12 апреля грядет день космонавтики. И конечно же, было-бы неправильно обойти этот праздник стороной. Тем более, что в этом году дата будет особенной, 50 лет со дня первого полёта человека в космос. Именно 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин совершил свой исторический подвиг.
Ну а без грандиозных суперсооружений человеку в космосе не обойтись. Именно таковым и является Международная космическая станция (англ. International Space Station).
Габариты МКС - невелики; длина - 51 метр, ширина вместе с фермами - 109 метров, высота - 20 метров, вес - 417,3 тонны. Но думаю всем понятно, что уникальность этого суперсооружения не в его размерах, а в технологиях используемых для фукционирования станции в открытом космосе. Высота орбиты МКС составляет 337-351 км над землей. Скорость движения по орбите - 27700 км/ч. Это позволяет станции совершать полный оборот вокруг нашей планеты за 92 минуты. То есть, каждые сутки космонавты, находящиеся на МКС встречают 16 рассветов и закатов, 16 раз ночь сменяет день. Сейчас экипаж МКС состоит из 6 человек, а вообще за все время функционирования станция приняла 297 посетителей (196 разных людей). Началом эксплуатации Международной космической станции считается 20 ноября 1998 года. И на данный момент (9.04.2011) станция находится на орбите уже 4523 суток. За это время она достаточно сильно эволюционировала. Предлагаю убедиться Вам в этом, просмотрев фото.
МКС, 1999 год.
МКС, 2000 год.
МКС, 2002 год.
МКС, 2005 год.
МКС, 2006 год.
МКС, 2009 год.
МКС, март 2011 года.
Ниже приведу схему станции, из которой можно узнать названия модулей а также увидеть места стыковки МКС с другими космическими кораблями.
МКС является международным проектом. В нём участвуют 23 государства: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Греция, Дания, Ирландия, Испания, Италия, Канада, Люксембург(!!!), Нидерланды, Норвегия, Португалия, Россия, США, Финляндия, Франция, Чехия, Швейцария, Швеция, Япония. Ведь осилить в финансовом плане строительство и поддержания функциональности Международной космической станции в одиночку не под силу ни одному государству. Подсчитать точные или даже приблизительные затраты на строительство и эксплуатацию МКС не представляется возможным. Официальная цифра уже перевалила за 100 млрд долларов США, а если прибавить сюда все побочные затраты, то получится около 150 млрд долларов США. Это уже сейчас делает Международную космическую станцию самым дорогостоящим проектом за всю историю человечества. А исходя из последних договоренностей России, США и Японии (Европа, Бразилия и Канада пока в раздумьях) о том, что срок эксплуатации МКС продлен минимум до 2020 года (а возможно и дальнейшее продление), то суммарные затраты на содержание станции возрастут еще больше.
Но предлагаю отвлечься от цифр. Ведь помимо научной ценности есть у МКС и другие достоинства. А именно, возможность оценить первозданную красоту нашей планеты с высоты орбиты. И совсем необязательно для это выходить в открытый космос.
Потому как, есть на станции своя смотровая площадка, застеклённый модуль "Купол".
Международная космическая станция, МКС (англ. International Space Station, ISS) - пилотируемый многоцелевой космический научно-исследовательский комплекс.
В создании МКС принимают участие: Россия (Федеральное космическое агентство, Роскосмос); США (национальное аэрокосмическое агентство США, NASA); Япония (Японское агентство аэрокосмических исследований, JAXA), 18 европейских стран (Европейское космическое агентство, ESA); Канада (Канадское космическое агентство, CSA), Бразилия (космическое агентство Бразилии, AEB).
Начало строительства - 1998 год.
Первый модуль - "Заря".
Завершение строительства (предположительно) - 2012 год.
Срок окончания работы МКС (предположительно) - 2020 год.
Высота орбиты - 350-460 километров от Земли.
Наклонение орбиты - 51,6 градуса.
МКС совершает 16 оборотов в сутки.
Вес станции (на момент завершения строительства) - 400 тонн (на 2009 год - 300 тонн).
Внутреннее пространство (на момент завершения строительства) - 1, 2 тысячи кубометров.
Длина (вдоль главной оси, по которой выстроились основные модули) - 44,5 метра.
Высота - почти 27,5 метров.
Ширина (по солнечным панелям) - более 73 метров.
МКС посетили первые космические туристы (отправлены Роскосмосом совместно с компанией Space Adventures).
В 2007 году организован полёт первого малайзийского космонавта - шейха Музафара Шукора (Muszaphar Shukor).
Затраты на строительство МКС к 2009 году составили 100 миллиардов долларов.
Управление полётом:
российским сегментом осуществляется из ЦУП-М (ЦУП-Москва, город Королев, Россия);
американским сегментом - из ЦУП-Х (ЦУП-Хьюстон, город Хьюстон, США).
Работу входящих в состав МКС лабораторных модулей контролируют:
европейского "Колумбус" - Центр управления Европейского космического агентства (город Оберпфаффенхофен, Германия);
японского "Кибо" - ЦУП Японского агентства аэрокосмических исследований (город Цукуба, Япония).
Полётом европейского автоматического грузового корабля ATV "Жюль Верн" ("Jules Verne"), предназначенного для снабжения МКС, совместно с ЦУП-М и ЦУП-Х управлял Центр Европейского космического агентства (город Тулуза, Франция).
Техническую координацию работ по российскому сегменту МКС и его интеграции с американским сегментом осуществляет совет главных конструкторов под руководством президента, генерального конструктора РКК "Энергия" им. С.П. Королева, академика РАН Ю.П. Семенова.
Руководство подготовкой и проведением запуска элементов российского сегмента МКС осуществляет Межгосударственная комиссия по обеспечению полетов и эксплуатации орбитальных пилотируемых комплексов.
По существующему международному соглашению каждому участнику проекта принадлежат его сегменты на МКС.
Ведущей организацией по созданию российского сегмента и его интеграции с американским сегментом является РКК "Энергия" им. С.П. Королева, а по американскому сегменту - компания ""Боинг " ("Boeing").
В изготовлении элементов российского сегмента принимают участие около 200 организаций, в том числе: Российская академия наук; завод экспериментального машиностроения РКК "Энергия" им. С.П. Королева; ракетно-космический завод ГКНПЦ им. М.В. Хруничева; ГНП РКЦ "ЦСКБ-Прогресс"; КБ общего машиностроения; РНИИ космического приборостроения; НИИ точных приборов; РГНИИ ЦПК им. Ю.А. Гагарина.
Российский сегмент: служебный модуль "Звезда"; функциональный грузовой блок "Заря"; стыковочный отсек "Пирс".
Американский сегмент: узловой модуль "Юнити"("Unity"); шлюзовой модуль "Квест" ("Quest"); лабораторный модуль "Дестини" ("Destiny").
Канада создала для МКС на модуле LAB манипулятор - 17,6-метровую руку-робот "Канадарм" ("Canadarm").
Италия поставляет на МКС так называемые многоцелевые модули логистики (Multi-Purpose Logistics Modules, MPLM). К 2009 году их сделано три: "Леонардо", "Рафаэлло", "Донателло" ("Leonardo", "Raffaello", "Donatello"). Это большие цилиндры (6,4 х 4,6 метра) со стыковочным узлом. Пустой модуль логистики весит 4,5 тонны, в него можно загрузить до 10 тонн оборудования для экспериментов и расходных материалов.
Доставку людей на станцию обеспечивают российские "Союзы" и американские шаттлы (челноки многоразового использования); грузы доставляют российские "Прогрессы" и американские шаттлы.
Япония создала свою первую научную орбитальную лабораторию, которая стала самым большим модулем МКС, - "Кибо"(в переводе с японского "Надежда", международная аббревиатура - JEM, Japanese Experiment Module).
По заказу Европейского космического агентства консорциумом европейских аэрокосмических фирм был сделан исследовательский модуль "Колумбус". Он предназначен для проведения физических, материаловедческих, медико-биологических и других экспериментов в условиях отсутствия гравитации. По заказу ESA был сделан модуль "Гармония" ("Harmony"), который соединяет модули "Кибо" и "Колумбус", а также обеспечивает их электропитание и обмен данными.
На МКС также сделаны дополнительные модули и устройства: модуль корневого сегмента и гиродинов на узле-1 (Node 1); энергетический модуль (секция СБ АС) на Z1; подвижная сервисная система; устройство для перемещения оборудования и экипажа; устройство "B" системы перемещения оборудования и экипажа; фермы S0, S1, P1, Р3/Р4, Р5, S3/S4, S5, S6.
Все лабораторные модули МКС обладают стандартизированными стойками для установки блоков с экспериментальным оборудованием. Со временем МКС обрастёт новыми узлами и модулями: российский сегмент должен пополнится научно-энергетической платформой, многоцелевым исследовательским модулем "Энтерпрайз" ("Enterprise") и вторым функционально-грузовым блоком (ФГБ-2). На модуле узел-3 (Node 3) будет смонтирован построенный в Итали узел "Купол" ("Cupola"). Это купол с рядом очень крупных иллюминаторов, через которые обитатели станции, как в театре, смогут наблюдать приход кораблей и контролировать работу своих коллег в открытом космосе.
История создания МКС
Работы по международной космической станции начались в 1993 году.
Россия предложила США объединить усилия в осуществлении пилотируемых программ. К тому моменту у России сложилась 25-летняя история эксплуатации орбитальных станций "Салют" и "Мир", а также был бесценный опыт проведения длительных полетов, исследований и развитая инфраструктура космических средств. Но к 1991 году страна оказалась в тяжелом экономическом положении. В это же время финансовые трудности испытывали и создатели орбитальной станции "Фридом" (США).
15 марта 1993 года генеральный директор агентства Роскосмос А Ю.Н. Коптев и генеральный конструктор НПО "Энергия" Ю.П. Семенов обратились к руководителю NASA Голдину с предложением о создании Международной космической станции.
2 сентября 1993 года председатель правительства Российской Федерации Виктор Черномырдин и вице-президент США Альберт Гор подписали "Совместное заявление о сотрудничестве в космосе", которое предусматривало создание совместной станции. 1 ноября 1993 года был подписан "Детальный план работ по Международной космической станции", а в июне 1994 года - контракт между агентствами NASA и Роскосмос "О поставках и услугах для станции "Мир" и Международной космической станции".
Начальный этап строительства предусматривает создание функционально законченной структуры станции из ограниченного числа модулей. Первым на орбиту выведен ракетой-носителем "Протон-К" функционально-грузовой блок "Заря" (1998), сделанный в России. Вторым доставлен кораблем шаттл и состыкован с функционально-грузовым блоком американский стыковочный модуль узел-1 - "Юнити" (декабрь 1998). Третьим выведен российский служебный модуль "Звезда" (2000), который обеспечивает управление станцией, жизнеобеспечение экипажа, ориентацию станции и коррекцию орбиты. Четвертым - американский лабораторный модуль "Дестини" (2001).
Первый основной экипаж МКС, прибывший на станцию 2 ноября 2000 года на корабле "Союз ТМ-31": Уильям Шеперд (США), командир МКС, бортинженер-2 корабля "Союз-ТМ-31"; Сергей Крикалев (Россия), бортинженер корабля "Союз-ТМ-31"; Юрий Гидзенко (Россия), пилот МКС, командир корабля "Союз ТМ-31".
Продолжительность полёта экипажа МКС-1 составила около четырёх месяцев. Его возвращение на Землю было осуществлено американским кораблём "Спейс шаттл", который доставил на МКС экипаж второй основной экспедиции. Корабль "Союз ТМ-31" оставался в составе МКС в течение полугода и служил в качестве корабля-спасателя для работающего на её борту экипажа.
В 2001 году на корневом сегменте Z1 был установлен энергетический модуль P6, на орбиту доставлены лабораторный модуль "Дестини", шлюзовая камера "Квест", стыковочный отсек "Пирс", две грузовые телескопические стрелы, дистанционный манипулятор. В 2002 году станция пополнилась тремя ферменными конструкциями (S0, S1, P6), две из которых снабжены транспортировочными устройствами для перемещения дистанционного манипулятора и астронавтов во время работы в открытом космосе.
Строительство МКС было приостановлено в связи с произошедшей 1 февраля 2003 года катастрофой американского корабля "Колумбия", а в 2006 году работы по строительству были возобновлены.
В 2001 и дважды в 2007 году был зафиксирован отказ работы компьютеров в российских и американских сегментах. В 2006 году в российском сегменте станции произошло задымление. Осенью 2007 года экипаж станции провёл ремонтные работы солнечной батареи.
На станцию были доставлены новые секции солнечных батарей. В конце 2007 года МКС пополнилась двумя герметичными модулями. В октябре шаттл "Дискавери" STS-120 привёз на орбиту соединительный модуль узел-2 "Гармония", который стал основным причалом для шаттлов.
Европейский лабораторный модуль "Колумбус" был выведен на орбиту на корабле "Атлантис" STS-122 и с помощью манипулятора этого корабля поставлен на свое штатное место (февраль 2008). Затем был введён в состав МКС японский модуль "Кибо" (июнь 2008), его первый элемент был доставлен на МКС шаттлом "Индевор" STS-123 (март 2008).
Перспективы МКС
По мнению некоторых пессимистически настроенных экспертов, МКС - это напрасно потраченные время и деньги. Они считают, что станция ещё не построена, но уже устарела.
Однако в осуществлении долгосрочной программы космических полётов на Луну или к Марсу человечеству без МКС не обойтись.
С 2009 года постоянный экипаж МКС будет увеличен до 9 человек, возрастёт количество экспериментов. Россия запланировала провести в ближайшие годы 331 эксперимент на МКС. Европейское космическое агентство (ESA) и его партнёры уже построили новый корабль-транспортник — Automated Transfer Vehicle (ATV), который будет выводиться на базовую орбиту (высотой 300 километров) ракетой Ariane-5 ES ATV, откуда ATV за счёт своих двигателей перейдёт на орбиту МКС (400 километров над Землёй). Полезный груз этого автоматического корабля длиной 10,3 метра и диаметром 4,5 метра составляет 7,5 тонн. Это будет и экспериментальное оборудование, и пища, и воздух, и вода для экипажа МКС. Первый из ряда ATV (сентябрь 2008) получил имя "Жюль Верн" ("Jules Verne"). После стыковки с МКС в автоматическом режиме ATV может проработать в её составе полгода, после чего корабль загружают мусором и в управляемом режиме затопляют в Тихом океане. ATV планируется запускать раз в год, а всего их будет построено не меньше 7. К программе МКС подключится японский автоматический грузовик H-II "Transfer Vehicle" (HTV), выводимый на орбиту японской же ракетой-носителем H-IIB, которую сейчас ещё разрабатывают. Полный вес HTV составит 16,5 тонн, из которых 6 тонн - полезный груз для станции. Он сможет оставаться пристыкованным к МКС до одного месяца.
Устаревшие шаттлы будут сняты с полётов в 2010 году, а новое поколение появится не раньше 2014-2015 года.
К 2010 году российские пилотируемые "Союзы" будут модернизированы: прежде всего заменят электронные системы управления и связи, что позволит нарастить полезную нагрузку корабля за счёт сокращения веса электронного оборудования. Обновлённый "Союз"сможет находиться в составе станции почти год. Российской стороной будет построен корабль "Клипер" (по плану первый испытательный пилотируемый рейс на орбиту - 2014, ввод в эксплуатацию - 2016). Этот шестиместный крылатый челнок многоразового использования задуман в двух вариантах: с агрегатно-бытовым отсеком (АБО) или двигательным отсеком (ДО). За "Клипером", поднявшимся в космос на сравнительно низкую орбиту, будет прилетать межорбитальный буксир "Паром". "Паром" - новая разработка, призванная сменить со временем грузовые "Прогрессы". Этот буксир должен подтягивать с низкой опорной орбиты до орбиты МКС так называемые "контейнеры", грузовые "бочки" с минимум оборудования (4-13 тонн грузов), выводимые в космос при помощи "Союзов" или "Протонов". У "Парома" два стыковочных узла: один для контейнера, второй - для причаливания к МКС. После вывода контейнера на орбиту паром за счёт своей двигательной установки спускается к нему, стыкуется с ним и поднимает его к МКС. А после разгрузки контейнера "Паром" спускает его на более низкую орбиту, где тот отстыкуется и самостоятельно тормозит, чтобы сгореть в атмосфере. Буксир же останется ждать новый контейнер, чтобы доставить его к МКС.
Официальный сайт РКК "Энергия": http://www.energia.ru/rus/iss/iss.html
Официальный сайт корпорации "Боинг " (Boeing): http://www.boeing.com
Официальный сайт центра управления полётами: http://www.mcc.rsa.ru
Официальный сайт национального аэрокосмического агентства США (NASA): http://www.nasa.gov
Официальный сайт Европейского космического агентства (ESA): http://www.esa.int/esaCP/index.html
Официальный сайт Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA): http://www.jaxa.jp/index_e.html
Официальный сайт Канадского космическогое агентства (CSA): http://www.space.gc.ca/index.html
Официальный сайт космического агентства Бразилии (AEB):
Была запущена в космическое пространство в 1998 году. На текущий момент вот уже почти семь тысяч суток денно и нощно лучшие умы человечества трудятся над решением сложнейших загадок в условиях невесомости.
Космическое пространство
Каждый человек, хотя бы раз увидевший этот уникальный объект, задавался логичным вопросом: какая высота орбиты международной космической станции? Вот только ответить на него односложно нельзя. Высота орбиты международной космической станции МКС зависит от многих факторов. Рассмотрим их подробнее.
Орбита МКС вокруг Земли снижается из-за воздействия разреженной атмосферы. Скорость уменьшается, соответственно, уменьшается и высота. Как снова устремиться вверх? Высота орбиты может меняться при помощи двигателей кораблей, которые пристыковываются к ней.
Различные высоты
За весь срок космической миссии было зарегистрировано несколько основных значений. Еще в феврале 2011 году высота орбиты МКС составляла 353 км. Все расчеты производятся по отношению к уровню моря. Высота орбиты МКС в июне того же года увеличилась до трехсот семидесяти пяти километров. Но и это был далеко не предел. Всего через две недели работники НАСА с удовольствием отвечали журналистам на вопрос «Какая высота орбиты МКС на текущий момент?» - триста восемьдесят пять километров!
И это не предел
Высота орбиты МКС все равно была недостаточна для сопротивления природному трению. Инженеры пошли на ответственный и очень рискованный шаг. Высота орбиты МКС должна была быть повышена до четырехсот километров. Но это событие случилось несколько позже. Проблема состояла в том, что только корабли поднимали МКС. Высота орбиты была ограничена для шаттлов. Лишь со временем ограничение было упразднено для экипажа и МКС. Высота орбиты с 2014 года превышала 400 километров над уровнем моря. Максимальное среднее значение было зафиксировано в июле и составило 417 км. В целом корректировки высоты проводятся постоянно для фиксации самого оптимального маршрута.
История создания
Еще в далеком 1984 г. правительство США вынашивало планы о необходимости запуска в ближайшем космосе масштабного научного проекта. В одиночку осуществить такое грандиозное строительство даже американцам было достаточно затруднительно и к разработке были подключены Канада и Япония.
В 1992 г. в кампанию была включена Россия. В начале девяностых в Москве планировали масштабный проект «Мир-2». Но экономические проблемы не дали осуществиться грандиозным планам. Постепенно количество стран-участников выросло до четырнадцати.
Бюрократические проволочки заняли более трех лет. Лишь в 1995 г. был принят эскиз станции, а еще через год - конфигурация.
Двадцатое ноября 1998 года стало выдающимся днем в истории всемирной космонавтики - первый блок был успешно доставлен на орбиту нашей планеты.
Сборка
МКС гениальна по своей простоте и функциональности. Станция состоит из независимых блоков, которые соединяются между собой как большой конструктор. Невозможно посчитать и точную стоимость объекта. Каждый новый блок изготавливается в отдельной стране и, конечно же, различается по цене. Всего таких частей можно присоединить огромное количество, таким образом, станция может постоянно обновляться.
Срок действия
В связи с тем, что блоки станции и их наполнение могут быть изменены и модернизированы неограниченное количество раз, МКС может долго бороздить просторы околоземной орбиты.
Первый тревожный звоночек прозвенел в 2011 году, когда из-за своей дороговизны была свернута программа «космический челнок».
Но страшного ничего не произошло. Грузы исправно доставлялись в космос другими кораблями. В 2012 к МКС даже успешно пристыковался частный челнок коммерческого назначения. Впоследствии аналогичное событие происходило неоднократно.
Угрозы для станции могут быть лишь политическими. Периодически официальные лица разных стран грозятся прекратить поддержку МКС. Сначала планы поддержния были расписаны до 2015 г., потом до 2020-го. На сегодняшний день ориентировочно существует договоренность поддерживать станцию до 2027 года.
А пока политики спорят между собой, МКС в 2016 году сделала стотысячный виток вокруг планеты, который оригинально назвали «Юбилейный».
Электричество
Сидеть в темноте, конечно, интересно, но иногда надоедает. На МКС каждая минута на вес золота, поэтому инженеры были крепко озадачены необходимостью обеспечения экипажа бесперебойной электрикой.
Было предложено множество различных идей, и в конце концов сошлись на том, что лучше солнечных батарей в космосе ничего быть не может.
При реализации проекта российская и американская сторона пошли разными путями. Так, генерация электроэнергии первой страны производится для системы в 28 вольт. Напряжение в американском блоке - 124 В.
За день МКС делает множество витков вокруг Земли. Один оборот - примерно полтора часа, сорок пять минут из которых проходят в тени. Конечно же, в это время генерация от солнечных панелей невозможна. Станцию питают никель-водородные аккумуляторные батареи. Срок работы такого устройства около семи лет. Последний раз их меняли в далеком 2009-м, так что очень скоро инженерами будет осуществлена долгожданная замена.
Устройство
Как ранее было написано, МКС представляет собой огромный конструктор, части которого легко соединяются между собой.
По состоянию на март 2017 года станция имеет четырнадцать элементов. Россия поставила пять блоков, названных «Заря», «Поиск», «Звезда», «Рассвет» и «Пирс». Американцы своим семи частям дали такие имена: «Юнити», «Дестини», «Транквилити», «Квест», «Леонардо», «Купола» и «Гармония». Страны Европейского Союза и Япония пока имеют в своем активе по одному блоку: «Коламбус» и «Кибо».
Части постоянно меняются в зависимости от поставленных перед экипажем задач. На подходе еще несколько блоков, которые значительно усилят исследовательские возможности членов экипажа. Наиболее интересны, конечно же, лабораторные модули. Часть из них имеют полную герметичность. Таким образом, в них можно исследовать абсолютно все, вплоть до инопланетных живых существ, без риска заражения для экипажа.
Другие блоки предназначены для генерации необходимых сред для нормальной жизнедеятельности человека. Третьи позволяют беспрепятственно выходить в космос и совершать исследования, наблюдения или ремонты.
Часть блоков не несут исследовательской нагрузки и используются в качестве хранилищ.
Проводимые исследования
Многочисленные исследования - собственно то, ради чего в далеких девяностых политики решили отправить в космос конструктор, стоимость которого на сегодняшний день оценивается более чем в двести миллиардов долларов. За эти деньги можно купить десяток стран и получить небольшое море в подарок.
Так вот, МКС имеет такие уникальные возможности, которых нет ни у одной земной лаборатории. Первое - наличие безграничного вакуума. Второе - фактическое отсутствие гравитации. Третье - опаснейшие не испорченные преломлением в земной атмосфере.
Исследователей хлебом не корми, а дай что-то поизучать! Они с радостью выполняют возложенные не них обязанности, даже невзирая на смертельный риск.
Больше всего ученых интересует биология. В эту сферу входит биотехнологии и медицинские исследования.
Другие ученые частенько забывают про сон, исследуя физические силы внеземного пространства. Материалы, квантовая физика - лишь часть исследований. Любимое занятие по откровениям многих - тестировать различные жидкости в условиях невесомости.
Опыты с вакуумом, вообще, могут проводиться вне блоков, прямо в открытом космосе. Земные ученые могут лишь по-хорошему завидовать, наблюдая за экспериментами по видеосвязи.
Любой человек на Земле отдал бы все за один выход в космос. Для работников станции это практически рутинное занятие.
Выводы
Несмотря на недовольные возгласы многих скептиков о бесперспективности проекта, ученые МКС сделали множество интереснейших открытий, которые позволили иначе посмотреть и на космос в целом, и на нашу планету.
Ежедневно эти смелые люди получают огромную дозу радиации, и все ради научных исследований, которые дадут человечеству невиданные ранее возможности. Можно лишь восхищаться их работоспособностью, смелостью и целеустремленностью.
МКС достаточно крупный объект, который можно увидеть и с поверхности Земли. Существует даже целый сайт, на котором можно ввести координаты своего города и система точно подскажет, в какое время можно будет попробовать лицезреть станцию, находясь в шезлонге прямо на своем балконе.
Конечно, у космической станции множество противников, но поклонников гораздо больше. А это значит, что МКС будет уверенно держаться на своей орбите в четыреста километров над уровнем моря и еще не раз покажет заядлым скептикам, как они ошибались в своих прогнозах и предсказаниях.
2:09 27/03/20180 👁 6 889
В начале 20-го века первопроходцы космонавтики, такие как Германн Оберт, Константин Циолковский, Германн Нордунг и Вернер фон Браун, мечтали об обширных , вращающихся вокруг . Эти ученые предполагали, что космические станции являются отправными точками для исследования космического пространства.
Вернер фон Браун, архитектор американской космической программы, объединил космические станции в свое долгосрочное видение космических исследований в США. Чтобы сопровождать многочисленные космические статьи фон Брауна в популярных журналах, художники рисовали концепции космических станций. Эти статьи и рисунки помогли привлечь общественное воображение и интерес к исследованию космоса, что было необходимо для создания космической программы США.
В этих концепциях в космической станции люди жили и работали в космосе. Большинство станций были колесообразными структурами, которые вращались для обеспечения искусственной . Как и любой порт, корабли отправились на станцию и обратно. Судно перевозило грузы, пассажиров и предметы снабжения с Земли. Вылетающие корабли отправились на Землю, и далее. Как вы знаете, эта общая концепция уже не просто видение ученых, художников и авторов научной фантастики. Но какие шаги были предприняты для создания таких орбитальных структур? Хотя человечество еще не осознало полных видений ученых, были значительные успехи в строительстве космических станций.
С 1971 года у США и России были орбитальные космические станции. Первыми космическими станциями были российская программа «Салют», программа «Скайлаб» в США и программа «Русский мир». А с 1998 года США, Россия, Европейское космическое агентство, Канада, Япония и другие страны строят и эксплуатируют на околоземной . На МКС люди живут и работают в космосе более 10 лет.
В этой статье мы рассмотрим программы ранней космической станции, использование космических станций и будущую роль космических станций в исследовании космического пространства. Но сначала давайте рассмотрим более подробно, зачем мы должны строить космические станции.
Почему мы должны строить космические станции?
Существует множество причин для строительства и эксплуатации космических станций, включая исследования, промышленность, разведку и даже туризм. Первые космические станции были построены для изучения долгосрочных эффектов невесомости на организм человека. В конце концов, если астронавты когда-либо захотят отправиться на Марс или другие , тогда мы должны знать, как длительная микрогравитация в течение нескольких месяцев и лет будет влиять на их здоровье.
Космические станции – это место для проведения ультрасовременных научных исследований в условиях, которые невозможно создать на Земле. Например, гравитация изменяет способ объединения атомов в кристаллы. В условиях микрогравитации могут образовываться почти совершенные кристаллы. Такие кристаллы могут давать лучшие полупроводники для более быстрых компьютеров или для создания эффективных лекарств. Другим эффектом силы тяжести является то, что она создает конвекционные токи в пламени, что приводит к нестационарным процессам, что затрудняет изучение процесса горения. Однако в условиях микрогравитации получается простое, устойчивое, медленное пламя; эти типы пламени облегчают изучение процесса горения. Полученная информация может дать лучшее понимание процесса сжигания и привести к улучшению конструкции печей или сокращению загрязнения воздуха за счет повышения эффективности сгорания.
С высоты над Землей космические станции предлагают уникальные виды для изучения погоды, рельефа Земли, растительности, океанов и . Кроме того, поскольку космические станции находятся над земной атмосферой, их можно использовать в качестве пилотируемых обсерваторий, где космические телескопы могут смотреть на небеса. Атмосфера Земли не мешает взглядам космических телескопов. Фактически, мы уже видели преимущества беспилотных космических телескопов, таких как .
Космические станции могут использоваться как космические отели. Здесь частные компании могут переправлять туристов из Земли в космос для краткосрочных визитов или длительного пребывания. Даже большие расширения туризма заключаются в том, что космические станции могут стать космическими портами для экспедиций на планеты и звезды или даже новые города и колонии, которые могли бы освободить перенаселенную планету.
Теперь, когда вы знаете, зачем нам это нужно, давайте посетим некоторые космические станции. И начнем с российской программы «Салют» – первой космической станции.
Салют: первая космическая станция
Россия (тогда известная как Советский Союз) первой разместила космическую станцию. Станция «Салют-1», выведенная на орбиту в 1971 году, фактически была комбинацией систем космических аппаратов «Алмаз» и «Союз». Система «Алмаз» изначально была предназначена для космических военных целей, но была переоборудована для гражданской космической станции «Салют». Космический корабль «Союз» переправил космонавтов с Земли на космическую станцию и обратно.
Салют 1 был около 15 метров длиной и состоял из трех основных отсеков, в которых размещались столовые и зоны отдыха, хранилища продуктов и воды, туалет, станции управления, тренажеры и научное оборудование. Первоначально экипаж должен был жить на борту «Салюта-1», но их миссия была связана с проблемами стыковки, которые помешали им войти в космическую станцию. Команда «Союз-11» была первой командой, успешно выстоявшей на Салюте 1, которую они провели в течение 24 дней. Однако экипаж «Союза-11» трагически погиб после возвращения на Землю, когда капсула «Союз-11» разгерметизировалась во время возвращения. Дальнейшие миссии в Салют 1 были отменены, и космический корабль «Союз» был переработан.
После «Союза-11» запустили еще одну космическую станцию «Салют-2», но она не смогла выйти на орбиту, за ними последовали Салюты 3-5. Эти полеты протестировали новый космический корабль «Союз» и экипажи, укомплектованные этими станциями для более длительных полетов. Один из недостатков этих космических станций заключался в том, что у них был только один стыковочный порт для космического корабля «Союз» и не могли быть повторно состыкованы с другими кораблями.
29 сентября 1977 года Советы запустили Салют 6. На этой станции был второй стыковочный порт, где станция могла быть заменена . «Салют-6» работал в период с 1977 по 1982 год. В 1982 году стартовала последняя из программ «Салют». В нем находилось 11 экипажей, и были заселены 800 дней. Программа «Салют» в конечном итоге привела к развитию российской космической станции «Мир», о чем мы поговорим чуть позже. Но сначала посмотрим на первую космическую станцию Америки: Скайлаб.
Скайлаб: первая космическая станция Америки
В 1973 году Соединенные Штаты разместили свою первую и единственную космическую станцию под названием Скайлаб-1 на орбите. Во время запуска станция была повреждена. Критический метеороидный щит и одна из двух основных солнечных панелей станции были сорваны, а другая солнечная панель не была полностью вытянута. Это означало, что Скайлаб имел небольшую электрическую мощность, а внутренняя температура повышалась до 52 градусов Цельсия.
Первый экипаж Скайлаб 2 был запущен через 10 дней, чтобы исправить больную станцию. Космонавты вытянули оставшуюся солнечную панель и установили зонтичный солнцезащитный козырек, чтобы охладить станцию. После ремонта станции астронавты провели 28 дней в космосе, проводя научные и биомедицинские исследования. Модифицированный Скайлаб имел следующие части: орбитальная мастерская – жилые и рабочие помещения для экипажа; модуль шлюза – разрешен доступ к внешней стороне станции; несколько стыковочных адаптеров – позволило нескольким космическим аппаратам состыковаться со станцией сразу (однако на станции никогда не было пересекающихся экипажей); телескопы для наблюдения за , и (имейте в виду, что еще не был построен); «Аполлон» – командный и служебный модуль для перевозки экипажа на поверхность Земли и обратно. Скайлаб был укомплектован двумя дополнительными экипажами.
Скайлаб никогда не предназначался как постоянный дом в космосе, а скорее место, где Соединенные Штаты могли бы испытывать последствия длительных космических полетов (то есть больше, чем две недели, необходимые для полета на Луну) на организм человека, когда полет третьего экипажа был закончен, Скайлаб был оставлен. Скайлаб оставался в воздухе, пока интенсивная активность солнечной вспышки не привела к тому, что его орбита нарушилась раньше, чем ожидалось. Скайлаб вошел в атмосферу Земли и сгорел над Австралией в 1979 году.
Мир: первая постоянная космическая станция
В 1986 году русские запустили космическую станцию , которая должна была стать постоянным домом в космосе. Первый экипаж, космонавты Леонид Кизима и Владимир Соловьев, штурмовали между отставным Салютом 7 и Мир. Они провели 75 дней на борту «Мир». Мир был постоянно укомплектован и строился в течение следующих 10 лет и содержал следующие части:
– Жилые помещения – расположены отдельные каюты для экипажа, туалет, душ, кухня и хранилище для мусора;
– Транспортировочный отсек – где могут быть подключены дополнительные станции;
– Промежуточный отсек – подключаемый рабочий модуль к задним стыковочным портам;
– Сборочный отсек – размещены топливные баки и ракетные двигатели;
– Модуль астрофизики Квант-1 – содержал телескопы для изучения галактик, квазаров и нейтронных звезд;
– Научный и авиационный модуль Квант-2 – обеспечил оборудование для биологических исследований, наблюдений за Землей и возможностей космического полёта;
– Технологический модуль « Кристалл » – использовался для экспериментов по биологической и материальной обработке; содержал док-порт, который мог использоваться с космическим челноком США;
– Модуль Спектр – использовался для исследований и мониторинга природных ресурсов Земли и атмосферы Земли, а также для поддержки экспериментов в области биологических и материаловедческих исследований;
– Природный модуль дистанционного зондирования – содержал радиолокаторы и спектрометры для изучения атмосферы Земли;
– Модуль стыковки – содержал порты для будущих стыковок;
– Корабль поставок – беспилотный корабль снабжения, который привозил с Земли новые продукты и оборудование и удалял отходы из станции;
– Космический корабль «Союз» – обеспечивал основной транспорт на и с поверхности Земли.
В 1994 году в качестве подготовки к Международной космической станции (МКС) астронавты НАСА (включая Норма Тагара, Шеннона Люсида, Джерри Лиангера и Майкла Фоаля) провели время на борту «Мир». Во время пребывания Линьера Мир был поврежден огнем. Во время пребывания Фоэля корабль «Прогресс» врезался в Мир.
Российское космическое агентство больше не могло позволить себе поддерживать «Мир», поэтому НАСА и российское космическое агентство планировали вывести станцию, чтобы сосредоточиться на МКС. Российское космическое агентство 16 ноября 2000 года решило вернуть Мир на Землю. В феврале 2001 года «Мир» были выключены, чтобы замедлить его движение. Мир вновь вошел в атмосферу Земли 23 марта 2001 года, сожжен и распался. Обломки рухнули в южной части Тихого океана примерно в 1 667 км к востоку от Австралии. Это означало конец первой постоянной космической станции.
Международная космическая станция (МКС)
В 1984 году президент Рональд Рейган предложил Соединенным Штатам в сотрудничестве с другими странами построить постоянно населенную космическую станцию. Рейган предусмотрел станцию, которая будет поддерживать правительство и промышленность. Чтобы помочь с огромными расходами на станцию, США создали совместные усилия с 14 другими странами (Канадой, Японией, Бразилией и Европейским космическим агентством, в которое входят: Великобритания, Франция, Германия, Бельгия, Италия, Нидерланды, Дания, Норвегия, Испания, Швейцария и Швеция). Во время планирования МКС и после распада Советского Союза Соединенные Штаты предложили России сотрудничать на МКС в 1993 году; это привело к тому, что число участвующих стран достигло 16. НАСА взяло на себя инициативу в координации строительства МКС.
Сборка МКС на орбите началась в 1998 году. 31 октября 2000 года из России был запущен первый экипаж МКС. Команда из трех человек провела почти пять месяцев на борту МКС, активируя системы и проводя эксперименты.
Говоря о будущем, давайте посмотрим, что может быть с космическими станциями в будущем.
Будущее космических станций
Мы только начинаем развитие космических станций. МКС будет значительно улучшаться по сравнению с «Салютом», «Скайлабом» и «Мир»; но мы все еще далеки от реализации больших космических станций или колоний, как это предполагают авторы научной фантастики. До сих пор ни одна из наших космических станций не имела никакой серьезности. Одной из причин этого является то, что мы хотим место без гравитации, чтобы мы могли изучить его эффекты. Другим является то, что нам не хватает технологии, позволяющей практически поворачивать большую структуру, например космическую станцию, для создания искусственной гравитации. В будущем искусственная гравитация станет требованием для космических колоний с большой популяцией.
Другая популярная идея касается места размещения космической станции. МКС потребуется периодическое повторное использование из-за своего положения на низкой околоземной орбите. Однако между Землей и Луной есть два места, называемые точками Лагранжа L-4 и L-5. В этих точках гравитация Земли и гравитация Луны уравновешиваются, поэтому объект, помещенный туда, не будет тянуться к Земле или Луне. Орбита была бы стабильной и не требовала бы корректировки. Поскольку мы больше узнаем о нашем опыте на МКС, мы можем построить большие и лучшие космические станции, которые позволят нам жить и работать в космосе, и мечты Циолковского и ранних ученых космонавтики могут когда-нибудь стать реальностью.
Станция «Тяньгун-1» весит 8,5 т. Ее длина составляет 12 м, диаметр 3,3 м. Была выведена на орбиту в 2011 году. Почти через три года после этого над станцией был утрачен контроль. Профессор из Центрального университета Флориды Роджер Хэндберг, предположил, что двигатели для коррекции орбиты израсходовали всё топливо.
Обломки сходящей с орбиты китайской космической станции «Тяньгун-1» могут упасть на территории нескольких европейских стран. Об этом сообщило издание The Hill со ссылкой на экспертов калифорнийской Аэрокосмической корпорации.«Вероятнее всего, они рухнут в океан, но ученые тем не менее предупредили Испанию, Португалию, Францию и Грецию, что некоторые обломки могут упасть в пределах их границ», –– пишет The Hill.
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.
