В 2018 году исполняется 20 лет одному из самых значимых международных космических проектов, крупнейшему искусственному обитаемому спутнику Земли - Международной космической станции (МКС). 20 лет назад 29 января в Вашингтоне было подписано Соглашение о создании космической станции, а уже 20 ноября 1998 года началось строительство станции - с космодрома БАЙКОНУР был осуществлен успешный запуск ракеты-носителя «Протон» с первым модулем - функциональным грузовым блоком (ФГБ) «Заря». В том же году, 7 декабря, с ФГБ «Заря» был состыкован второй элемент орбитальной станции - соединительный модуль «Юнити». Через два года в составе станции новое пополнение - служебный модуль «Звезда».
2 ноября 2000 года Международная космическая станция (МКС) начала свою работу в пилотируемом режиме. Космический корабль «Союз ТМ-31» с экипажем первой долгосрочной экспедиции пристыковался к служебному модулю «Звезда». Сближение корабля со станцией проводилось по схеме, которая использовалась при полетах на станцию «Мир». Спустя девяносто минут после стыковки люк был открыт, и экипаж МКС-1 впервые ступил на борт МКС. В состав экипажа МКС-1 входили российские космонавты Юрий ГИДЗЕНКО, Сергей КРИКАЛЕВ и американский астронавт Уильям ШЕПЕРД.
Прибыв на МКС, космонавты осуществили расконсервацию, дооснащение, запуск и настройку систем модулей «Звезда», «Юнити» и «Заря» и установили связь с центрами управления полетами в подмосковном Королёве и Хьюстоне. В течение четырех месяцев было выполнено 143 сеанса геофизических, медико-биологических и технических исследований и экспериментов. Кроме этого команда МКС-1 обеспечила стыковки с грузовыми кораблями «Прогресс М1-4» (ноябрь 2000 г.), «Прогресс М-44» (февраль 2001 г.) и американскими шаттлами Endeavour («Индевор», декабрь 2000 г.), Atlantis («Атлантис»; февраль 2001 г.), Discovery («Дискавери»; март 2001 г.) и их разгрузку. Также в феврале 2001 года команда экспедиции осуществила интеграцию лабораторного модуля «Дестини» в состав МКС.
21 марта 2001 года с американским космическим шаттлом «Дискавери», который доставил на МКС экипаж второй экспедиции, команда первой долгосрочной миссии вернулась на Землю. Местом посадки стал Космический центр имени Дж. Ф. Кеннеди, штат Флорида, США.
В последующие годы к Международной космической станции были пристыкованы шлюзовая камера «Квест», стыковочный отсек «Пирс», соединительный модуль «Гармония», лабораторный модуль «Коламбус», грузовой и научно-исследовательский модуль «Кибо», малый исследовательский модуль «Поиск», жилой модуль «Транквилити», обзорный модуль «Купола», малый исследовательский модуль «Рассвет», многофункциональный модуль «Леонардо», испытательный трансформируемый модуль «BEAM».
Сегодня МКС представляет собой крупнейший международный проект, пилотируемая орбитальная станция, используемая как многоцелевой космический исследовательский комплекс. В этом глобальном проекте участвуют космические агентства РОСКОСМОС, NASA (США), JAXA (Япония), CSA (Канада), ESA (страны Европы).
С созданием МКС появилась возможность выполнения научных экспериментов в уникальных условиях микрогравитации, в вакууме и под воздействием космических излучений. Основные направления исследований - физико-химические процессы и материалы в условиях космоса, исследование Земли и технологии освоения космического пространства, человек в космосе, космическая биология и биотехнология. Немалое внимание в работе космонавтов на Международной космической станции уделяется образовательным инициативам и популяризации космических исследований.
МКС - это уникальный опыт международного сотрудничества, поддержки и взаимовыручки; строительства и эксплуатации на околоземной орбите крупного инженерного сооружения, имеющего первостепенное значение для будущего всего человечества.
|
ОСНОВНЫЕ МОДУЛИ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ |
УСЛОВ. ОБОЗНАЧЕНИЕ |
СТАРТ |
СТЫКОВКА |
|---|---|---|---|
Орбита это, прежде всего, трасса полета МКС вокруг Земли. Чтобы МКС могла летать по строго заданной орбите, а не улетела в далекий космос или упала обратно на Землю пришлось учитывать ряд таких факторов как ее скорость, массу станции, возможности ракет носителей, кораблей доставки, возможности космодромов и конечно же экономические факторы.
Орбита МКС - это низкая околоземная орбита, которая находится в космическом пространстве над Землей, где атмосфера присутствует в крайне разряженном состоянии и плотность частиц мала до такой степени, чтобы не оказывать существенное сопротивление полету. Высота орбиты МКС это основное требование полета для станции, чтобы избавиться от воздействия влияния атмосферы Земли, особенно ее плотных слоев. Это район термосферы на высоте примерно 330-430 км
При расчете орбиты для МКС учитывали ряд факторов.
Первым и основным фактором является воздействие радиации на человека, которая выше 500 км значительно повышена и это может сказаться на здоровье космонавтов, так как их установленная допустимая доза на полгода составляет 0,5 зиверта и не должна превышать один зиверт в сумме за все полеты.
Вторым весомым аргументом при расчете орбиты являются корабли доставки экипажей и грузов для МКС. Например «Союзы» и «Прогрессы» были сертифицированы для полетов на высоту 460 км. Американские космические корабли доставки «Шатлы» не могли летать даже до 390 км. и поэтому раньше при их использовании орбита МКС тоже не выходила за эти пределы 330-350 км. После прекращения полетов Шатлов высоту орбиты стали поднимать, чтобы свести до минимума атмосферное влияние.
Учтены также и экономические параметры. Чем выше орбита, тем дальше лететь, тем больше топлива и значит меньше необходимого груза смогут доставить корабли на станцию, значит и летать придется чаще.
Рассматривают также необходимую высоту с точки зрения поставленных научных задач и экспериментов. Для решения заданных научных задач и проводимых исследований на сегодняшний день высоты до 420 км пока достаточно.
Немаловажное место занимает и проблема космического мусора, который попадая на орбиту МКС, несет самую серьезную опасность.
Как уже говорилось, космическая станция должна летать так чтобы и не упасть и не вылететь со своей орбиты, то есть двигаться с первой космической скоростью, тщательно рассчитанной.
Немаловажным фактором является и расчет наклона орбиты и точка запуска. Идеальным экономическим фактором является запуск с экватора по часовой стрелке, так как здесь дополнительным показателем скорости присутствует скорость вращения Земли. Следующим сравнительно экономически дешевым показателем является запуск с наклоном равным широте, так как потребуется меньше топлива для маневров при запуске, учитывается и политический вопрос. Например, несмотря на то, что космодром Байконур расположен на широте 46 градусов, орбита МКС находится под углом 51,66. Ступени ракет при запуске на орбиту в 46 градусов могли бы упасть на территорию Китая или Монголии что обычно приводит к затратным конфликтам. При выборе космодрома для запуска МКС на орбиту международное сообщество решило использовать космодром Байконур, по причине наиболее подходящей стартовой площадки и траектория полета при таком запуске охватывает большую часть континентов.
Важным параметром космической орбиты является и масса летящего по ней объекта. Но масса МКС часто меняется из-за обновления ее новыми модулями и посещения ее кораблями доставки и поэтому ее спроектировали очень мобильной и с возможностью варьирования как по высоте, так и по направлениям с вариантами поворотов и маневрирования.
Высоту станции меняют по несколько раз в год, в основном для создания баллистических условий для стыковки посещаемых ее кораблей. Кроме изменения массы станции, происходит изменение скорости станции из-за трения с остатками атмосферы. Вследствие этого центрам управления полетом приходится корректировать орбиту МКС до необходимой скорости и высоты. Корректировка происходит при помощи включения двигателе кораблей доставки и реже включением двигателей основного базового служебного модуля «Звезда», на которых имеются ускорители. В нужный момент, при дополнительном включении двигателей скорость полета станции наращивается до расчетной. Изменение высоты орбиты рассчитывается в Центрах управления полетом и проводится в автоматическом режиме без участия космонавтов.
Но особенно необходима маневренность МКС при возможной встрече космическим мусором. На космических скоростях даже маленький его кусочек может оказаться смертельно опасным как для самой станции, так и для ее экипажа. Опуская данные о щитах защиты от мелкого мусора на станции, коротко расскажем о проведении маневров МКС для уклонения от столкновения с мусором и изменению орбиты. Для этого вдоль трассы полета МКС создана зона-коридор с размерами на 2 км выше и плюс 2км ниже нее, а также на 25 км в длину и25 км в ширину и ведется постоянное наблюдение, чтобы в эту зону не попадал космический мусор. Это так называемая защитная зона для МКС. Чистота этой зоны рассчитывается заранее. У Стратегического командования вооруженных сил США USSTRATCOM на авиабазе Ванденберг имеется каталог космического мусора. Специалисты постоянно сравнивают перемещение движения мусора с движение по орбите МКС и следят, чтобы их пути не дай бог не пересеклись. Точнее они рассчитывают вероятность столкновения какого-то куска мусора в зоне полета МКС. Если столкновение возможно хотя бы с вероятностью 1/100000 или 1/10 000, то заранее за 28,5 часов об этом сообщается НАСА (Хьюстон Космический Центр имени Линдона Джонсона) в управление полетом МКС руководству по операциям с траекторией МКС Trajectory Operation Officer (сокращено ТОРО). Здесь в TORO за мониторами следят за месторасположением станции во времени, за космическими кораблями, идущими к ней на стыковку и за то, чтобы станция находилась в безопасности. Получив сообщение о возможном столкновении и координаты, ТОРО передает его Российскому центру управления полетами имени Королева, где баллистики готовят план возможного варианта маневров по исключению столкновения. Это план с новой трассой полета с координатами и точными последовательными действиями маневра по уклоненью от возможного столкновения с космическим мусором. Составленная новая орбита повторно проверяется на предмет не возникнут ли на новом пути опять какие то столкновения и при положительном ответе запускается в работу. Перевод на новую орбиту проводится с Центров управления полетами с Земли в компьютерном режиме автоматически без участия космонавтов и астронавтов.
Для этого у станции в центре масс модуля «Звезда» установлено 4 американских гиродина (СМG) Control Moment Gyroscope, размерами около метра и весом около300кг каждый. Это вращающиеся инерционные устройства, позволяющие станции правильно ориентироваться с высокой точностью. Работают они согласованно с российскими двигателями ориентации. В дополнение к этому российские и американские корабли доставки укомплектованы ускорителями которые при необходимости можно также использовать для перемещения и поворотов станции.
На случай если космический обломок будет обнаружен меньше чем за 28,5 часов и времени для расчетов и согласования новой орбиты на остается, то МКС дается возможность ухода от столкновения по заранее составленному стандартному автоматическому маневру выхода на новую орбиту называемого PDAM (Predetermined Debris Avoidance Maneuver). Если даже этот маневр будет опасен, то есть может вывести на новую опасную орбиту, то экипаж садится в заранее, всегда готовый и пристыкованный к станции космический корабль «Союз» и в полнейшей готовности к эвакуации ждет столкновения. В случае необходимости экипаж мгновенно эвакуируется. За всю историю полетов МКС было 3 таких случая, но они все слава богу закончились хорошо, без необходимости космонавтам эвакуироваться или как говорится не попали в один случай из 10000. От принципа «береженого бог бережет», здесь как никогда отступать нельзя.
Как мы уже знаем МКС представляет собой самый дорогостоящий (более 150 млрдов долларов) космический проект нашей цивилизации и является научным стартом к дальним космическим полетам, на МКС постоянно живут и работаю люди. Безопасность станции и находящиеся на ней люди стоят гораздо выше затраченных денег. В этом плане на первом месте стоит правильно рассчитанная орбита МКС, постоянное наблюдение за ее чистотой и умение МКС быстро и точно уклоняться и маневрировать в случаях необходимости.
МКС – это преемница станции «МИР», самый крупный и дорогостоящий объект за всю историю человечества.
Какого размера орбитальная станция? Сколько она стоит? Как живут и работают на ней космонавты?
Об этом мы поговорим в данной статье.
Что такое МКС и кому она принадлежит
Международная космическая станция (MKS) – это орбитальная станция, используемая как многоцелевой космический комплекс.
Это научный проект, в котором принимают участие 14 стран:
- Российская Федерация;
- Соединенные Штаты Америки;
- Франция;
- Германия;
- Бельгия;
- Япония;
- Канада;
- Швеция;
- Испания;
- Нидерланды;
- Швейцария;
- Дания;
- Норвегия;
- Италия.
В 1998 году началось создание МКС. Тогда был запущен первый модуль российской ракеты «Протон-К». Впоследствии другие страны-участницы начали доставлять на станцию другие модули.
Обратите внимание: по-английски МКС пишется как ISS (расшифровка: International Space Station).
Есть люди, которые убеждены, что МКС не существует, и все космические полеты сняты на Земле. Однако реальность пилотируемой станции была доказана, а теория об обмане была полностью опровергнута учёными.
Строение и размеры международной космической станции
МКС – это огромная лаборатория, предназначенная для изучения нашей планеты. Одновременно с этим станция является домом для работающих в ней астронавтов.
Станция имеет длину 109 метров, ширину – 73,15 метров и высоту 27,4 метра. Общий вес МКС – 417 289 кг.
Сколько стоит орбитальная станция
Стоимость объекта оценивается в 150 миллиардов долларов. Это безусловно самая дорогая разработка в истории человечества.
Высота орбиты и скорость полета МКС
Среднее значение высоты, на которой находится станция, составляет 384,7 км.
Скорость равна 27 700 км/ч. Полный оборот вокруг Земли станция выполняет за 92 минуты.
Время на станции и режим работы экипажа
Станция работает по лондонскому времени, рабочий день у астронавтов начинается в 6 утра. В это время каждый экипаж устанавливает связь со своей страной.
Доклады экипажей можно прослушивать в режиме онлайн. Рабочий день завершается в 19 часов по Лондонскому времени.
Траектория полета
Станция движется вокруг планеты по определенной траектории. Существуют специальная карта, которая показывает, какой участок пути корабль проходит в данный момент времени. Также на этой карте показаны разные параметры - время, скорость, высота, широта и долгота.
Почему МКС не падает на Землю? На самом деле объект падает на Землю, но промахивается, так как постоянно двигается с определенной скоростью. Требуется регулярно поднимать траекторию. Как только станция теряет часть скорости, она приближается всё ближе к Земле.
Какая температура за бортом МКС
Температура постоянно меняется и напрямую зависит от светотеневой обстановки. В тени она держится примерно на уровне -150 градусов Цельсия.
Если станция располагается под воздействием прямых солнечных лучей, то температура за бортом составляет +150 градусов Цельсия.
Температура внутри станции
Несмотря на колебания за бортом, внутри корабля температура в среднем составляет 23 — 27 градусов Цельсия и полностью пригодна для проживания человека.
Астронавты спят, принимают пищу, занимаются спортом, работают и отдыхают в конце рабочего дня - условия приближены к максимально комфортным для нахождения на МКС.
Чем дышат космонавты на МКС
Первостепенной задачей при создании корабля было обеспечить космонавтам условия, необходимые для поддержания полноценного дыхания. Кислород получают из воды.
Специальная система под названием «Воздух» забирает углекислый газ и выбрасывает его за борт. Кислород восполняют за счёт электролиза воды. Также на станции имеются кислородные баллоны.
Сколько лететь от космодрома до МКС
По времени полёт занимает чуть более 2 суток. Также есть и короткая 6-ти часовая схема (но для грузовых кораблей она не подходит).
Расстояние от Земли до МКС составляет от 413 – 429 километров.
Жизнь на МКС — что делают космонавты
Каждый экипаж проводит научные эксперименты по заказу из НИИ своей страны.
Таких исследований несколько типов:
- образовательные;
- технические;
- экологические;
- биотехнология;
- медико-биологические;
- исследование условий жизни и работы на орбите;
- исследование космоса и планеты Земля;
- физические и химические процессы в космосе;
- исследование солнечной системы и другие.
Кто сейчас на МКС
В настоящий момент на орбите продолжают нести вахту состав: российский космонавт Сергей Прокопьев, Серена Ауньон-Чэнселлор из США и Александер Герст из Германии.
Следующий запуск был запланирован с космодрома Байконур 11 октября, но из-за случившейся аварии полет не состоялся. В настоящий момент пока неизвестно, кто из астронавтов и в какой срок полетят на МКС.
Как выйти на связь с МКС
На самом деле у любого человека есть шанс связаться с международной космической станцией. Для этого понадобится специальное оборудование:
- трансивер;
- антенна (для диапазона частот 145 МГц);
- поворотное устройство;
- компьютер, который вычислит орбиту МКС.
Сегодня у каждого космонавта есть скоростной интернет. Большинство специалистов связываются с друзьями и родными через Skype, ведут личные страницы в инстаграм и твиттер, фэйсбуке, где выкладывают потрясающе красивые фотографии нашей зеленой планеты.
Сколько раз МКС облетает Землю за сутки
Скорость вращения корабля вокруг нашей планеты — 16 раз в сутки . Это означает, что за одни сутки космонавты могут 16 раз встречать рассвет и 16 раз наблюдать закат солнца.
Скорость вращения МКС - 27700 км/час. Эта скорость не позволяет станции упасть на Землю.
Где находится МКС в данный момент и как увидеть ее с Земли
Многих интересует вопрос: реально ли увидеть корабль невооруженным взглядом? Благодаря постоянной орбите и крупному размеру, увидеть МКС может любой желающий.
Рассмотреть в небе корабль можно и днём, и ночью, но рекомендуется делать это ночью.
Для того чтобы узнать время полета над своим городом, нужно подписаться на рассылку NASA. Мониторить передвижение станции в реальном времени можно благодаря специальному сервису Twisst.
Заключение
Если Вы увидите яркий объект на небосклоне – это не всегда метеорит, комета или звезда. Зная, как отличить МКС невооруженным взглядом, Вы точно не ошибетесь в небесном теле.
Подробнее узнать новости МКС, посмотреть движение объекта можно на официальном сайте: http://mks-online.ru.
Международная космическая станция - пилотируемая орбитальная станция Земли, плод работы пятнадцати стран мира, сотни миллиардов долларов и десятка обслуживающего персонала в виде астронавтов и космонавтов, регулярно отправляющихся на борт МКС. Международная космическая станция - это такой символический форпост человечества в космосе, самая дальняя точка постоянного проживания людей в безвоздушном пространстве (пока нет колоний на Марсе, конечно). МКС была запущена в 1998 году в знак примирения стран, которые пытались развивать собственные орбитальные станции (и это было, но недолго) во время холодной войны, и проработает до 2024 года, если ничего не изменится. На борту МКС регулярно проводятся эксперименты, которые дают свои безусловно значимые для науки и освоения космоса плоды.
Ученые получили редкую возможность увидеть, как условия на Международной космической станции сказались на экспрессии генов, сравнив идентичных астронавтов-близнецов: один из них провел в космосе около года, другой остался на Земле. на космической станции вызвала изменения в экспрессии генов посредством процесса эпигенетики. Ученые NASA уже знают, что астронавты будут по-разному подвергаться физическим стрессам.
Добровольцы пытаются жить на Земле как астронавты во время подготовки к пилотируемым миссиям на , но встречаются с изоляцией, ограничениями и ужасной едой. Проведя почти год без свежего воздуха в стесненной среде, в условиях невесомости, на Международной космической станции, выглядели отменно хорошо, когда вернулись на Землю прошлой весной. Они завершили 340-дневную миссию на орбите, одну из самых длинных в истории новейшего освоения космоса.
Удивительно, но приходится возвращаться к этому вопросу из-за того, что очень многие понятия не имеют где же на самом деле летает Международная "космическая" станция и куда же совершают выходы "космонавты" в открытый космос или же в атмосферу Земли.
Это принципиальный вопрос - понимаете? Людям вдалбливают в голову, что представители человечества, которым дали гордые определения "астронавты" и "космонавты" свободно осуществляют выходы "в открытый космос" и более того там в этом самом якобы "космосе" даже летает "Космическая" станция. И все это в то время, когда все эти "достижения" осуществляются в атмосфере Земли .
Все пилотируемые орбитальные полёты проходят в термосфере, преимущественно на высотах от 200 до 500 км - ниже 200 км сильно сказывается тормозящее действие воздуха, а выше 500 км простираются радиационные пояса, оказывающие на людей вредное действие.
Беспилотные спутники тоже по большей части летают в термосфере - вывод спутника на более высокую орбиту требует бо́льших затрат энергии, кроме того, для многих целей (например, для дистанционного зондирования Земли) малая высота предпочтительнее.
Высокая температура воздуха в термосфере не страшна летательным аппаратам, поскольку из-за сильной разреженности воздуха он практически не взаимодействует с обшивкой летательного аппарата, то есть плотности воздуха недостаточно для того, чтобы нагреть физическое тело, так как количество молекул очень мало и частота их столкновений с обшивкой судна (соответственно и передачи тепловой энергии) невелика. Исследования термосферы проводятся также с помощью суборбитальных геофизических ракет. В термосфере наблюдаются полярные сияния.
Термосфе́ра (от греч. θερμός - «тёплый» и σφαῖρα - «шар», «сфера») - слой атмосферы , следующий за мезосферой. Начинается на высоте 80-90 км и простирается до 800 км. Температура воздуха в термосфере колеблется на разных уровнях, быстро и разрывно возрастает и может варьировать от 200 К до 2000 К, в зависимости от степени солнечной активности. Причиной является поглощение ультрафиолетового излучения Солнца на высотах 150-300 км, обусловленное ионизацией атмосферного кислорода. В нижней части термосферы рост температуры в сильной мере обусловлен энергией, выделяющейся при объединении (рекомбинации) атомов кислорода в молекулы (при этом в энергию теплового движения частиц превращается энергия солнечного УФ-излучения, поглощённая ранее при диссоциации молекул O2). На высоких широтах важный источник теплоты в термосфере - джоулево тепло, выделяемое электрическими токами магнитосферного происхождения. Этот источник вызывает значительный, но неравномерный разогрев верхней атмосферы в приполярных широтах, особенно во время магнитных бурь.
Космическое пространство (космос) - относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел. Вопреки распространённым представлениям, космос не является абсолютно пустым пространством - в нём существует очень низкая плотность некоторых частиц (преимущественно водорода), а также электромагнитное излучение и межзвездное вещество. Слово «космос» имеет несколько различных значений. Иногда под космосом понимают всё пространство вне Земли, включая небесные тела.
400 км
- высота орбиты Международной космической станции
500 км - начало внутреннего протонного радиационного пояса и окончание безопасных орбит для длительных полётов человека.
690 км - граница между термосферой и экзосферой.
1000-1100 км - максимальная высота полярных сияний, последнее видимое с поверхности Земли проявление атмосферы (но обычно хорошо заметные сияния происходят на высотах 90-400 км).
1372 км - максимальная высота, достигнутая человеком (Джемини-11 2 сентября 1966 г).
2000 км - атмосфера не оказывает воздействия на спутники и они могут существовать на орбите многие тысячелетия.
3000 км - максимальная интенсивность потока протонов внутреннего радиационного пояса (до 0,5-1 Гр/час).
12 756 км - мы отдалились на расстояние, равное диаметру планеты Земля.
17 000 км - внешний электронный радиационный пояс.
35 786 км - высота геостационарной орбиты, спутник на такой высоте будет всегда висеть над одной точкой экватора.
90 000 км - расстояние до головной ударной волны, образованной столкновением магнитосферы Земли с солнечным ветром.
100 000 км - верхняя замеченная спутниками граница экзосферы (геокорона) Земли. Атмосфера закончилась
, начался открытый космос и межпланетное пространство
.
Поэтому новость "Астронавты NASA во время выхода в открытый космос починили систему охлаждения МКС ", должна звучать иначе - "Астронавты NASA во время выхода в атмосферу Земли, починили систему охлаждения МКС ", причем определения "астронавты", "космонавты" и "Международная Космическая Станция" требуют корректировки, по той простой причине, что станция не космическая и астронавты с космонавтами, скорее - атмосферонавты:)