Была запущена в космическое пространство в 1998 году. На текущий момент вот уже почти семь тысяч суток денно и нощно лучшие умы человечества трудятся над решением сложнейших загадок в условиях невесомости.
Космическое пространство
Каждый человек, хотя бы раз увидевший этот уникальный объект, задавался логичным вопросом: какая высота орбиты международной космической станции? Вот только ответить на него односложно нельзя. Высота орбиты международной космической станции МКС зависит от многих факторов. Рассмотрим их подробнее.
Орбита МКС вокруг Земли снижается из-за воздействия разреженной атмосферы. Скорость уменьшается, соответственно, уменьшается и высота. Как снова устремиться вверх? Высота орбиты может меняться при помощи двигателей кораблей, которые пристыковываются к ней.
Различные высоты
За весь срок космической миссии было зарегистрировано несколько основных значений. Еще в феврале 2011 году высота орбиты МКС составляла 353 км. Все расчеты производятся по отношению к уровню моря. Высота орбиты МКС в июне того же года увеличилась до трехсот семидесяти пяти километров. Но и это был далеко не предел. Всего через две недели работники НАСА с удовольствием отвечали журналистам на вопрос «Какая высота орбиты МКС на текущий момент?» - триста восемьдесят пять километров!
И это не предел
Высота орбиты МКС все равно была недостаточна для сопротивления природному трению. Инженеры пошли на ответственный и очень рискованный шаг. Высота орбиты МКС должна была быть повышена до четырехсот километров. Но это событие случилось несколько позже. Проблема состояла в том, что только корабли поднимали МКС. Высота орбиты была ограничена для шаттлов. Лишь со временем ограничение было упразднено для экипажа и МКС. Высота орбиты с 2014 года превышала 400 километров над уровнем моря. Максимальное среднее значение было зафиксировано в июле и составило 417 км. В целом корректировки высоты проводятся постоянно для фиксации самого оптимального маршрута.
История создания
Еще в далеком 1984 г. правительство США вынашивало планы о необходимости запуска в ближайшем космосе масштабного научного проекта. В одиночку осуществить такое грандиозное строительство даже американцам было достаточно затруднительно и к разработке были подключены Канада и Япония.
В 1992 г. в кампанию была включена Россия. В начале девяностых в Москве планировали масштабный проект «Мир-2». Но экономические проблемы не дали осуществиться грандиозным планам. Постепенно количество стран-участников выросло до четырнадцати.
Бюрократические проволочки заняли более трех лет. Лишь в 1995 г. был принят эскиз станции, а еще через год - конфигурация.
Двадцатое ноября 1998 года стало выдающимся днем в истории всемирной космонавтики - первый блок был успешно доставлен на орбиту нашей планеты.
Сборка
МКС гениальна по своей простоте и функциональности. Станция состоит из независимых блоков, которые соединяются между собой как большой конструктор. Невозможно посчитать и точную стоимость объекта. Каждый новый блок изготавливается в отдельной стране и, конечно же, различается по цене. Всего таких частей можно присоединить огромное количество, таким образом, станция может постоянно обновляться.
Срок действия
В связи с тем, что блоки станции и их наполнение могут быть изменены и модернизированы неограниченное количество раз, МКС может долго бороздить просторы околоземной орбиты.
Первый тревожный звоночек прозвенел в 2011 году, когда из-за своей дороговизны была свернута программа «космический челнок».
Но страшного ничего не произошло. Грузы исправно доставлялись в космос другими кораблями. В 2012 к МКС даже успешно пристыковался частный челнок коммерческого назначения. Впоследствии аналогичное событие происходило неоднократно.
Угрозы для станции могут быть лишь политическими. Периодически официальные лица разных стран грозятся прекратить поддержку МКС. Сначала планы поддержния были расписаны до 2015 г., потом до 2020-го. На сегодняшний день ориентировочно существует договоренность поддерживать станцию до 2027 года.
А пока политики спорят между собой, МКС в 2016 году сделала стотысячный виток вокруг планеты, который оригинально назвали «Юбилейный».
Электричество
Сидеть в темноте, конечно, интересно, но иногда надоедает. На МКС каждая минута на вес золота, поэтому инженеры были крепко озадачены необходимостью обеспечения экипажа бесперебойной электрикой.
Было предложено множество различных идей, и в конце концов сошлись на том, что лучше солнечных батарей в космосе ничего быть не может.
При реализации проекта российская и американская сторона пошли разными путями. Так, генерация электроэнергии первой страны производится для системы в 28 вольт. Напряжение в американском блоке - 124 В.
За день МКС делает множество витков вокруг Земли. Один оборот - примерно полтора часа, сорок пять минут из которых проходят в тени. Конечно же, в это время генерация от солнечных панелей невозможна. Станцию питают никель-водородные аккумуляторные батареи. Срок работы такого устройства около семи лет. Последний раз их меняли в далеком 2009-м, так что очень скоро инженерами будет осуществлена долгожданная замена.
Устройство
Как ранее было написано, МКС представляет собой огромный конструктор, части которого легко соединяются между собой.
По состоянию на март 2017 года станция имеет четырнадцать элементов. Россия поставила пять блоков, названных «Заря», «Поиск», «Звезда», «Рассвет» и «Пирс». Американцы своим семи частям дали такие имена: «Юнити», «Дестини», «Транквилити», «Квест», «Леонардо», «Купола» и «Гармония». Страны Европейского Союза и Япония пока имеют в своем активе по одному блоку: «Коламбус» и «Кибо».
Части постоянно меняются в зависимости от поставленных перед экипажем задач. На подходе еще несколько блоков, которые значительно усилят исследовательские возможности членов экипажа. Наиболее интересны, конечно же, лабораторные модули. Часть из них имеют полную герметичность. Таким образом, в них можно исследовать абсолютно все, вплоть до инопланетных живых существ, без риска заражения для экипажа.
Другие блоки предназначены для генерации необходимых сред для нормальной жизнедеятельности человека. Третьи позволяют беспрепятственно выходить в космос и совершать исследования, наблюдения или ремонты.
Часть блоков не несут исследовательской нагрузки и используются в качестве хранилищ.
Проводимые исследования
Многочисленные исследования - собственно то, ради чего в далеких девяностых политики решили отправить в космос конструктор, стоимость которого на сегодняшний день оценивается более чем в двести миллиардов долларов. За эти деньги можно купить десяток стран и получить небольшое море в подарок.
Так вот, МКС имеет такие уникальные возможности, которых нет ни у одной земной лаборатории. Первое - наличие безграничного вакуума. Второе - фактическое отсутствие гравитации. Третье - опаснейшие не испорченные преломлением в земной атмосфере.
Исследователей хлебом не корми, а дай что-то поизучать! Они с радостью выполняют возложенные не них обязанности, даже невзирая на смертельный риск.
Больше всего ученых интересует биология. В эту сферу входит биотехнологии и медицинские исследования.
Другие ученые частенько забывают про сон, исследуя физические силы внеземного пространства. Материалы, квантовая физика - лишь часть исследований. Любимое занятие по откровениям многих - тестировать различные жидкости в условиях невесомости.
Опыты с вакуумом, вообще, могут проводиться вне блоков, прямо в открытом космосе. Земные ученые могут лишь по-хорошему завидовать, наблюдая за экспериментами по видеосвязи.
Любой человек на Земле отдал бы все за один выход в космос. Для работников станции это практически рутинное занятие.
Выводы
Несмотря на недовольные возгласы многих скептиков о бесперспективности проекта, ученые МКС сделали множество интереснейших открытий, которые позволили иначе посмотреть и на космос в целом, и на нашу планету.
Ежедневно эти смелые люди получают огромную дозу радиации, и все ради научных исследований, которые дадут человечеству невиданные ранее возможности. Можно лишь восхищаться их работоспособностью, смелостью и целеустремленностью.
МКС достаточно крупный объект, который можно увидеть и с поверхности Земли. Существует даже целый сайт, на котором можно ввести координаты своего города и система точно подскажет, в какое время можно будет попробовать лицезреть станцию, находясь в шезлонге прямо на своем балконе.
Конечно, у космической станции множество противников, но поклонников гораздо больше. А это значит, что МКС будет уверенно держаться на своей орбите в четыреста километров над уровнем моря и еще не раз покажет заядлым скептикам, как они ошибались в своих прогнозах и предсказаниях.
Наблюдение с веб-камер МКС за поверхностью Земли и самой Станцией онлайн. Атмосферные явления, стыковки кораблей, выходы в открытый космос, работа внутри американского сегмента - все в режиме реального времени. Параметры МКС, траектория полета и местоположение на карте мира.
На видеоплеере Роскосмоса сейчас:
Выравнивание давления, открытие люков, встреча экипажей после стыковки корабля «Союз МС-12» с МКС 15.03.2019.
Трансляция с веб-камер МКС
Видеоплееры NASA №1 и №2 ведут трансляцию изображений с веб-камер МКС онлайн с непродолжительными перерывами.
Видеоплеер NASA №1
Видеоплеер NASA №2
Карта с орбитой МКС
Видеоплеер NASA ТВ
Важные события на МКС онлайн: стыковки и расстыковки, смены экипажей, выходы в открытый космос, видеоконференции с Землей. Научные программы на английском языке. Трансляция записей с камер МКС.
Видеоплеер Роскосмоса
Выравнивание давления, открытие люков, встреча экипажей после стыковки корабля «Союз МС-12» с МКС 15.03.2019.
Описание видеоплееров
Видеоплеер NASA №1
Трансляция онлайн без звука с кратковременными перерывами. Очень редко наблюдалась трансляция записи.
Видеоплеер NASA №2
Трансляция онлайн, иногда со звуком, с кратковременными перерывами. Трансляция записи не наблюдалась.
Видеоплеер NASA ТВ
Трансляция записей научных программ на английском языке и видео с камер МКС, а также некоторых важных событий на МКС онлайн: выходов в открытый космос, видеоконференций с Землей на языке участников.
Видеоплеер Роскосмоса
Интересные видеоролики оффлайн, а также значимые события, связанные с МКС, иногда транслируемые Роскосмосом онлайн: старты космических кораблей, стыковки и расстыковки, выходы в открытый космос, возвращение экипажей на Землю.
Особенности трансляции с веб-камер МКС
Трансляция с Международной Космической Станции онлайн ведется с нескольких веб-камер, установленных внутри американского сегмента и снаружи Станции. Звуковой канал в обычные дни подключается редко, но всегда сопровождает такие важные события, как стыковки с транспортными кораблями и кораблями со сменным экипажем, выходы в открытый космос, проведение научных экспериментов.
Периодически направление веб-камер на МКС меняется, как и качество передаваемого изображения, которое может меняться в течение времени даже при трансляции с одной и той же веб-камеры. Во время работ в открытом космосе изображение чаще передается с камер, установленных на скафандрах астронавтов.
Стандартная или серая заставка на экране Видеоплеера NASA №1 и стандартная или синяя заставка на экране Видеоплеера NASA №2 говорят о временном прекращении видеосвязи Станции c Землей, аудиосвязь может продолжаться. Черный экран - пролет МКС над ночной зоной.
Звуковое сопровождение подключается редко, обычно, на Видеоплеере NASA №2. Иногда включают запись - это видно по несоответствию передаваемой картинки с положением Станции на карте и отображению текущего и полного времени транслируемого видеоролика на полосе прогресса. Полоса прогресса появляется справа от значка динамика при наведении курсора на экран видеоплеера.
Нет полосы прогресса - значит видео с текущей веб-камеры МКС транслируется онлайн . Видите Черный экран ? - сверьтесь с !
При зависании видеоплееров NASA обычно помогает простое обновление страницы .
Местоположение, траектория и параметры МКС
Текущее положение Международной Космической Станции (International Space Station) на карте обозначает условный значок МКС.
В левом верхнем углу карты отображаются текущие параметры Станции - координаты, высота орбиты, скорость движения, время до восхода или заката.
Условные обозначения параметров МКС (единицы измерения по умолчанию):
- Lat: широта в градусах;
- Lng: долгота в градусах;
- Alt: высота в километрах;
- V: скорость в км/час;
- Время до восхода или заката солнца на Станции (на Земле смотрите границу светотени по карте).
Скорость в км/ч, конечно, впечатляет, но более наглядна ее величина в км/с. Чтобы изменить единицу измерения скорости МКС, нажмите на шестеренки в левом верхнем углу карты. В открывшемся окне на панели сверху нажмите на значок с одной шестеренкой и в списке параметров вместо km/h выберите km/s . Здесь же можно изменить и другие параметры карты.
Всего на карте мы видим три условных линии, на одной из которых расположен значок текущего положения МКС - это текущая траектория перемещения Станции. Две другие линии обозначают две следующие орбиты МКС, над точками которых, расположенных на одной долготе с текущем положением Станции, МКС пролетит, соответственно, через 90 и 180 минут.
Масштаб карты изменяется кнопками «+» и «-» в левом верхнем углу или обычной прокруткой, когда курсор расположен на поверхности карты.
Что можно увидеть через веб-камеры МКС
Американское космическое агентство NASA ведет трансляцию с веб-камер МКС онлайн. Часто изображение передается с камер, направленных на Землю, и во время пролета МКС над дневной зоной можно наблюдать облака, циклоны, антициклоны, в ясную погоду земную поверхность, поверхность морей и океанов. Подробности ландшафта можно хорошо рассмотреть, когда транслирующая веб-камера направлена вертикально на Землю, но иногда бывает хорошо видно и когда она направлена на горизонт.
При пролете МКС над материками в ясную погоду хорошо видны русла рек, озера, снежные шапки на горных хребтах, песчаная поверхность пустынь. Острова в морях и океанах проще наблюдать только в самую безоблачную погоду, так как с высоты МКС они внешне мало отличаются от облаков. Гораздо проще на поверхности мирового океана обнаружить и наблюдать кольца атоллов , которые при небольшой облачности видны хорошо.
Когда один из видеоплееров транслирует изображение с веб-камеры NASA, направленной вертикально на Землю, обратите внимание, как по отношению к спутнику по карте перемещается транслируемая картинка. Так будет проще поймать отдельные объекты для наблюдения: острова, озера, русла рек, горные массивы, проливы.
Иногда изображение онлайн передается с веб-камер, направленных внутрь Станции, тогда мы можем наблюдать за американским сегментом МКС и действиями астронавтов в режиме реального времени.
Когда на Станции происходят какие-то события, например, стыковки с транспортными кораблями или кораблями со сменным экипажем, выход в открытый космос, трансляция с МКС ведется с подключением звука. В это время мы можем слышать переговоры членов экипажа Станции между собой, с Центром Управления Полетом или со сменным экипажем на приближающемся для стыковки корабле.
О приближающихся событиях на МКС можно узнать из сообщений средств массовой информации. Кроме того, с помощью веб-камер могут транслироваться онлайн некоторые научные эксперименты, проводимые на МКС.
К сожалению, веб-камеры установлены только в американском сегменте МКС, и мы можем наблюдать только за американскими астронавтами и проводимыми ими экспериментами. Но при включении звука, часто бывает слышна и русская речь.
Чтобы включить воспроизведение звука, наведите курсор на окно плеера и кликните левой кнопкой мыши по появившемуся изображению динамика с крестиком. Звуковое сопровождение будет подключено с уровнем громкости по умолчанию. Для увеличения или уменьшения силы звука, поднимите или опустите планку громкости до желаемого уровня.
Иногда, звуковое сопровождение кратковременно подключают и без повода. Передача звука может быть включена и при синем экране , во время отключения видеосвязи с Землей.
Если вы много времени проводите за компьютером, оставьте вкладку открытой с включенным звуковым сопровождением на видеоплеерах NASA, иногда заглядывайте на нее, чтобы увидеть восход и закат, когда на земле темно, а части МКС, если они есть в кадре, освещены восходящим или закатывающимся солнцем. Звук же даст о себе знать сам. При подвисании видеотрансляции обновите страницу.
Полный оборот вокруг Земли МКС совершает за 90 минут, однократно пересекая ночную и дневную зоны планеты. Где Станция находится в данный момент, смотрите на карте с орбитой выше.
Что можно увидеть над ночной зоной Земли? Иногда вспышки молний во время грозы. Если веб-камера направлена на горизонт, бывают видны самые яркие звезды и Луна.
Через веб-камеру с МКС невозможно увидеть огни ночных городов, ведь расстояние от Станции до Земли более 400 километров, и без специальной оптики никаких огоньков не видно, кроме самых ярких звезд, но это уже не на Земле.
Наблюдайте за Международной Космической Станции с Земли. Смотрите интересные , сделанные с представленных здесь видеоплееров NASA.
В перерывах между наблюдениями за поверхностью Земли из космоса попробуйте поймать или разложить (достаточно сложный).
Образование
Какая высота орбиты МКС от Земли?
16 января 2018МКС, или международная космическая станция, - это пилотируемый орбитальный корабль, который используется как многофункциональный исследовательский центр. Состоит станция из четырнадцати модулей, запущенных в разные годы. Каждый из них выполняет определенную функцию: спальни, лаборатории, складские помещения, спортзалы. Высота орбиты МКС постоянно изменяется, в среднем она составляет 380 км. Работу станции обеспечивают солнечные батареи, размещенные на обшивке.
Модули МКС строились на Земле. Затем каждый из них запускался в космос. Собирали станцию космонавты в условиях невесомости. В настоящее время вес МКС составляет более четырехсот тонн. Внутри модулей располагаются узкие коридоры, по которым космонавты перемещаются.
Элементы расчетов
Во время разработки особенно тщательно продумывалась высота орбиты МКС. Чтобы аппарат не упал на Землю и не улетел в открытый космос, ученым пришлось учитывать множество факторов для расчета траектории полета: вес самой станции, скорость движения, возможности стыковки кораблей с грузом.
Орбита станции
Международный космический корабль летает на низкой околоземной орбите. Здесь очень разряженная атмосфера, а плотность частиц необычайно мала. Правильно рассчитанная высота орбиты МКС - это главное условие для успешного полета станции. Этим предотвращается негативное влияние атмосферы Земли, особенно ее плотных слоев. Проведя различные эксперименты и сделав все необходимые аналитические расчеты, ученые пришли к выводу, что лучше всего аппарат запустить в зону термосферы. Она достаточно просторная, чтобы обеспечить безопасное существование МКС. Начинается термосфера примерно в 85 км от поверхности Земли и тянется на 800 км.
Видео по теме
Особенности расчета орбиты
В этой работе были задействованы ученые различных профилей - математики, физики, астрономы. При расчетах высоты орбиты МКС учитывались следующие факторы:
Запуск и полет
Определяя, на какой высоте орбита МКС должна быть, учитывался ее наклон и точка запуска. Самым идеальным вариантом (с экономической точки зрения) является запуск корабля с экватора по часовой стрелке. Это связано с дополнительными показателями скорости вращения планеты.
Другой выгодный вариант - запуск под наклоном, равным широте. Этот тип полета требует минимум топлива для выполнения маневров.
Выбирая космодром для запуска станции, международное сообщество остановилось на Байконуре. Он располагается на широте 46 градусов, а угол наклона орбиты станции составляет 51,66 градуса. Если бы она летала на той же широте, на которой располагается Байконур, то ступени запускаемых ракет падали бы на Китай или на территорию Монголии. Из-за этого была выбрана другая широта, которая охватывает большую часть стран, участвующих в проекте.
Масса станции
При определении орбиты важной составляющей стал вес корабля. Высота орбиты МКС и скорость движения напрямую зависят от ее массы. Но этот показатель периодически меняется из-за обновлений, дополнения новыми модулями, посещений аппаратов грузовыми кораблями. Из-за этого ученые проектировали станцию и просчитывали ее орбиту с возможностью регулировки как высоты полета, так и направления. При этом учитывались возможности поворотов и выполнение разных маневров.
Коррекция орбиты
Несколько раз в год ученые проводят корректировку орбиты. Обычно это выполняется для создания баллистических условий при стыковке грузовых кораблей. В результате стыковок изменяется масса станции, а также меняется скорость из-за возникающего трения. В результате этого центр управления полетом вынужден корректировать не только орбиту, но и скорость движения, а также высоту полета. Изменения происходят при помощи основного двигателя базового модуля. В нужный момент они включаются, и станция наращивает высоту и скорость полета.
Маневренность
При расчете высоты орбиты МКС в км от Земли учитывались возможные встречи с комическим мусором. На космических скоростях даже небольшой осколок может привести к трагедии.
На станции имеются специальные щиты для защиты, но это не уменьшило необходимость расчета такой орбиты, на которой станция будет редко встречаться с мусором. Для этого был создан коридор. Он на два километра выше траектории движения самой станции и на два ниже. С Земли ведутся постоянные наблюдения за зоной: центр управления полетами смотрит, чтобы в коридор не попал космический мусор. Чистота зоны рассчитывается заранее. Американцы постоянно следят за перемещением мусора, смотрят, чтобы он не столкнулся со станцией. При возникновении даже самой малой вероятности инцидента об этом заранее сообщается в НАСА, в управление полетами МКС. Получив данные о возможном столкновении, американцы передают их Российскому центру управления полетами. Его баллистики готовят возможный план маневра, позволяющий избежать столкновения. В нем просчитываются очень точно все действия и координаты. После составления плана повторно проверяется траектория полета и оценивается возможность столкновения. Если все расчеты выполнены правильно, то корабль изменяет курс. Корректировки скорости и высоты проводят с Земли без участия космонавтов.
Если же космические обломки будут выявлены с опозданием (за 28 часов и менее), то времени для расчетов не остается. Тогда МКС уйдет от столкновения по заранее составленному стандартному маневру выхода на новую орбиту. Если этот вариант окажется невозможным, корабль выйдет на другую «опасную» траекторию. В таких случаях все работники станции размещаются в спасательном модуле и ждут столкновения. Если его не происходит, космонавты возвращаются к своим обязанностям. Если же произойдет столкновение, спасательный корабль «Союз» отстыкуется и вернет астронавтов домой, на Землю. За всю историю МКС было зафиксировано три случая, когда команда ждала возможного инцидента, но все они закончились благоприятно.
Скорость полета
Как известно, высота орбиты МКС в км составляет около 380-440 указанных единиц, а космическая скорость полета равна 27 тысячам километров в час. С этой скоростью Землю аппарат облетает всего за полтора часа, а за сутки он успевает сделать шестнадцать кругов.
Гравитация
Это сила, которую очень трудно преодолеть. На МКС гравитация тоже действует. Она гораздо меньше, чем на поверхности Земли, и составляет 90%. Чтобы избежать падения на планету, корабль движется по касательной с огромной скоростью - восемь километров в секунду. Если посмотреть на ночное небо, то можно увидеть пролетающую мимо МКС, а через 90 минут она снова появится на небе. За эти полтора часа корабль полностью облетает вокруг планеты.
Международная космическая станция - это очень дорогой проект, в котором принимают участие многие страны мира. Его стоимость составляет более ста пятидесяти миллиардов долларов. На космическом корабле живут и работают космонавты-ученые. Они проводят самые разные опыты и исследования. Каждый человек играет важную роль на самой станции и ценен для своего государства. Чтобы уберечь людей и станцию, центры управления постоянно следят за траекторией полета, производят все необходимые расчеты орбиты и скорости движения корабля, высчитывают возможные варианты для маневров. Такие расчеты помогают быстро реагировать на появление комического мусора и прочих непредвиденных ситуаций.
Пилотируемый орбитальный многоцелевой космический исследовательский комплекс
Международная космическая станция (МКС), созданная для проведения научных исследований в космосе. Строительство было начато в 1998 году и ведется при сотрудничестве аэрокосмических агентств России, США, Японии, Канады, Бразилии и Евросоюза, по плану должно быть завершено к в 2013 году. Вес станции после завершения ее строительства составит приблизительно 400 тонн. МКС вращается вокруг Земли на высоте около 340 километров, совершая 16 оборотов в сутки. Ориентировочно станция проработает на орбите до 2016-2020 годов.
Cпустя 10 лет после первого космического полета, совершенного Юрием Гагариным, в апреле 1971 года была выведена на орбиту первая в мире космическая орбитальная станция "Салют-1". Долговременные обитаемые станции (ДОС) были необходимы для научных исследований. Их создание явилось необходимым этапом при подготовке будущих полетов человека к другим планетам. В ходе выполнения программы "Салют" с 1971 по 1986 год СССР имел возможность апробировать основные архитектурные элементы космических станций и впоследствии использовать их в проекте новой долговременной орбитальной станции - "Мир".
Распад Советского Союза привел к сокращению финансирования космической программы, поэтому Россия в одиночку не могла не только построить новую орбитальную станцию, но и поддерживать работоспособность станции "Мир". Тогда у американцев опыт создания ДОС практически отсутствовал. В 1993 году вице-президент США Альберт Гор и премьер-министр России Виктор Черномырдин подписали соглашение о космическом сотрудничестве "Мир - Шаттл". Американцы согласились финансировать постройку последних двух модулей станции "Мир": "Спектр" и "Природа". Кроме того, США с 1994 по 1998 год совершили 11 полетов к "Миру". Также договор предусматривал создание совместного проекта - Международной космической станции (МКС). Кроме Федерального космического агентства России (Роскосмоса) и Национального аэрокосмического агентства США (NASA), в проекте приняли участие Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA), Европейское космическое агентство (ESA, в него входят 17 стран-участниц), Канадское космическое агентство (CSA), а также космическое агентство Бразилии (AEB). Заинтересованность в участии в проекте МКС высказывали Индия и Китай. 28 января 1998 года в Вашингтоне было подписано окончательное соглашение о начале строительства МКС.
МКС имеет модульную структуру: разные ее сегменты созданы усилиями стран - участниц проекта и имеют свою определенную функцию: исследовательскую, жилую или используются как хранилища. Некоторые из модулей, например американские модули серии Unity, являются перемычками или служат для стыковки с транспортными кораблями. В достроенном виде МКС будет состоять из 14 основных модулей общим объемом 1000 кубометров, на борту станции будет постоянно находиться экипаж из 6 или 7 человек.
Вес МКС после завершения ее строительства, по планам, составит более 400 тонн. По габаритам станция примерно соответствует футбольному полю. На звездном небе ее можно наблюдать невооруженным глазом - иногда станция является самым ярким небесным телом после Солнца и Луны.
МКС вращается вокруг Земли на высоте около 340 километров, совершая вокруг нее 16 оборотов в сутки. На борту станции проводятся научные эксперименты по следующим направлениям:
- Исследования новых медицинских методов терапии и диагностики и средств жизнеобеспечения в условиях невесомости
- Исследования в области биологии, функционирования живых организмов в космическом пространстве под воздействием солнечной радиации
- Опыты по изучению земной атмосферы, космических лучей, космической пыли и темной материи
- Исследование свойств материи, в том числе сверхпроводимость.
Первый модуль станции - "Заря" (весит 19,323 тонн) - был выведен на орбиту ракетой-носителем "Протон-К" 20 ноября 1998 года. Данный модуль использовался на раннем этапе строительства станции как источник электроэнергии, также для управления ориентацией в пространстве и поддержания температурного режима. Впоследствии эти функции были переданы другим модулям, а "Заря" стала использоваться как склад.
Модуль "Звезда" является главным жилым модулем станции, на его борту находятся системы жизнеобеспечения и управления станцией. К нему пристыковываются российские транспортные корабли "Союз" и "Прогресс". Модуль с опозданием в два года был выведен на орбиту ракетой-носителем "Протон-К" в 12 июля 2000 года и состыкован 26 июля с "Зарей" и ранее выведенным на орбиту американским стыковочными модулем Unity-1.
Стыковочный модуль "Пирс" (весит 3,480 тонн) был запущен на орбиту в сентябре 2001 года, служит для стыковки кораблей "Союз" и "Прогресс", а также для выхода в открытый космос. В ноябре 2009 года со станцией состыковался почти идентичный "Пирсу" модуль "Поиск".
Россия планирует пристыковать к станции Многофункциональный лабораторный модуль (МЛМ), после запуска в 2012 году он должен стать самым большим лабораторным модулем станции весом более 20 тонн.
На МКС уже имеются лабораторные модули США (Destiny), ЕКА (Columbus) и Японии (Кибо). Они и основные узловые сегменты Harmony, Quest и Unnity были выведены на орбиту шаттлами.
За первые 10 лет работы МКС посетило более 200 человек из 28 экспедиций, что является рекордом для космических станций (на "Мире" побывало только 104 человека). МКС стал первым примером коммерциализации космических полетов. Роскосмос совместно с компанией Space Adventures впервые отправил на орбиту космических туристов. Кроме того, в рамках контракта на закупку Малайзией российского вооружения Роскосмос в 2007 году организовал полет на МКС первого малайзийского космонавта - шейха Музафара Шукора (Muszaphar Shukor).
Среди наиболее серьезных происшествий на МКС можно назвать катастрофу при посадке шаттла Columbia ("Коламбия", "Колумбия") 1 февраля 2003 года. Хотя Columbia не стыковалась с МКС, проводя самостоятельную исследовательскую миссию, эта катастрофа привела к тому, что полеты шаттлов были прекращены и возобновились только в июле 2005 года. Это отодвинуло сроки завершения строительства станции и сделало российские корабли "Союз" и "Прогресс" единственным средством доставки космонавтов и грузов на станцию. Помимо этого, в российском сегменте станции в 2006 году произошло задымление, а также был зафиксирован отказ работы компьютеров в российских и американских сегментах в 2001 и дважды в 2007 году. Осенью 2007 года экипаж станции занимался починкой разрыва солнечной батареи, случившегося при ее установке.
По соглашению каждому участнику проекта принадлежат его сегменты на МКС. Россия владеет модулями "Звезда" и "Пирс", Япония - модулем "Кибо", ЕКА - модулем Columbus. Солнечные панели, которые после завершения строительства станции будут генерировать 110 киловатт в час, и остальные модули принадлежат NASA.
Окончание строительства МКС намечено на 2013 год. Благодаря новому оборудованию, доставленному на борт МКС экспедицией шаттла Endeavour ("Индевор") в ноябре 2008 года, экипаж станции будет увеличен в 2009 году с 3 до 6 человек. Изначально планировалось, что станция МКС должна проработать на орбите до 2010 года, в 2008 году называлась другая дата - 2016 или 2020 год. По мнению экспертов, МКС, в отличие от станции "Мир", не будут топить в океане, предполагается использовать ее в качестве базы для сборки межпланетных кораблей. Несмотря на то, что в NASA высказывались за уменьшение финансирования станции, глава агентства Майкл Гриффин пообещал выполнить все обязательства США для завершения ее строительства. Однако после войны в Южной Осетии многие эксперты, в том числе и Гриффин, заявляли, что охлаждение отношений между Россией и США может привести к тому, что Роскосмос прекратит сотрудничество с NASA и американцы лишатся возможности отправлять на станцию свои экспедиции. В 2010 году президент США Барак Обама объявил о прекращении финансирования программы "Созвездие", которая должна была заменить шаттлы. В июле 2011 года шаттл "Атлантис" совершил свой последний полет, после чего американцы в течение неопределенного срока должны были полагаться на российских, европейских и японских коллег для доставки на станцию грузов и астронавтов. В мае 2012 года с МКС впервые состыковался корабль Dragon, принадлежавший частной американской компании SpaceX.
Орбита это, прежде всего, трасса полета МКС вокруг Земли. Чтобы МКС могла летать по строго заданной орбите, а не улетела в далекий космос или упала обратно на Землю пришлось учитывать ряд таких факторов как ее скорость, массу станции, возможности ракет носителей, кораблей доставки, возможности космодромов и конечно же экономические факторы.
Орбита МКС - это низкая околоземная орбита, которая находится в космическом пространстве над Землей, где атмосфера присутствует в крайне разряженном состоянии и плотность частиц мала до такой степени, чтобы не оказывать существенное сопротивление полету. Высота орбиты МКС это основное требование полета для станции, чтобы избавиться от воздействия влияния атмосферы Земли, особенно ее плотных слоев. Это район термосферы на высоте примерно 330-430 км
При расчете орбиты для МКС учитывали ряд факторов.
Первым и основным фактором является воздействие радиации на человека, которая выше 500 км значительно повышена и это может сказаться на здоровье космонавтов, так как их установленная допустимая доза на полгода составляет 0,5 зиверта и не должна превышать один зиверт в сумме за все полеты.
Вторым весомым аргументом при расчете орбиты являются корабли доставки экипажей и грузов для МКС. Например «Союзы» и «Прогрессы» были сертифицированы для полетов на высоту 460 км. Американские космические корабли доставки «Шатлы» не могли летать даже до 390 км. и поэтому раньше при их использовании орбита МКС тоже не выходила за эти пределы 330-350 км. После прекращения полетов Шатлов высоту орбиты стали поднимать, чтобы свести до минимума атмосферное влияние.
Учтены также и экономические параметры. Чем выше орбита, тем дальше лететь, тем больше топлива и значит меньше необходимого груза смогут доставить корабли на станцию, значит и летать придется чаще.
Рассматривают также необходимую высоту с точки зрения поставленных научных задач и экспериментов. Для решения заданных научных задач и проводимых исследований на сегодняшний день высоты до 420 км пока достаточно.
Немаловажное место занимает и проблема космического мусора, который попадая на орбиту МКС, несет самую серьезную опасность.
Как уже говорилось, космическая станция должна летать так чтобы и не упасть и не вылететь со своей орбиты, то есть двигаться с первой космической скоростью, тщательно рассчитанной.
Немаловажным фактором является и расчет наклона орбиты и точка запуска. Идеальным экономическим фактором является запуск с экватора по часовой стрелке, так как здесь дополнительным показателем скорости присутствует скорость вращения Земли. Следующим сравнительно экономически дешевым показателем является запуск с наклоном равным широте, так как потребуется меньше топлива для маневров при запуске, учитывается и политический вопрос. Например, несмотря на то, что космодром Байконур расположен на широте 46 градусов, орбита МКС находится под углом 51,66. Ступени ракет при запуске на орбиту в 46 градусов могли бы упасть на территорию Китая или Монголии что обычно приводит к затратным конфликтам. При выборе космодрома для запуска МКС на орбиту международное сообщество решило использовать космодром Байконур, по причине наиболее подходящей стартовой площадки и траектория полета при таком запуске охватывает большую часть континентов.
Важным параметром космической орбиты является и масса летящего по ней объекта. Но масса МКС часто меняется из-за обновления ее новыми модулями и посещения ее кораблями доставки и поэтому ее спроектировали очень мобильной и с возможностью варьирования как по высоте, так и по направлениям с вариантами поворотов и маневрирования.
Высоту станции меняют по несколько раз в год, в основном для создания баллистических условий для стыковки посещаемых ее кораблей. Кроме изменения массы станции, происходит изменение скорости станции из-за трения с остатками атмосферы. Вследствие этого центрам управления полетом приходится корректировать орбиту МКС до необходимой скорости и высоты. Корректировка происходит при помощи включения двигателе кораблей доставки и реже включением двигателей основного базового служебного модуля «Звезда», на которых имеются ускорители. В нужный момент, при дополнительном включении двигателей скорость полета станции наращивается до расчетной. Изменение высоты орбиты рассчитывается в Центрах управления полетом и проводится в автоматическом режиме без участия космонавтов.
Но особенно необходима маневренность МКС при возможной встрече космическим мусором. На космических скоростях даже маленький его кусочек может оказаться смертельно опасным как для самой станции, так и для ее экипажа. Опуская данные о щитах защиты от мелкого мусора на станции, коротко расскажем о проведении маневров МКС для уклонения от столкновения с мусором и изменению орбиты. Для этого вдоль трассы полета МКС создана зона-коридор с размерами на 2 км выше и плюс 2км ниже нее, а также на 25 км в длину и25 км в ширину и ведется постоянное наблюдение, чтобы в эту зону не попадал космический мусор. Это так называемая защитная зона для МКС. Чистота этой зоны рассчитывается заранее. У Стратегического командования вооруженных сил США USSTRATCOM на авиабазе Ванденберг имеется каталог космического мусора. Специалисты постоянно сравнивают перемещение движения мусора с движение по орбите МКС и следят, чтобы их пути не дай бог не пересеклись. Точнее они рассчитывают вероятность столкновения какого-то куска мусора в зоне полета МКС. Если столкновение возможно хотя бы с вероятностью 1/100000 или 1/10 000, то заранее за 28,5 часов об этом сообщается НАСА (Хьюстон Космический Центр имени Линдона Джонсона) в управление полетом МКС руководству по операциям с траекторией МКС Trajectory Operation Officer (сокращено ТОРО). Здесь в TORO за мониторами следят за месторасположением станции во времени, за космическими кораблями, идущими к ней на стыковку и за то, чтобы станция находилась в безопасности. Получив сообщение о возможном столкновении и координаты, ТОРО передает его Российскому центру управления полетами имени Королева, где баллистики готовят план возможного варианта маневров по исключению столкновения. Это план с новой трассой полета с координатами и точными последовательными действиями маневра по уклоненью от возможного столкновения с космическим мусором. Составленная новая орбита повторно проверяется на предмет не возникнут ли на новом пути опять какие то столкновения и при положительном ответе запускается в работу. Перевод на новую орбиту проводится с Центров управления полетами с Земли в компьютерном режиме автоматически без участия космонавтов и астронавтов.
Для этого у станции в центре масс модуля «Звезда» установлено 4 американских гиродина (СМG) Control Moment Gyroscope, размерами около метра и весом около300кг каждый. Это вращающиеся инерционные устройства, позволяющие станции правильно ориентироваться с высокой точностью. Работают они согласованно с российскими двигателями ориентации. В дополнение к этому российские и американские корабли доставки укомплектованы ускорителями которые при необходимости можно также использовать для перемещения и поворотов станции.
На случай если космический обломок будет обнаружен меньше чем за 28,5 часов и времени для расчетов и согласования новой орбиты на остается, то МКС дается возможность ухода от столкновения по заранее составленному стандартному автоматическому маневру выхода на новую орбиту называемого PDAM (Predetermined Debris Avoidance Maneuver). Если даже этот маневр будет опасен, то есть может вывести на новую опасную орбиту, то экипаж садится в заранее, всегда готовый и пристыкованный к станции космический корабль «Союз» и в полнейшей готовности к эвакуации ждет столкновения. В случае необходимости экипаж мгновенно эвакуируется. За всю историю полетов МКС было 3 таких случая, но они все слава богу закончились хорошо, без необходимости космонавтам эвакуироваться или как говорится не попали в один случай из 10000. От принципа «береженого бог бережет», здесь как никогда отступать нельзя.
Как мы уже знаем МКС представляет собой самый дорогостоящий (более 150 млрдов долларов) космический проект нашей цивилизации и является научным стартом к дальним космическим полетам, на МКС постоянно живут и работаю люди. Безопасность станции и находящиеся на ней люди стоят гораздо выше затраченных денег. В этом плане на первом месте стоит правильно рассчитанная орбита МКС, постоянное наблюдение за ее чистотой и умение МКС быстро и точно уклоняться и маневрировать в случаях необходимости.