Мкс какие страны летают

Международная космическая станция — история, устройство, факты

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

Что такое МКС?

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

На какой высоте находится станция?

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

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

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

Характеристики станции

• скорость МКС на орбите – 7,6 км/с (27,5 тыс. км/ч)
• время полного оборота МКС вокруг Земли – 1 час 32 минуты и 53 секунды
• за сутки станция совершает 15,5 оборота вокруг планеты

Размеры МКС сравнимы с 30-этажным домом. Длина станции – 109 м., ширина – 51 м. (73 с ферменными конструкциями), высота – почти 30 м. Общая масса всех модулей составляет около 420 тонн.

Структура станции

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

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

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

Что делают космонавты на МКС?

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

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

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

История создания МКС

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

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

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

Запуск первого модуля МКС

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

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

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

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

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

Выход России из проекта МКС

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

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

Сколько лететь до МКС?

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

Кому принадлежит МКС?

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

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

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

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

Как увидеть МКС невооруженным глазом?

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

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

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

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

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

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

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

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

Источник

Жизнь после МКС: куда летать космонавтам с 2025 года

На прошлой неделе возобновились дискуссии о судьбе Международной космической станции. Вот слова первого заместителя гендиректора ракетно-космической корпорации «Энергия» Владимира Соловьева на заседании Совета РАН по космосу: «Уже сейчас есть ряд элементов, которые серьезно затронуты повреждениями и выходят из эксплуатации. Многие из них не подлежат замене. После 2025 года мы прогнозируем лавинообразный выход из строя многочисленных элементов». Альтернативой МКС Соловьев назвал РОСС — Российскую орбитальную служебную станцию, которую предлагается создавать без американцев.

Слова специалиста породили вал комментариев, и даже официальное опровержение от Роскосмоса. Давайте разберемся, действительно ли МКС разваливается, и куда будут летать наши космонавты после 2024 года.

Строительство Международной космической станции началось в 1998 году со стыковки двух модулей: «Зари» и «Юнити». «Заря» считается частью российского сегмента МКС и производилась в России на основе советского задела по станции «Мир-2». Но оплачивалось производство и запуск модуля по заказу американской компании Boeing. Сейчас об этом не любят вспоминать в официальных публикациях, но тогда это было частью негласной американской программы по поддержке российской космонавтики.

В 2000 году российский сегмент пополнился российским служебным модулем «Звезда», и с этого момента МКС стала полноценно долговременной орбитальной станцией. На борту «Звезды» располагается система управления станцией, системы жизнеобеспечения, ракетные двигатели коррекции и ориентации. Такие необходимые вещи в долговременной пилотируемой станции как туалет, водопровод, каюты экипажа, кухня и тренажеры тоже там. Американско-российская «Заря» же сейчас используется в основном как склад.

МКС в 2000 году, состоящая из трех модулей: «Звезда», «Заря» и «Юнити»

В 2010-е строительство станции в основном завершилось. Американцы только добавили экспериментальный надувной модуль Beam и стыковочные узлы для своих новых кораблей.

МКС в 2018 году, вид сверху. В нижней части снимка — модуль «Звезда»

Теперь у американцев на станции есть свои лаборатории, тренажеры, каюты, кухня и туалеты, но ключевое значение «Звезды» для всей Международной космической станции сохраняется. Через кормовой стыковочный узел «Звезды» модули заправляют топливом и пополняют запасы питьевой воды. Но более важно то, что «Звезда» выполняет задачи ориентации и коррекции орбиты.

Коррекция — это изменение высоты орбиты, то есть приращение скорости станции. Коррекция выполняется либо маршевыми двигателями «Звезды», либо двигателями грузовиков «Прогресс», пристыкованных к кормовому узлу модуля.

А ориентация станции нужна для того, чтобы та всегда была развернута солнечными батареями к Солнцу, радиаторами от него, а корпусом — параллельно земной поверхности. Ориентация станции выполняется не только ракетными двигателями «Звезды», но и блоком гиродинов на американском сегменте. Это массивные колеса, которые раскручиваются или тормозятся электродвигателями, чем воздействуют на всю станцию по принципу «сила действия равна силе противодействия». Когда скорость гиродина достигает максимальной, ему требуется «разгрузка», т.е. торможение. Во время разгрузки крутящий момент тормозящегося гиродина компенсируется включением ракетного двигателя ориентации на «Звезде», и ориентация всей станции не меняется.

Сочетание американских гиродинов и российских двигателей ориентации — это один из ключевых элементов «брачного контракта», который делает невозможным «развод» двух сегментов на две отдельные станции. Если использовать для ориентации только ракетные двигатели, то топливо быстро иссякнет. Поэтому пока нет аналогичных гиродинов на российском сегменте, любые разговоры про отделение от американцев — профанация. На советских станциях были свои гиродины. Если окажетесь в павильоне «Космонавтика и авиация» на ВДНХ, обратите внимание на черно-белые «шары» которые размещены на макете станции «Мир».

Макеты гиродинов системы ориентации станции «Мир» в павильоне «Космонавтика и авиация» на ВДНХ

Кроме того, сейчас российский сегмент МКС обеспечивается электропитанием от американских солнечных батарей, а до недавнего времени значительная доля информации передавалась через американскую спутниковую систему связи TDRS. На снимках МКС можно увидеть спутниковые тарелки направленные вверх — к геостационарным ретрансляторам, а не к Земле.

Фрагмент МКС со спутниковыми тарелками американского сегмента

Соглашение о совместной эксплуатации МКС действует до 2024 года . Никакого разделения после этого срока не предполагается. Станция должна быть управляемо сведена с орбиты двигателями российского сегмента.

Но при этом обе страны заинтересованы в том, чтобы МКС продолжала летать и дальше, до 2028 или 2030 года в совместной конфигурации. Основная причина такой заинтересованности в отсутствии какой-либо замены для МКС у всех участников программы. США потратили немало денег и времени на создание нескольких грузовых и пилотируемых кораблей исключительно для снабжения станции: Dragon, Cygnus, Crew Dragon, Starliner, Dream Chaser. Причем последние два еще находятся в разработке. Создавать в течение десяти лет такой «автопарк», чтобы гонять его лишь четыре года NASA не выгодно.

Окололунная станция Gateway, которую планирует создать NASA в этом десятилетии, не заменит МКС (о проекте подробнее читайте в материале «Промежуточная станция»). Она будет меньше, полеты туда будут редки, надолго астронавты там задерживаться не будут. Под Gateway также разрабатывается отдельная линейка кораблей снабжения.

Рендер проектируемой лунной орбитальной станции Gateway

Разработка и эксплуатации собственной станции — это намного дороже. Сегодня такое по силам только Китаю — который выделяет на космос как минимум в три раза больше России — и США, чей космический бюджет превышает российский примерно в 10-12 раз.

На пути к собственной российской станции есть проблемы и политического характера. Сейчас единственная пусковая площадка для пилотируемых кораблей «Союз» — это Байконур, то есть Казахстан. Роскосмос спокойно ею пользуется поскольку в этих полетах заинтересована не только Россия, но и США. Этой паре Казахстан возражать не будет никогда. Но создание российской станции «под Байконур» автоматически передаст «ключи» от неё Казахстану. И как он этим воспользуется, никто не предскажет. Хотя у России и Казахстана дружба, Таможенный союз и даже совместный космический проект «Байтерек», нет гарантий, что это продолжится хотя бы 15-20 лет, нужных на постройку и работу станции. Единственный выход — запускать экипажи с Восточного. Это уже в планах Роскосмоса, но для начала таких полетов нужна стартовая площадка для «Ангары» (сейчас строится, но там еще не меньше года бетон лить). И новый пилотируемый корабль «Орел», но для него пока сделали только «днище и отдельные силовые конструкции».

С модулями будущей российской станции тоже не всё гладко, как на бумаге. Ранее предлагалось собрать новую станцию из «Науки», Узлового и Научно-энергетического модуля. Но оказалось, что базового модуля-то среди них нет. Начинать станцию нужно с новой «Звезды», производства которой не сохранилось с советских времен. Его осваивать заново: вероятно, на базе технологии Научно-энергетического модуля. Но чтобы убедиться в его готовности, придется его испытать, и получить опыт эксплуатации.

Поэтому можно предположить список условий, которые позволят уверенно говорить о создании и запуске российской космической станции:

На Восточном построен стартовый стол для ракеты «Ангара» с функцией пилотируемых запусков.

Готов к регулярным полетам новый корабль «Орёл».

Прошел летные испытания Научно-энергетический модуль на МКС.

Россия вошла в тройку крупнейших экономик мира (или радикально увеличила финансирование своей космической программы).

Конечно, прямо в такой очередности им происходить не обязательно, можно приближать их параллельно, и уже сейчас приступать к разработке станции — но зачем, если есть МКС? Нормально же летаем. Решение о продлении полета МКС будет приниматься не инженерами, а политиками США и России. Решат, что жить вместе невмоготу даже в космосе — инженеры будут плакать, но топить самое сложное творение человеческих рук. Решат продолжать совместные полеты — инженеры займутся капитальным ремонтом, и сделают всё возможное, чтобы продолжать полет без отказов. Самый серьезный фактор, способный повлиять на решения политиков — это безопасность экипажа. Именно поэтому РКК «Энергия» и предрекает «лавинообразные отказы» после 2025 года, аккурат когда ожидается выполнение первых трех вышеперечисленных пунктов. Эти предсказания диктуются стремлением уже сейчас обеспечить себя заказами на новую станцию.

Проект российской орбитальной служебной станции

Источник