Одним из величайших достояний человечества является международная космическая станция, или МКС. Для ее создания и работы на орбите объединилось несколько государств: Россия, некоторые страны Европы, Канада, Япония и США. Этот аппарат свидетельствует о том, что можно добиться многого, если постоянно сотрудничать странам. Об этой станции знают все люди планеты и многие задаются вопросами о том, на какой высоте летает МКС и по какой орбите. Сколько космонавтов там побывало? А правда ли, что туда пускают туристов? И это далеко не все, что интересно человечеству.
Строение станции
МКС состоит из четырнадцати модулей, в которых располагаются лаборатории, склады, комнаты отдыха, спальни, хозпомещения. На станции даже имеется спортзал с тренажерами. Весь этот комплекс работает на солнечных батареях. Они огромны, величиной со стадион.
Факты об МКС
За время своей работы станция вызывала немало восхищений. Этот аппарат является величайшим достижением человеческих умов. По своей конструкции, назначению и особенностям его можно назвать совершенством. Конечно, может быть, лет через 100 на Земле начнут строить космические корабли другого плана, но пока что, на сегодняшний день, этот аппарат - достояние человечества. Об этом свидетельствуют следующие факты об МКС:
- За время своего ее существования на МКС космонавтов побывало около двухсот. Также здесь были туристы, которые просто прилетели посмотреть на Вселенную с орбитальной высоты.
- Станцию видно с Земли невооруженным глазом. Эта конструкция является самой большой среди искусственных спутников, и ее легко можно увидеть с поверхности планеты без какого-то увеличивающего устройства. Есть карты, на которых можно посмотреть, в какое время и когда аппарат пролетает над городами. По ним легко отыскать сведения о своем населенном пункте: увидеть расписание полета над регионом.
- Для сборки станции и поддержания ее в рабочем состоянии космонавты вышли более 150 раз в открытый космос, проведя там около тысячи часов.
- Управляется аппарат шестью астронавтами. Система жизнеобеспечения обеспечивает непрерывное присутствие на станции людей с момента ее первого запуска.
- Международная космическая станция - это уникальное место, где проводятся самые разные лабораторные эксперименты. Ученые делают уникальные открытия в области медицины, биологии, химии и физики, физиологии и метеонаблюдений, а также в других областях науки.
- На аппарате используются гигантские солнечные батареи, размер которых достигает площади территории футбольного поля с его конечными зонами. Их вес - почти триста тысяч килограмм.
- Батареи способны полностью обеспечивать работу станции. За их работой тщательно следят.
- На станции есть мини-дом, оснащенный двумя ванными и спортзалом.
- За полетом следят с Земли. Для контроля разработаны программы, состоящие из миллионов строк кода.
Космонавты
С декабря 2017 года экипаж МКС состоит из следующих астрономов и космонавтов:
- Антон Шкаплеров - командир МКС-55. Он дважды был на станции - в 2011-2012 и в 2014-2015 гг. За 2 полета он прожил на станции 364 дня.
- Скит Тингл - бортинженер, астронавт НАСА. Этот космонавт не имеет опыта космических полетов.
- Норишиге Канаи - бортинженер, астронавт Японии.
- Александр Мисуркин. Первый его полет был совершен в 2013 году длительностью 166 суток.
- Макр Ванде Хай не имеет опыта полетов.
- Джозеф Акаба. Первый полет совершил в 2009 году в составе «Дискавери», а второй полет был осуществлен в 2012 году.
Земля из космоса
Из космоса на Землю открываются уникальные виды. Об этом свидетельствуют фотографии, видеосъемки астронавтов и космонавтов. Увидеть работу станции, космические пейзажи можно, если посмотреть онлайн-трансляции со станции МКС. Однако некоторые камеры бывают выключенными, что связано с техработами.
Международная космическая станция (МКС) - это масштабный и, пожалуй, самый сложный по своей организации реализованный технический проект за всю историю человечества. Ежедневно сотни специалистов по всему миру трудятся над тем, чтобы МКС могла полноценно выполнять свою основную функцию - быть научной площадкой для изучения безграничного космического пространства и, конечно же, нашей планеты.
Когда смотришь новости про МКС, то возникает множество вопросов, относительно того, как космическая станция вообще может работать в экстремальных условиях космоса, как она летает по орбите и не падает, как в ней могут жить люди, не страдая от высоких температур и солнечной радиации.
Изучив данную тему и собрав всю информацию в кучу, признаться, я вместо ответов получил еще больше вопросов.
На какой высоте летает МКС?
МКС летает в термосфере на высоте примерно 400 км от Земли (для информации - расстояние от Земли до Луны составляет примерно 370 тысяч км). Сама термосфера представляет собой атмосферный слой, который, по сути, еще не совсем является космосом. Этот слой простирается от Земли на расстояние от 80 км до 800 км.
Особенность термосферы в том, что температура с высотой повышается и при этом может значительно колебаться. Выше 500 км возрастает уровень солнечной радиации, который может запросто вывести из строя технику и негативно повлиять на здоровье космонавтов. Поэтому МКС выше 400 км не поднимается.
Так выглядит МКС с Земли
Какая температура за боротом МКС?
Информации на данную тему совсем мало. Разные источники говорят по-разному. Говорят, что на уровне 150 км температура может достигать 220-240°, а на уровне 200 км более 500°. Выше температура продолжает расти и на уровне 500-600 км она уже якобы превышает 1500°.
По словам самих космонавтов, на высоте 400 км, на которой летает МКС, температура постоянно меняется в зависимости от светотеневой обстановки. Когда МКС находится в тени, температура за бортом опускается до -150°, а если она под прямыми лучами солнца, то температура повышается до +150°. И это уже даже не парилка в бане! Как при такой температуре космонавты вообще могут находиться в открытом космосе? Неужели их спасает супер термокостюм?
Работа космонавта в открытом космосе при +150°
Какая температура внутри МКС?
В отличие от температуры за бортом внутри МКС удается сохранить стабильную температуру, пригодную для жизни людей - приблизительно +23°. Причем как это делается, совершенно непонятно. Если за бортом, например, +150°, то как удается охладить температуру внутри станции или наоборот и постоянно держать её в норме?
Как влияет радиация на космонавтов в МКС?
На высоте 400 км радиационный фон в сотни раз превышает земной. Поэтому космонавты на МКС, когда они оказываются на солнечной стороне, получают облучение, уровень которого в несколько раз превышает дозу, например, полученную при рентгене грудной клетки. А в моменты мощных вспышек на Солнце работники станции могут схватить дозу, в 50 раз превышающую норму. Как им при этом удается работать в таких условиях длительное время, также остается загадкой.
Как влияет космическая пыль и мусор на МКС?
По данным NASA, на околоземной орбите около 500 тысяч больших обломков (частей отработанных ступеней или других деталей космических кораблей и ракет) и ещё неизвестно, сколько подобного мелкого мусора. Всё это «добро» вращается вокруг Земли со скоростью 28 тысяч км/ч и почему-то не притягивается к Земле.
Кроме того, существует и космическая пыль - это всевозможные метеоритные осколки или микрометеориты, которые постоянно притягиваются планетой. Причём, если даже пылинка весит всего 1 грамм, она превращается в бронебойный снаряд, способный продырявить станцию.
Говорят, что если к МКС приближаются такие объекты, то космонавты меняют курс станции. Но мелкий мусор или пыль невозможно отследить, поэтому получается, что МКС постоянно подвергается огромной опасности. Как с этим справляются космонавты, опять же непонятно. Получается, что каждый день они сильно рискуют своей жизнью.
Отверстие в шаттле Индевор STS-118 от попадания космического мусора похоже на пулевое отверстие
Почему МКС не падает?
В различных источниках пишут о том, что МКС не падает благодаря слабой гравитации Земли и космической скорости станции. То есть, вращаясь вокруг Земли со скорость 7,6 км/с (для информации - период обращения МКС вокруг Земли составляет всего 92 мин 37 секунд), МКС как бы постоянно промахивается и не падает. Кроме того, на МКС есть двигатели, которые позволяют постоянно корректировать положение 400-тонной махины.
Пилотируемый орбитальный многоцелевой космический исследовательский комплекс
Международная космическая станция (МКС), созданная для проведения научных исследований в космосе. Строительство было начато в 1998 году и ведется при сотрудничестве аэрокосмических агентств России, США, Японии, Канады, Бразилии и Евросоюза, по плану должно быть завершено к в 2013 году. Вес станции после завершения ее строительства составит приблизительно 400 тонн. МКС вращается вокруг Земли на высоте около 340 километров, совершая 16 оборотов в сутки. Ориентировочно станция проработает на орбите до 2016-2020 годов.
Cпустя 10 лет после первого космического полета, совершенного Юрием Гагариным, в апреле 1971 года была выведена на орбиту первая в мире космическая орбитальная станция "Салют-1". Долговременные обитаемые станции (ДОС) были необходимы для научных исследований. Их создание явилось необходимым этапом при подготовке будущих полетов человека к другим планетам. В ходе выполнения программы "Салют" с 1971 по 1986 год СССР имел возможность апробировать основные архитектурные элементы космических станций и впоследствии использовать их в проекте новой долговременной орбитальной станции - "Мир".
Распад Советского Союза привел к сокращению финансирования космической программы, поэтому Россия в одиночку не могла не только построить новую орбитальную станцию, но и поддерживать работоспособность станции "Мир". Тогда у американцев опыт создания ДОС практически отсутствовал. В 1993 году вице-президент США Альберт Гор и премьер-министр России Виктор Черномырдин подписали соглашение о космическом сотрудничестве "Мир - Шаттл". Американцы согласились финансировать постройку последних двух модулей станции "Мир": "Спектр" и "Природа". Кроме того, США с 1994 по 1998 год совершили 11 полетов к "Миру". Также договор предусматривал создание совместного проекта - Международной космической станции (МКС). Кроме Федерального космического агентства России (Роскосмоса) и Национального аэрокосмического агентства США (NASA), в проекте приняли участие Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA), Европейское космическое агентство (ESA, в него входят 17 стран-участниц), Канадское космическое агентство (CSA), а также космическое агентство Бразилии (AEB). Заинтересованность в участии в проекте МКС высказывали Индия и Китай. 28 января 1998 года в Вашингтоне было подписано окончательное соглашение о начале строительства МКС.
МКС имеет модульную структуру: разные ее сегменты созданы усилиями стран - участниц проекта и имеют свою определенную функцию: исследовательскую, жилую или используются как хранилища. Некоторые из модулей, например американские модули серии Unity, являются перемычками или служат для стыковки с транспортными кораблями. В достроенном виде МКС будет состоять из 14 основных модулей общим объемом 1000 кубометров, на борту станции будет постоянно находиться экипаж из 6 или 7 человек.
Вес МКС после завершения ее строительства, по планам, составит более 400 тонн. По габаритам станция примерно соответствует футбольному полю. На звездном небе ее можно наблюдать невооруженным глазом - иногда станция является самым ярким небесным телом после Солнца и Луны.
МКС вращается вокруг Земли на высоте около 340 километров, совершая вокруг нее 16 оборотов в сутки. На борту станции проводятся научные эксперименты по следующим направлениям:
- Исследования новых медицинских методов терапии и диагностики и средств жизнеобеспечения в условиях невесомости
- Исследования в области биологии, функционирования живых организмов в космическом пространстве под воздействием солнечной радиации
- Опыты по изучению земной атмосферы, космических лучей, космической пыли и темной материи
- Исследование свойств материи, в том числе сверхпроводимость.
Первый модуль станции - "Заря" (весит 19,323 тонн) - был выведен на орбиту ракетой-носителем "Протон-К" 20 ноября 1998 года. Данный модуль использовался на раннем этапе строительства станции как источник электроэнергии, также для управления ориентацией в пространстве и поддержания температурного режима. Впоследствии эти функции были переданы другим модулям, а "Заря" стала использоваться как склад.
Модуль "Звезда" является главным жилым модулем станции, на его борту находятся системы жизнеобеспечения и управления станцией. К нему пристыковываются российские транспортные корабли "Союз" и "Прогресс". Модуль с опозданием в два года был выведен на орбиту ракетой-носителем "Протон-К" в 12 июля 2000 года и состыкован 26 июля с "Зарей" и ранее выведенным на орбиту американским стыковочными модулем Unity-1.
Стыковочный модуль "Пирс" (весит 3,480 тонн) был запущен на орбиту в сентябре 2001 года, служит для стыковки кораблей "Союз" и "Прогресс", а также для выхода в открытый космос. В ноябре 2009 года со станцией состыковался почти идентичный "Пирсу" модуль "Поиск".
Россия планирует пристыковать к станции Многофункциональный лабораторный модуль (МЛМ), после запуска в 2012 году он должен стать самым большим лабораторным модулем станции весом более 20 тонн.
На МКС уже имеются лабораторные модули США (Destiny), ЕКА (Columbus) и Японии (Кибо). Они и основные узловые сегменты Harmony, Quest и Unnity были выведены на орбиту шаттлами.
За первые 10 лет работы МКС посетило более 200 человек из 28 экспедиций, что является рекордом для космических станций (на "Мире" побывало только 104 человека). МКС стал первым примером коммерциализации космических полетов. Роскосмос совместно с компанией Space Adventures впервые отправил на орбиту космических туристов. Кроме того, в рамках контракта на закупку Малайзией российского вооружения Роскосмос в 2007 году организовал полет на МКС первого малайзийского космонавта - шейха Музафара Шукора (Muszaphar Shukor).
Среди наиболее серьезных происшествий на МКС можно назвать катастрофу при посадке шаттла Columbia ("Коламбия", "Колумбия") 1 февраля 2003 года. Хотя Columbia не стыковалась с МКС, проводя самостоятельную исследовательскую миссию, эта катастрофа привела к тому, что полеты шаттлов были прекращены и возобновились только в июле 2005 года. Это отодвинуло сроки завершения строительства станции и сделало российские корабли "Союз" и "Прогресс" единственным средством доставки космонавтов и грузов на станцию. Помимо этого, в российском сегменте станции в 2006 году произошло задымление, а также был зафиксирован отказ работы компьютеров в российских и американских сегментах в 2001 и дважды в 2007 году. Осенью 2007 года экипаж станции занимался починкой разрыва солнечной батареи, случившегося при ее установке.
По соглашению каждому участнику проекта принадлежат его сегменты на МКС. Россия владеет модулями "Звезда" и "Пирс", Япония - модулем "Кибо", ЕКА - модулем Columbus. Солнечные панели, которые после завершения строительства станции будут генерировать 110 киловатт в час, и остальные модули принадлежат NASA.
Окончание строительства МКС намечено на 2013 год. Благодаря новому оборудованию, доставленному на борт МКС экспедицией шаттла Endeavour ("Индевор") в ноябре 2008 года, экипаж станции будет увеличен в 2009 году с 3 до 6 человек. Изначально планировалось, что станция МКС должна проработать на орбите до 2010 года, в 2008 году называлась другая дата - 2016 или 2020 год. По мнению экспертов, МКС, в отличие от станции "Мир", не будут топить в океане, предполагается использовать ее в качестве базы для сборки межпланетных кораблей. Несмотря на то, что в NASA высказывались за уменьшение финансирования станции, глава агентства Майкл Гриффин пообещал выполнить все обязательства США для завершения ее строительства. Однако после войны в Южной Осетии многие эксперты, в том числе и Гриффин, заявляли, что охлаждение отношений между Россией и США может привести к тому, что Роскосмос прекратит сотрудничество с NASA и американцы лишатся возможности отправлять на станцию свои экспедиции. В 2010 году президент США Барак Обама объявил о прекращении финансирования программы "Созвездие", которая должна была заменить шаттлы. В июле 2011 года шаттл "Атлантис" совершил свой последний полет, после чего американцы в течение неопределенного срока должны были полагаться на российских, европейских и японских коллег для доставки на станцию грузов и астронавтов. В мае 2012 года с МКС впервые состыковался корабль Dragon, принадлежавший частной американской компании SpaceX.
Международная космическая станция (МКС) - преемница советской станции "Мир" - отмечает 10-летний юбилей со дня создания. Соглашение о создании МКС было подписано 29 января 1998 года в Вашингтоне представителями Канады, правительств государств-членов Европейского космического агентства (ЕКА), Японии, России и США.
Работы по международной космической станции начались в 1993 году .
15 марта 1993 года генеральный директор РКА Ю.Н. Коптев и генеральный конструктор НПО "ЭНЕРГИЯ" Ю.П. Семенов обратились к руководителю НАСА Д. Голдину с предложением о создании Международной космической станции.
2 сентября 1993 года председатель правительства РФ В.С. Черномырдин и вице-президент США А. Гор подписали "Совместное заявление о сотрудничестве в космосе", предусматривающее в том числе создание совместной станции. В его развитие РКА и НАСА разработали и 1 ноября 1993 года подписали "Детальный план работ по Международной космической станции". Это позволило в июне 1994 года подписать контракт между НАСА и РКА "О поставках и услугах для станции "Мир" и Международной космической станции".
С учетом отдельных изменений на совместных встречах российской и американской сторон в 1994 году МКС имела следующую структуру и организацию работ:
В создании станции, кроме России и США, участвуют Канада, Япония и страны Европейского сотрудничества;
Станция будет состоять из 2-х интегрированных сегментов (российского и американского) и собираться на орбите постепенно из отдельных модулей.
Строительство МКС на околоземной орбите началось 20 ноября 1998 года запуском функционально-грузового блока "Заря".
Уже 7 декабря 1998 года к нему был пристыкован американский соединительный модуль "Юнити", доставленный на орбиту шаттлом "Индевор".
10 декабря впервые были открыты люки в новую станцию. Первыми в нее вошли российский космонавт Сергей Крикалев и американский астронавт Роберт Кабана.
26 июля 2000 года в состав МКС был введен служебный модуль "Звезда", который на этапе развертывания станции стал ее базовым блоком, основным местом для жизни и работы экипажа.
В ноябре 2000 года на МКС прибыл экипаж первой длительной экспедиции: Уильям Шеперд (командир), Юрий Гидзенко (пилот) и Сергей Крикалев (бортинженер). С тех пор станция является постоянно обитаемой .
За время развертывания станции на борту МКС побывало 15 основных экспедиций и 13 экспедиций посещения. В настоящее время на станции находится экипаж 16-й основной экспедиции - первая женщина-командир МКС американка, Пегги Уитсон, бортинженеры МКС россиянин Юрий Маленченко и американец Дэниэл Тани.
В рамках отдельного соглашения с ЕКА на МКС было осуществлено шесть полетов европейских астронавтов: Клоди Эньере (Франция) - в 2001 году, Роберто Виттори (Италия) - в 2002 и 2005 годах, Франка де Винна (Бельгия) - в 2002 году, Педро Дуке (Испания) - в 2003 году, Андрэ Кейперса (Нидерланды) - в 2004 году.
Новая страница в коммерческом использовании космоса была открыта после полетов на российский сегмент МКС первых космических туристов - американца Дэниса Тито (в 2001 году) и южноафриканца Марка Шаттлуорта (в 2002 году). Впервые на станции побывали непрофессиональные космонавты.
Выбор некоторых параметров орбиты Международной космической станции не всегда очевиден . К примеру, станция может находиться на высоте от 280 до 460 километров, и из-за этого она постоянно испытывает затормаживающее воздействие верхних слоёв атмосферы нашей планеты. Каждые сутки МКС теряет примерно по 5 см/с скорости и 100 метров высоты. Поэтому периодически приходится поднимать станцию, сжигая топливо грузовиков ATV и «Прогресс». Почему же нельзя поднять станцию выше, чтобы избежать этих затрат?
Заложенный при проектировании диапазон и текущее реальное положение диктуются сразу несколькими причинами. Каждый день астронавты и космонавты получают высокие дозы радиации , и за отметкой 500 км её уровень резко повышается . А предел за полугодовое пребывание установлен всего на ползиверта, на всю карьеру отведён всего лишь зиверт. Каждый зиверт увеличивает риск онкологических заболеваний на 5,5 процента.
На Земле от космических лучей мы защищены радиационным поясом магнитосферы нашей планеты и атмосферой, но они работают слабее в ближнем космосе. В некоторых частях орбиты (Южно-атлантическая аномалия является таким пятном повышенной радиации) и за её пределами иногда могут проявляться странные эффекты : в закрытых глазах появляются вспышки. Это космические частицы проходят через глазные яблоки, другие толкования утверждают, что частицы возбуждают ответственные за зрение части мозга. Подобное может не только мешать спать, но и в лишний раз неприятно напоминает о высоком уровне радиации на МКС.
Кроме того, «Союзы» и «Прогрессы», которые сейчас являются основными кораблями смены экипажа и снабжения, сертифицированы на работу на высоте до 460 км. Чем выше находится МКС, тем меньше груза можно будет доставить. Меньше смогут принести и ракеты, которые отправляют новые модули для станции. С другой стороны, чем ниже МКС, тем сильнее она тормозится, то есть больше доставляемого груза должно быть топливом для последующей коррекции орбиты.
Научные задачи могут быть выполнены на высоте в 400-460 километров. Наконец, на положение станции влияет космический мусор - вышедшие из строя спутники и их обломки, которые имеют огромную скорость относительно МКС, что делает столкновение с ними фатальным.
В Сети есть ресурсы, позволяющие следить за параметрами орбиты Международной космической станции. Можно получить относительно точные текущие данные , либо отследить их динамику . На момент написания этого текста МКС находилась на высоте примерно в 400 километров.
Разгонять МКС могут элементы, расположенные в задней части станции: это грузовики «Прогресс» (чаще всего) и ATV, при необходимости - служебный модуль «Звезда » (крайне редко). На иллюстрации до ката работает европейский ATV. Станцию поднимают часто и понемногу: коррекция происходит примерно раз в месяц маленькими порциями порядка 900 секунд работы двигателя, у «Прогрессов» используют двигатели поменьше, чтобы не сильно влиять на ход экспериментов.
Двигатели могут включить единожды, таким образом увеличится высота полёта на другой стороне планеты. Такие операции используют для маленьких подъёмов, поскольку меняется эксцентриситет орбиты.
Также возможна коррекция с двумя включениями, при которой второе включение сглаживает орбиту станции до окружности.
Некоторые параметры диктуются не только научными данными, но и политикой. Космическому аппарату возможно придать любую ориентацию, но при запуске более экономичным будет использовать скорость, которую даёт вращение Земли. Таким образом, дешевле запускать аппарат на орбиту с наклоном, равным широте, а манёвры потребуют дополнительного расхода топлива: больше для движения к экватору, меньше при движении к полюсам. Наклон орбиты МКС в 51,6 градуса может показаться странным: аппараты НАСА, запускаемые с мыса Канаверал, традиционно имеют наклонение примерно в 28 градусов.
Когда обсуждалось местоположение будущей станции МКС, то решили, что будет более экономичным отдать предпочтение российской стороне. Также такие параметры орбиты позволяют видеть больше поверхности Земли.
Но Байконур находится на широте в приблизительно 46 градусов, почему же тогда обычным для российских запусков является наклонение в 51,6 °? Дело в том, что к востоку есть сосед, который не слишком обрадуется, если на него что-то будет падать. Поэтому орбиту наклоняют к 51,6 °, чтобы при запуске никакие части космического аппарата ни при каких обстоятельствах не могли упасть на Китай и Монголию.
