Космос космическая орбитальная станция

Международная космическая станция — история, устройство, факты

В 2021 году исполняется 23 года самому дорогому и амбициозному проекту в области пилотируемой космонавтики — Международной космической станции. С 1998 года МКС находится на земной орбите и используется научной общественностью многих стран для проведения исследований в космической сфере. Однако если ученые понимают важность и значимость орбитальной станции, то обыватель далеко не всегда представляет, что собой представляет МКС и в чем ее польза для человечества.

Что такое МКС?

Станция МКС — это международная пилотируемая станция, расположенная на земной орбите и используемая как исследовательский комплекс в условиях открытого космоса. МКС существует с 1998 года, когда были состыкованы ее первые модули. Международный статус МКС подтверждается участием в проекте нескольких стран: России, США, нескольких стран ЕС, Японии и Канады.

На какой высоте находится станция?

Высота орбиты МКС колеблется от 330 до 430 км над поверхностью Земли.

До 21 января 2021 года, среднее расстояние от Земли до МКС составляло 418 км.
21 января 2021 года высота была увеличена на 1,25 километра.
12 марта 2021 года высоту увеличили еще на 450 метров. Таким образом, средняя высота орбиты составила 419,7 км над поверхностью Земли.

Высота орбиты корректируется работой собственных двигателей станции или воздействием силовых агрегатов пристыкованных грузовых кораблей. Из-за влияния земной гравитации и трения атмосферы, МКС постоянно теряет скорость движения и снижает свою орбиту, поэтому ее высота нуждается в постоянной корректировке.

Характеристики станции

Структура станции

Принцип построения МКС — модульный. Собранные на Земле готовые блоки доставляют на орбиту и пристыковывают к МКС. На сегодняшний момент станция состоит из 15 основных модулей:

• 5 российских («Заря», «Рассвет», «Звезда», «Поиск», «Пирс»);
• 7 американских («Юнити», «Дестини», «Транквилити», «Квест», «Купола», «Гармония», «Леонардо»);
• европейского «Коламбус»;
• японского «Кибо»;
• экспериментального жилого модуля BEAM, созданного частной компанией Bigelow Aerospace.

Максимальный экипаж МКС составляет 6 человек – именно на столько космонавтов и астронавтов рассчитаны системы жизнеобеспечения станции. Однако из-за прекращения программы полетов управляемых шаттлов максимальная численность экипажа была снижена до 5 человек. Так как российский пилотируемый корабль «Союз МС» вмещает всего трех пилотов, а новый пассажирский корабль «Crew Dragon» – двух, то одновременно на МКС обитает не более 5 членов экипажа.

Что делают космонавты на МКС?

Кроме поддержания статуса постоянного присутствия человека в космосе, одной из основных целей создания станции было проведение научных опытов в условиях естественной невесомости и отсутствия земной атмосферы.

Эксперименты в области биологии, физики, астрономии, космологии и метеорологии проводятся с использованием оборудования, расположенного в научных модулях станции. Так, например, уже много лет космонавты не без успеха пробуют выращивать в условиях космоса различные растения. Почитать о результатах можно в нашей статье: «Космические грядки: что и зачем выращивают в космосе?»

Часть опытов, требующих наличия вакуума, проводится в открытом космосе с помощью оборудования, закрепленного на внешней обшивке МКС.

История создания МКС

Первоначально Международная космическая станция создавалась как противовес советской станции «Мир», поэтому в ее создании участвовали лишь страны Запада и Япония. О проекте под кодовым названием Freedom («Свобода») было заявлено президентом США Р. Рейганом в 1984 году – в самый разгар Холодной войны.

Однако стоимость проекта была слишком велика даже для богатых стран, к тому же к началу 90-х годов изменилась и политическая ситуация в мире. Независимая Россия, первоначально планировавшая построить станцию «Мир-2», столкнулась с финансовыми трудностями. Поэтому было принято объединить усилия в прошлом противоборствующих лагерей. 17 июня 1992 года Российское космическое агентство и NASA заключили соглашение о совместном исследовании космоса.

Проверьте, насколько хорошо вы знаете особенности этого невероятного космического проекта.

В рамках программы «Мир – Шаттл» и родилась идея о строительстве МКС. 2 сентября 1993 года правительства РФ и США объявили о совместном создании орбитальной станции, получившей свое нынешнее название. В 1995 году был утвержден ее эскиз, а годом позже была утверждена конфигурация МКС.

Запуск первого модуля МКС

Запуск первого модуля Международной космической станции был произведен в 1998 году. Сначала ракетой «Протон-К» на орбиту был выведен российский грузовой блок «Заря». Двумя неделями позже к нему пристыковался американский модуль «Юнити», который и поныне отвечает за стыковку с МКС всех космических кораблей. 10 декабря 1998 на борт станции зашли первые люди – космонавт С. Крикалев (Россия) и астронавт Р. Кабан (США).

В 2000 году сборка станции была продолжена. Российский сегмент МКС пополнился служебным модулем «Звезда», на ранних стадиях отвечавшим за жизнеобеспечение станции. В этом же году на МКС был доставлен экипаж первой постоянной экспедиции в составе космонавтов С. Крикалева и Ю. Гидзенко (Россия), а также астронавта У. Шепарда (США).

В дальнейшем сборка МКС была продолжена: в 2001 году к МКС были пристыкованы научная лаборатория «Дестини» (США), робот-манипулятор «Канадарм2» (Канада) и шлюзовые отсеки «Квест» (США) и «Пирс» (Россия). Сборка станции была приостановлена в 2003 году в связи с катастрофой американского многоразового шаттла «Колумбия». Лишь в 2005 году на орбиту был поднят новый модуль – внешняя складская платформа ESP-2. К 2011 году сборка основной конфигурации станции была закончена, после чего развитие МКС было временно остановлено.

В 2016 году доставка модулей была возобновлена. Причиной многолетней паузы стало окончание использования многоразовых космических челноков «Спейс шаттл». Российские корабли из-за своих технических характеристик не могли доставлять на орбиту модули МКС. Лишь на ранних стадиях проекта два российских блока были доставлены космическими кораблями «Протон». Остальную работу по доставке орбитальных модулей выполняли американские корабли. Сначала полеты совершали многоразовые шаттлы, в последние годы эстафету подхватил корабль Dragon компании SpaceX. Доставку экипажей и обычных грузов также выполняют российские корабли серий «Прогресс» и «Союз».

Как уже говорилось, по состоянию на 2020 год станция состоит из 15 основных модулей и нескольких второстепенных. Однако развитие станции не остановилось. По планам, в будущем планируется доставить на орбиту 4 российских модуля («Наука», ERA, «Причал» и НЭМ-1), которые могут составить основу национальной российской станции после вывода МКС из эксплуатации.

Выход России из проекта МКС

12 апреля 2021 года, на совещании у президента Российской Федерации, было принято решение о выходе России из проекта МКС после 2024 года. Это решение было принято исходя из технического состояния модулей станции, а так же слишком больших затрат на обслуживание устаревших частей.

Россия будет работать над своей национальной орбитальной космической станцией. Планируется, что в ее состав войдут как минимум пять модулей: базовый, целевой производственный, склад материального обеспечения, платформа для сборки, запуска, приема и обслуживания космических аппаратов, а также один коммерческий модуль для размещения четырех туристов.

Сколько лететь до МКС?

Обычному грузовому кораблю необходимо до двух суток с момента запуска до стыковки с МКС. Для доставки экипажей обычно используется схема, предусматривающая шестичасовой полет. В 2019 году грузовой корабль «Прогресс МС-09» совершил стыковку через 3 часа 40 минут после взлета, что на 2 часа меньше предыдущего рекорда, а 23 июля 2020 года, был поставлен новый рекорд — корабль «Союз-2.1а» долетел до МКС за 3 часа 18 минут 31 секунду. По заявлению Роскосмоса, планируется сократить время полета к МКС до полутора часов.

Кому принадлежит МКС?

Несмотря на международный статус станции, вклад участников нельзя назвать одинаковым. Изготовителем и владельцем большинства орбитальных блоков являются Соединенные Штаты. Российский сегмент МКС состоит из 5 основных модулей. Модулем «Кибо» владеет и управляет Япония, научной лабораторией «Коламбус» – ЕС в лице Европейского космического агентства. Также активное участие в создании станции приняла Канада, которая является изготовителем нескольких компонентов и владельцем Орбитальной стрелы с камерами. На ранних стадиях участие в создании станции приняли участие Великобритания и Бразилия.

В связи с обилием стран-участниц проекта часто возникает вопрос: «Кому принадлежит МКС?». Правовой статус МКС определяется международными соглашениями, юрисдикция каждого из государств распространяется лишь на тот сегмент, собственником которого оно является. Всю станцию можно разделить на два основных блока:

• российский сегмент, право пользования принадлежит только РФ;
• американский сегмент, которым владеют США, допускающие астронавтов других стран-участниц проекта.

Остальные участники проекта могут использовать российский сегмент только на основании двусторонних соглашений между РФ и страной-партнером. Отечественные космонавты могут находиться лишь в российском сегменте. Использование американского сегмента, к которому относится также модуль «Заря», производится остальными членами экипажа исходя из заранее определенных процентов от общего времени использования.

Как увидеть МКС невооруженным глазом?

Многие задаются вопросом: «Можно ли увидеть МКС с Земли?». Если Великая Китайская стена – единственное видимое из космоса сооружение, созданное человечеством, то МКС – единственное творение рук человека в космосе, видимое с Земли невооруженным глазом. МКС является третьим по яркости постоянным небесным объектом, уступая лишь Солнцу и Луне. Иногда станция опускается на четвертое место в этом своеобразном рейтинге, но лишь в том случае, если происходит вспышка «Иридиума» — явления, представляющего собой отражение солнечного света гладкими антеннами спутников связи.

Видимые пролеты МКС непросто зафиксировать с помощью оптических приборов из-за большой скорости движения станции. Поэтому не обязательно использовать бинокль или телескоп – увидеть МКС над Москвой или любым другим крупным городом можно невооруженным взглядом. Все, что для этого понадобится, это безоблачное небо. Наблюдать за полетом можно и днем, однако из-за солнечного света делать это неудобно. Поэтому лучше приступать к наблюдению ясной ночью.

Чтобы наблюдать за пролетом МКС с Земли, нужно смотреть в южную сторону небосвода. Орбита станции расположена под углом в 51° над земной поверхностью, поэтому в северном полушарии и, в частности, в России ее пролет представляет собой яркую точку на небосклоне, двигающуюся с юго-запада на северо-восток. Максимальной высоты в 40° над горизонтом МКС занимает практически по южному азимуту.

Уходя в восточном направлении, станция будет снижаться, после чего войдет в тень Земли и исчезнет из обзора зрения. Но перед этим МКС окрасится в красный цвет – так на солнечных антеннах МКС отражаются лучи заходящего солнца. Каждый день в одной и той же местности МКС будет появляться в одной точке небосвода, но из-за орбиты и скорости движения с каждым днем немногим раньше. Общий цикл движения повторяется каждые четыре недели, по истечении которых станция снова появится на небосводе в то же самое время, что и месяц назад.

Так как увидеть МКС в телескоп сложнее, чем невооруженным взглядом, то этот прибор нечасто используется для наблюдения. Однако использование специальной оптики может дать новые ощущения – в окуляр можно даже рассмотреть антенны и само «тело» станции. Для этого понадобится мощная профессиональная техника – нужен телескоп с апертурой не менее 100 мм и минимум 70-кратным увеличением. Приобрести подходящие телескопы можно, например, в магазине телескопов Альтаир. Однако даже с такой оптикой изображение вряд ли будет четким – МКС буквально утопает в своем свете, а из-за высокой скорости движения картинка будет смазанной.

Чтобы посмотреть МКС с Земли сегодня, нужно знать точное время начала пролета станции в данной местности – если упустить момент, то придется ждать полтора часа.

В сети есть сайты, которые указывают точное время, когда можно наблюдать за полетом станции в любой точке земного шара: https://www.heavens-above.com или https://spotthestation.nasa.gov, а так же приложения для телефонов: ISS Spotter (iOS) и МКС Детектор (Android).

Чтобы увидеть пролет МКС, нужно в указанное время занять удобную позицию, при необходимости вооружиться телескопом или биноклем и смотреть в юго-западную часть небосвода. Быстро двигающаяся на фоне звезд и планет яркая точка и является Международной космической станцией.

Источник

Орбитальные космические станции. Досье

ТАСС-ДОСЬЕ /Инна Климачева/. 15 сентября 2016 г. в 17:04 мск (22:04 по местному времени) китайская ракета-носитель «Великий поход-2F» (используемые обозначения: CZ-2F и LM-2F), стартовавшая с космодрома Цзюцюань (северо-западная провинция Ганьсу), вывела в космос орбитальный модуль «Тяньгун-2» (в переводе с кит. — «Небесный дворец-2»).

Планируется, что на ней будут опробованы технологии, необходимые для создания долговременной пилотируемой многомодульной космической станции, которую КНР планирует ввести в эксплуатацию в 2022 г.

Орбитальная станция — это космический аппарат, предназначенный для длительного пребывания на околоземной орбите сменного экипажа с целью проведения различных научных и исследований и экспериментов, наблюдений за поверхностью и атмосферой Земли, а также космическим пространством. Сами экипажи и основные необходимые грузы для функционирования станции (топливо и материалы для технических систем, необходимая аппаратура взамен вышедшей из строя, средства жизнеобеспечения экипажа и др.) доставляются пилотируемыми и автоматическими кораблями.

К настоящему времени опыт создания пилотируемых орбитальных космических станций разного типа имеют Россия (правопреемник СССР), США, Европейский союз, Япония и Китай. При этом Европа и Япония разработали не собственные станции, а только модули для Международной космической станции (МКС).

«Салюты»

Первой страной, которая вывела на околоземную орбиту свою станцию, стал Советский Союз. 19 апреля 1971 г. СССР вывел в космос станцию «Салют-1». Она просуществовала до 11 октября 1971 г. (примерно шесть месяцев) и приняла только одну 22-суточную экспедицию в составе трех космонавтов. Затем было запущено еще шесть станций этого типа — все состоящие из одного основного модуля весом от 18,4 до 19,8 т.

— «Салют-2» находилась в полете всего около двух месяцев — с 3 апреля по 29 мая 1973 г.; из-за разгерметизации она не эксплуатировалась.

— «Салют-3» — с 25 июня 1974 г. по 24 января 1975 г. (немногим более семи месяцев); приняла один экипаж в составе двух космонавтов.

— «Салют-4» — с 26 декабря 1974 г. по 3 февраля 1977 г. (два года); две экспедиции — всего четыре космонавта.

— «Салют-5» — с 22 июня 1976 г. по 8 августа 1977 г. (один год); две экспедиции — всего четыре космонавта.

— «Салют-6» — с 29 сентября 1977 г. по 29 июля 1982 г. (около пяти лет); 16 экспедиций (из них — 5 основные) — всего 27 космонавтов, в том числе по одному представителю 8 стран (Венгрии, Вьетнама, ГДР, Кубы, Монголии, Польши, Румынии, Чехословакии).

— «Салют-7» — с 19 апреля 1982 г. по 7 февраля 1991 г. (около девяти лет); 9 экспедиций (из них — 4 основные) — всего 21 космонавт, в том числе французский и индийский астронавты.

Skylab

Следом за СССР свою одномодульную космическую станцию запустили Соединенные Штаты Америки. Американская станция Skylab (с англ. «небесная лаборатория») находилась на околоземной орбите с 14 мая 1973 г. по 11 июля 1979 г. (немногим более шести лет). Ее вес составлял 77 т. На станции работали три экспедиции — всего 9 астронавтов.

20 февраля 1986 г. СССР запустил в космос базовый блок первой многомодульной космической станции «Мир»; после завершения сборки на орбите она весила около 140 т. Находилась на околоземной орбите до 23 марта 2001 г. — в течение 15 лет.

За все время эксплуатации на «Мире» побывали 104 космонавта и астронавта (из них 11 женщин), в том числе 62 иностранца — представители Европейского космического агентства и 11 стран (Австрии, Афганистана, Болгарии, Великобритании, Германии, Канады, Сирии, Словакии, США, Франции, Японии).

С 20 ноября 1998 г. на орбите находится 400-тонная Международная космическая станция (International Space Station, ISS). Участниками этого проекта являются 14 стран: Россия, США, Канада, Япония и 10 государств-членов Европейского космического агентства (Бельгия, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Норвегия, Франция, Швеция, Швейцария).

Европейский лабораторный модуль Columbus (12,5 т) находится в составе станции с 12 февраля 2008 г., японский «Кибо» (15,9 т) — с 14 марта 2008 г. Всего на 15 сентября 2016 г. на МКС побывали 223 человека (включая находящихся в настоящее время на станции и совершающих свой первый полет японца Такуя Ониси и американку Кэтлин Рубинс) из 18 стран мира, в том числе 34 женщины (включая Кэтлин Рубинс). На станции отработало 48 основных (длительных) экспедиций.

«Тяньгун-1»

29 сентября 2011 г. Китай запустил в космос экспериментальный орбитальный модуль «Тяньгун-1» (8,5 т). Программа полета мини-станции была выполнена за два года, ее посетили два экипажа пилотируемых кораблей «Шеньчжоу» — всего 6 человек. Однако «Тяньгун-1» до сих пор находится на орбите. В марте 2016 г. с ней была потеряна связь и в ближайшие месяцы ожидается, что станция неконтролируемо сойдет с орбиты (большая ее часть должна сгореть в плотных слоях атмосферы).

КНР реализует комплексную программу строительства национальной орбитальной станции, которую собирается ввести в эксплуатацию к 2022 году. Предполагается, что она будет состоять из основного модуля и двух лабораторий.

Источник