: روسیه (۶ بخش)، آمریکا (۴ بخش)، اروپا (۳ بخش)، ژاپن (۲ بخش)، کانادا (۲ بخش)، ایتالیا بطور مستقل (یک بخش)، به همراه دو بخش که یکی ساخت مشترک آمریکا و روسیه و دیگری ساخت مشترک اروپا و ایالات متحده آمریکا است.
شاتلهای فضایی، سایوز و پروگرس از آغاز برای حمل و نقل فضانوردان و بار به ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده می‌شدند. فضاپیمای ترابری خودکار از ۱۹ اسفند ۱۳۸۶ به ناوگان فضاپیماهای پشتیبانی ایستگاه پیوست. ناوگان شاتلهای فضایی ناسا که از آغاز برنامه نقش عمده ای در ساخت و پشتیبانی ایستگاه فضایی داشت، در پی فاجعه انفجار فضاپیمای کلمبیا در ژوئیه ۲۰۱۱ بازنشسته شد.
فضاپیمای ترابری ژاپنی اچ-۲ از سپتامبر ۲۰۱۱ به ناوگان پشتیبانی ایستگاه پیوست.
جدیدترین فضاپیمای پشتیبانی ایستگاه، دراگن است که توسط شرکت خصوصی اسپیس‌اکس ساخته می‌شود.
تولد ایستگاه فضایی بین‌المللی
سنگ بنای ایستگاه فضایی بین‌المللی، بخش «زاریا» نام دارد و ساخت روسیه است. با پرتاب زاریا در روز ۲۹ آبان ۱۳۷۷ (۲۰ نوامبر ۱۹۹۸) توسط پروتون از پایگاه فضایی بایکونور به مدار زمین، ایستگاه فضایی عملاً متولد شد.
بخش‌های دوم و سوم ایستگاه به بخش آمریکایی یونیتی و بخش روسی زیوزدا هستند که به ترتیب در ۱۵ آذر ۱۳۷۷ (۶ دسامبر ۱۹۹۸) و ۲۲ تیر ۱۳۷۹ (۱۲ ژوئیه ۲۰۰۰) پس از پرتاب به مدار زمین، به بخش زاریا متصل شدند. اتصال این سه بخش به هم امکان زندگی و کار انسان را در ایستگاه فضایی بین‌المللی بوجود آورد، و متعاقب آن اردوی یکم فضانوردان شامل دو کیهان‌نورد روسی و یک فضانورد آمریکایی در روز ۱۲ آبان ۱۳۷۹ (۲ نوامبر ۲۰۰۰) وارد ایستگاه شدند.
ساخت و مونتاژ ایستگاه در فضا
ساخت و مونتاژ ایستگاه فضایی بین‌المللی، چالش و فرایند بسیار پیچیده‌ای در زمینه مهندسی هوافضا است. در سال ۱۳۷۷ (۱۹۹۸ میلادی)، مونتاژ ایستگاه با قرار دادن بخش زاریا توسط پروتون در مدار زمین آغاز شد. دو هفته بعد، بخش یونیتی در ماموریت اس‌تی‌اس-۸۸ توسط شاتل فضایی اندور در مدار زمین قرار گرفت و به زاریا متصل گردید.
تقریباً یک سال و نیم پس از اتصال بخش یونیتی، بخش سرویس زیوزدا به ایستگاه اضافه شد. زیوزدا یکی از بخش‌های اصلی ایستگاه فضایی است، که با پیوستن آن به دو بخش قبلی، امکان زندگی، کار و پژوهش سه فضانورد در ایستگاه بوجود آمد.
پایان فرایند ساخت ایستگاه برای سال ۱۳۸۹ (۲۰۱۰ میلادی) برنامه‌ریزی شده است. پس از تکمیل، ایستگاه فضایی، نزدیک به ۱۲۰۰ متر مکعب فضا برای زندگی، کار و پژوهش فضانوردان، دارا خواهد بود.
اردوهای ایستگاه فضایی بین‌المللی
به گروهی از فضانوردان که به ایستگاه فضایی سفر و برای مدت و اهداف مشخصی در آن اقامت می‌کنند، «اردو» (به انگلیسی: Expedition) گفته می‌شود. هر اردو شامل سه فضانورد است و معمولاً حدود ۶ ماه به طول می‌انجامد. نام‌گذاری اردوها با شماره و بصورت «اردوی شمارهٔ اردو» انجام می‌شود.
بسته به توافق و برنامه، برخی از اردوها از فضاپیمای سایوز و برخی از شاتل فضایی برای رفتن به ایستگاه استفاده می‌کنند. در پایان هر اردو، سه فضانورد سوار بر فضاپیمای سایوز به زمین باز می‌گردند و جای خود را به اردوی بعدی می‌دهند.
ایستگاه فضایی بین‌المللی تا تاریخ ۲۳ فروردین ۱۳۸۷ (۱۱ آوریل ۲۰۰۸) میزبان ۱۵۸ فضانورد بوده، و با این وصف رکورددار بیشترین تعداد مسافر در تاریخ فضانوردی است. با توجه به اینکه برخی فضانوردان بیش از یک بار به ایستگاه سفر کرده‌اند، تعداد کل بازدیدها از ایستگاه با احتساب تکرار به ۲۱۳ نوبت بالغ می‌شود. در مقابل، ایستگاه فضایی میر میزبان ۱۳۷ بازدید بوده‌است.
بخش‌های پُرهوای ایستگاه
ایستگاه فضایی بین‌المللی پس از تکمیل دارای ۱۴ بخش خواهد بود که دارای فشار هوا و مناسب برای زندگی و کار انسان هستند. کل این مجموعه فضای مفیدی معادل ۱۲۰۰ متر مکعب فراهم خواهد آورد. این بخش‌ها شامل چندین آزمایشگاه، بخش‌های ویژه اتصال، محفظه‌های هوایی و واحدهای مسکونی هستند. بخش‌های ایستگاه فضایی بین‌المللی بوسیله شاتل فضایی، پروتون یا موشک سایوز به مدار زمین فرستاده می‌شوند.
جدول زیر شامل لیستی از تمام بخش‌های پُرهوای ایستگاه فضایی بین‌المللی است. این لیست هم بخش‌های فعلی در مدار زمین را دارا است، هم بخش‌هایی که قرار است تا سال ۲۰۱۰ و تکمیل ایستگاه به فضا فرستاده شوند.
سامانه‌های اصلی ایستگاه فضایی بین‌المللی
منبع نیرو
منبع نیروی الکتریکی ایستگاه فضایی بین‌المللی انرژی خورشیدی است. انرژی خورشیدی ابتدا فقط توسط صفحات خورشیدی متصل به بخش‌های روسی ایستگاه یعنی زاریا و زیوزدا تامین می‌شد. بخش‌های روسی ایستگاه از جریان برق مستقیم ۲۸ ولتی بهره می‌برند. (سامانه برق فضاپیمای شاتل نیز همینگونه است.)
آرایه صفحات خورشیدی دارای طولی معادل ۵۸ متر و سطحی برابر ۳۷۵ متر مربع است. این صفحات با حرکت‌های دورانی و چرخشی، خود را برای گرفتن بیشترین مقدار نور از خورشید تنظیم می‌کنند.
پس از توسعه ایستگاه و نصب بخش‌ها و سازه‌های جدید، صفحات خورشیدی متصل به ستون فقرات ایستگاه، با تولید برق مستقیم ۱۳۰ تا ۱۸۰ ولتی، برق مورد نیاز بخش‌های دیگر را با تامین می‌کنند. این برق پس از دریافت از سامانه انرژی خورشیدی، در سراسر ایستگاه با ولتاژ ۱۶۰ ولت (مستقیم) پخش می‌شود و در صورت نیاز به صورت ۱۲۴ ولت (مستقیم) در اختیار فضانوردان قرار می‌گیرد. تبادل نیروی الکتریکی با توان و ولتاژ متفاوت بین بخش‌های مختلف ایستگاه به‌وسیله ترانسفورماتور انجام می‌شود.
در تاریخ ۲۰ مارس ۲۰۰۹ میلادی، قسمت چهارم و نهایی صفحات خورشیدی ایستگاه (حاوی دو بال) با هدایت کنترل‌کننده‌های زمینی باز و آماده کار شدند. به این ترتیب ایستگاه بین‌المللی فضایی، ده سال پس از شروع عملیات مونتاژ، با نصب آخرین صفحات خورشیدی به حداکثر ظرفیت الکتریکی خود دست‌یافت.
پشتیبانی زندگی
در ایستگاه فضایی بین‌المللی، نظارت بر فشار هوا، میزان اکسیژن، آب، و اطفاء حریق توسط «سامانه کنترل محیط و پشتیبانی زندگی» انجام می‌گیرد. کنترل هوای قابل تنفس (اتمسفر) داخل ایستگاه فضایی بین‌المللی مهم‌ترین وظیفه این سامانه‌است. وظیفه تولید اکسیژن در ایستگاه به عهده دستگاهی موسوم به الکترون است. الکترون نه تنها هوای درون ایستگاه را تصفیه می‌کند، بلکه با روش الکترولیز اکسیژن و هیدروژن را از آب مصرف‌شده در ایستگاه جدا کرده، اکسیژن را به اتمسفر ایستگاه برمی‌گرداند و هیدروژن را در فضا تخلیه می‌نماید. روش اصلی تصفیه هوای داخل ایستگاه در دستگاه الکترون، استفاده فیلترهایی مجهز به زغال فعال است.
در کنار آن، تمام آب مصرف شده در ایستگاه ذخیره و بازیابی می‌شود. فاضلاب ایستگاه شامل پسماند و پیشاب سرنشینان از دستشویی‌ها و حمام، و بخار آب داخل ایستگاه جمع‌آوری شده، پس از تصفیه مجدداً آب خالص از آن بازیافته می‌شود و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فضای داخلی ایستگاه فضایی بین‌المللی نسبت به ایستگاه روسی میر بسیار بزرگ‌تر و کم‌سروصداتر است در آی‌اس‌اس پنجره‌های بیشتری نیز برای مشاهده زمین و محیط فضا جاسازی شده‌اند.
کنترل جهت
جهت پرواز مداری ایستگاه فضایی بین‌المللی توسط یکی از دو سامانه موجود کنترل می‌شود. یکی از سامانه‌ها دارای چندین ژیروسکوپ کنترل‌کنندهٔ اندازهٔ حرکت زاویه‌ای (CMG) است که در حالت عادی جهت حرکت ایستگاه را تنظیم می‌کند. در صورتی که اشباع شدن سامانه CMG آن را از انجام کار بازدارد، سامانه کنترل جهت روسی، به‌طور خودکار کنترل ایستگاه را در دست می‌گیرد. این سامانه با استفاده از پیشرانه‌های موجود در بخش‌های روسی، جهت ایستگاه را ثابت نگه می‌دارد.
کنترل ارتفاع
ارتفاع ایستگاه فضایی بین‌المللی از سطح زمین بین ۲۷۸ کیلومتر تا ۴۶۰ کیلومتر در تغییر است. ارتفاع پایین‌تر معمولاً برای اتصال شاتل با محموله سنگین، و ارتفاع حداکثر ۴۲۵ کیلومتر برای اتصال فضاپیمای پشتیبانی سایوز حامل سرنشینان به ایستگاه مناسب است. به دلیل نیروی گرانش زمین، و اصطکاک جزئی ولی دائمی با اتمسفر بسیار رقیق لایه‌های فوقانی جو، ارتفاع ایستگاه فضایی بین‌المللی حدود ۲٫۵ کیلومتر در ماه کاهش می‌یابد. به همین علت ارتفاع ایستگاه باید چندین مرتبه در سال اصلاح گردد. این اصلاح ارتفاع توسط پیشرانه‌های موجود در بخش زیوزدا، و همچنین پس از اتصال شاتل، پروگرس و فضاپیمای ترابری خودکار با استفاده از پیشرانه‌های آنها میسر است. اصلاح ارتفاع حدود ۳ ساعت (دو گردش مداری دور زمین) به طول می‌انجامد.
تاریخچه
ایستگاههای فضایی شوروی
پیشینه ایستگاه فضایی بین‌المللی به دوران جنگ سرد و مسابقه فضایی باز می‌گردد. در این دوره، اتحاد شوروی با ساخت سه نسل ایستگاه فضایی در مدار زمین، پیشگام سکونت دائمی انسان در فضا و استفاده از فناوری فضایی بود. از سال ۱۹۷۱ تا ۱۹۸۲ میلادی شوروی با موفقیت هفت ایستگاه فضایی نسل اول و دوم سالیوت و آلماز را در مدار زمین ساخته و راه‌اندازی کرد. در سال ۱۹۸۶ نسل سوم ایستگاه فضایی یعنی ایستگاه میر در مدار زمین ساخته شد. بر اساس برنامه‌ریزی سازمان فضایی شوروی، این روند با ساخت ایستگاه فضایی عظیم نسل چهارم با نام میر-۲ در سال ۱۹۹۳ وارد مرحله جدیدی می‌شد. اما با فروپاشی شوروی و بحران مالی دهه ۱۹۹۰ در روسیه، ابعاد برنامه ایستگاه میر-۲ به دلیل کسر بودجه کاهش یافت، و با لغو پروازهای شاتل بوران، پروژه ایستگاه فضایی میر-۲ با تاخیرات پی درپی مواجه گشت. در سال ۱۹۹۲ سازمان‌های فضایی روسیه و اروپا مذاکراتی برای همکاری مشترک در ساخت و توسعه ایستگاه فضایی میر-۲ آغاز کردند.
طرح ایستگاه فضایی آزادی
در همین حال در دهه ۱۹۸۰ میلادی، ایالات متحده برای رقابت با ایستگاههای فضایی سالیوت و میر شوروی، طرحی برای ساخت ایستگاه فضایی در دست داشت. این طرح رسماً در ۵ بهمن ۱۳۶۲ (۲۵ ژانویه ۱۹۸۴) توسط رونالد ریگان رئیس جمهور وقت ایالات متحده اعلام شد. در سال ۱۹۸۸، ریگان رسماً این ایستگاه را «آزادی» نام نهاد. ایستگاه فضایی آزادی دومین برنامه ساخت ایستگاه فضایی آمریکا پس از اسکای‌لب بود، و پس از فشار کنگره و کاهش بودجه اولیه، مبلغ ۱۲٫۲ میلیارد دلار در مارس ۱۹۸۷ برای توسعه برنامه تخصیص داده شد. علی‌رغم برنامه‌ریزی‌های اولیه، با کاهش پی درپی بودجه و افزایش هزینه‌های مورد نیاز برای ساخت ایستگاه، ناسا چندین بار وادار به بازبینی ابعاد طرح شد و برنامه ساخت ایستگاه با تاخیر طولانی مواجه گشت. فاجعه انفجار فضاپیمای چلنجر، افزایش هزینه‌های عملیاتی ناوگان شاتل فضایی، و تردید نسبت به امنیت پرواز آن، ضربه دیگری بر این پروژه وارد کرد. اما سر انجام در سال ۱۹۹۰ برنامه ساخت ایستگاه فضایی آزادی زیر بار خود کمر خم کرد و علی‌رغم تلاش ناسا برای بازبینی آن، بطور کلی لغو شد.
همکاری پس از پایان جنگ سرد
پس از پایان جنگ سرد و از سال ۱۹۹۰، دولت‌های آمریکا و روسیه گفتگوهایی را برای تلفیق تلاش‌هایشان برای ساخت ایستگاه فضایی جدید آغاز کردند. در تابستان سال ۱۹۹۳ دولت‌های آمریکا و روسیه برای تلفیق پروژه ایستگاههای فضایی میر-۲ و آزادی به توافق اولیه دست یافتند. سپس موافقت شد که برنامه‌های ساخت ابزار و آزمایشگاه‌های فضایی ژاپن و سازمان فضایی اروپا نیز در این برنامه گنجانده شود. با ترکیب طرح‌های پیشین، توافق نهایی برای ساخت ایستگاه فضایی در ۱۰ آبان ۱۳۷۲ (یکم نوامبر ۱۹۹۳) حاصل شد. طرح ایستگاه فضایی بین‌المللی نسبت به طرح‌های پیشین دارای مزایای زیادی بود که از جمله آنها می‌توان به حجم مفید بیشتر ایستگاه، استفاده از تجربه طولانی روسیه در توسعه ایستگاههای فضایی، آماده‌سازی سریع‌تر، و توزیع هزینه‌های پروژه بین همه مشارکت‌کنندگان اشاره کرد. قرار بر این شد که از تمام برنامه‌های کشورهای مشارکت‌کننده در ساخت و توسعه ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده شود. این برنامه‌ها شامل ایستگاه فضایی میر-۲، ایستگاه فضایی آزادی، آزمایشگاه کلمبوس، و آزمایشگاه کیبو بود.
پروژه شاتل-میر
در همین حال و به منظور آماده‌سازی، هماهنگی سامانه‌ها و آشنایی کارشناسان طرفین پروژه با سامانه‌های فضایی یکدیگر، توافق‌نامه دیگری با هدف «همکاری بین ایالات متحده آمریکا و فدراسیون روسیه برای استفاده از فضا برای مقاصد صلح‌آمیز» در سال ۱۹۹۲ بین بوریس یلتسین و جرج بوش (پدر) امضا شد که برنامه شاتل-میر نام دارد. اجرای این توافق‌نامه گامی عمده پیش از ساخت ایستگاه بین‌المللی بود و به «فاز یکم» مشهور است («فاز دوم» ساخت ایستگاه بین‌المللی است).
برنامه شاتل-میر امکان سفر فضانوردان آمریکایی به ایستگاه فضایی میر، توسعه سامانه‌های لازم برای اتصال شاتل فضایی آمریکا به ایستگاه، و امکان پرواز فضانوردان روسی با شاتل فضایی را فراهم آورد. همچنین کارشناسان آمریکایی به دانش و تجربه روسیه در زمینه اقامت بلندمدت انسان در فضا دسترسی پیدا کردند. در پی این موافقت‌نامه، فضاپیماهای شاتل آمریکایی در ۱۲ نوبت بین سال‌های ۱۹۹۴ تا ۱۹۹۸ به ایستگاه فضایی میر متصل شدند. این دومین همکاری فضایی آمریکا و روسیه پس از پروژه آپولو-سایوز محسوب می‌شود، و سابقه همکاری دو کشور در آن پروژه، در تسریع روند برنامه شاتل-میر بی‌تاثیر نبوده است.
مشارکت اروپا و ژاپن
سازمان فضایی اروپا دارای تجربه در ساخت ایستگاه فضایی نیست، اما فضانوردان این سازمان چندین بار در قالب برنامه‌های مشترک به ایستگاه فضایی میر سفر کرده بودند. آزمایشگاه فضایی کلمبوس در اصل به عنوان یک آزمایشگاه مداری مستقل طراحی شده بود. پس از ورود اروپا به پروژه ایستگاه فضایی بین‌المللی، تغییراتی در طراحی آزمایشگاه داده، قابلیت اتصال به ایستگاه در آن تعبیه شد. مشارکت دیگر اروپا در این پروژه، فرستادن فضاپیمای ترابری خودکار توسط موشک پرقدرت آریان-۵ به ایستگاه فضایی است.
سازمان فضایی ژاپن نیز به مانند همتای اروپایی خود، آزمایشگاه فضایی کیبو را به عنوان آزمایشگاه مداری مستقل طراحی کرده بود. آن طرح نیز مانند طرح کلمبوس تبدیل به یکی از بخش‌های ایستگاه فضایی بین‌المللی شد.
ماهواره به دستگاه‌های ساخت بشر گفته می‌شود که در مدارهایی در فضا به گرد زمین یا سیارات دیگر می‌چرخند.
اهمیت ماهواره‌ها برای مخابرات و بررسی منابع زمینی و پژوهش و کاربردهای نظامی و جاسوسی روزافزون است. بخشی از پژوهشهای علمی و تخصصی که در آزمایشگاه‌های مستقر در فضا انجام می‌شود، هرگز نمی‌توانست روی کره زمین جنبه عملی به خود گیرد.
نخستین ماهواره فضایی جهان اسپوتنیک-۱ (به معنی همسفر-۱ به زبان روسی) بود که در تاریخ ۱۲ مهر ۱۳۳۶ (۴ اکتبر ۱۹۵۷) به مدار زمین پرتاب شد. پرتاب اسپوتنیک-۱ به مدار زمین آغازگر عصر فضا و مسابقه فضایی شد.
اولین ماهوارهٔ ایالات متحده برای تقویت کردن مخابرات "پروژهٔ اسکور" در سال ۱۹۵۸ بود که از یک نوار برای ضبط و پخش پیام‌های صوتی استفاده می‌کرد. این ماهواره برای پخش پیام تبریک کریسمس رئیس جمهور آمریکا "آیزن هاور" به سراسر دنیا استفاده می‌شد. در سال ۱۹۶۰ ناسا ماهوارهٔ "اکو" را پرتاب کرد. تل استار اولین ماهوارهٔ فعال مخابرهٔ مستقیم ماهواره‌ای تجاری بود. وابسته‌های به "ای تی اند تی"به عنوان بخشی از توافق چند ملیتی بین "ای تی اند تی"، آزمایشگاه‌های تلفن بل، ناسا، ادارهٔ پست عمومی بریتانیا و دفتر پست ملی فرانسه برای گسترش ارتباطات ماهواره‌ای، آن ماهواره را از "کیپ کارناوال" در ۱۰ ژوئیه ۱۹۶۲ توسط ناسا پرتاب کردند. اولین و مهم ترین برنامهٔ ماهواره‌های مخابراتی در تلفن بلند برد میان قاره‌ای بود. پیشرفت‌ها در کابل‌های مخابراتی زیردریایی با استفاده از فیبرهای نوری باعث کاهش استفاده از ماهواره‌ها برای تلفن‌های ثابت در اواخر قرن بیستم شد، ولی هنوز برخی اقلیم‌ها و یا قسمت‌هایی از برخی کشورها بودند که خطوط زمینی مخابرات در آنها اندک بود یا موجود نبود مانند قطب جنوب، به علاوهٔ بخش عظیمی از استرالیا، آمریکای جنوبی، آفریقا، کانادای شمالی، چین، روسیه و گرین لند. بعد از اینکه سرویس تلفن راه دور تجاری با استفاده از مخابرات ماهواره‌ای ایجاد شد، یک میزبان از دیگر ارتباطات راه دور تجاری با ماهواره‌های مشابه در سال ۱۹۷۹ شامل موبایل ها ی ماهواره‌ای، رادیوی ماهواره‌ای، تلویزیون ماهواره‌ای و دسترسی اینترنتی ماهوارهٔ تطبیق شد. اولین تطابق‌ها برای بیشتر سرویس‌ها در دههٔ ۱۹۹۰ اتفاق افتاد و درحالیکه قیمت گذاری برای کانال‌های تقویت کنندهٔ ماهواره‌ای ادامه می‌یافت به طور قابل توجهی افت کرد.
کاربرد ماهواره‌ها
به سفینه‌ای گفته می‌شود که در مداری، به دور یک سیاره (معمولاً زمین) در حال گردش باشد. الفقی در عصری که ما در آن زندگی می‌کنیم، ماهواره و تکنولوژی وابسته به آن، آنچنان در تاروپود جوامع بشری نفوذ کرده و به پیش می‌تازد، که نقش تعیین کننده آن در سیر تحولات تمدن بشری، قابل توجه‌است.
بخشی از تحقیقات و پژوهشهای علمی - تخصصی، که در آزمایشگاه‌های مسقتر در فضا انجام می‌شود، هرگز نمی‌توانست روی کره زمین جنبه عملی به خود گیرد. این تحقیقات، که بسیار متعدد و متنوع است، در تخصص‌های پزشکی، داروسازی، مهندسی مواد، مهندسی ژنتیک و ده‌ها مورد دیگر، تا به حال دستاوردهای بسیار ارزنده‌ای را به جوامع بشری عرضه کرده‌است.
ماهواره‌ها که در فضا درحال گردشند، می‌توانند اطلاعات باارزشی در اختیار انسان قرار دهند که منجر به تحولات شگرفی، در زمینه‌های گوناگون شود. ماهواره‌های کشف منابع زمینی، هواشناسی، مخابراتی، پژوهشی و نظامی از این نوع می‌باشند.
تاریخچه
ظاهراً نخستین اشاره به ماهواره در ادبیات، نوشته‌ای از ادوارد اورت هیل است. او در سال ۱۸۶۹ در داستانی بنام «ماه آجری» از ماهواره‌ای حامل انسان نام برده که به دور زمین می‌گردد.
ژول ورن نیز در داستان «میلیون‌های بگم» در سال ۱۸۷۹ از گلوله توپی نام می‌برد که بطور ناخواسته در مدار زمین به گردش درآمده‌است.
کنستانتین تسیولکوفسکی نیز در رساله خود بنام «اکتشاف فضای کیهانی با وسائل عکس‌العملی» در میان انبوهی از اندیشه‌های نو در مورد فضانوردی، از ماهواره نیز نام می‌برد.
شروع قرن بیستم
در سال ۱۹۴۵ نویسنده مشهور بریتانیایی آرتور سی کلارک یکی از بزرگترین خالقان داستانهای علمی–تخیلی، برای اولین بار پیشنهاد قرار دادن یک ماهواره ارتباطی را در مدار ژئوسنکرون یا مدار کلارک که در فاصله تقریباً ۳۶۰۰۰ کیلومتری سطح زمین و بالای خط استوا قراردارد را جهت پوشش سیگنالهای رادیویی و تلویزیونی داد. از این مدار امکان دسترسی به تقریباً ۴۰٪ سطح زمین وجود دارد.
جنگ جهانی دوم
ایده استفاده از ماهواره‌های ساخت دست بشر، برای اولین بار در پایان جنگ جهانی دوم بر سر زبان‌ها افتاد.
رقابت فضایی
اولین ماهواره مصنوعی، اسپوتنیک ۱ (Sputnik ۱) بود که توسط شوروی در ۴ اکتبر ۱۹۵۷ شروع به کار کرد. که این باعث به راه افتادن یک رقابت فضایی بین شوروی و آمریکا شد. آمریکا نیز اولین ماهواره خود را در ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ به فضا پرتاب کرد. بزرگترین ماهواره مصنوعی که هم اکنون به دور زمین می‌چرخد ایستگاه بین‌المللی فضایی می‌باشد.
وضعیت ماهواره و زمین
ماهواره‌ای که در مدار ژئوسنکرون و در بالای خط استوا و هماهنگ با سرعت زمین و با زاویه‌ای ثابت، حرکت می‌کند، قسمت مشخصی از سطح زمین را بطور ثابت پوشش می‌دهد، و از یک ایستگاه زمینی نیز بصورت یک نقطه ثابت، قابل رویت است.
ماه، خورشید، و دیگر ستارگان و سیارات منظومه شمسی باعث تاثیر گذاری بروی ماهواره در مدار خود می‌شود که احتمال جابجایی از مکان خود را دارد. برای جلوگیری از این مسیله، موتورهای مخصوصی که بوسیله ایستگاههای زمینی کنترل می‌شوند، کمک می‌کنند که ماهواره‌ها در مکان خود ثابت باقی بمانند.
ارتباط با زمین
جهت برقراری ارتباط از یک ایستگاه زمینی، معمولاً احتیاج به یک دیش بزرگ که بنام Uplink Antenna معروف است، می‌باشد و باعث تمرکز اطلاعات ارسالی به ماهواره می‌شود.
در ارتباط بین ماهواره و ایستگاه زمینی معمولاً از دو نوع موج و فرکانس متفاوت استفاده می‌شود. یکی برای Uplink و دیگری برای Downlink. دیش نصب شده بروی ماهواره، سیگنال ارسالی ازایستگاه زمینی را دریافت کرده و به یک دستگاه گیرنده می‌رساند و پس از یک سری پردازش، به فرستنده ماهواره انتقال می‌دهد و از طریق آنتن فرستنده ماهواره، مجدداً به سمت زمین باز تابش داده می‌شود.
امواج ارسالی
سیگنال ارسالی به سطح زمین، بوسیله دیش‌های معمولی، دریافت و جمع آوری شده و به دستگاه گیرنده ماهواره، از طریق ال ان بی، انتقال پیدا می‌کند. قدرت سیگنال دریافتی بر روی زمین، نسبت به فاصله و زاویه و... ماهواره و نقطه گیرندگی، متفاوت بوده و بصورت یک الگوی خاص به نام سایه ماهواره یا footprint معرفی می‌شود.
همیشه قدرت سیگنال ماهواره در مرکز سایه، بیشترین مقدار را دارا می‌باشد و در گوشه‌ها، از کمترین مقدار، برخوردار است. توجه به این نکته لازم است که دریافت سیگنال در خارج از سایه، احتیاج به دیش‌های بزرگ تر، دارد. امواج سانتی متری، جهت ارسال سیگنال ماهواره به زمین، مورد استفاده قرار می‌گیرد که محدوده فرکانسی آنها بین ۳-۳۰ MHz می‌باشد.
دلیل اصلی استفاده از این امواج رادیویی کوتاه، انتشار راحت امواج و تاثیرات کم نویز و مزاحمت‌های فرکانسی است. البته فرکانسهای بالاتر از ۱۵ Ghz، بصورت وحشتناکی بوسیله اکسیژن هوا و بخار آب تضعیف می‌گردند.
ماهواره‌ها، سیگنالهای ارسالی خود را بصورت قطبی و با دو حالت افقی و عمودی ارسال می‌کنند و گاهی اوقات نیز، بصورت دورانی، چپ گرد و راست گرد. در سیستمهای دیجیتال، امکان ارسال دیتا و چندین شبکه تلویزیونی و رادیویی بروی یک فرکانس وجود دارد.
انواع ماهواره
ماهواره ضد سلاح
ماهواره ضد سلاح، که بعضی مواقع ماهواره‌های کشنده نیز خوانده می‌شوند، ماهواره‌هایی هستند که برای خراب کردن ماهواره‌های دشمن و دیگر سلاح‌های مداری و اهداف دیگر طراحی شده‌اند. که هم آمریکا و هم روسیه، از این نوع ماهواره، در اختیار دارند.
ماهواره‌های ستاره‌شناختی
ماهواره‌های ستاره‌شناختی که برای مشاهده فاصله سیاره‌ها وکهکشان‌ها و دیگر اشیای خارجی فضا، استفاده می‌شود.
ماهواره‌های زیستی
ماهواره‌های زیستی، ماهواره‌هایی هستند که برای حمل ارگانیسم‌های زنده، طراحی شده‌اند. عموماً برای آزمایش‌های علمی استفاده می‌شوند.
ماهواره‌های مخابراتی
ماهواره‌های مخابراتی، ماهواره‌هایی هستند که برای اهداف ارتباط راه دور، در فضا قرار گرفته‌اند. ماهواره‌های مخابراتی مدرن، نوعاً از مدارهای زمین‌همگام، مولنیا (Molniya) و پایین‌زمینی استفاده می‌کنند.
ماهواره‌های مینیاتوری
ماهواره‌های مینیاتوری، ماهواره‌هایی هستند که دارای وزن کم و سایز کوچک، به طور غیر عادی می‌باشند. طبقه بندی جدیدی که برای گروه بندی این ماهواره‌ها استفاده می‌شود، عبارت است از:
ماهواره‌های کوچک (۵۰۰-۲۰۰ کیلوگرم)
ماهواره‌های میکرو (زیر ۲۰۰ کیلوگرم)
ماهواره‌های نانو (زیر ۱۰ کیلوگرم)
ماهواره‌های هدایت‌کننده
ماهواره‌هایی هستند که از پخش کردن سیگنالهای رادیویی استفاده می‌کنند تا دریافت کننده‌های موبایل را در زمین فعال نمایند تا مکان دقیق آنها مشخص شود.
ماهواره‌های اکتشافی
ماهواره‌های مشاهداتی زمین یا ماهواره‌های مخابراتی می‌باشند، که برای کاربردهای نظامی و جاسوسی مستقر شده‌اند.
ماهواره‌های زمین‌شناسی
ماهواره‌های زمین‌شناسی، ماهواره‌هایی هستند که برای نظارت بر محیط، هواشناسی و ساختن نقشه استفاده می‌شوند.
ماهواره‌های تتر
ماهواره‌هایی هستند که به وسیله یک کابل که به آنها تتر (افسار) می‌گویند، به ماهواره‌های دیگر وصل می‌شوند.
ماهواره‌های هواشناسی
ماهواره‌های هواشناسی، که به طور ابتدایی برای نشان دادن آب و هوای کره زمین به کار می‌روند.
ایستگاه فضایی
ایستگاه فضایی، یک ساختار ساخته دست بشر می‌باشد که برای زندگی انسان در فضای خارج طراحی شده‌است. یک ایستگاه فضایی از انواع فضاپیماها به وسیله نقصش در نیرو محرکه زیاد یا امکانات بر زمین نشستن، متمایز می‌شود. به جای موتورهای دیگر به عنوان جا به جایی به و از ایستگاه استفاده می‌شود.
ایستگاههای فضایی برای باقی‌ماندن در مدار برای مدت کوتاهی طراحی شده‌اند، برای قسمتی از هفته یا ماه یا حتی سال.
مدار ماهواره‌ها
ماهواره در یک مسیر بسته که آن را مدار ماهواره می‌نامند، به دور زمین در گردش است. این مسیر ممکن است دایره‌ای یا بیضی شکل باشد و مرکز زمین در مرکز این مسیر یا در یکی از کانون‌های بیضی آن قرار دارد. ماهواره درصورتی که تحت تاثیر نیروهای گرانشی دیگری قرارنگیرد، همواره درصفحه‌ای به نام صفحه مداری به گردش خود به دور زمین ادامه می‌دهد. حرکت این صفحه مداری به پریود مدار و زاویه صفحه با صفحه استوا بستگی دارد. اگر این زاویه صفر باشد، صفحه مداری منطبق بر صفحه استوایی زمین می‌شود.
عموماً ماهواره‌ها بروی چهار نوع مدار که بستگی به نوع کاربرد ماهواره دارد، قرار می‌گیرند:
مدار پائین زمین
مدار قطبی
مدار زمین‌ایست
مدار بیضوی
ماهواره‌های مدار پائین زمین
به ماهواره‌هایی که در فاصله نسبتاً کمی از سطح زمین قرار دارند، ماهواره‌های مدار پائین زمین گفته می‌شود. بیشترین ارتفاع این نوع ماهواره‌ها از سطح زمین بین ۳۲۰ تا ۸۰۰ کیلومتر است. مسیر حرکت این ماهواره‌ها از غرب به شرق و همجهت با دوران زمین بدور خود است.
بدلیل نزدیکی فاصله این نوع ماهواره‌ها از سطح زمین، سرعت حرکت این ماهواره‌ها خیلی بیشتر از سرعت دوران زمین بدور خود است.
گاهی سرعت این نوع ماهواره‌ها به ۲۷٬۳۵۹ کیلومتر در ساعت نیز می‌رسد. با این سرعت، این نوع از ماهواره‌ها می‌توانند در هر ۹۰ دقیقه، یک دور کامل بدور زمین بگردند.
برخی از ماهواره‌های هواشناسی، ماهواره‌های سنجش از دور و ماهواره‌های جاسوسی از این نوع‌اند.
ماهواره‌های مدار قطبی
ماهواره‌های مدار قطبی به نوعی از ماهواره‌هایی گفته می‌شود که مسیر مدار حرکت آنها عمود بر خط استوا و مسیر دوران از قطبهای شمال و جنوب می‌گذرد. بعضی از ماهواره‌های هواشناسی، ماهواره‌های سنجش از دور و ماهواره‌های جاسوسی از این نوع‌اند.
ماهواره‌های مدار زمین‌ایست
این در حالت کلی بروی مدار زمین‌ایست و بر بالای خط استوا، در فاصله ۳۵۸۷۰ کیلومتری از سطح زمین قرار داند.
این نوع ماهواره‌ها در مکانی ثابت نسبت به زمین قرار دارند و هم‌فاز با دوران زمین بدور خود، می‌گردند و بدلیل همین ثبات دارای سایه‌ای ثابت (معروف به «جای‌پا») بر زمین هستند.
به مدار زمین‌هم‌زمان مدار زمین‌ایست و یا مدار کلارک نیز گفته می‌شود.
تمام ماهواره‌های مخابراتی و تلویزیونی از این نوع هستند.
ماهواره‌های مدار بیضوی
این ماهواره‌ها دارای مداری بیضوی هستند. دو نقطه مهم از مدار این ماهواره‌ها نقطه اوج و نقطه حضیض آنها است:
قسمتی که به سطح زمین نزدیک می‌شوند به نام نقطه حضیض نامیده می‌شود.
قسمتی که از سطح زمین دور می‌شود به نام نقطه اوج نامیده می‌شود.
مسیر حرکت و دوران این نوع ماهواره مانند ماهواره‌های قطبی از سمت شمال به جنوب است. چون اکثر ماهواره‌های مخابراتی در مدار زمین‌ایست قرار گرفته‌اند، این ماهواره‌ها هیچ پوششی بروی قطبهای شمال و جنوب ندارند. به همین دلیل و جهت پوشش قطب‌ها از ماهواره‌های مدار قطبی استفاده می‌شود. در واقع این نوع از ماهواره‌ها شمالی‌ترین و جنوبی‌ترین قسمت نیمکره‌ها را پوشش می‌دهند.
ایستگاه فضایی
ایستگاه فضایی نوعی سازه‌است که برای زندگی و کار بشر در فضا طراحی و ساخته شده‌است. تاکنون تنها ایستگاههای مدار پایین به مرحلهٔ بهره‌برداری رسیده‌اند که آنها را «ایستگاه مداری» نیز می‌خوانند. تفاوت ایستگاه فضایی با فضاپیماهای دیگر این است که در ایستگاه فضایی امکانات اساسی پیش‌رانی یا فرود بر زمین وجود ندارد — در عوض از وسایل نقلیهٔ دیگر برای ترابری (چه از ایستگاه چه به ایستگاه) سود جسته می‌شود. ایستگاههای فضایی برای سکونت میان‌مدت طراحی شده‌اند که درازنایش می‌تواند چند هفته چند ماه و حتی چند سال باشد. تنها ایستگاه فضایی‌ای که اینک مورد استفاده‌است «ایستگاه فضایی بین‌المللی» است. ایستگاههای فضایی پیشین الماز، سری سالیوت، اسکای‌لب و میر بودند.
تاریخچه
ایستگاه فضایی حداقل از سال ١٨٦٩ طراحی شده است.
ایستگاه فضایی بین‌المللی
ایستگاه فضایی بین‌المللی (به انگلیسی: International Space Station) یک ایستگاه فضایی است که با مشارکت بیش از ۱۵ کشور ساخته می‌شود. این ایستگاه فضایی در مدار زمین و در ارتفاع ۳۵۰ کیلومتری از سطح زمین در حرکت است. سرعت آن در مدار معادل ۲۷٬۷۰۰ کیلومتر بر ساعت است، که به این ترتیب روزی ۱۵ بار به دور سیاره زمین گردش می‌کند. بیشتر بخش‌های اصلی این ایستگاه فضایی ساخته شده اما تا سال ۲۰۱۵ چند بخش جدید به آن افزوده خواهد شد. پس از تکمیل، ایستگاه فضایی بین‌المللی ۴۵۰ تُن وزن خواهد داشت، و ۱۲۰۰ متر مکعب فضای کار، پژوهش و زندگی برای فضانوردان فراهم خواهد آورد. ایستگاه فضایی بین‌المللی در شب بصورت ستاره‌ای متحرک با چشم غیرمسلح قابل رؤیت است.
این ایستگاه محصول همکاری مشترک سازمان ناسا، سازمان فضایی روسیه، سازمان فضایی اروپا، سازمان فضایی ژاپن، و سازمان فضایی کانادا است. سازمان فضایی برزیل از طریق همکاری با ناسا با این برنامه مشارکت می‌کند. سازمان فضایی ایتالیا، هم به عنوان یک عضو فعال در سازمان فضایی اروپا، و هم بطور مستقل در برنامه ایستگاه فضایی مشارکت می‌کند. سازمان فضایی چین نیز علاقه خود را برای پیوستن به جمع مشارکت‌کنندگان، به ویژه از طریق همکاری با سازمان فضایی روسیه اعلام داشته است.
ایستگاه فضایی بین‌المللی در حقیقت فرزند و ترکیبی از چندین پروژه فضایی است که قبلاً توسط کشورهای مختلف برنامه‌ریزی شده بود. از جمله این برنامه‌ها می‌توان به ایستگاه فضایی میر-۲ (روسیه)، ایستگاه فضایی آزادی (آمریکا)، آزمایشگاه فضایی کلمبوس (اروپا) و آزمایشگاه فضایی کیبو (ژاپن) اشاره کرد.
حضور فضانوردان در ایستگاه فضایی بین‌المللی از آغاز نخستین ماموریت در ۱۲ آبان ۱۳۷۹ تاکنون بدون وقفه ادامه داشته است. این ایستگاه در حال حاضر ظرفیت شش سرنشین دائمی را دارا است، اگرچه هنگام اتصال فضاپیماها و ورود اردوهای جدید، تعداد فضانوردان درون ایستگاه بطور موقت تا بیش از ۱۰ نفر هم افزایش می‌یابد. دو فروند فضاپیمای سایوز هر یک با ظرفیت ۳ نفر بطور دائمی برای تخلیه اضطراری ایستگاه در هنگام خطر به آن متصل اند. در ابتدای کار ایستگاه، سرنشینان آن از سازمان‌های فضایی روسیه و آمریکا انتخاب می‌شدند، تا اینکه در ژوئیه ۲۰۰۶ یک فضانورد آلمانی سازمان فضایی اروپا، در قالب اردوی ۱۳ به ایستگاه فضایی بین‌المللی سفر کرد. تاکنون روی هم رفته فضانوردانی از ۱۶ کشور جهان در این ایستگاه اقامت کرده‌اند؛ این تعداد شامل ۵ توریست فضایی نیز هست؛ انوشه انصاری، فضانورد ایرانی، در روز ۲۷ شهریور ۱۳۸۵ به ایستگاه فضایی بین‌المللی وارد شد و ۹ روز در آن اقامت داشت.
در حال حاضر فضاپیماهای سایوز، پروگرس، فضاپیمای ترابری خودکار، فضاپیمای ترابری اچ-۲ و فضاپیمای دراگن مسئولیت رساندن سرنشین، خدمات و پشتیبانی را به ایستگاه فضایی بر عهده دارند. ماموریت‌های پشتیبانی شاتل فضایی در پی بازنشسته شدن شاتل‌ها در سال ۲۰۱۱ به پایان رسید.
تکمیل ساخت ایستگاه فضایی بین‌المللی برای سال ۲۰۱۵ میلادی برنامه‌ریزی شده است. تخمین زده می‌شود که جمع هزینه‌های این ایستگاه از آغاز ساخت تا پایان بیش از ۱۰۰ میلیارد یورو باشد. به این ترتیب، ایستگاه فضایی بین‌المللی پرهزینه‌ترین دستگاه ساخته شده در طول تاریخ بشر است.
ایستگاه فضایی بین‌المللی معمولاً با مخفف نام انگلیسی آن یعنی ISS نامیده می‌شود.
ویژگی‌ها و اهداف
ایستگاه فضایی بین‌المللی تشکیلات فضایی و سرنشین‌دار بزرگی است که در مدار نزدیک زمین قرار دارد. این ایستگاه از چندین بخش تشکیل شده که توسط کشورهای مختلف ساخته شده‌اند و تکمیل آن تا سال ۲۰۱۵ ادامه خواهد داشت. اولین بخش ایستگاه در ۲۹ آبان ۱۳۷۷ (۲۰ نوامبر ۱۹۹۸) به مدار زمین پرتاب شد، و دو سال بعد در ۱۲ آبان ۱۳۷۹ (۲ نوامبر ۲۰۰۰) با ورود اولین اردوی فضانوردان، استفاده مفید از ایستگاه آغاز گشت. علاوه بر خودِ ایستگاه مداری، تشکیلات زمینی کنترل پرواز در کشورهای مختلف، عملیات ایستگاه فضایی را زیر نظر دارند.
کاربردهای اصلی ایستگاه فضایی بین‌المللی عبارتند از:
آزمایشگاه فضایی برای انجام پژوهشهای نوین، پژوهش‌ها و آزمایش‌هایی که انجام آنها روی زمین به علت وجود جاذبه ممکن نیست یا با دشواری‌هایی همراه است؛
رصدخانه دائمی در مدار زمین، برای رصد کردن زمین، خورشید، منظومه شمسی و کیهان؛
مرکز حمل و نقل مداری که می‌توان در آن فضاپیماها، بار و قطعات گوناگون را گردآوری کرد، و پس از مونتاژ و تنظیم، آنها را به مقصد مورد نظر فرستاد؛
مرکز سرویس برای تعمیر، نگهداری، و تنظیم فضاپیماها و ماهواره‌ها در مدار زمین؛
مرکز ساخت و ساز برای مونتاژ و نصب سازه‌های بزرگ فضایی؛
مرکز همکاری پژوهشی با بخش خصوصی در زمینه مهندسی هوافضا با هدف پیشبرد فناوری فضایی و تشویق بیشتر بخش خصوصی به سرمایه‌گذاری در آن.
عمر عملیاتی ایستگاه فضایی بین‌المللی تا سال ۲۰۲۰ میلادی برنامه‌ریزی شده است و احتمالاً تا نیمه دهه آینده نیز ادامه خواهد یافت. با این حال، این ایستگاه فضایی حتی دو سال پیش از تکمیل یعنی در سال ۲۰۰۸، رکورددار بزرگترین ایستگاه ساخته شده در مدار زمین در طول تاریخ فضانوردی شد. تخمین زده می‌شود که جمع هزینه‌های این ایستگاه از آغاز ساخت تا پایان بیش از ۱۰۰ میلیارد یورو باشد. به این ترتیب، ایستگاه فضایی بین‌المللی پرهزینه‌ترین دستگاه ساخته شده در طول تاریخ بشر است. مشارکت‌کنندگان در این پروژه، چنین هزینه گزافی را برای رسیدن به دستاوردهایی بزرگ و درازمدت پرداخت می‌کنند؛ مشارکت در این پروژه باعث می‌شود که در این کشورها بودجه کلانی برای پیشبرد تحقیقات و تولید با استفاده از فناوری‌های پیشرفته اختصاص یابد، «دانش و اطلاعات» به عنوان زیرساختار توسعه آن جوامع نهادینه شود، و تبادل دانش، تجربه، فرهنگ و فناوری از طریق مشارکت در این برنامه بین‌المللی بدست آید.
کشورهای سازنده بخش‌های اصلی ایستگاه (تا پایان پروژه) عبارتند از: روسیه (۶ بخش)، آمریکا (۴ بخش)، اروپا (۳ بخش)، ژاپن (۲ بخش)، کانادا (۲ بخش)، ایتالیا بطور مستقل (یک بخش)، به همراه دو بخش که یکی ساخت مشترک آمریکا و روسیه و دیگری ساخت مشترک اروپا و ایالات متحده آمریکا است.
شاتلهای فضایی، سایوز و پروگرس از آغاز برای حمل و نقل فضانوردان و بار به ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده می‌شدند. فضاپیمای ترابری خودکار از ۱۹ اسفند ۱۳۸۶ به ناوگان فضاپیماهای پشتیبانی ایستگاه پیوست. ناوگان شاتلهای فضایی ناسا که از آغاز برنامه نقش عمده ای در ساخت و پشتیبانی ایستگاه فضایی داشت، در پی فاجعه انفجار فضاپیمای کلمبیا در ژوئیه ۲۰۱۱ بازنشسته شد.
فضاپیمای ترابری ژاپنی اچ-۲ از سپتامبر ۲۰۱۱ به ناوگان پشتیبانی ایستگاه پیوست.
جدیدترین فضاپیمای پشتیبانی ایستگاه، دراگن است که توسط شرکت خصوصی اسپیس‌اکس ساخته می‌شود.
تولد ایستگاه فضایی بین‌المللی
سنگ بنای ایستگاه فضایی بین‌المللی، بخش «زاریا» نام دارد و ساخت روسیه است. با پرتاب زاریا در روز ۲۹ آبان ۱۳۷۷ (۲۰ نوامبر ۱۹۹۸) توسط پروتون از پایگاه فضایی بایکونور به مدار زمین، ایستگاه فضایی عملاً متولد شد.
بخش‌های دوم و سوم ایستگاه به بخش آمریکایی یونیتی و بخش روسی زیوزدا هستند که به ترتیب در ۱۵ آذر ۱۳۷۷ (۶ دسامبر ۱۹۹۸) و ۲۲ تیر ۱۳۷۹ (۱۲ ژوئیه ۲۰۰۰) پس از پرتاب به مدار زمین، به بخش زاریا متصل شدند. اتصال این سه بخش به هم امکان زندگی و کار انسان را در ایستگاه فضایی بین‌المللی بوجود آورد، و متعاقب آن اردوی یکم فضانوردان شامل دو کیهان‌نورد روسی و یک فضانورد آمریکایی در روز ۱۲ آبان ۱۳۷۹ (۲ نوامبر ۲۰۰۰) وارد ایستگاه شدند.
ساخت و مونتاژ ایستگاه در فضا
ساخت و مونتاژ ایستگاه فضایی بین‌المللی، چالش و فرایند بسیار پیچیده‌ای در زمینه مهندسی هوافضا است. در سال ۱۳۷۷ (۱۹۹۸ میلادی)، مونتاژ ایستگاه با قرار دادن بخش زاریا توسط پروتون در مدار زمین آغاز شد. دو هفته بعد، بخش یونیتی در ماموریت اس‌تی‌اس-۸۸ توسط شاتل فضایی اندور در مدار زمین قرار گرفت و به زاریا متصل گردید.
تقریباً یک سال و نیم پس از اتصال بخش یونیتی، بخش سرویس زیوزدا به ایستگاه اضافه شد. زیوزدا یکی از بخش‌های اصلی ایستگاه فضایی است، که با پیوستن آن به دو بخش قبلی، امکان زندگی، کار و پژوهش سه فضانورد در ایستگاه بوجود آمد.
پایان فرایند ساخت ایستگاه برای سال ۱۳۸۹ (۲۰۱۰ میلادی) برنامه‌ریزی شده است. پس از تکمیل، ایستگاه فضایی، نزدیک به ۱۲۰۰ متر مکعب فضا برای زندگی، کار و پژوهش فضانوردان، دارا خواهد بود.
اردوهای ایستگاه فضایی بین‌المللی
به گروهی از فضانوردان که به ایستگاه فضایی سفر و برای مدت و اهداف مشخصی در آن اقامت می‌کنند، «اردو» (به انگلیسی: Expedition) گفته می‌شود. هر اردو شامل سه فضانورد است و معمولاً حدود ۶ ماه به طول می‌انجامد. نام‌گذاری اردوها با شماره و بصورت «اردوی شمارهٔ اردو» انجام می‌شود.
بسته به توافق و برنامه، برخی از اردوها از فضاپیمای سایوز و برخی از شاتل فضایی برای رفتن به ایستگاه استفاده می‌کنند. در پایان هر اردو، سه فضانورد سوار بر فضاپیمای سایوز به زمین باز می‌گردند و جای خود را به اردوی بعدی می‌دهند.
ایستگاه فضایی بین‌المللی تا تاریخ ۲۳ فروردین ۱۳۸۷ (۱۱ آوریل ۲۰۰۸) میزبان ۱۵۸ فضانورد بوده، و با این وصف رکورددار بیشترین تعداد مسافر در تاریخ فضانوردی است. با توجه به اینکه برخی فضانوردان بیش از یک بار به ایستگاه سفر کرده‌اند، تعداد کل بازدیدها از ایستگاه با احتساب تکرار به ۲۱۳ نوبت بالغ می‌شود. در مقابل، ایستگاه فضایی میر میزبان ۱۳۷ بازدید بوده‌است.
بخش‌های پُرهوای ایستگاه
ایستگاه فضایی بین‌المللی پس از تکمیل دارای ۱۴ بخش خواهد بود که دارای فشار هوا و مناسب برای زندگی و کار انسان هستند. کل این مجموعه فضای مفیدی معادل ۱۲۰۰ متر مکعب فراهم خواهد آورد. این بخش‌ها شامل چندین آزمایشگاه، بخش‌های ویژه اتصال، محفظه‌های هوایی و واحدهای مسکونی هستند. بخش‌های ایستگاه فضایی بین‌المللی بوسیله شاتل فضایی، پروتون یا موشک سایوز به مدار زمین فرستاده می‌شوند.
جدول زیر شامل لیستی از تمام بخش‌های پُرهوای ایستگاه فضایی بین‌المللی است. این لیست هم بخش‌های فعلی در مدار زمین را دارا است، هم بخش‌هایی که قرار است تا سال ۲۰۱۰ و تکمیل ایستگاه به فضا فرستاده شوند.
سامانه‌های اصلی ایستگاه فضایی بین‌المللی
منبع نیرو
منبع نیروی الکتریکی ایستگاه فضایی بین‌المللی انرژی خورشیدی است. انرژی خورشیدی ابتدا فقط توسط صفحات خورشیدی متصل به بخش‌های روسی ایستگاه یعنی زاریا و زیوزدا تامین می‌شد. بخش‌های روسی ایستگاه از جریان برق مستقیم ۲۸ ولتی بهره می‌برند. (سامانه برق فضاپیمای شاتل نیز همینگونه است.)
آرایه صفحات خورشیدی دارای طولی معادل ۵۸ متر و سطحی برابر ۳۷۵ متر مربع است. این صفحات با حرکت‌های دورانی و چرخشی، خود را برای گرفتن بیشترین مقدار نور از خورشید تنظیم می‌کنند.
پس از توسعه ایستگاه و نصب بخش‌ها و سازه‌های جدید، صفحات خورشیدی متصل به ستون فقرات ایستگاه، با تولید برق مستقیم ۱۳۰ تا ۱۸۰ ولتی، برق مورد نیاز بخش‌های دیگر را با تامین می‌کنند. این برق پس از دریافت از سامانه انرژی خورشیدی، در سراسر ایستگاه با ولتاژ ۱۶۰ ولت (مستقیم) پخش می‌شود و در صورت نیاز به صورت ۱۲۴ ولت (مستقیم) در اختیار فضانوردان قرار می‌گیرد. تبادل نیروی الکتریکی با توان و ولتاژ متفاوت بین بخش‌های مختلف ایستگاه به‌وسیله ترانسفورماتور انجام می‌شود.
در تاریخ ۲۰ مارس ۲۰۰۹ میلادی، قسمت چهارم و نهایی صفحات خورشیدی ایستگاه (حاوی دو بال) با هدایت کنترل‌کننده‌های زمینی باز و آماده کار شدند. به این ترتیب ایستگاه بین‌المللی فضایی، ده سال پس از شروع عملیات مونتاژ، با نصب آخرین صفحات خورشیدی به حداکثر ظرفیت الکتریکی خود دست‌یافت.
پشتیبانی زندگی
در ایستگاه فضایی بین‌المللی، نظارت بر فشار هوا، میزان اکسیژن، آب، و اطفاء حریق توسط «سامانه کنترل محیط و پشتیبانی زندگی» انجام می‌گیرد. کنترل هوای قابل تنفس (اتمسفر) داخل ایستگاه فضایی بین‌المللی مهم‌ترین وظیفه این سامانه‌است. وظیفه تولید اکسیژن در ایستگاه به عهده دستگاهی موسوم به الکترون است. الکترون نه تنها هوای درون ایستگاه را تصفیه می‌کند، بلکه با روش الکترولیز اکسیژن و هیدروژن را از آب مصرف‌شده در ایستگاه جدا کرده، اکسیژن را به اتمسفر ایستگاه برمی‌گرداند و هیدروژن را در فضا تخلیه می‌نماید. روش اصلی تصفیه هوای داخل ایستگاه در دستگاه الکترون، استفاده فیلترهایی مجهز به زغال فعال است.
در کنار آن، تمام آب مصرف شده در ایستگاه ذخیره و بازیابی می‌شود. فاضلاب ایستگاه شامل پسماند و پیشاب سرنشینان از دستشویی‌ها و حمام، و بخار آب داخل ایستگاه جمع‌آوری شده، پس از تصفیه مجدداً آب خالص از آن بازیافته می‌شود و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فضای داخلی ایستگاه فضایی بین‌المللی نسبت به ایستگاه روسی میر بسیار بزرگ‌تر و کم‌سروصداتر است در آی‌اس‌اس پنجره‌های بیشتری نیز برای مشاهده زمین و محیط فضا جاسازی شده‌اند.
کنترل جهت
جهت پرواز مداری ایستگاه فضایی بین‌المللی توسط یکی از دو سامانه موجود کنترل می‌شود. یکی از سامانه‌ها دارای چندین ژیروسکوپ کنترل‌کنندهٔ اندازهٔ حرکت زاویه‌ای (CMG) است که در حالت عادی جهت حرکت ایستگاه را تنظیم می‌کند. در صورتی که اشباع شدن سامانه CMG آن را از انجام کار بازدارد، سامانه کنترل جهت روسی، به‌طور خودکار کنترل ایستگاه را در دست می‌گیرد. این سامانه با استفاده از پیشرانه‌های موجود در بخش‌های روسی، جهت ایستگاه را ثابت نگه می‌دارد.
کنترل ارتفاع
ارتفاع ایستگاه فضایی بین‌المللی از سطح زمین بین ۲۷۸ کیلومتر تا ۴۶۰ کیلومتر در تغییر است. ارتفاع پایین‌تر معمولاً برای اتصال شاتل با محموله سنگین، و ارتفاع حداکثر ۴۲۵ کیلومتر برای اتصال فضاپیمای پشتیبانی سایوز حامل سرنشینان به ایستگاه مناسب است. به دلیل نیروی گرانش زمین، و اصطکاک جزئی ولی دائمی با اتمسفر بسیار رقیق لایه‌های فوقانی جو، ارتفاع ایستگاه فضایی بین‌المللی حدود ۲٫۵ کیلومتر در ماه کاهش می‌یابد. به همین علت ارتفاع ایستگاه باید چندین مرتبه در سال اصلاح گردد. این اصلاح ارتفاع توسط پیشرانه‌های موجود در بخش زیوزدا، و همچنین پس از اتصال شاتل، پروگرس و فضاپیمای ترابری خودکار با استفاده از پیشرانه‌های آنها میسر است. اصلاح ارتفاع حدود ۳ ساعت (دو گردش مداری دور زمین) به طول می‌انجامد.
تاریخچه
ایستگاههای فضایی شوروی
پیشینه ایستگاه فضایی بین‌المللی به دوران جنگ سرد و مسابقه فضایی باز می‌گردد. در این دوره، اتحاد شوروی با ساخت سه نسل ایستگاه فضایی در مدار زمین، پیشگام سکونت دائمی انسان در فضا و استفاده از فناوری فضایی بود. از سال ۱۹۷۱ تا ۱۹۸۲ میلادی شوروی با موفقیت هفت ایستگاه فضایی نسل اول و دوم سالیوت و آلماز را در مدار زمین ساخته و راه‌اندازی کرد. در سال ۱۹۸۶ نسل سوم ایستگاه فضایی یعنی ایستگاه میر در مدار زمین ساخته شد. بر اساس برنامه‌ریزی سازمان فضایی شوروی، این روند با ساخت ایستگاه فضایی عظیم نسل چهارم با نام میر-۲ در سال ۱۹۹۳ وارد مرحله جدیدی می‌شد. اما با فروپاشی شوروی و بحران مالی دهه ۱۹۹۰ در روسیه، ابعاد برنامه ایستگاه میر-۲ به دلیل کسر بودجه کاهش یافت، و با لغو پروازهای شاتل بوران، پروژه ایستگاه فضایی میر-۲ با تاخیرات پی درپی مواجه گشت. در سال ۱۹۹۲ سازمان‌های فضایی روسیه و اروپا مذاکراتی برای همکاری مشترک در ساخت و توسعه ایستگاه فضایی میر-۲ آغاز کردند.
طرح ایستگاه فضایی آزادی
در همین حال در دهه ۱۹۸۰ میلادی، ایالات متحده برای رقابت با ایستگاههای فضایی سالیوت و میر شوروی، طرحی برای ساخت ایستگاه فضایی در دست داشت. این طرح رسماً در ۵ بهمن ۱۳۶۲ (۲۵ ژانویه ۱۹۸۴) توسط رونالد ریگان رئیس جمهور وقت ایالات متحده اعلام شد. در سال ۱۹۸۸، ریگان رسماً این ایستگاه را «آزادی» نام نهاد. ایستگاه فضایی آزادی دومین برنامه ساخت ایستگاه فضایی آمریکا پس از اسکای‌لب بود، و پس از فشار کنگره و کاهش بودجه اولیه، مبلغ ۱۲٫۲ میلیارد دلار در مارس ۱۹۸۷ برای توسعه برنامه تخصیص داده شد. علی‌رغم برنامه‌ریزی‌های اولیه، با کاهش پی درپی بودجه و افزایش هزینه‌های مورد نیاز برای ساخت ایستگاه، ناسا چندین بار وادار به بازبینی ابعاد طرح شد و برنامه ساخت ایستگاه با تاخیر طولانی مواجه گشت. فاجعه انفجار فضاپیمای چلنجر، افزایش هزینه‌های عملیاتی ناوگان شاتل فضایی، و تردید نسبت به امنیت پرواز آن، ضربه دیگری بر این پروژه وارد کرد. اما سر انجام در سال ۱۹۹۰ برنامه ساخت ایستگاه فضایی آزادی زیر بار خود کمر خم کرد و علی‌رغم تلاش ناسا برای بازبینی آن، بطور کلی لغو شد.
همکاری پس از پایان جنگ سرد
پس از پایان جنگ سرد و از سال ۱۹۹۰، دولت‌های آمریکا و روسیه گفتگوهایی را برای تلفیق تلاش‌هایشان برای ساخت ایستگاه فضایی جدید آغاز کردند. در تابستان سال ۱۹۹۳ دولت‌های آمریکا و روسیه برای تلفیق پروژه ایستگاههای فضایی میر-۲ و آزادی به توافق اولیه دست یافتند. سپس موافقت شد که برنامه‌های ساخت ابزار و آزمایشگاه‌های فضایی ژاپن و سازمان فضایی اروپا نیز در این برنامه گنجانده شود. با ترکیب طرح‌های پیشین، توافق نهایی برای ساخت ایستگاه فضایی در ۱۰ آبان ۱۳۷۲ (یکم نوامبر ۱۹۹۳) حاصل شد. طرح ایستگاه فضایی بین‌المللی نسبت به طرح‌های پیشین دارای مزایای زیادی بود که از جمله آنها می‌توان به حجم مفید بیشتر ایستگاه، استفاده از تجربه طولانی روسیه در توسعه ایستگاههای فضایی، آماده‌سازی سریع‌تر، و توزیع هزینه‌های پروژه بین همه مشارکت‌کنندگان اشاره کرد. قرار بر این شد که از تمام برنامه‌های کشورهای مشارکت‌کننده در ساخت و توسعه ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده شود. این برنامه‌ها شامل ایستگاه فضایی میر-۲، ایستگاه فضایی آزادی، آزمایشگاه کلمبوس، و آزمایشگاه کیبو بود.
پروژه شاتل-میر
در همین حال و به منظور آماده‌سازی، هماهنگی سامانه‌ها و آشنایی کارشناسان طرفین پروژه با سامانه‌های فضایی یکدیگر، توافق‌نامه دیگری با هدف «همکاری بین ایالات متحده آمریکا و فدراسیون روسیه برای استفاده از فضا برای مقاصد صلح‌آمیز» در سال ۱۹۹۲ بین بوریس یلتسین و جرج بوش (پدر) امضا شد که برنامه شاتل-میر نام دارد. اجرای این توافق‌نامه گامی عمده پیش از ساخت ایستگاه بین‌المللی بود و به «فاز یکم» مشهور است («فاز دوم» ساخت ایستگاه بین‌المللی است).
برنامه شاتل-میر امکان سفر فضانوردان آمریکایی به ایستگاه فضایی میر، توسعه سامانه‌های لازم برای اتصال شاتل فضایی آمریکا به ایستگاه، و امکان پرواز فضانوردان روسی با شاتل فضایی را فراهم آورد. همچنین کارشناسان آمریکایی به دانش و تجربه روسیه در زمینه اقامت بلندمدت انسان در فضا دسترسی پیدا کردند. در پی این موافقت‌نامه، فضاپیماهای شاتل آمریکایی در ۱۲ نوبت بین سال‌های ۱۹۹۴ تا ۱۹۹۸ به ایستگاه فضایی میر متصل شدند. این دومین همکاری فضایی آمریکا و روسیه پس از پروژه آپولو-سایوز محسوب می‌شود، و سابقه همکاری دو کشور در آن پروژه، در تسریع روند برنامه شاتل-میر بی‌تاثیر نبوده است.
مشارکت اروپا و ژاپن
سازمان فضایی اروپا دارای تجربه در ساخت ایستگاه فضایی نیست، اما فضانوردان این سازمان چندین بار در قالب برنامه‌های مشترک به ایستگاه فضایی میر سفر کرده بودند. آزمایشگاه فضایی کلمبوس در اصل به عنوان یک آزمایشگاه مداری مستقل طراحی شده بود. پس از ورود اروپا به پروژه ایستگاه فضایی بین‌المللی، تغییراتی در طراحی آزمایشگاه داده، قابلیت اتصال به ایستگاه در آن تعبیه شد. مشارکت دیگر اروپا در این پروژه، فرستادن فضاپیمای ترابری خودکار توسط موشک پرقدرت آریان-۵ به ایستگاه فضایی است.
سازمان فضایی ژاپن نیز به مانند همتای اروپایی خود، آزمایشگاه فضایی کیبو را به عنوان آزمایشگاه مداری مستقل طراحی کرده بود. آن طرح نیز مانند طرح کلمبوس تبدیل به یکی از بخش‌های ایستگاه فضایی بین‌المللی شد.
4:54 pm
نونیز و ثبات در مدیریت (۲۰۰۰–۱۹۷۸)
در سال ۱۹۷۸ جوزپ لوییس نونیز در انتخاباتی توسط اعضای باشگاه به عنوان مدیر جدید انتخاب شد. این تصمیم بسیار نزدیک و متصل به گذار اسپانیا در مسیر دموکراسی و پایان یافتن دیکتاتوری فرانکو در سال ۱۹۷۴ بود. هدف اصلی نونیز ارتقا دادن بارسا به سطح یک باشگاه جهانی از طریق ثبات بخشیدن به آن در زمین و خارج از آن بود. وی به توصیه کرایف، آکادمی جوانان بارسلونا، لا ماسیا را در ۲۰ اکتبر ۱۹۷۹ تأسیس کرد.دوره ریاست او ۲۲ سال به طول انجامید و بر بارسلونا تاثیر بسازایی گذاشت. از زمان نونیز سیاست‌های سختگیرانه‌ای برای دستمزد و نظم و انضباط به جا مانده‌است.
در ۱۶ مه ۱۹۷۹ بارسلونا با شکست ۴–۳ فورتونا دوسلدورف در مقابل بیش از ۳۰٬۰۰۰ طرفدار بارسلونایی که برای دیدن بازی به بازل سوئیس آمده بودند، توانست برای اولین بار جام در جام اروپا فتح کند. در ۱۹۸۲ مارادونا با قراردی به مبلغ ۵ میلیون پوند از بوکا جونیورز خریده شد و دهمین رکورد جهان از حیث مبلغ قرار داد رقم خورد.در پایان فصل ۱۹۸۳–۱۹۸۲ بارسلونا توانست با مربیگری منوتی، رئال مادرید را شکست دهد و قهرمان کوپا دل ری شود. حضور مارادونا در بارسا دیری نپایید و او بارسلونا را برای پیوستن به ناپولی ترک کرد. در آغاز فصل ۱۹۸۵–۱۹۸۴ تری وینابلز به عنوان مربی انتخاب شد و توانست لا لیگا را با هافبک برجستهٔ آلمانی، برند شوستر فتح کند. در فصل بعدی او تیم را به مرحله فینال جام باشگاه‌های اروپا برد که در ضربات پنالتی بارسا مغلوب استوا بخارست شد و عنوان نایب قهرمانی را کسب کرد.پس از جام جهانی فوتبال ۱۹۸۶ باشگاه گری لینکر آقای گل آن رقابت‌ها را از باشگاه اورتون خرید و با دروازه‌بان آندونی زوبیزارتا قرار دادی طولانی بست. اما تیم در حالی که شوستر در محرومیت به سر می‌برد نتوانست موفقیت‌های زیادی کسب کند. وینابلز در آغاز فصل ۱۹۸۸–۱۹۸۷ از بارسا اخراج و لوییس آراگونز جانشین او شد. تمرد بازیکنان از نونیز در رویدادی که به هسپریا موتینی شهرت دارد در همین فصل رخ داد و این فصل با پیروزی ۱–۰ در مقابل رئال سوسیداد در فینال کوپا دل ری به پایان رسید.در سال ۱۹۸۸ کرایف به عنوان سرمربی به باشگاه بازگشت و به زبان ساده‌تر یک تیم رویایی جمع کرد. در حالی که باشگاه با ستاره‌های بین‌المللی چون روماریو، رونالد کومان، میشل لادروپ و هریستو استویچکوف قرار داد داشت، او ترکیبی از بازیکنان اسپانیایی چون خوزه ماری باکرو، جوزپ گواردیولا و تکسیکی بگیریستین را به زمین می‌برد.بارسا زیر نظر یوهان کرایف توانست چهار عنوان قهرمانی لالیگا را بین سال‌های ۱۹۹۱ تا ۱۹۹۴ پی در پی کسب کند. در رقابت‌های اروپایی نیز با شکست سمپدوریا در فینال جام در جام اروپا ۱۹۸۹ و لیگ قهرمانان اروپا ۱۹۹۲ هر دو عنوان قهرمانی را به دست آورد. همچنین بارسا کوپا دل ری در سال ۱۹۹۰، سوپر جام اروپا در سال ۱۹۹۲ و سه سوپر جام اسپانیا را نیز ازآن خود کرد. یوهان کرایف با ۱۱ عنوان قهرمانی، موفق‌ترین مربی باشگاه تا به امروز بوده و با ۸ سال مربیگری پی در پی بیشترین مدت باقی‌ماندن در سمت مربیگری باشگاه را داراست.بخت یوهان کرایف در فینال دو فصل آخر مربیگریش برگشت و کسب نتایج ضعیف اسباب اخراج او توسط نونیز را فراهم کرد.بابی رابسون جایگزین کرایف شد و تنها در فصل ۱۹۹۷–۱۹۹۶ در این سمت باقی‌ماند. او رونالدو را از پی‌اس‌وی خرید و توانست سه جام کوپا دل ری، سوپر جام اسپانیا و جام در جام اروپا را برای باشگاه به ارمغان آورد. حضور رابسون تنها یک راه حل کوتاه مدت بود تا لوئیس فن خال بتواند به باشگاه بپیوندد.رونالدو نیز چون مارادونا برای مدت کوتاهی در باشگاه ماند و سپس به اینتر میلان پیوست. به هرشکل ستارگان تازه‌ای چون لوییس فیگو، پاتریک کلایورت، لوییز انریکه و ریوالدو در باشگاه ظاهر شدند و بارسا هر دو جام کوپا دل ری و لا لیگا را در سال ۱۹۹۸ بالای سر برد. در ۱۹۹۹ ریوالدو به عنوان چهارمین بازیکن بارسلونا توانست عنوان بهترین بازیکن فوتبال سال اروپا را کسب کند. علی‌رغم تمام این موفقیت‌ها داخلی، عدم پیروزی بارسا در فینال لا لیگا ۲۰۰۰ که سبب قهرمانی رئال مادرید شد، استعفای نونیز و فن خال را در پی داشت.
رفتن نونیز و آمدن لاپورتا (۲۰۱۰–۲۰۰۰)
رفتن نونیز و فن خال از باشگاه قابل مقایسه با پیوستن لوییس فیگو به رئال مادرید نبود، فیگو نه تنها کاپیتان دوم تیم بلکه به عنوان قهرمانی قابل ستایش نزد هواداران بارسا شناخته می‌شد، تاجایی که بسیاری از کاتالونیایی‌ها او را از خودشان می‌دانستند. هواداران بارسا که از تصمیم پیوستن فیگو به رقیب دیرینه خود بسیار ناراحت بودند، این ناراحتی را با استقبال خشم‌آلود خود از حضور فیگو در نیوکمپ نشان می‌دادند، حتی در اولین حضور او در نیوکمپ به سمتش یک کله خوک و شیشه پر ویسکی پرتاب کردند.در سال ۲۰۰۰ خوان گسپارت جایگزین نونیز شد و به مدت سه سال در این سمت باقی‌ماند. در این مدت باشگاه شاهد رفت‌وآمد مربیان بود. در نهایت فن خال برای بار دوم به باشگاه بازگشت ولی از آنجایی که نتیجه مثبتی حاصل نشد، فن خال و گسپارت هر دو استعفا دادند.پس از دوران ناموفق گسپارت، باشگاه با ترکیبی از مسئولین جوان به اوج بازگشت. خوان لاپورتا جایگزین گسپارت شد و فرانک ریکارد بازیکن سابق تیم ملی فوتبال هلند به عنوان مربی بارسا انتخاب شد. تاثیر بازیکنان بین‌المللی و ترکیب آنها با بازیکنان اسپانیایی تیم را به سمت کسب موفقیت مجدد سوق داد. بارسا توانست در سال ۲۰۰۵–۲۰۰۴ لا لیگا و سوپر جام اسپانیا را فتح کند و قرار دادی با رونالدینیو، بازیکن سال فوتبال جهان ۲۰۰۶ ببندد.در فصل ۲۰۰۶–۲۰۰۵ بارسا مجدداً قهرمان لا لیگا و سوپر جام اسپانیا شد. در فینال لیگ قهرمانان بارسلونا در مقابل آرسنال قرار گرفت، درحالی که آرسنال تا پیش از ۱۵ دقیقه پایان بازی با ۱۰ بازیکن پیروز میدان بود، بارسا توانست نتیجه بازی را ۲–۱ به نفع خود تغییر دهد و جام را بعد از ۱۴ سال بالای سر بگیرد.در همان سال بارسلونا در جام باشگاه‌های جهان نیز شرکت کرد و در فینال با گل دقیقه ۸۲ حریف برزیلی خود، مغلوب اینترناسیونال شد.اگرچه بارسلونا فصل ۲۰۰۷–۲۰۰۶ را با قدرت شروع کرد، اما در پایان بدون کسب هیچ عنوانی فصل را به پایان رساند. بعدها اردوی پیش از فصل در ایالات متحده که منجر به مصدومیت ساموئل اتوئو و لیونل مسی شد، به عنوان دلیل عدم موفقیت باشگاه اعلام شد.در لالیگا که بارسا در بیشتر فصل‌ها در جایگاه اول قرار داشت، در سال جدید بی‌ثباتی باشگاه فرصتی برای پیشی گرفتن رئال مادرید و قهرمانی آنان شد. فصل ۲۰۰۸–۲۰۰۷ برخلاف سال‌های گذشته موفقیتی برای باشگاه به همراه نداشت و در پی آن جوزپ گواردیولا مربی تیم دوم بارسلونا در پایان فصل جایگزین ریکارد شد.بارسا در فینال کوپا دل ری ۲۰۰۹ با شکست ۴–۱ اتلتیک بیلبائو برای ۲۵امین بار قهرمان این رقابت‌ها شد. سه روز پس از آن شکست رئال مادرید در رقابت‌های لالیگا جام را برای بارسلونا در فصل ۲۰۰۹–۲۰۰۸ به ارمغان آورد. بارسا در حالی فصل را به پایان رساند که در ورزشگاه المپیک رم، منچستر یونایتد فاتح سال قبل جام باشگاه‌ها را با نتیجه ۲–۰ شکست داد و سومین عنوان قهرمانی جام باشگاه‌ها را فتح کرد. در نتیجه برای اولین بار در اسپانیا اولین سه‌گانه را به دست آورد.بارسا با شکست مجدد اتلتیک بیلبائو در فینال سوپر جام اسپانیا ۲۰۰۹ و پیروزی در مقابل شاختار دونتسک در فینال سوپر جام اروپا ۲۰۰۹ دو جام دیگر را نیز بالای سر برد.در دسامبر ۲۰۰۹، بارسا جام باشگاه‌های جهان ۲۰۰۹را نیز فتح کرد و اولین تیم تاریخ فوتبال شد که شش‌گانه جام‌ها را توانست کسب کند.همچنین بارسلونا با فتح لالیگا با ۹۰ امتیاز و فتح سوپر جام برای ۹امین بار توانست دو رکورد تازه در فوتبال اسپانیا به ثبت برساند.
رفتن لاپورتا و آمدن راسل ( تاکنون–۲۰۱۰)
بعد از کناره‌گیری لاپورتا در ژوئن ۲۰۱۰، ساندرو راسل بعد از مدتی کوتاه به عنوان مدیر جدید باشگاه انتخاب شد. رأی‌گیری برای انتخاب مدیر جدید در ۱۳ ژوئن ۲۰۱۱ بر‌گزار شد و راسل توانست با کسب ۶۱.۳۵٪ (تعداد ۵۶٬۰۸۸ رأی) کل آرای مأخوذه به ریاست باشگاه برسد.او سپس توانست داوید ویا را با ۴۰ میلیون یورو از والنسیا و خاویر ماسکرانو را با ۱۹ میلیون یورو از لیورپولبه همراه دو بازیکن دیگر در نوامبر ۲۰۱۰ به‌خدمت بگیرد. بارسلونا توانست در اولین ال کلاسیکو در فصل ۲۰۱۰-۱۱، رئال مادرید را با حساب ۵-۰ شکست دهد و همچنین در آن فصل توانست برای سومین سال پیاپی با ۹۶ امتیاز فاتح لالیگا شود. در آوریل ۲۰۱۱ بارسلونا که به فینال کوپا دل ری راه یافته‌بود دراین مرحله مقابل رئال مادرید قرار گرفت و بازی را با حساب ۱-۰ در مستایا واگذار کرد.در ماه مه نیز، بارسلونا در فینال لیگ قهرمانان اروپا با شکست دادن منچستر یونایتد با حساب ۳-۱ در ورزشگاه ومبلی لندن که از یک لحاظ تکرار فینال سال ۲۰۰۹ محسوب می‌شد، برای چهارمین بار قهرمان اروپا شد.اما در فصل ۱۲-۲۰۱۱ نتوانست آنچنان انتطارات را برآورده کند و پس از واگذار کردن لالیگا به رءال مادریدسپس در نیمه نهایی لیگ قهرمانان مغلوب تیم چلسی شدو از دور مسابقات کنار رفت. آنها در این فصل تنها کوپا دل ری را با پیروزی ۰-۳ مقابل تیم اتلتیک بیلباءو بدست آوردند
هواداران باشگاه
نام مستعار طرفداران بارسلونا کولز است. گفته می‌شود ۲۵٪ از جمعیت اسپانیا طرفدار بارسلونا هستند و بعد از رئال مادرید که ۳۲٪ از اسپانیایی‌ها هوادار آن هستند، بارسا در جایگاه دوم قرار می‌گیرد. جایگاه سوم نیز به تیم والنسیا با ۵٪ حامی تعلق دارد.در اروپا بارسا اولین تیم محبوب این قاره‌است.تعداد اعضای باشگاه از فصل ۲۰۰۳–۰۴ از ۱۰۰٬۰۰۰ نفر به ۱۷۰٬۰۰۰ نفر تا سپتامبر ۲۰۰۹ افزایش قابل توجهی داشته‌است.علاوه بر عضویت، در ژوئن ۲۰۱۰، به طور رسمی ۱٬۳۳۵ نفر در نقاط مختلف جهان در انجمن هواداران بارسا ثبت نام کرده‌اند. انجمن‌های هواداران وظیفه تبلیغ بارسلونا در محل‌های مختلف را دارند و در مقابل در حین بازدید از بارسلونا خدمات مفیدی دریافت می‌کنند.همچنین بارسا هواداران بسیار برجسته‌ای تاکنون داشته که در این میان می‌توان به پاپ ژان پل دوم که عضو افتخاری باشگاه بود یا خوزه زاپاترو که نخست وزیر فعلی اسپانیا است اشاره کرد.
ال کلاسیکو
رقابت شدید میان دو تیم قوی‌تر در لیگ‌های ملی بسیار معمول است و این در مورد لا لیگا نیز صدق می‌کند، جایی که به بازی میان بارسلونا و رئال مادرید ال کلاسیکو (به اسپانیایی: El Clásico) می‌گویند. از ابتدا این دو تیم به عنوان نماینده دو منطقه و شهر رقیب، کاتالونیا و کاستیل شناخته می‌شوند. این رقابت بازتابی از تنش‌های فرهنگی و سیاسی میان دو منطقه‌است که از جنگ داخلی اسپانیا نشئت می‌گیرد.در مدت دیکتاتوری پریمو ده ریورا و بخصوص فرانسیسکو فرانکو (۱۹۳۹-۱۹۷۵) تمامی فرهنگ‌های محلی مورد سرکوب قرار گرفتند و تمام زبان‌های رایج در اسپانیا جز کاستیلایی ممنوع اعلام شدند.مردم کاتالان به یک نماد برای ابراز آزادی خواهی نیاز داشتند و بارسا تبدیل به فراتر از یک باشگاه (به کاتالان: Més que un club) برای کاتالان‌ها شد. به گفتهٔ مانوئل واسکس مونتالبان، پیوستن به بارسلونا بهترین راه برای کاتالان‌ها بود تا هویت خود را نشان دهند، این راه نسبت به پیوستن به جنبش‌های ضد فرانکو کم هزینه‌تر بود و امکان ابراز مخالفت را به آنها می‌داد.از سوی دیگر رئال مادرید در بسیاری از موارد به عنوان تجسمی از تمرکز ظلم حاکمیت، رژیم فاشیستی و فراتر از آن بود. (سانتیاگو برنابئو که ورزشگاه رئال به نام اوست از افرادیست که علیه ملی گرایی فرانکو جنگید.)
به هر شکل در طول جنگ داخلی اسپانیا، اعضای هر دوتیم نظیر جوزپ سانیول و رافائل سانچز گوئرا متحمل آسیب‌هایی از سوی هواداران فرانکو شدند.
در دهه ۱۹۵۰، زمانی که بحث انتقال آلفردو دی استفانو مطرح شد، اختلاف دو باشگاه تشدید یافت. در نهایت او رئال مادرید را انتخاب کرد و در آن فصل باعث موفقیت آنها نیز شد.
در دهه ۱۹۶۰ هر دو تیم در جام اروپا به مصاف با یکدیگر رفتند که رئال مادرید توسط بارسا حذف شد.همچنین در آخرین رویارویی دو تیم در سال ۲۰۰۲ که توسط رسانه‌های اسپانیا «رقابت قرن» نام گرفت، بیش از ۵۰۰ میلیون نفر شاهد دیدار دو تیم بودند.
دربی بارسلونا
رقیب منطقه‌ای بارسا، اسپانیول است. برخلاف بارسا که هیئت مدیره اولیه آن از ملیت‌های مختلف بودند. این تیم توسط علاقه‌مندان به فوتبال اسپانیا تأسیس شد و سپس از حمایت پادشاه برخوردار گشت. اسپانیول آشکارا به عنوان یک تیم ضد بارسلونایی تأسیس شد و آنها همواره بارسا را به عنوان یک تیم بیگانه می‌دیدند.[۸۳] از آنجایی که مردم کاتالونیا اسپانیول را به عنوان نماینده‌ای از مادرید می‌دیدند، رقابت‌ها جدی‌تر شد.زمین اصلی باشگاه اسپانیول در منطقه اعیان نشین ساریا بود.اسپانیول به طور سنتی بخصوص در زمان حکومت فرانکو، به زعم اکثریت شهروندان بارسلونا به عنوان ترویج کننده مشروعیت حکومت شناخته می‌شد و این در تضاد کامل با روحیه انقلابی بارسلونایی‌ها بود.در ۱۹۱۸ که بحث خودمختاری مطرح شده بود اسپانیول شروع به مخالفت با آن کرد.بعدها اسپانیول در کنار فاشیست‌ها از گروه‌های حامی فالانژ که می‌خواستند به جنگ داخلی بپیوندند حمایت می‌کرد. باوجود این تفاوت‌های فکری، دربی به‌خاطر تفاوت اهداف هر دو باشگاه، بیشتر برای هواداران اسپانیول اهمیت داشته تا بارسلونا. در سال‌های اخیر رقابت میان دو باشگاه کمتر رنگ و بوی سیاسی داشته و باشگاه اسپانیول نیز نام رسمی و سرود باشگاه را از اسپانیایی به کاتالان ترجمه کرده‌است.اگرچه در تاریخ لا لیگا بیشتر دربی‌ها منطقه‌ای هستند، این رقابت نامعمول نیز کاملاً با برتری بارسلونا همراه بوده‌است. اسپانیول در تمام طول ۷۰ سال گذشته تنها سه بار بالاتر از بارسلونا قرار داشته و در مسابقات جام حذفی کاتالونیا تنها در سال ۱۹۵۷ موفق به پیروزی در برابر بارسا شده‌است. همچنین بهترین نتیجه‌ای که اسپانیول تاکنون از شهرآورد بارسلونا به دست آورده ۶–۰ در سال ۱۹۵۱ بوده‌است. اسپانیول در فصل ۲۰۰۹–۲۰۰۸ با کسب پیروزی ۲–۱ در مقابل بارسا تنها تیمی است که توانسته سه بار در یک فصل بارسلونا را در نیوکمپ شکست بدهد.
درآمد و دارایی
در ۲۰۱۰، مجله فوربز با اعلام ثروت باشگاه بارسلونا در حدود ۷۵۲ میلیون یورو، آنها را در جایگاه چهارم پس از منچستر یونایتد، رئال مادرید و آرسنال به عنوان ثروتمندترین باشگاه جهان قرار داد.طبق گفته دلویت، بارسلونا با در آمد ۳۶۶ میلیون یورو در همین سال، جایگاه دوم را پس از رئال مادرید که ۴۰۱ میلیون یورو درآمد دارد به دست آورده‌است.حسابرسی‌های دلویت در ژوئیه ۲۰۱۰ نشان می‌دهد بارسلونا ۴۴۲ میلیون یورو بدهی دارد. این رقم دقیقاً ۵۸ درصد از کل دارایی‌ها بارسلونا است که فوربز آن را اعلام کرده بود. مدیر جدید باشگاه این بدهی‌ها را ناشی از مشکلات ساختاری دانسته‌است.خبرها حکایت از آن دارد که در سال جاری بارسا مبلغ ۷۹ میلیون یوروی دیگر ضرر خواهد داشت، این درحالیست که بارسلونا یکی از مدافعان عنوان قهرمانی لالیگا است.
در سال ۱۹۷۸ جوزپ لوییس نونیز در انتخاباتی توسط اعضای باشگاه به عنوان مدیر جدید انتخاب شد. این تصمیم بسیار نزدیک و متصل به گذار اسپانیا در مسیر دموکراسی و پایان یافتن دیکتاتوری فرانکو در سال ۱۹۷۴ بود. هدف اصلی نونیز ارتقا دادن بارسا به سطح یک باشگاه جهانی از طریق ثبات بخشیدن به آن در زمین و خارج از آن بود. وی به توصیه کرایف، آکادمی جوانان بارسلونا، لا ماسیا را در ۲۰ اکتبر ۱۹۷۹ تأسیس کرد.دوره ریاست او ۲۲ سال به طول انجامید و بر بارسلونا تاثیر بسازایی گذاشت. از زمان نونیز سیاست‌های سختگیرانه‌ای برای دستمزد و نظم و انضباط به جا مانده‌است.
در ۱۶ مه ۱۹۷۹ بارسلونا با شکست ۴–۳ فورتونا دوسلدورف در مقابل بیش از ۳۰٬۰۰۰ طرفدار بارسلونایی که برای دیدن بازی به بازل سوئیس آمده بودند، توانست برای اولین بار جام در جام اروپا فتح کند. در ۱۹۸۲ مارادونا با قراردی به مبلغ ۵ میلیون پوند از بوکا جونیورز خریده شد و دهمین رکورد جهان از حیث مبلغ قرار داد رقم خورد.در پایان فصل ۱۹۸۳–۱۹۸۲ بارسلونا توانست با مربیگری منوتی، رئال مادرید را شکست دهد و قهرمان کوپا دل ری شود. حضور مارادونا در بارسا دیری نپایید و او بارسلونا را برای پیوستن به ناپولی ترک کرد. در آغاز فصل ۱۹۸۵–۱۹۸۴ تری وینابلز به عنوان مربی انتخاب شد و توانست لا لیگا را با هافبک برجستهٔ آلمانی، برند شوستر فتح کند. در فصل بعدی او تیم را به مرحله فینال جام باشگاه‌های اروپا برد که در ضربات پنالتی بارسا مغلوب استوا بخارست شد و عنوان نایب قهرمانی را کسب کرد.پس از جام جهانی فوتبال ۱۹۸۶ باشگاه گری لینکر آقای گل آن رقابت‌ها را از باشگاه اورتون خرید و با دروازه‌بان آندونی زوبیزارتا قرار دادی طولانی بست. اما تیم در حالی که شوستر در محرومیت به سر می‌برد نتوانست موفقیت‌های زیادی کسب کند. وینابلز در آغاز فصل ۱۹۸۸–۱۹۸۷ از بارسا اخراج و لوییس آراگونز جانشین او شد. تمرد بازیکنان از نونیز در رویدادی که به هسپریا موتینی شهرت دارد در همین فصل رخ داد و این فصل با پیروزی ۱–۰ در مقابل رئال سوسیداد در فینال کوپا دل ری به پایان رسید.در سال ۱۹۸۸ کرایف به عنوان سرمربی به باشگاه بازگشت و به زبان ساده‌تر یک تیم رویایی جمع کرد. در حالی که باشگاه با ستاره‌های بین‌المللی چون روماریو، رونالد کومان، میشل لادروپ و هریستو استویچکوف قرار داد داشت، او ترکیبی از بازیکنان اسپانیایی چون خوزه ماری باکرو، جوزپ گواردیولا و تکسیکی بگیریستین را به زمین می‌برد.بارسا زیر نظر یوهان کرایف توانست چهار عنوان قهرمانی لالیگا را بین سال‌های ۱۹۹۱ تا ۱۹۹۴ پی در پی کسب کند. در رقابت‌های اروپایی نیز با شکست سمپدوریا در فینال جام در جام اروپا ۱۹۸۹ و لیگ قهرمانان اروپا ۱۹۹۲ هر دو عنوان قهرمانی را به دست آورد. همچنین بارسا کوپا دل ری در سال ۱۹۹۰، سوپر جام اروپا در سال ۱۹۹۲ و سه سوپر جام اسپانیا را نیز ازآن خود کرد. یوهان کرایف با ۱۱ عنوان قهرمانی، موفق‌ترین مربی باشگاه تا به امروز بوده و با ۸ سال مربیگری پی در پی بیشترین مدت باقی‌ماندن در سمت مربیگری باشگاه را داراست.بخت یوهان کرایف در فینال دو فصل آخر مربیگریش برگشت و کسب نتایج ضعیف اسباب اخراج او توسط نونیز را فراهم کرد.بابی رابسون جایگزین کرایف شد و تنها در فصل ۱۹۹۷–۱۹۹۶ در این سمت باقی‌ماند. او رونالدو را از پی‌اس‌وی خرید و توانست سه جام کوپا دل ری، سوپر جام اسپانیا و جام در جام اروپا را برای باشگاه به ارمغان آورد. حضور رابسون تنها یک راه حل کوتاه مدت بود تا لوئیس فن خال بتواند به باشگاه بپیوندد.رونالدو نیز چون مارادونا برای مدت کوتاهی در باشگاه ماند و سپس به اینتر میلان پیوست. به هرشکل ستارگان تازه‌ای چون لوییس فیگو، پاتریک کلایورت، لوییز انریکه و ریوالدو در باشگاه ظاهر شدند و بارسا هر دو جام کوپا دل ری و لا لیگا را در سال ۱۹۹۸ بالای سر برد. در ۱۹۹۹ ریوالدو به عنوان چهارمین بازیکن بارسلونا توانست عنوان بهترین بازیکن فوتبال سال اروپا را کسب کند. علی‌رغم تمام این موفقیت‌ها داخلی، عدم پیروزی بارسا در فینال لا لیگا ۲۰۰۰ که سبب قهرمانی رئال مادرید شد، استعفای نونیز و فن خال را در پی داشت.
رفتن نونیز و آمدن لاپورتا (۲۰۱۰–۲۰۰۰)
رفتن نونیز و فن خال از باشگاه قابل مقایسه با پیوستن لوییس فیگو به رئال مادرید نبود، فیگو نه تنها کاپیتان دوم تیم بلکه به عنوان قهرمانی قابل ستایش نزد هواداران بارسا شناخته می‌شد، تاجایی که بسیاری از کاتالونیایی‌ها او را از خودشان می‌دانستند. هواداران بارسا که از تصمیم پیوستن فیگو به رقیب دیرینه خود بسیار ناراحت بودند، این ناراحتی را با استقبال خشم‌آلود خود از حضور فیگو در نیوکمپ نشان می‌دادند، حتی در اولین حضور او در نیوکمپ به سمتش یک کله خوک و شیشه پر ویسکی پرتاب کردند.در سال ۲۰۰۰ خوان گسپارت جایگزین نونیز شد و به مدت سه سال در این سمت باقی‌ماند. در این مدت باشگاه شاهد رفت‌وآمد مربیان بود. در نهایت فن خال برای بار دوم به باشگاه بازگشت ولی از آنجایی که نتیجه مثبتی حاصل نشد، فن خال و گسپارت هر دو استعفا دادند.پس از دوران ناموفق گسپارت، باشگاه با ترکیبی از مسئولین جوان به اوج بازگشت. خوان لاپورتا جایگزین گسپارت شد و فرانک ریکارد بازیکن سابق تیم ملی فوتبال هلند به عنوان مربی بارسا انتخاب شد. تاثیر بازیکنان بین‌المللی و ترکیب آنها با بازیکنان اسپانیایی تیم را به سمت کسب موفقیت مجدد سوق داد. بارسا توانست در سال ۲۰۰۵–۲۰۰۴ لا لیگا و سوپر جام اسپانیا را فتح کند و قرار دادی با رونالدینیو، بازیکن سال فوتبال جهان ۲۰۰۶ ببندد.در فصل ۲۰۰۶–۲۰۰۵ بارسا مجدداً قهرمان لا لیگا و سوپر جام اسپانیا شد. در فینال لیگ قهرمانان بارسلونا در مقابل آرسنال قرار گرفت، درحالی که آرسنال تا پیش از ۱۵ دقیقه پایان بازی با ۱۰ بازیکن پیروز میدان بود، بارسا توانست نتیجه بازی را ۲–۱ به نفع خود تغییر دهد و جام را بعد از ۱۴ سال بالای سر بگیرد.در همان سال بارسلونا در جام باشگاه‌های جهان نیز شرکت کرد و در فینال با گل دقیقه ۸۲ حریف برزیلی خود، مغلوب اینترناسیونال شد.اگرچه بارسلونا فصل ۲۰۰۷–۲۰۰۶ را با قدرت شروع کرد، اما در پایان بدون کسب هیچ عنوانی فصل را به پایان رساند. بعدها اردوی پیش از فصل در ایالات متحده که منجر به مصدومیت ساموئل اتوئو و لیونل مسی شد، به عنوان دلیل عدم موفقیت باشگاه اعلام شد.در لالیگا که بارسا در بیشتر فصل‌ها در جایگاه اول قرار داشت، در سال جدید بی‌ثباتی باشگاه فرصتی برای پیشی گرفتن رئال مادرید و قهرمانی آنان شد. فصل ۲۰۰۸–۲۰۰۷ برخلاف سال‌های گذشته موفقیتی برای باشگاه به همراه نداشت و در پی آن جوزپ گواردیولا مربی تیم دوم بارسلونا در پایان فصل جایگزین ریکارد شد.بارسا در فینال کوپا دل ری ۲۰۰۹ با شکست ۴–۱ اتلتیک بیلبائو برای ۲۵امین بار قهرمان این رقابت‌ها شد. سه روز پس از آن شکست رئال مادرید در رقابت‌های لالیگا جام را برای بارسلونا در فصل ۲۰۰۹–۲۰۰۸ به ارمغان آورد. بارسا در حالی فصل را به پایان رساند که در ورزشگاه المپیک رم، منچستر یونایتد فاتح سال قبل جام باشگاه‌ها را با نتیجه ۲–۰ شکست داد و سومین عنوان قهرمانی جام باشگاه‌ها را فتح کرد. در نتیجه برای اولین بار در اسپانیا اولین سه‌گانه را به دست آورد.بارسا با شکست مجدد اتلتیک بیلبائو در فینال سوپر جام اسپانیا ۲۰۰۹ و پیروزی در مقابل شاختار دونتسک در فینال سوپر جام اروپا ۲۰۰۹ دو جام دیگر را نیز بالای سر برد.در دسامبر ۲۰۰۹، بارسا جام باشگاه‌های جهان ۲۰۰۹را نیز فتح کرد و اولین تیم تاریخ فوتبال شد که شش‌گانه جام‌ها را توانست کسب کند.همچنین بارسلونا با فتح لالیگا با ۹۰ امتیاز و فتح سوپر جام برای ۹امین بار توانست دو رکورد تازه در فوتبال اسپانیا به ثبت برساند.
رفتن لاپورتا و آمدن راسل ( تاکنون–۲۰۱۰)
بعد از کناره‌گیری لاپورتا در ژوئن ۲۰۱۰، ساندرو راسل بعد از مدتی کوتاه به عنوان مدیر جدید باشگاه انتخاب شد. رأی‌گیری برای انتخاب مدیر جدید در ۱۳ ژوئن ۲۰۱۱ بر‌گزار شد و راسل توانست با کسب ۶۱.۳۵٪ (تعداد ۵۶٬۰۸۸ رأی) کل آرای مأخوذه به ریاست باشگاه برسد.او سپس توانست داوید ویا را با ۴۰ میلیون یورو از والنسیا و خاویر ماسکرانو را با ۱۹ میلیون یورو از لیورپولبه همراه دو بازیکن دیگر در نوامبر ۲۰۱۰ به‌خدمت بگیرد. بارسلونا توانست در اولین ال کلاسیکو در فصل ۲۰۱۰-۱۱، رئال مادرید را با حساب ۵-۰ شکست دهد و همچنین در آن فصل توانست برای سومین سال پیاپی با ۹۶ امتیاز فاتح لالیگا شود. در آوریل ۲۰۱۱ بارسلونا که به فینال کوپا دل ری راه یافته‌بود دراین مرحله مقابل رئال مادرید قرار گرفت و بازی را با حساب ۱-۰ در مستایا واگذار کرد.در ماه مه نیز، بارسلونا در فینال لیگ قهرمانان اروپا با شکست دادن منچستر یونایتد با حساب ۳-۱ در ورزشگاه ومبلی لندن که از یک لحاظ تکرار فینال سال ۲۰۰۹ محسوب می‌شد، برای چهارمین بار قهرمان اروپا شد.اما در فصل ۱۲-۲۰۱۱ نتوانست آنچنان انتطارات را برآورده کند و پس از واگذار کردن لالیگا به رءال مادریدسپس در نیمه نهایی لیگ قهرمانان مغلوب تیم چلسی شدو از دور مسابقات کنار رفت. آنها در این فصل تنها کوپا دل ری را با پیروزی ۰-۳ مقابل تیم اتلتیک بیلباءو بدست آوردند
هواداران باشگاه
نام مستعار طرفداران بارسلونا کولز است. گفته می‌شود ۲۵٪ از جمعیت اسپانیا طرفدار بارسلونا هستند و بعد از رئال مادرید که ۳۲٪ از اسپانیایی‌ها هوادار آن هستند، بارسا در جایگاه دوم قرار می‌گیرد. جایگاه سوم نیز به تیم والنسیا با ۵٪ حامی تعلق دارد.در اروپا بارسا اولین تیم محبوب این قاره‌است.تعداد اعضای باشگاه از فصل ۲۰۰۳–۰۴ از ۱۰۰٬۰۰۰ نفر به ۱۷۰٬۰۰۰ نفر تا سپتامبر ۲۰۰۹ افزایش قابل توجهی داشته‌است.علاوه بر عضویت، در ژوئن ۲۰۱۰، به طور رسمی ۱٬۳۳۵ نفر در نقاط مختلف جهان در انجمن هواداران بارسا ثبت نام کرده‌اند. انجمن‌های هواداران وظیفه تبلیغ بارسلونا در محل‌های مختلف را دارند و در مقابل در حین بازدید از بارسلونا خدمات مفیدی دریافت می‌کنند.همچنین بارسا هواداران بسیار برجسته‌ای تاکنون داشته که در این میان می‌توان به پاپ ژان پل دوم که عضو افتخاری باشگاه بود یا خوزه زاپاترو که نخست وزیر فعلی اسپانیا است اشاره کرد.
ال کلاسیکو
رقابت شدید میان دو تیم قوی‌تر در لیگ‌های ملی بسیار معمول است و این در مورد لا لیگا نیز صدق می‌کند، جایی که به بازی میان بارسلونا و رئال مادرید ال کلاسیکو (به اسپانیایی: El Clásico) می‌گویند. از ابتدا این دو تیم به عنوان نماینده دو منطقه و شهر رقیب، کاتالونیا و کاستیل شناخته می‌شوند. این رقابت بازتابی از تنش‌های فرهنگی و سیاسی میان دو منطقه‌است که از جنگ داخلی اسپانیا نشئت می‌گیرد.در مدت دیکتاتوری پریمو ده ریورا و بخصوص فرانسیسکو فرانکو (۱۹۳۹-۱۹۷۵) تمامی فرهنگ‌های محلی مورد سرکوب قرار گرفتند و تمام زبان‌های رایج در اسپانیا جز کاستیلایی ممنوع اعلام شدند.مردم کاتالان به یک نماد برای ابراز آزادی خواهی نیاز داشتند و بارسا تبدیل به فراتر از یک باشگاه (به کاتالان: Més que un club) برای کاتالان‌ها شد. به گفتهٔ مانوئل واسکس مونتالبان، پیوستن به بارسلونا بهترین راه برای کاتالان‌ها بود تا هویت خود را نشان دهند، این راه نسبت به پیوستن به جنبش‌های ضد فرانکو کم هزینه‌تر بود و امکان ابراز مخالفت را به آنها می‌داد.از سوی دیگر رئال مادرید در بسیاری از موارد به عنوان تجسمی از تمرکز ظلم حاکمیت، رژیم فاشیستی و فراتر از آن بود. (سانتیاگو برنابئو که ورزشگاه رئال به نام اوست از افرادیست که علیه ملی گرایی فرانکو جنگید.)
به هر شکل در طول جنگ داخلی اسپانیا، اعضای هر دوتیم نظیر جوزپ سانیول و رافائل سانچز گوئرا متحمل آسیب‌هایی از سوی هواداران فرانکو شدند.
در دهه ۱۹۵۰، زمانی که بحث انتقال آلفردو دی استفانو مطرح شد، اختلاف دو باشگاه تشدید یافت. در نهایت او رئال مادرید را انتخاب کرد و در آن فصل باعث موفقیت آنها نیز شد.
در دهه ۱۹۶۰ هر دو تیم در جام اروپا به مصاف با یکدیگر رفتند که رئال مادرید توسط بارسا حذف شد.همچنین در آخرین رویارویی دو تیم در سال ۲۰۰۲ که توسط رسانه‌های اسپانیا «رقابت قرن» نام گرفت، بیش از ۵۰۰ میلیون نفر شاهد دیدار دو تیم بودند.
دربی بارسلونا
رقیب منطقه‌ای بارسا، اسپانیول است. برخلاف بارسا که هیئت مدیره اولیه آن از ملیت‌های مختلف بودند. این تیم توسط علاقه‌مندان به فوتبال اسپانیا تأسیس شد و سپس از حمایت پادشاه برخوردار گشت. اسپانیول آشکارا به عنوان یک تیم ضد بارسلونایی تأسیس شد و آنها همواره بارسا را به عنوان یک تیم بیگانه می‌دیدند.[۸۳] از آنجایی که مردم کاتالونیا اسپانیول را به عنوان نماینده‌ای از مادرید می‌دیدند، رقابت‌ها جدی‌تر شد.زمین اصلی باشگاه اسپانیول در منطقه اعیان نشین ساریا بود.اسپانیول به طور سنتی بخصوص در زمان حکومت فرانکو، به زعم اکثریت شهروندان بارسلونا به عنوان ترویج کننده مشروعیت حکومت شناخته می‌شد و این در تضاد کامل با روحیه انقلابی بارسلونایی‌ها بود.در ۱۹۱۸ که بحث خودمختاری مطرح شده بود اسپانیول شروع به مخالفت با آن کرد.بعدها اسپانیول در کنار فاشیست‌ها از گروه‌های حامی فالانژ که می‌خواستند به جنگ داخلی بپیوندند حمایت می‌کرد. باوجود این تفاوت‌های فکری، دربی به‌خاطر تفاوت اهداف هر دو باشگاه، بیشتر برای هواداران اسپانیول اهمیت داشته تا بارسلونا. در سال‌های اخیر رقابت میان دو باشگاه کمتر رنگ و بوی سیاسی داشته و باشگاه اسپانیول نیز نام رسمی و سرود باشگاه را از اسپانیایی به کاتالان ترجمه کرده‌است.اگرچه در تاریخ لا لیگا بیشتر دربی‌ها منطقه‌ای هستند، این رقابت نامعمول نیز کاملاً با برتری بارسلونا همراه بوده‌است. اسپانیول در تمام طول ۷۰ سال گذشته تنها سه بار بالاتر از بارسلونا قرار داشته و در مسابقات جام حذفی کاتالونیا تنها در سال ۱۹۵۷ موفق به پیروزی در برابر بارسا شده‌است. همچنین بهترین نتیجه‌ای که اسپانیول تاکنون از شهرآورد بارسلونا به دست آورده ۶–۰ در سال ۱۹۵۱ بوده‌است. اسپانیول در فصل ۲۰۰۹–۲۰۰۸ با کسب پیروزی ۲–۱ در مقابل بارسا تنها تیمی است که توانسته سه بار در یک فصل بارسلونا را در نیوکمپ شکست بدهد.
درآمد و دارایی
در ۲۰۱۰، مجله فوربز با اعلام ثروت باشگاه بارسلونا در حدود ۷۵۲ میلیون یورو، آنها را در جایگاه چهارم پس از منچستر یونایتد، رئال مادرید و آرسنال به عنوان ثروتمندترین باشگاه جهان قرار داد.طبق گفته دلویت، بارسلونا با در آمد ۳۶۶ میلیون یورو در همین سال، جایگاه دوم را پس از رئال مادرید که ۴۰۱ میلیون یورو درآمد دارد به دست آورده‌است.حسابرسی‌های دلویت در ژوئیه ۲۰۱۰ نشان می‌دهد بارسلونا ۴۴۲ میلیون یورو بدهی دارد. این رقم دقیقاً ۵۸ درصد از کل دارایی‌ها بارسلونا است که فوربز آن را اعلام کرده بود. مدیر جدید باشگاه این بدهی‌ها را ناشی از مشکلات ساختاری دانسته‌است.خبرها حکایت از آن دارد که در سال جاری بارسا مبلغ ۷۹ میلیون یوروی دیگر ضرر خواهد داشت، این درحالیست که بارسلونا یکی از مدافعان عنوان قهرمانی لالیگا است.