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):
2014-09-11. НАСА объявило о планах по запуску на орбиту шести установок, которые будут проводить регулярный мониторинг земной поверхности. Данные приборы американцы намерены отправить к Международной космической станции (МКС) до конца второй декады XXI века. На них, по словам экспертов, будет установлено самое современное оборудование. По мнению ученых, расположение МКС на орбите открывает большие преимущества для наблюдения за планетой. Первая установка, ISS-RapidScat, будет отправлена к МКС с помощью частной компании SpaceX не ранее 19 сентября 2014 года. Датчик собираются установить на внешней стороне станции. Предназначается он для наблюдения за океанскими ветрами, прогнозирования погоды и ураганов. ISS-RapidScat построена Лабораторией реактивного движения в Пасадене (Калифорния). Второй прибор, CATS (Cloud-Aerosol Transport System), представляет собой лазерный инструмент, который предназначен для наблюдения за облаками и измерения содержания в них аэрозолей, дыма, пыли и загрязняющих частиц. Эти данные необходимы для понимания того, как деятельность человека (прежде всего, сжигание углеводородов) влияет на окружающую среду. Ожидается, что его отправит на МКС та же компания SpaceX в декабре 2014 года. CATS собирался в Центре космических полетов Годдарда в Гринбелте (Мэриленд). Запуски ISS-RapidScat и CATS вместе с отправкой в июле 2014-го на орбиту зонда Orbiting Carbon Observatory-2, предназначенного для исследования содержания углерода в атмосфере планеты, делают 2014 год самым напряженным в исследовательской программе NASA Earth за последние десять лет. Две другие установки агентство собирается отправить к МКС к 2016 году. Одна из них, SAGE III (Stratospheric Aerosol and Gas Experiment III), будет измерять содержание аэрозолей, озона, водяного пара и других соединений в верхних слоях атмосферы. Это необходимо для контроля за процессами глобального потепления, в частности, за озоновыми дырами над Землей. Прибор SAGE III разработан в Исследовательском центре Ленгли НАСА в Хэмптоне (Вирджиния) и собран компанией Ball Aerospace в Боулдере (Колорадо). В работе предыдущей миссии SAGE III - Meteor-3M - принимал участие Роскосмос. С помощью другого устройства, которое выведут на орбиту в 2016 году, датчика LIS (Lightning Imaging Sensor), будет проводиться обнаружение координат молний над тропическими и средними широтами земного шара. Устройство будет иметь связь с наземными службами для координации их работы. Пятое устройство, GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation), с помощью лазера будет изучать леса и проводить наблюдения над балансом углерода в них. Специалисты отмечают, что для работы лазера могут потребоваться большие количества энергии. GEDI спроектирован учеными из Мэрилендского университета в Колледж-Парке. Шестое устройство - ECOSTRESS (ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station) - представляет собой тепловизионный спектрометр. Прибор предназначен для исследования процессов круговорота воды в природе. Устройство создано специалистами Лаборатории реактивного движения.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:)
20 ноября 1998 года ракетой-носителем «Протон-К» был запущен первый функционально-грузовой модуль будущей МКС «Заря». Ниже опишем всю станцию по состоянию на сегодняшний день.
Функционально-грузовой блок «Заря» - один из модулей Российского сегмента Международной космической станции и первый модуль станции, запущенный в космос.
«Заря» была запущена 20 ноября 1998 года на ракете-носителе «Протон-К» с космодрома Байконур. Стартовая масса составляла 20,2646 тонн. Через 15 дней после успешного запуска к «Заре» в рамках полёта шаттла «Индевор» STS-88 был присоединён первый американский модуль «Юнити». В течение трёх выходов в открытый космос «Юнити» был подключён к системам электропитания и коммуникации «Зари», смонтировано внешнее оборудование.
Модуль был построен российским ГКНПЦ им. Хруничева по заказу американской стороны и юридически принадлежит США. Система управления модулем разработана харьковским ОАО «Хартрон». Проект российского модуля был выбран американцами вместо предложения компании Локхид, модуля «Bus-1», благодаря меньшим финансовым затратам (220 млн долл. вместо 450 млн долл). По условиям контракта ГКНПЦ также обязался построить дублирующий модуль, ФГБ-2. При разработке и строительстве модуля интенсивно использовался технологический задел по Транспортному кораблю снабжения, на основе которого ранее уже были построены некоторые модули орбитальной станции «Мир». Значительным преимуществом этой технологии было полное энергетическое снабжение за счёт солнечных батарей, а также наличие собственных двигателей, позволяющих маневрирование и корректировку положения модуля в пространстве.
Модуль имеет цилиндрическую форму с шарообразным головным отсеком и конической кормой, его длина насчитывает 12,6 м при максимальном диаметре 4,1 м. Две солнечных батареи, габариты которых составляют 10,7 м х 3,3 м, создают среднюю мощность в размере 3 киловатт. Энергия сохраняется в шести аккумуляторных никель-кадмиевых батареях. «Заря» оснащена 24 средними и 12 малыми двигателями для корректировки пространственного положения, а также двумя крупными двигателями для орбитальных манёвров. 16 баков, закреплённых снаружи модуля, могут содержать до шести тонн топлива. Для дальнейшего расширения станции, «Заря» имеет три стыковочных узла. Один из них находится на корме и в настоящее время занят модулем «Звезда». Другой стыковочный узел расположен в носовой части, и занят в настоящее время модулем «Юнити». Третий пассивный стыковочный узел используется для стыковки кораблей снабжения.
интерьер модуля
- Масса на орбите, кг 20 260
- Длина по корпусу, мм 12 990
- Максимальный диаметр, мм 4 100
- Объем герметичных отсеков, м3 71,5
- Размах солнечных батарей, мм 24 400
- Площадь фотоэлектрических элементов, м2 28
- Гарантированная среднесуточная мощность электроснабжения напряжением 28 в, кВт 3
- Масса заправляемого топлива, кг до 6100
- Длительность функционирования на орбите 15 лет
Модуль «Юнити» (Unity)
7 декабря 1998 шаттл «Индевор» STS-88 - первая строительная миссия, выполненная НАСА по программе сборки Международной космической станции. Основной задачей миссии была доставка на орбиту американского модуля «Юнити» (Unity) с двумя стыковочными переходниками и пристыковка модуля «Юнити» к уже находящемуся в космосе российскому модулю «Заря». В грузовом отсеке шаттла находились также два демонстрационных спутника MightySat, а также аргентинский исследовательский спутник. Эти спутники были запущены после того, как экипаж шаттла закончил работы связанные с МКС, и шаттл отстыковался от станции. Полётное задание было успешно выполнено, в ходе полёта экипажем было осуществлено три выхода в открытый космос.
«Юнити», англ. Unity (в переводе с англ. - «Единство»), или англ. Node-1 (в переводе с англ. - «Узел-1»)- первый полностью американский компонент Международной космической станции (юридически первым американским модулем может считаться ФГБ «Заря», который был создан в Центре им. М. В. Хруничева по контракту с компанией «Боинг»). Компонент представляет собой герметичный соединительный модуль, с шестью стыковочными узлами, по-английски называемыми англ. nodes.
Модуль «Юнити» был выведен на орбиту 4 декабря 1998 года, в качестве основного груза шаттла «Индевор» (сборочная миссия МКС 2А, миссия шаттла STS-88).
Соединительный модуль стал основой для всех будущих американских модулей МКС, которые были присоединены к его шести стыковочным узлам. Построенный компанией «Боинг» в цехах Центра космических полётов имени Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, «Юнити» стал первым из трёх запланированных подобных соединительных модулей. Длина модуля составляет 5,49 метров, при диаметре 4,57 метра.
6 декабря 1998 года экипаж шаттла «Индевор», присоединил модуль «Юнити» через туннель-переходник PMA-1 к ранее запущенному ракетой-носителем «Протон», модулю «Заря». При этом, в работах по стыковке применялась роботизированная рука «Канадарм», установленная на шаттле «Индевор» (для извлечения «Юнити» из грузового отсека шаттла и для подтаскивания модуля «Заря» к связке «Индевор»+«Юнити»). Окончательная стыковка двух первых модулей МКС осуществлялась включением двигателя корабля «Индевор»
Служебный модуль «Звезда»
Служебный модуль «Звезда» - один из модулей Российского сегмента Международной космической станции. Второе название - Служебный модуль (СМ).
Модуль был запущен на РН «Протон» 12 июля 2000 года. Пристыкован к МКС 26 июля 2000 года. Представляет собой основной вклад России в создание МКС. Является жилым модулем станции. «Звезда» на ранних этапах строительства МКС выполняла функции жизнеобеспечения на всех модулях, контроля высоты над Землёй, энергоснабжения станции, вычислительного центра, центра связи, основного порта для грузовых кораблей «Прогресс». Со временем многие функции передаются другим модулям, однако «Звезда» всегда будет оставаться структурным и функциональным центром российского сегмента МКС.
Этот модуль первоначально разрабатывался для замены отработавшей свой срок космической станции «Мир», но в 1993 годубыло принято решение использовать его как один из основных элементов российского вклада в программу Международной Космической Станции. Российский служебный модуль включает все системы, необходимые для работы в качестве автономного обитаемого космического аппарата и лаборатории. Он позволяет находиться в космосе экипажу из трёх космонавтов, для чего на борту имеется система жизнеобеспечения и электрическая энергоустановка. Кроме того, служебный модуль может стыковаться с грузовым кораблём «Прогресс», который раз в три месяца доставляет на станцию необходимые припасы и корректирует её орбиту.
Жилые помещения служебного модуля оборудованы средствами обеспечения жизнедеятельности экипажа, имеются персональные каюты отдыха, медицинская аппаратура, тренажеры для физических упражнений, кухня, стол для приема пищи, средства личной гигиены. В служебном модуле находится центральный пост управления станцией с аппаратурой контроля.
Модуль «Звезда» оснащен средствами пожарообнаружения и пожаротушения, в состав которых входят: система обнаружения и оповещения о пожарной ситуации «Сигнал-ВМ», два огнетушителя ОКР-1 и три противогаза ИПК-1 М.
Основные технические характеристики
- Стыковочные узлы 4 шт.
- Иллюминаторы 13 шт.
- Масса модуля, кг:
- на этапе выведения 22 776
- на орбите 20 295
- Габариты модуля, м:
- длина с обтекателем и промежуточным отсеком 15,95
- длина без обтекателя и промежуточного отсека 12,62
- диаметр максимальный 4,35
- ширина с раскрытой солнечной батареей 29,73
- Объем, м³:
- внутренний объем с оборудованием 75,0
- внутренний объем обитания экипажа 46,7
- Система электроснабжения:
- Размах солнечных батарей 29,73
- рабочее напряжение, В 28
- Максимальная выходная мощность солнечных батарей, кВт 13,8
- Двигательная установка:
- маршевые двигатели, кгс 2×312
- двигатели ориентации, кгс 32×13,3
- масса окислителя (тетроксида азота), кг 558
- масса горючего (НДМГ), кг 302
Первая долговременная экспедиция на МКС
2 ноября 2000 года на российском корабле «Союз» на станцию прибыл её первый долговременный экипаж. Три члена первой экспедиции МКС, успешно стартовав 31 октября 2000 года с космодрома Байконур в Казахстане на корабле «Союз ТМ-31», произвели стыковку с сервисным модулем МКС «Звезда». Пробыв четыре с половиной месяца на борту МКС, участники экспедиции вернулись 21 марта 2001 года на Землю, на американском космическом челноке «Дискавери STS-102». Экипаж выполнял задачи по сборке новых компонентов станции и в том числе подключение к орбитальной станции американского лабораторного модуля «Дестини». Также они проводили различные научные эксперименты.
Первая экспедиция стартовала с той же стартовой площадки космодрома Байконур, с которой 50 лет назад отправился в полёт Юрий Гагарин, чтобы стать первым человеком, полетевшим в космос. Трёхступенчатая трёхсотдесятитонная ракета-носитель Союз-У подняла корабль «Союз ТМ-31» и экипаж на околоземную орбиту, спустя примерно 10 минут после старта дав возможность Юрию Гидзенко начать серию манёвров сближения с МКС. Утром 2 ноября, около 9 часов 21 минуты по всемирному координированному времени корабль пришвартовался к стыковочному узлу сервисного модуля «Звезда» со стороны орбитальной станции. Спустя девяносто минут после стыковки, Шеперд открыл люк «Звезды», и члены команды впервые вошли в комплекс.
Их первоочередными задачами были: запуск устройства разогрева пищи в камбузе «Звезды», настройка спальных помещений и установка связи с обоими ЦУПами: в Хьюстоне и подмосковном Королёве. Экипаж связался с обеими командами наземных специалистов с помощью российских передатчиков, установленных в модулях «Звезда» и «Заря», и передатчиком на сверхвысоких частотах, установленном в модуле «Юнити», который использовался до этого в течение двух лет американскими диспетчерами для управления МКС и считывания системных данных станции, когда российские наземные станции находились вне зоны приёма.
В первые недели, проведённые на борту, члены экипажа активировали главные узлы системы жизнеобеспечения и расконсервировали всевозможное станционное оборудование, портативные компьютеры, спецодежду, офисные принадлежности, кабели и электрооборудование, оставленное для них предыдущими экипажами шаттлов, которые провели ряд транспортных экспедиций снабжения к новому комплексу за прошедшие два года.
Во время работы экспедиции была обеспечена стыковка станции с грузовыми кораблями «Прогресс М1-4» (ноябрь 2000 г.), «Прогресс М-44» (февраль 2001 г.) и американскими шаттлами Endeavour (декабрь 2000 г.), Atlantis («Атлантис»; февраль 2001 г.), Discovery («Дискавери»; март 2001 г.).
Экипажем проведены исследования по 12 различным экспериментам, в числе которых «Кардио-ОДНТ» (исследование функциональных возможностей организма человека в космическом полете), «Прогноз» (разработка метода оперативного прогноза дозовых нагрузок от космического излучения на экипаж), «Ураган» (отработка наземно- космической системы мониторинга и прогноза развития природных и техногенных катастроф), «Изгиб» (определение гравитационной обстановки на МКС, условий работы оборудования), «Плазменный кристалл» (исследование плазменно-пылевых кристаллов и жидкостей в условиях микрогравитации) и др.
Обустраивая их новый дом, Гидзенко, Крикалёв и Шеперд готовили почву для длительного пребывания землян в космосе и обширных международных научных исследований, по крайней мере, на следующие 15 лет.
Конфигурация МКС во время прибытия первой экспедиции. Модули станции (слева направо): КК Союз, Звезда, Заря и Юнити
Вот такой получился короткий рассказ о первом этапе строительства МКС, который начался уже в далеком 1998 году. Если интересно с удовольствием расскажу о дальнейшей постройке МКС, экспедициях и научных программах.
Выбор некоторых параметров орбиты Международной космической станции не всегда очевиден . К примеру, станция может находиться на высоте от 280 до 460 километров, и из-за этого она постоянно испытывает затормаживающее воздействие верхних слоёв атмосферы нашей планеты. Каждые сутки МКС теряет примерно по 5 см/с скорости и 100 метров высоты. Поэтому периодически приходится поднимать станцию, сжигая топливо грузовиков ATV и «Прогресс». Почему же нельзя поднять станцию выше, чтобы избежать этих затрат?
Заложенный при проектировании диапазон и текущее реальное положение диктуются сразу несколькими причинами. Каждый день астронавты и космонавты получают высокие дозы радиации , и за отметкой 500 км её уровень резко повышается . А предел за полугодовое пребывание установлен всего на ползиверта, на всю карьеру отведён всего лишь зиверт. Каждый зиверт увеличивает риск онкологических заболеваний на 5,5 процента.
На Земле от космических лучей мы защищены радиационным поясом магнитосферы нашей планеты и атмосферой, но они работают слабее в ближнем космосе. В некоторых частях орбиты (Южно-атлантическая аномалия является таким пятном повышенной радиации) и за её пределами иногда могут проявляться странные эффекты : в закрытых глазах появляются вспышки. Это космические частицы проходят через глазные яблоки, другие толкования утверждают, что частицы возбуждают ответственные за зрение части мозга. Подобное может не только мешать спать, но и в лишний раз неприятно напоминает о высоком уровне радиации на МКС.
Кроме того, «Союзы» и «Прогрессы», которые сейчас являются основными кораблями смены экипажа и снабжения, сертифицированы на работу на высоте до 460 км. Чем выше находится МКС, тем меньше груза можно будет доставить. Меньше смогут принести и ракеты, которые отправляют новые модули для станции. С другой стороны, чем ниже МКС, тем сильнее она тормозится, то есть больше доставляемого груза должно быть топливом для последующей коррекции орбиты.
Научные задачи могут быть выполнены на высоте в 400-460 километров. Наконец, на положение станции влияет космический мусор - вышедшие из строя спутники и их обломки, которые имеют огромную скорость относительно МКС, что делает столкновение с ними фатальным.
В Сети есть ресурсы, позволяющие следить за параметрами орбиты Международной космической станции. Можно получить относительно точные текущие данные , либо отследить их динамику . На момент написания этого текста МКС находилась на высоте примерно в 400 километров.
Разгонять МКС могут элементы, расположенные в задней части станции: это грузовики «Прогресс» (чаще всего) и ATV, при необходимости - служебный модуль «Звезда » (крайне редко). На иллюстрации до ката работает европейский ATV. Станцию поднимают часто и понемногу: коррекция происходит примерно раз в месяц маленькими порциями порядка 900 секунд работы двигателя, у «Прогрессов» используют двигатели поменьше, чтобы не сильно влиять на ход экспериментов.
Двигатели могут включить единожды, таким образом увеличится высота полёта на другой стороне планеты. Такие операции используют для маленьких подъёмов, поскольку меняется эксцентриситет орбиты.
Также возможна коррекция с двумя включениями, при которой второе включение сглаживает орбиту станции до окружности.
Некоторые параметры диктуются не только научными данными, но и политикой. Космическому аппарату возможно придать любую ориентацию, но при запуске более экономичным будет использовать скорость, которую даёт вращение Земли. Таким образом, дешевле запускать аппарат на орбиту с наклоном, равным широте, а манёвры потребуют дополнительного расхода топлива: больше для движения к экватору, меньше при движении к полюсам. Наклон орбиты МКС в 51,6 градуса может показаться странным: аппараты НАСА, запускаемые с мыса Канаверал, традиционно имеют наклонение примерно в 28 градусов.
Когда обсуждалось местоположение будущей станции МКС, то решили, что будет более экономичным отдать предпочтение российской стороне. Также такие параметры орбиты позволяют видеть больше поверхности Земли.
Но Байконур находится на широте в приблизительно 46 градусов, почему же тогда обычным для российских запусков является наклонение в 51,6 °? Дело в том, что к востоку есть сосед, который не слишком обрадуется, если на него что-то будет падать. Поэтому орбиту наклоняют к 51,6 °, чтобы при запуске никакие части космического аппарата ни при каких обстоятельствах не могли упасть на Китай и Монголию.
