Для чего нужна орбитальная станция
10 интересных фактов о Международной космической станции
Международная космическая станция (МКС) – это совместный международный проект, в котором участвуют 14 стран, среди которых: США, России, Канады, Японии, а также несколько европейских стран, выступающих под эгидой Европейского космического агентства. Ее проектирование началось в 1984 году, с приказа президента США Рональда Рейгана, велевшего NASA за 10 лет разработать и построить новую орбитальную космическую станцию. К началу 90-х готов стало понятно, что масштабность и дороговизна проекта не позволит США самостоятельно ее создать. Фактическое строительство станции началось в 1998 году, когда подключившаяся к проекту Россия, вывела на орбиту первый элемент МКС — функционально-грузовой блок «Заря».
Из космоса открывается фантастический вид.
С тех пор к проекту в разное время присоединялись другие страны, строя и добавляя в конструкцию МКС свои собственные модули. В итоге МКС «располнела» до 460 тонн и занимает площадь футбольного поля. Сегодня поговорим о 10 интересных фактах о МКС, о которых вы, возможно, и не знали.
Она на самом деле падает
Международная космическая станция.
Есть такая штука, как гравитация. Международная космическая станция находится примерно в 400-450 километрах над поверхностью Земли, где сила гравитации всего на 10 процентов ниже той, что мы испытываем на нашей планете. Этого вполне достаточно, чтобы станция упала на Землю. Так почему она не падает?
МКС на самом деле падает. Однако благодаря тому, что скорость падения станции практически равна скорости, с которой она двигается вокруг Земли, то она падает по круговой орбите. Другими словами, благодаря центробежной силе она падает не вниз, а вбок, то есть вокруг Земли. То же самое происходит с нашим естественным спутником, Луной. Она также падает вокруг Земли. Центробежная сила, возникающая при движении Луны вокруг Земли, компенсирует силу гравитации между Землей и Луной.
Постоянное падение МКС на самом деле объясняет, почему экипаж на борту находится в невесомости, несмотря на то, что гравитация внутри станции присутствует. Поскольку скорость падения МКС компенсируется скоростью ее вращения вокруг Земли, космонавты, находясь внутри станции, фактически никуда не двигаются. Они просто парят. Тем не менее МКС время от времени все-таки снижается, приближаясь к Земле. Чтобы это компенсировать, центр управления станцией проводит корректировку ее орбиты, кратковременно запуская двигатели и выводя на прежнюю высоту.
На МКС Солнце встает каждые 90 минут
Восход солнца на МКС.
Международная космическая станция совершает один полный оборот вокруг Земли каждые 90 минут. Благодаря этому ее экипаж каждые 90 минут наблюдает восход Солнца. Ежесуточно люди на борту МКС видят по 16 восходов и по 16 закатов. Космонавты, которые проводят на станции 342 суток, успевают увидеть 5472 восходов и 5472 закатов. За то же время находящийся на Земле человек увидит только 342 восхода и 342 заката.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
Что интересно, экипаж станции не видит ни рассветов, ни сумерек. Однако они могут четко видеть терминатор – линию, разделяющую те части Земли, где в настоящий момент разное время суток. На Земле же находящиеся вдоль этой линии люди в это время наблюдают за рассветом или сумерками.
У первого малазийского астронавта на борту МКС возникли проблемы с молитвой
Первый малазийский астронавт.
Первым малазийским астронавтом стал Шейх Музафар Шукор. 10 октября 2007 года он отправился в девятидневный полет на МКС. Однако перед его полетом он и его страна столкнулись с необычной проблемой. Шукор – мусульманин. Это значит, что ему необходимо молиться 5 раз в день, как того требует Ислам. Кроме того, вышло так, что полет проходил во время месяца Рамадан, когда мусульмане должны поститься.
Помните, мы говорили о том, что на МКС астронавты встречают восход и закат каждые 90 минут? Это оказалось большой проблемой для Шокура, поскольку ему в этом случае было бы сложно определить время молитвы – в Исламе оно определяется расположением Солнца в небе. Кроме того, при молитве мусульмане должны повернуться в сторону Каабы в Мекке. На МКС направление к Каабе и Мекке будет меняться каждую секунду. Таким образом во время молитвы Шукор мог находиться сначала в направлении Каабы, а затем параллельно ей.
Малазийское космическое агентство Angkasa собрало 150 исламских священнослужителей и ученых для того, чтобы найти решение этой проблеме. В итоге собрание пришло к выводу, что Шокуру следует начинать свою молитву повернувшись в сторону Каабы, а затем игнорировать любые изменения. Если определить положение Каабы ему не удается, то он может смотреть в любую сторону, где она, по его мнению, может находиться. Если и это вызовет затруднения, то он может просто повернуться в сторону Земли и делать все то, что считает нужным.
Кроме того, ученые и священнослужители согласились с тем, что нет необходимости в том, чтобы Шокур преклонял колени во время молитвы, если это сложно сделать в невесомости на борту МКС. Так же нет необходимости проводить омовение водой. Ему разрешили просто вытереть свое тело мокрым полотенцем. Ему также позволили сократить количество молитв – с пяти до трех. Так же решили, что Шокуру не нужно поститься, поскольку в Исламе путешественники освобождены от поста.
Кому принадлежит МКС
Исследование космоса сулит большое будущее.
Как указывалось ранее, Международная космическая станция не принадлежит какой-то единственной нации. Она принадлежит США, России, Канаде, Японии и ряду европейский стран. Каждая из этих стран или групп стран, если речь идет о Европейском космическом агентстве, владеет определенными частями МКС вместе с модулями, которые они туда отправили.
Сама МКС разделена на два основных сегмента: американский и российский. Право использования российского сегмента принадлежит исключительно России. Американцы позволяют пользоваться своим сегментом другим странам. Большинство стран, вовлеченных в развитие МКС, в частности США и Россия, перенесли свою земную политику в космос.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
Результат этого оказался наиболее неприятным в 2014 году, после того как США ввели санкции против России и разорвали отношения с несколькими российскими предприятиями. Одним из таких предприятий оказался «Роскосмос» — российский эквивалент NASA. Однако тут возникла большая проблема.
Так как NASA закрыла программу космических шаттлов, ей приходится всецело полагаться на «Роскосмос» по вопросам доставки и возвращения их астронавтов с МКС. Если «Роскосмос» выйдет из этого соглашения и откажется с помощью своих ракет и космических аппаратов доставлять и возвращать американских астронавтов с МКС, NASA окажется в очень затруднительном положении. Сразу после того как NASA разорвало отношение с «Роскосмосом», заместитель председателя правительства России Дмитрий Рогозин написал в «Твиттере», что США теперь могут отправлять на МКС своих астронавтов с помощью батутов.
На МКС нет прачечной
На МКС работает не один человек.
На борту Международной космической станции нет стиральной машины. Но, даже если бы она была, то у экипажа все равно нет лишней воды, которую можно использовать для стирки. Один из вариантов решения проблемы – брать с собой достаточное количество одежды, чтобы ее хватило на весь полет. Но такая роскошь бывает не всегда.
Доставка на МКС груза весом в 450 граммов обходится в 5-10 тысяч долларов, и никто не хочет тратить столько денег на доставку обычной одежды. Экипаж, возвращающийся на Землю, так же не может забрать с собой старую одежду – в космическом аппарате мало места. Решение? Сжечь все дотла.
Следует понять, что экипаж МКС не нуждается в ежедневной смене одежды, как это делам мы на Земле. Если не брать в расчет физические упражнения (о которых мы поговорим ниже), космонавтам на МКС не приходится сильно напрягаться в условиях микрогравитации. Температура организма на МКС тоже контролируется. Все это позволяет людям носить одну и ту же одежду до четырех дней, прежде чем они решат ее сменить.
Россия время от времени запускает беспилотные космические аппараты для доставки новых припасов на МКС. Эти корабли могут совершать полеты только в одну сторону и не могут вернуться обратно на Землю (по крайней мере целыми). Как только они пристыковываются к МКС, экипаж станции разгружает доставленные припасы, а затем заполняет пустой космический аппарат различным мусором, отходами и грязной одеждой. Затем аппарат отстыковывается и падает на Землю. Сам корабль и все что находится на его борту сгорает в небе над Тихим океаном.
Экипаж МКС много занимается
Тренировка на орбите.
Экипаж Международной космический станции практически постоянно теряет костную и мышечную массу. Месяцами проводя время в космосе, они теряют около двух процентов запасов минеральных веществ в костях конечностей. Звучит не очень много, но эта цифра быстро растет. Обычная миссия на МКС может занимать до 6 месяцев. В результате некоторые члены экипажа могут терять до 1/4 части костной массы в некоторых частях их скелета.
Космические агентства пытаются найти способ снизить эти потери, заставляя экипаж проводить ежедневные двухчасовые физические упражнения. Несмотря на это, космонавты все равно теряют мышечную и костную массу. Поскольку тренируется практически каждый космонавт, которого регулярно отправляют на МКС, у космических агентств нет контрольных групп, с помощью которых можно было бы определить эффективность таких тренировок.
Тренажеры на орбитальной станции тоже отличаются от тех, что мы привыкли использовать на Земле. Различие в гравитации диктует необходимость в использовании только специальных тренажеров для физических упражнений.
Есть ли туалет на МКС?
Туалет на орбите — дело не простое.
В первое время существования Международной космической станции астронавты и космонавты использовали и делились одним и тем же оборудованием, аппаратурой, едой и даже туалетами. Все начало меняться примерно в 2003 году, после того, как Россия стала требовать от других стран оплату за то, что их астронавты пользуются их оборудованием. В свою очередь другие страны стали требовать оплаты с России за то, что ее космонавты пользуются их оборудованием.
Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.
Ситуация накалилась в 2005 году, когда Россия стала брать с NASA деньги за доставку американских астронавтов на МКС. США взамен запретили российским астронавтом использовать американское оборудование, аппаратуру и туалеты.
В данный момент на МКС находится 3 санузла. Два стационарных и один переносной. Один из них (в американском секторе) оснащен системой регенерации непитьевой воды из мочи. Этот туалет был заказан США у России за 19 миллионов долларов, т.к. разработать собственный оказалось значительно дороже.
Сам унитаз выглядит похожим на привычный нам, но оснащен специальными креплениями для ног и бедер, а так же имеет специальную воздушную систему засасывания отходов жизнедеятельности человека. Специальная пружина притягивает космонавта к унитазу, а мощный поток воздуха дает возможность не расплескать все что из него выходит. После всасывания все отходы расщепляются на кислород и воду, а затем запускаются в замкнутый цикл космической станции.
Как работают космические станции?
В начале 20 века космические пионеры, такие как Герман Оберт, Константин Циолковский, Герман Ноордунг и Вернер фон Браун, мечтали об огромных космических станциях на орбите Земли. Эти ученые считали, что космические станции станут отличными подготовительными точками для исследования пространства. Вы же помните «Звезду КЭЦ»?
Вернер фон Браун, архитектор американской космической программы, интегрировал космические станции в свое долгосрочное видение освоения космоса силами США. Сопровождая многочисленные статьи фон Брауна на космическую тему в популярных журналах, художники оформляли их рисунками концептов космических станций. Эти статьи и рисунки в свое время поспособствовали развитию общественного воображения и подогрели интерес к космическим исследованиям.
В этих концептах космических станций люди жили и работали в открытом космосе. Большинство станций были похожи на огромные колеса, которые вращались и генерировали искусственную гравитацию. Корабли приходили и уходили, как в обычном порту. Они доставляли грузы, пассажиров и материалы с Земли. Уходящие рейсы направлялись на Землю, Луну, Марс и дальше. В то время человечество не до конца понимало, что видение фон Брауна станет реальностью очень скоро.
США и Россия развивают орбитальные космические станции с 1971 года. Первыми станциями в космосе были российский «Салют», американский Skylab и российский «Мир». А с 1998 года США, Россия, Европейское космическое агентство, Канада, Япония и другие страны построили и стали развивать Международную космическую станцию (МКС) на земной орбите. На МКС люди живут и работают в космосе уже больше десяти лет.
В этой статье мы рассмотрим первые программы космических станций, их использование в настоящем и будущем. Но сначала давайте подробно разберемся, зачем вообще нужны эти космические станции.
Зачем строить космические станции?
Космические станции также представляют собой передовую для исследований, которые невозможно провести на Земле. Например, гравитация изменяет способ организации атомов в кристаллы. В невесомости может сформироваться практически идеальный кристалл. Такие кристаллы могут стать отличными полупроводниками и лечь в основу мощных компьютеров. В 2016 году NASA планирует основать на МКС лабораторию для исследования сверхнизких температур в условиях невесомости. Другой эффект гравитации — в процессе горения направленных потоков она порождает нестабильное пламя, в результате чего изучение их становится достаточно трудным. В невесомости запросто можно исследовать стабильные малоподвижные потоки пламени. Это может стать полезным для изучения процесса горения и создания печей, которые будут меньше загрязнять окружающую среду.
Высоко над Землей перед глазами участников космической станции открывается уникальный вид на земную погоду, рельеф, растительность, океаны и атмосферу. Кроме того, поскольку космические станции выше атмосферы Земли, их можно использовать в качестве пилотируемых обсерваторий для космических телескопов. Атмосфера Земли не будет мешать. Космический телескоп Хаббла сделал массу невероятных открытий именно благодаря своей дислокации.
Космические станции можно приспособить в качестве космических отелей. Именно Virgin Galactic, которая в настоящее время активно развивает космический туризм, планирует основать отели в космосе. С ростом коммерческого освоения космоса космические станции могут стать портами для экспедиций на другие планеты, а также целыми городами и колониями, которые могли бы разгрузить перенаселенную планету.
Теперь, когда мы узнали, зачем нужны космические станции, давайте посетим некоторые из них. Начнем со станции «Салют» — первой из космических.
«Салют»: первая космическая станция
«Салют-1» была 15 метров в длину и состояла из трех основных отсеков, где располагались рестораны и зоны отдыха, хранилища еды и воды, туалет, станция управления, тренажеры и научное оборудование. Первоначально экипаж «Союз-10» должен был жить на борту «Салют-1», но их миссия столкнулась с проблемами стыковки, которая помешала войти в космическую станцию. Экипаж «Союза-11» стал первым, успешно поселившимся на «Салют-1», на котором проживал в течение 24 дней. Тем не менее этот экипаж трагически погиб по возвращению на Землю, когда капсула разгерметизировалась при входе в атмосферу. Дальнейшие миссии на «Салют-1» были отменены, а космический корабль «Союз» был переработан.
После «Союза-11», Советы запустили еще одну космическую станцию, «Салют-2», но она не смогли выйти на орбиту. Потом были «Салюты-3-5». Эти запуски испытали новый космический аппарат «Союз» и экипаж для длительных миссий. Одним из недостатков этих космических станций было то, что у них был только один стыковочный узел для корабля «Союз», и его нельзя было повторно использовать.
29 сентября 1977 года Советский Союз запустил «Салют-6». Эта станция была оснащена вторым стыковочным узлом, поэтому станцию можно было повторно отправить, используя беспилотное судно «Прогресс». «Салют-6» работал с 1977 по 1982 год. В 1982 году был запущен последний «Салют-7». Он приютил 11 экипажей и проработал в течение 800 дней. Программа «Салют» в конечном итоге привела к разработке космической станции «Мир», о которой мы поговорим позже. Сначала давайте рассмотрим первую американскую космическую станцию Skylab.
Skylab: первая американская космическая станция
Первый экипаж «Skylab-2» был запущен через 10 дней, чтобы починить слегка поврежденную станцию. Экипаж «Skylab-2» раскрыл оставшуюся солнечную панель и настроил зонтичный тент для охлаждения станции. После ремонта станции астронавты провели 28 дней в космосе, проводя научные и биомедицинские исследования.
Будучи модифицированной третьей ступенью ракеты «Сатурн-5», Skylab состояла из следующих частей:
Skylab был укомплектован двумя дополнительными экипажами. Оба этих экипажа провели 59 и 84 дня на орбите соответственно.
Skylab не должен был стать постоянной космической дачей, а скорее мастерской, в которой США протестировали бы влияние длительного пребывания в космосе на тело человека. Когда третий экипаж покинул станцию, она была заброшена. Очень скоро интенсивная солнечная вспышка свела ее с орбиты. Станция упала в атмосферу и сгорела над Австралией в 1979 году.
Станция «Мир»: первая постоянная космическая станция
В 1994 году в рамках подготовки к Международной космической станции астронавты NASA провели время на борту «Мира». Во время пребывания одного из четырех космонавтов, Джерри Линенджера, на станции «Мир» возник бортовой пожар. Во время пребывания Майкла Фоала, другого из четырех космонавтов, судно снабжения «Прогресс» врезалось в «Мир».
Российское космическое агентство больше не могло содержать «Мир», поэтому вместе с NASA договорилось отказаться от «Мира» и сосредоточиться на МКС. 16 ноября 2000 года было решено отправить «Мир» на Землю. В феврале 2001 года ракетные двигатели «Мира» замедлили станцию. Она вошла в земную атмосферу 23 марта 2001 года, сгорела и развалилась. Обломки упали в южной части Тихого океана возле Австралии. Это положило конец первой постоянной космической станции.
Международная космическая станция (МКС)
Сборка МКС на орбите началась в 1998 году. 31 октября 2000 года был запущен первый экипаж из России. Три человека провели почти пять месяцев на борту МКС, активируя системы и проводя эксперименты.
В октябре 2003 года Китай стал третьей космической державой, и с тех пор занимается полноценной разработкой космической программы, а в 2011 году вывел на орбиту лабораторию «Тяньгун-1». «Тяньгун» стал первым модулем для будущей космической станции Китая, которую планировалось завершить к 2020 году. Космическая станция может служить как гражданским, так и военным целям.
Будущее космических станций
Другая интересная идея заключается в расположении космической станции. МКС требует периодического ускорения из-за нахождения на низкой околоземной орбите. Тем не менее есть два места между Землей и Луной, которые называются точками Лагранжа L-4 и L-5. В этих точках земная и лунная гравитации сбалансированы, поэтому объект не будет притягиваться Землей или Луной. Орбита будет стабильной. Сообщество, которое именует себя «обществом L5», было сформировано 25 лет назад и продвигает идею расположения космической станции в одной из этих точек. Чем больше мы узнаем о работе МКС, тем лучше будет следующая космическая станция, и мечты фон Брауна и Циолковского наконец станут реальностью.
Немного интересного о МКС
Международная космическая станция, сокр. МКС — пилотируемая орбитальная станция, используемая как многоцелевой космический исследовательский комплекс.
Строение станции МКС
В каждом из 14 модулей находятся исследовательские лаборатории, хозяйственные помещения, склады, спальные места, тренажеры.
Наружная обшивка космической станции оснащена солнечными батареями. Там же проходят научные исследования, которые требуют невесомости и вакуума. Для этого космонавт надевает специальный защитный костюм, за спиной которого находится баллон с кислородом.
Международная космическая станция первые два года существовала без изменений. Затем постепенно к ней поочередно пристыковывали модули. За каждый из них отвечает одна страна. Россией построено 5 модулей (Звезда, Пирс, Поиск, Заря, Рассвет), США – 7 (Юнити, Купола, Квест, Гармония, Транквилити, Дестени, Леонардо). Европа построила Колумбус, а Япония – Кибо.
Строительство МКС проходит на орбите. Сами же модули конструируются на земле. Вся Космическая станция весит более 417 тонн. Если к ней пристыкован шаттл Союз, то вес значительно увеличивается. Внутреннее ее пространство напоминает довольно узкие коридоры цилиндрической формы, объем составляет тысячу кубометров.
На план-схеме указаны все имеющиеся модули и блоки с их названиями и порядком соединения друг с другом. При этом, МКС на сегодня не является завершенной. В проекте строительство еще 5 модулей и блоков. На схеме они имеют белый фон.
МКС находится на расстоянии более 400 км от Земли. Оно варьируется в пределах 413-429 км. Исходя из законов физики, станция со временем сама немного снижается к Земле и потому ее курс периодически необходимо менять. Это связано с трением корабля об остатки атмосферы.
Высота полета МКС зависит от влияний Солнца, а также от наличия космического мусора. Нельзя допускать, чтобы космические обломки врезались в обшивку либо пролетали в непосредственной близости. Поэтому экипажу приходится иногда лавировать.
Скорость движения станции МКС на орбите
МКС по орбите пролетает с огромной скоростью – 27700 км/час. Полет вокруг Земли у станции занимает 92 минуты. За сутки она успевает сделать почти 16 таких полетов. Это значит, что космонавты могут наблюдать за 24 часа 16 закатов и восходов, столько же дней и ночей. Жизнь на орбите идет бешеными темпами.
По той причине, что время на станции и на Земле отличаются, веб-камера в ускоренном режиме транслирует нам периодическую смену ночи на день. Более того, за несколько часов при слабой облачности с орбиты можно увидеть картинку всех материков, океанов и даже крупных городов.
Туризм на международной космической станции
За свою историю МКС посетило более 28 экспедиций, общая численность которых приближается к 200. Если сравнивать с российской станцией Мир, где побывало только 104 члена экипажа, МКС можно считать рекордсменкой.
МКС стала пристанищем для первых космических туристов. 8 человек на коммерческой основе успели побывать на ней, заплатив при этом сумму в размере 20-30 млн. американских долларов.
С высоты орбиты Земля выглядит поистине великолепно и завораживающе. Неудивительно, что все больше людей желают потратить круглую сумму, чтобы увидеть эту красоту своими глазами ну и, конечно, почувствовать себя вне законов гравитации.
Начиная с 2014 года, предложения по космическому туризму расширены. Теперь полететь в космос можно значительно дешевле, используя межорбитальный корабль. В ближайшем будущем ожидается, что возможностей таких станет гораздо больше и туристы, побывавшие на орбите, будут исчисляться тысячами.
Космическое время и распорядок работы на МКС
В космосе применяется свой, если можно так выразиться, часовой пояс (UTC). Это лондонское время, с московским оно отличается зимой на 3 часа, а летом – на четыре.
Подъем у экипажа корабля начинается в 6 утра, а отбой в половину десятого. Рабочий день начинается и заканчивается с доклада на Землю, которые делают космонавты руководству своей страны. Экипаж насчитывает 6-7 человек, это представители всех стран-участниц проекта.
Доклады, проходящие в периоды времени 7:30-8:00 и 18:30-19:00, также можно увидеть и послушать по онлайн-трансляции. Часть из них проходит на русском языке.
Свой день сотрудники МКС начинают с гигиенических процедур. Они обязаны ежедневно работать на тренажерах, а также проводить различные биологические и технологические эксперименты по заказу научно-исследовательских институтов. Некоторые из них требуют выхода в открытый космос. Также при сбое корабля в работе космонавты обязаны провести его диагностику и разрешить проблему.
Самое захватывающее явление для созидателей возле онлайн-камер – это стыковка со станцией российских космических шаттлов и японских и европейских грузовых кораблей. Американская программа по запуску космических кораблей свернута, и астронавты этой страны добираются на Союзе вместе с российскими коллегами.
Свободное время экипаж проводит за книгами и вблизи иллюминаторов.
Траектория полета станции МКС
МКС пролетает вокруг планеты Земля по определенным траекториям.
С помощью онлайн-карты ее полета можно быстро сориентироваться, в каком месте МКС находится относительно Земли в данный момент, в какую сторону она движется и на какой части планеты день, а на какой ночь.
Непредвиденные происшествия на станции
МКС, как и любой другой механизм, подвержен риску появления поломок и сбоев в работе. Наибольшей трагедией в истории Международной космической станции стала гибель шаттла Коламбия в 2003 г. После этого целых два с половиной года полеты американских челноков в космос были под запретом. Именно поэтому строительство станции замедлилось и до сих пор считается незавершенным.
Нередко из-за некорректной установки или стыка ломаются солнечные батареи, установленные на обшивке корабля, которые также приходится ремонтировать астронавтам. В российских модулях трижды наблюдался отказ электроники в работе, а в 2006 году вообще произошло задымление корабля.
Фотографии МКС, сделанные любителями
Имея в руках серьезную технику, можно даже сделать фото МКС с реальным ее очертанием.