Наближава Денят на космонавтиката на 12 април. И разбира се, би било погрешно да пренебрегнем този празник. Още повече, че тази година датата ще бъде специална, 50 години от първия полет на човек в космоса. На 12 април 1961 г. Юрий Гагарин извършва своя исторически подвиг.
Е, човек не може да оцелее в космоса без грандиозни надстройки. Точно това е Международната космическа станция.
Размерите на МКС са малки; дължина - 51 метра, ширина, включително ферми - 109 метра, височина - 20 метра, тегло - 417,3 тона. Но мисля, че всеки разбира, че уникалността на тази суперструктура не е в нейния размер, а в технологиите, използвани за работа на станцията в открития космос. Височината на орбитата на МКС е 337-351 км над земята. Орбиталната скорост е 27 700 км/ч. Това позволява на станцията да направи пълен оборот около нашата планета за 92 минути. Тоест всеки ден астронавтите на МКС преживяват 16 изгрева и залеза, 16 пъти нощта следва деня. В момента екипажът на МКС се състои от 6 души и като цяло за цялата си работа станцията е приела 297 посетители (196 различни души). За начало на работа на Международната космическа станция се счита 20 ноември 1998 г. И в момента (09.04.2011 г.) станцията е в орбита 4523 дни. През това време се разви доста. Предлагам ви да проверите това, като погледнете снимката.
МКС, 1999 г.
МКС, 2000 г.
МКС, 2002 г.
МКС, 2005 г.
МКС, 2006 г.
МКС, 2009 г.
ISS, март 2011 г.
По-долу има диаграма на станцията, от която можете да разберете имената на модулите, както и да видите местата за скачване на МКС с други космически кораби.
МКС е международен проект. В него участват 23 държави: Австрия, Белгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Гърция, Дания, Ирландия, Испания, Италия, Канада, Люксембург (!!!), Холандия, Норвегия, Португалия, Русия, САЩ, Финландия, Франция , Чехия, Швейцария, Швеция, Япония. В крайна сметка нито една държава не може сама да управлява финансово изграждането и поддържането на функционалността на Международната космическа станция. Не е възможно да се изчислят точни или дори приблизителни разходи за изграждането и експлоатацията на МКС. Официалната цифра вече надхвърли 100 милиарда щатски долара, а като добавим всички странични разходи, получаваме около 150 милиарда щатски долара. Международната космическа станция вече прави това. най-скъпият проектпрез цялата история на човечеството. И въз основа на последните споразумения между Русия, САЩ и Япония (Европа, Бразилия и Канада все още се обмислят), че животът на МКС е удължен поне до 2020 г. (и е възможно допълнително удължаване), общите разходи за поддържането на станцията ще се увеличи още повече.
Но предлагам да си вземем почивка от числата. Наистина, освен научната стойност, МКС има и други предимства. А именно възможността да оценим девствената красота на нашата планета от височината на орбитата. И изобщо не е необходимо да излизате в открития космос за това.
Тъй като станцията има собствена палуба за наблюдение, остъклен модул „Купол“.
Работата по Международната космическа станция (МКС, в английската литература ISS - Международна космическа станция) започна през 1993 г. По това време Русия имаше повече от 25 години опит в експлоатацията на орбиталните станции Салют и Мир и имаше уникален опит в провеждането на дълги -срочни полети (до 438 дни непрекъснат престой на хора в орбита), както и различни космически системи (орбитална станция "Мир", пилотирани и товарни транспортни кораби от типа "Союз" и "Прогрес") и развита инфраструктура за поддръжка на техните полети. Но до 1991 г. Русия се оказа в състояние на тежка икономическа криза и вече не можеше да поддържа финансирането на космонавтиката на предишното ниво. По същото време и като цяло по същата причина (краят на Студената война) създателите на орбиталната станция Freedom (САЩ) се оказаха в затруднено финансово положение. Затова възникна предложение за обединяване на усилията на Русия и САЩ при реализирането на пилотирани програми.
На 15 март 1993 г. генералният директор на Руската космическа агенция (РКА) Ю. Н. Коптев и генералният конструктор на НПО "Енергия" Ю. П. Семенов се обръщат към ръководителя на НАСА , Д. Голдин, с предложение за създаване на МКС. На 2 септември 1993 г. председателят на правителството на Руската федерация В. С. Черномирдин и вицепрезидентът на САЩ А. Гор подписаха „Съвместно изявление за сътрудничество в космоса“, което предвиждаше създаването на МКС. В своето развитие RSA и НАСА подписаха „Подробен работен план за Международната космическа станция“ на 1 ноември 1993 г. През юни 1994 г. беше подписан договор между НАСА и RKA „За доставки и услуги за станциите „Мир“ и МКС“. В резултат на по-нататъшни преговори беше установено, че освен Русия (RKA) и САЩ (NASA), Канада (CSA), Япония (NASDA) и страните от Европейското сътрудничество (ESA) участват в създаването на станцията, общо 16 държави, както и че станцията ще се състои от 2 интегрирани сегмента (руски и американски) и постепенно сглобявани в орбита от отделни модули. Основната работа трябва да приключи до 2003 г.; общата маса на станцията към този момент ще надхвърли 450 тона. Доставката на товари и екипажи в орбита се извършва от руски ракети-носители "Протон" и "Союз", както и от американски космически кораби за многократна употреба, като космическата совалка.
Водещата организация за създаването на руския сегмент и интегрирането му с американския е Ракетно-космическата корпорация (РКК) Енергия на името на. S.P.Koroleva, за американския сегмент - компанията Boeing. Техническата координация на работата по руския сегмент на МКС се осъществява от Съвета на главните конструктори под ръководството на президента и генерален конструктор на РКК „Енергия“, академик на Руската академия на науките Ю.П. Управлението на подготовката и изстрелването на елементи от руския сегмент на МКС се осъществява от Междудържавната комисия за поддръжка на полетите и експлоатация на орбитални пилотирани комплекси. В производството на елементи от руския сегмент участват: Експериментален машиностроителен завод RSC Energia на името на. С. П. Королев и ракетно-космическия завод ГКНПЦ им. М. В. Хруничев, както и ГНП РЦКБ-Прогрес, Конструкторско бюро по общо машиностроене, РНИИ на космическото приборостроене, Научноизследователски институт за прецизни инструменти, РГНИИ ЦПК им. Ю.А.Гагарин, Руската академия на науките, организация „Агат” и др.(общо около 200 организации).
Етапи на изграждане на гарата.
Разгръщането на МКС започна с изстрелването на 20 ноември 1998 г. с ракета "Протон" на построения в Русия функционален товарен блок "Заря". На 5 декември 1998 г. е изстреляна космическата совалка "Индевър" (борден номер STS-88, командир - Р. Кабана, екипаж - руският космонавт С. Крикалев) с американския докинг модул NODE-1 (Unity) на борда. На 7 декември Endeavour акостира към FGB, премести модула NODE-1 с манипулатор и го закачи. Екипажът на кораба Endeavor извърши монтаж на комуникационно оборудване и ремонтни дейности в FGB (вътре и извън него). Разкачването стана на 13 декември, а кацането на 15 декември.
На 27 май 1999 г. совалката Discovery (STS-96) стартира и се скачи с МКС на 29 май. Екипажът прехвърли товара на станцията, извърши техническа работа, монтира операторска станция за товарна стрела и адаптер за закрепването й към преходния модул. 4 юни – разкачване, 6 юни – кацане.
На 18 май 2000 г. совалката Discovery (STS-101) стартира и се скачи с МКС на 21 май. Екипажът извърши ремонтни дейности на FGB и монтира товарна стрела и парапети на външната повърхност на станцията. Двигателят на совалката коригира (повдигна) орбитата на МКС. 27 май – разкачване, 29 май – кацане.
На 26 юли 2000 г. служебният модул "Звезда" беше скачен с модулите "Заря - Юнити". Начало на работа в орбита на комплекса "Звезда - Заря - Единство" с обща маса 52,5 тона.
От момента (2 ноември 2000 г.) на скачването на космическия кораб Союз ТМ-31 с екипажа на МКС-1 на борда (В. Шепърд - командир на експедицията, Ю. Гидзенко - пилот, С. Крикалев - бординженер) станцията етапът на експлоатация започна в пилотиран режим и провеждане на научни и технически изследвания върху него.
Научно-технически експерименти на МКС.
Формирането на програма за научни изследвания на руския сегмент (РС) на МКС започна през 1995 г. след обявяването на конкурс между научни институции, индустриални организации и висши учебни заведения. Бяха получени 406 кандидатури от повече от 80 организации в 11 основни изследователски направления. През 1999 г., като се вземе предвид техническото проучване, извършено от специалистите на RSC Energia относно осъществимостта на получените заявки, беше разработена „Дългосрочна програма за научни и приложни изследвания и експерименти, планирани на RS ISS“, одобрена от генералния директор на Руската авиационна и космическа агенция Ю.Н.Коптев и президентът на Руската академия на науките Ю.С.
Основните научни и технически задачи на МКС:
– изучаване на Земята от космоса;
– изследване на физични и биологични процеси в условия на безтегловност и контролирана гравитация;
– астрофизични наблюдения, по-специално станцията ще разполага с голям комплекс от слънчеви телескопи;
– тестване на нови материали и устройства за работа в космоса;
– разработване на технологии за сглобяване на големи системи в орбита, включително с помощта на роботи;
– тестване на нови фармацевтични технологии и пилотно производство на нови лекарства в условия на микрогравитация;
– пилотно производство на полупроводникови материали.
Изборът на някои орбитални параметри за Международната космическа станция не винаги е очевиден. Например, една станция може да бъде разположена на надморска височина от 280 до 460 километра и поради това тя постоянно изпитва инхибиращото влияние на горните слоеве на атмосферата на нашата планета. Всеки ден МКС губи приблизително 5 cm/s скорост и 100 метра височина. Поради това е необходимо периодично да се повдига станцията, изгаряйки горивото на камионите ATV и Progress. Защо станцията не може да се вдигне по-високо, за да се избегнат тези разходи?
Обхватът, приет по време на проектирането, и текущата реална позиция са продиктувани от няколко причини. Всеки ден астронавтите и космонавтите получават високи дози радиация, а след границата от 500 км нивото й рязко нараства. А границата за шестмесечен престой е определена само на половин сиверт за цялата кариера; Всеки сиверт увеличава риска от рак с 5,5 процента.
На Земята ние сме защитени от космическите лъчи от радиационния пояс на магнитосферата и атмосферата на нашата планета, но те работят по-слабо в близкия космос. В някои части на орбитата (южноатлантическата аномалия е такова място с повишена радиация) и извън нея понякога могат да се появят странни ефекти: светкавици се появяват в затворени очи. Това са космически частици, преминаващи през очните ябълки; други интерпретации твърдят, че частиците възбуждат частите на мозъка, отговорни за зрението. Това не само може да попречи на съня, но и още веднъж неприятно ни напомня за високото ниво на радиация на МКС.
Освен това Союз и Прогрес, които сега са основните кораби за смяна на екипажа и снабдяване, са сертифицирани да работят на височини до 460 км. Колкото по-висока е МКС, толкова по-малко товари могат да бъдат доставени. Ракетите, които изпращат нови модули за станцията, също ще могат да носят по-малко. От друга страна, колкото по-ниска е МКС, толкова повече се забавя, тоест повече от доставения товар трябва да бъде гориво за последваща корекция на орбитата.
Научните задачи могат да се изпълняват на височина 400-460 километра. И накрая, позицията на станцията се влияе от космически отломки - повредени сателити и техните отломки, които имат огромна скорост спрямо МКС, което прави сблъсък с тях фатален.
В интернет има ресурси, които ви позволяват да наблюдавате орбиталните параметри на Международната космическа станция. Можете да получите относително точни текущи данни или да проследите тяхната динамика. По време на писането на този текст МКС се намираше на надморска височина от приблизително 400 километра.
МКС може да бъде ускорена от елементи, разположени в задната част на станцията: това са камиони Progress (най-често) и ATV, и, ако е необходимо, сервизен модул Zvezda (изключително рядко). На илюстрацията преди ката се движи европейско ATV. Станцията се повдига често и малко по малко: корекциите се извършват приблизително веднъж месечно на малки порции от около 900 секунди работа на двигателя; Progress използва по-малки двигатели, за да не повлияе значително на хода на експериментите.
Двигателите могат да се включват еднократно, като по този начин се увеличава височината на полета от другата страна на планетата. Такива операции се използват за малки изкачвания, тъй като ексцентричността на орбитата се променя.
Възможна е и корекция с две активации, при които второто активиране изглажда орбитата на станцията до кръг.
Някои параметри са продиктувани не само от научни данни, но и от политика. Възможно е да се даде всякаква ориентация на космическия кораб, но по време на изстрелването ще бъде по-икономично да се използва скоростта, осигурена от въртенето на Земята. По този начин е по-евтино да изведете апарата в орбита с наклон, равен на географската ширина, а маневрите ще изискват допълнителен разход на гориво: повече за движение към екватора, по-малко за движение към полюсите. Орбиталният наклон на МКС от 51,6 градуса може да изглежда странен: превозните средства на НАСА, изстреляни от Кейп Канаверал, традиционно имат наклон от около 28 градуса.
Когато се обсъждаше местоположението на бъдещата станция на МКС, беше решено, че би било по-икономично да се даде предпочитание на руската страна. Освен това такива параметри на орбитата ви позволяват да видите повече от повърхността на Земята.
Но Байконур е на ширина приблизително 46 градуса, така че защо тогава е обичайно руските изстрелвания да имат наклон от 51,6°? Факт е, че има съсед на изток, който няма да се зарадва много, ако нещо му падне. Поради това орбитата е наклонена на 51,6°, така че по време на изстрелването никоя част от космическия кораб да не може при никакви обстоятелства да попадне в Китай и Монголия.
През 1984 г. президентът на САЩ Роналд Рейгън обяви началото на работата по създаването на американска орбитална станция.
През 1988 г. проектираната станция е наречена „Свобода“. По онова време това беше съвместен проект между САЩ, ESA, Канада и Япония. Предвижда се голяма по размери управлявана станция, чиито модули един по един ще бъдат доставени в орбита със совалката. Но в началото на 90-те години на миналия век стана ясно, че разходите за разработване на проекта са твърде високи и само международното сътрудничество ще направи възможно създаването на такава станция. СССР, който вече имаше опит в създаването и извеждането в орбита на орбиталните станции Салют, както и станцията Мир, планира да създаде станция Мир-2 в началото на 90-те години, но поради икономически трудности проектът беше спрян.
На 17 юни 1992 г. Русия и САЩ сключиха споразумение за сътрудничество в изследването на космоса. В съответствие с него Руската космическа агенция и НАСА разработиха съвместна програма "Мир-Шатъл". Тази програма предвиждаше полети на американски космически совалки за многократна употреба до руската космическа станция „Мир“, включване на руски космонавти в екипажите на американските совалки и американски астронавти в екипажите на космическия кораб „Союз“ и станцията „Мир“.
По време на изпълнението на програмата "Мир-Шатъл" се роди идеята за обединяване на националните програми за създаване на орбитални станции.
През март 1993 г. генералният директор на RSA Юрий Коптев и генералният дизайнер на NPO Energia Юрий Семьонов предложиха на ръководителя на НАСА Даниел Голдин да създаде Международната космическа станция.
През 1993 г. много политици в САЩ бяха против изграждането на космическа станция. През юни 1993 г. Конгресът на САЩ обсъди предложение за отказ от създаването на Международната космическа станция. Това предложение не беше прието с разлика само от един глас: 215 гласа за отказ, 216 гласа за изграждане на станцията.
На 2 септември 1993 г. вицепрезидентът на САЩ Ал Гор и председателят на Съвета на министрите на Русия Виктор Черномирдин обявиха нов проект за „наистина международна космическа станция“. От този момент нататък официалното име на станцията става „Международна космическа станция“, въпреки че в същото време се използва и неофициалното име - космическата станция Алфа.
Етапи на създаване на МКС:
Идеята за създаване на международна космическа станция възниква в началото на 90-те години. Проектът стана международен, когато Канада, Япония и Европейската космическа агенция се присъединиха към Съединените щати. През декември 1993 г. САЩ, заедно с други страни, участващи в създаването на космическата станция Алфа, поканиха Русия да стане партньор в този проект. Руското правителство прие предложението, след което някои експерти започнаха да наричат проекта „Ралфа“, тоест „Руска алфа“, припомня представителят на НАСА за връзки с обществеността Елън Клайн.
Според експерти строителството на Alfa-R може да бъде завършено до 2002 г. и ще струва около 17,5 милиарда долара. „Много е евтино“, каза администраторът на НАСА Даниел Голдин. - Ако работехме сами, разходите щяха да са големи. И така, благодарение на сътрудничеството с руснаците, получаваме не само политически, но и материални облаги..."
Именно финансите, или по-скоро липсата им, принуди НАСА да търси партньори. Първоначалният проект - наречен "Свобода" - беше много грандиозен. Предполагаше се, че на станцията ще бъде възможно да се ремонтират сателити и цели космически кораби, да се изучава функционирането на човешкото тяло по време на дълъг престой в безтегловност, да се провеждат астрономически изследвания и дори да се създаде производство.
Американците също бяха привлечени от уникалните методи, които бяха подкрепени с милиони рубли и години работа на съветски учени и инженери. Работейки в един екип с руснаците, те получиха доста пълно разбиране за руските методи, технологии и т.н., свързани с дългосрочните орбитални станции. Трудно е да се прецени колко милиарда долара струват те.
Американците изработиха научна лаборатория, жилищен модул и докинг блокове Node-1 и Node-2 за станцията. Руската страна разработи и достави функционален товарен блок, универсален докинг модул, кораби за транспортно снабдяване, обслужващ модул и ракета-носител „Протон“.
По-голямата част от работата е извършена от Държавния космически изследователски и производствен център на името на М.В. Централната част на станцията беше функционалният товарен блок, подобен по размер и основни конструктивни елементи на модулите Квант-2 и Кристал на станция Мир. Диаметърът му е 4 метра, дължината е 13 метра, теглото е повече от 19 тона. Блокът служи като дом на астронавтите в началния период на сглобяване на станцията, както и за осигуряването й с електричество от слънчеви панели и съхраняване на резерви от гориво за задвижващи системи. Сервизният модул е създаден на базата на централната част на станция „Мир-2“, разработена през 80-те години. Там постоянно живеят астронавти и провеждат експерименти.
Участниците в Европейската космическа агенция разработиха лабораторията Колумб и автоматичен транспортен кораб за ракетата носител
Ariane 5, Канада достави системата за мобилно обслужване, Япония - експерименталния модул.
Сглобяването на международната космическа станция изисква приблизително 28 полета на американски космически совалки, 17 изстрелвания на руски ракети-носители и едно изстрелване на Ариана 5. 29 руски космически кораба "Союз-ТМ" и "Прогрес" трябваше да доставят екипажи и оборудване на станцията.
Общият вътрешен обем на станцията след сглобяването й в орбита е 1217 квадратни метра, масата е 377 тона, от които 140 тона са руски компоненти, 37 тона са американски. Прогнозното време за работа на международната станция е 15 години.
Поради финансови проблеми, измъчващи Руската аерокосмическа агенция, изграждането на МКС закъсня с цели две години. Но най-накрая на 20 юли 1998 г. от космодрума Байконур ракетата-носител "Протон" изведе в орбита функционалния блок "Заря" - първият елемент на международната космическа станция. И на 26 юли 2000 г. нашата Звезда се свърза с МКС.
Този ден влезе в историята на създаването си като един от най-важните. В Центъра за пилотирани космически полети Джонсън в Хюстън и в Руския център за управление на мисиите в град Королев стрелките на часовниците показват различно време, но аплодисментите избухнаха едновременно.
До този момент МКС беше набор от безжизнени градивни елементи, Звезда му вдъхна „душа“: в орбита се появи научна лаборатория, годна за живот и дългосрочна плодотворна работа. Това е принципно нов етап от грандиозен международен експеримент, в който участват 16 държави.
„Портите вече са отворени за продължаване на строителството на Международната космическа станция“, заяви със задоволство говорителят на НАСА Кайл Херинг. В момента МКС се състои от три елемента - сервизен модул "Звезда" и функционален товарен модул "Заря", построени от Русия, както и докинг порт "Юнити", построен от САЩ. Със скачването на новия модул станцията не само нарасна забележимо, но и стана по-тежка, доколкото е възможно в условия на нулева гравитация, набирайки общо около 60 тона.
След това в околоземна орбита беше сглобен вид прът, на който могат да се „нанизват“ все повече и повече нови конструктивни елементи. „Звезда” е крайъгълният камък на цялата бъдеща пространствена структура, сравнима по размери с градски блок. Учените твърдят, че напълно сглобената станция ще бъде третият по яркост обект на звездното небе – след Луната и Венера. Може да се наблюдава дори с просто око.
Руският блок, който струва 340 милиона долара, е ключовият елемент, който осигурява прехода от количество към качество. „Звездата“ е „мозъкът“ на МКС. Руският модул е не само мястото на пребиваване на първите екипажи на станцията. "Звезда" носи мощен централен бордов компютър и комуникационно оборудване, система за поддържане на живота и система за задвижване, която ще осигури ориентацията на МКС и орбиталната височина. Отсега нататък всички екипажи, пристигащи на совалката по време на работа на борда на станцията, вече няма да разчитат на системите на американския космически кораб, а на животоподдържащата система на самата МКС. И "Звезда" гарантира това.
„Скачването на руския модул и станцията се състоя приблизително на надморска височина от 370 километра над повърхността на планетата“, пише Владимир Рогачев в списание Echo of the Planet. - В този момент космическият кораб се движеше със скорост около 27 хиляди километра в час. Проведената операция получи най-високите оценки от експертите, потвърждавайки още веднъж надеждността на руската техника и най-високия професионализъм на нейните създатели. Както подчерта в телефонен разговор с мен Сергей Кулик, представител на Росавиакосмос, който е в Хюстън, както американските, така и руските специалисти са били наясно, че са свидетели на историческо събитие. Моят събеседник отбеляза също, че важен принос за осигуряването на скачването имат и специалистите от Европейската космическа агенция, създали централния бордов компютър „Звезда“.
След това слушалката вдигна Сергей Крикалев, който като част от първия дългосрочен екипаж, стартиращ от Байконур в края на октомври, ще трябва да се установи в МКС. Сергей отбеляза, че всички в Хюстън са очаквали момента на контакт с космическия кораб с огромно напрежение. Освен това, след активирането на автоматичния докинг режим, много малко може да се направи „отвън“. Осъщественото събитие, обясни космонавтът, открива перспективи за развитие на работата по МКС и продължаване на програмата за пилотирани полети. По същество това е „..продължение на програмата Союз-Аполо, 25-годишнината от завършването на която се отбелязва тези дни. Руснаците вече летяха на совалката, американците на „Мир“, а сега предстои нов етап“.
Мария Ивацевич, представляваща Научно-производствения космически център на името на М.В. Хруничева специално отбеляза, че скачването, извършено без никакви проблеми и коментари, „се превърна в най-сериозния, ключов етап от програмата“.
Резултатът беше обобщен от командира на първата планирана дългосрочна експедиция до МКС, американеца Уилям Шепърд. „Очевидно е, че факелът на конкуренцията вече е преминал от Русия към Съединените щати и другите партньори на международния проект“, каза той. „Готови сме да приемем това натоварване, като разбираме, че поддържането на графика за изграждане на станцията зависи от нас.“
През март 2001 г. МКС беше почти повредена от космически отпадъци. Трябва да се отбележи, че тя може да бъде ударена от част от самата станция, която беше изгубена по време на излизането в открития космос на астронавтите Джеймс Вос и Сюзън Хелмс. В резултат на маневрата МКС успя да избегне сблъсък.
За МКС това не беше първата заплаха от отломки, летящи в открития космос. През юни 1999 г., когато станцията все още беше необитаема, имаше заплаха от сблъсък с парче от горната степен на космическа ракета. Тогава специалисти от руския Център за управление на полетите в град Королев успяха да дадат команда за маневрата. В резултат на това фрагментът прелетя на разстояние от 6,5 километра, което е нищожно по космическите стандарти.
Сега американският център за управление на мисиите в Хюстън демонстрира способността си да действа в критична ситуация. След като получиха информация от Центъра за наблюдение на космоса за движението на космически отпадъци в орбита в непосредствена близост до МКС, специалистите от Хюстън незабавно дадоха команда за включване на двигателите на космическия кораб Discovery, закачен на МКС. В резултат на това орбитата на станциите беше повишена с четири километра.
Ако маневрата не беше възможна, тогава летящата част можеше, в случай на сблъсък, да повреди преди всичко слънчевите панели на станцията. Корпусът на МКС не може да бъде пробит от такъв фрагмент: всеки от неговите модули е надеждно покрит с антиметеорна защита.