В 2018 году исполняется 20 лет одному из самых значимых международных космических проектов, крупнейшему искусственному обитаемому спутнику Земли - Международной космической станции (МКС). 20 лет назад 29 января в Вашингтоне было подписано Соглашение о создании космической станции, а уже 20 ноября 1998 года началось строительство станции - с космодрома БАЙКОНУР был осуществлен успешный запуск ракеты-носителя «Протон» с первым модулем - функциональным грузовым блоком (ФГБ) «Заря». В том же году, 7 декабря, с ФГБ «Заря» был состыкован второй элемент орбитальной станции - соединительный модуль «Юнити». Через два года в составе станции новое пополнение - служебный модуль «Звезда».

2 ноября 2000 года Международная космическая станция (МКС) начала свою работу в пилотируемом режиме. Космический корабль «Союз ТМ-31» с экипажем первой долгосрочной экспедиции пристыковался к служебному модулю «Звезда». Сближение корабля со станцией проводилось по схеме, которая использовалась при полетах на станцию «Мир». Спустя девяносто минут после стыковки люк был открыт, и экипаж МКС-1 впервые ступил на борт МКС. В состав экипажа МКС-1 входили российские космонавты Юрий ГИДЗЕНКО, Сергей КРИКАЛЕВ и американский астронавт Уильям ШЕПЕРД.

Прибыв на МКС, космонавты осуществили расконсервацию, дооснащение, запуск и настройку систем модулей «Звезда», «Юнити» и «Заря» и установили связь с центрами управления полетами в подмосковном Королёве и Хьюстоне. В течение четырех месяцев было выполнено 143 сеанса геофизических, медико-биологических и технических исследований и экспериментов. Кроме этого команда МКС-1 обеспечила стыковки с грузовыми кораблями «Прогресс М1-4» (ноябрь 2000 г.), «Прогресс М-44» (февраль 2001 г.) и американскими шаттлами Endeavour («Индевор», декабрь 2000 г.), Atlantis («Атлантис»; февраль 2001 г.), Discovery («Дискавери»; март 2001 г.) и их разгрузку. Также в феврале 2001 года команда экспедиции осуществила интеграцию лабораторного модуля «Дестини» в состав МКС.

21 марта 2001 года с американским космическим шаттлом «Дискавери», который доставил на МКС экипаж второй экспедиции, команда первой долгосрочной миссии вернулась на Землю. Местом посадки стал Космический центр имени Дж. Ф. Кеннеди, штат Флорида, США.

В последующие годы к Международной космической станции были пристыкованы шлюзовая камера «Квест», стыковочный отсек «Пирс», соединительный модуль «Гармония», лабораторный модуль «Коламбус», грузовой и научно-исследовательский модуль «Кибо», малый исследовательский модуль «Поиск», жилой модуль «Транквилити», обзорный модуль «Купола», малый исследовательский модуль «Рассвет», многофункциональный модуль «Леонардо», испытательный трансформируемый модуль «BEAM».

Сегодня МКС представляет собой крупнейший международный проект, пилотируемая орбитальная станция, используемая как многоцелевой космический исследовательский комплекс. В этом глобальном проекте участвуют космические агентства РОСКОСМОС, NASA (США), JAXA (Япония), CSA (Канада), ESA (страны Европы).

С созданием МКС появилась возможность выполнения научных экспериментов в уникальных условиях микрогравитации, в вакууме и под воздействием космических излучений. Основные направления исследований - физико-химические процессы и материалы в условиях космоса, исследование Земли и технологии освоения космического пространства, человек в космосе, космическая биология и биотехнология. Немалое внимание в работе космонавтов на Международной космической станции уделяется образовательным инициативам и популяризации космических исследований.

МКС - это уникальный опыт международного сотрудничества, поддержки и взаимовыручки; строительства и эксплуатации на околоземной орбите крупного инженерного сооружения, имеющего первостепенное значение для будущего всего человечества.

ОСНОВНЫЕ МОДУЛИ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ	УСЛОВ. ОБОЗНАЧЕНИЕ	СТАРТ	СТЫКОВКА

Международная космическая станция. Это 400 тонная конструкция, состоящая из нескольких десятков модулей с внутренним объемом свыше 900 кубометров, которая служит домом для шести исследователей космоса. МКС это не просто самое большое сооружение, когда-либо созданное человеком в космосе, но еще и настоящий символ международного сотрудничества. Но эта махина появилась не на пустом месте - чтобы ее создать, потребовалось свыше 30 запусков.

А началось все с модуля "Заря", доставленного на орбиту ракетой-носителем "Протон" в таком далеком ноябре 1998 года.

Спустя две недели на борту шаттла "Индевор" в космос отправился модуль "Юнити".

Экипаж "Индевора" состыковал два модуля, которые и стали основной для будущей МКС.

Третьим элементом станции, стал жилой модуль "Звезда", запущенный летом 2000 года. Интересно, что изначально "Звезда" разрабатывался в качестве замены базового модуля орбитальной станции "Мир" (АКА "Мир 2"). Но последовавшая после распада СССР реальность внесла свои коррективы, и этот модуль стал сердцем МКС, что в общем-то тоже неплохо, ибо лишь после его установки стало возможно отправлять на станцию долговременные экспедиции.

Первый экипаж отправилась на МКС в октябре 2000 года. С тех пор станция непрерывно обитаема на протяжении уже свыше 13 лет.

Той же осенью 2000 года, МКС посетило несколько шаттлов, смонтировавших энергетический модуль с первым комплектом солнечных батарей.

Зимой 2001 года МКС пополнилась лабораторным модулем "Дестини", доставленным на орбиту шаттлом "Атлантис". "Дестини" был пристыкован к модулю "Юнити".

Основная сборка станции осуществлялась шаттлами. В 2001 - 2002 году они доставили на МКС внешние складские платформы.

Руку-манипулятор "Канадарм2".

Шлюзовые отсеки "Квест" и "Пирс".

И самое главное - элементы ферменных конструкций, которые использовались для хранения грузов снаружи станции, установки радиаторов, новых солнечных батарей и другого оборудования. Общая длина ферм к настоящему моменту достигает 109 метров.

2003 год. Из-за катастрофы шаттла "Колумбия", работы по сборке МКС приостанавливаются почти на три три года.

2005 год. Наконец шаттлы возвращаются в космос и строительство станции возобновляется

Шаттлы доставляют на орбиту все новые элементы ферменных конструкций.

С их помощью, на МКС устанавливаются новые комплекты солнечных батарей, что позволяет увеличить ее энергооснащение.

Осенью 2007 года МКС пополняется модулем "Гармония" (он стыкуется к модулю "Дестини"), который в будущем станет соединительным узлом для двух исследовательских лабораторий: европейской "Коламбус" и японской "Кибо".

В 2008 году "Коламбус" доставляетя на орбиту шаттлом и стыкуется с "Гармонией" (левый нижний модуль в нижней части станции).

Март 2009 года. Шаттл "Дискавери" доставляет на орбиту последний четвертый комплект солнечных батарей. Теперь станция работает в полную мощность и может принимать постоянный экипаж из 6 человек.

В 2009 году станция пополняется российским модулем "Поиск".

Кроме того, начинается сборка японского "Кибо" (модуль состоит из трех компонентов).

Февраль 2010 года. К модулю "Юнити" добавляется модуль "Cпокойствие".

С "Спокойствием" в свою очередь стыкуется знаменитый "Купол".

Из него так хорошо проводить наблюдения.

Лето 2011 года - шаттлы уходят на пенсию.

Но перед этим они постарались доставить на МКС как можно больше оборудования и снаряжения, включая специально обученных убивать всех человеков роботов.

К счастью, к моменту отставки шаттлов, сборка МКС почти завершена.

Но все же не полностью. Планируется, что в 2015 году будет запущен российский лабораторный модуль "Наука", который заменит "Пирс".

Кроме того, возможно к МКС будет пристыкован экспериментальный надувной модуль "Бигелоу", который сейчас создается компанией "Бигелоу Аэроспейс". В случае успеха, он станет первым модулем орбитальной станции, созданным частной компанией.

Впрочем, ничего удивительного в этом нет - частный грузовик "Дракон" в 2012 году уже летал к МКС, и почему бы не появиться частным модулям? Хотя конечно очевидно, что пройдет еще порядочно времени, прежде чем частные компании смогут создавать сооружения, аналогичные МКС.

А пока этого не случилось, планируется, что МКС проработает на орбите как минимум до 2024 года - хотя я лично надеюсь, что в реальности этот срок будет куда большим. Все же, уж слишком много человеческих усилий было вложено в этот проект, чтобы закрыть его из-за сиюмитной экономии, а не из научных соображений. И уж тем более, искренне надеюсь, что никакие политические дрязги не повлияют на судьбу этого уникального сооружения.

Одним из величайших достояний человечества является международная космическая станция, или МКС. Для ее создания и работы на орбите объединилось несколько государств: Россия, некоторые страны Европы, Канада, Япония и США. Этот аппарат свидетельствует о том, что можно добиться многого, если постоянно сотрудничать странам. Об этой станции знают все люди планеты и многие задаются вопросами о том, на какой высоте летает МКС и по какой орбите. Сколько космонавтов там побывало? А правда ли, что туда пускают туристов? И это далеко не все, что интересно человечеству.

Строение станции

МКС состоит из четырнадцати модулей, в которых располагаются лаборатории, склады, комнаты отдыха, спальни, хозпомещения. На станции даже имеется спортзал с тренажерами. Весь этот комплекс работает на солнечных батареях. Они огромны, величиной со стадион.

Факты об МКС

За время своей работы станция вызывала немало восхищений. Этот аппарат является величайшим достижением человеческих умов. По своей конструкции, назначению и особенностям его можно назвать совершенством. Конечно, может быть, лет через 100 на Земле начнут строить космические корабли другого плана, но пока что, на сегодняшний день, этот аппарат - достояние человечества. Об этом свидетельствуют следующие факты об МКС:

1. За время своего ее существования на МКС космонавтов побывало около двухсот. Также здесь были туристы, которые просто прилетели посмотреть на Вселенную с орбитальной высоты.
2. Станцию видно с Земли невооруженным глазом. Эта конструкция является самой большой среди искусственных спутников, и ее легко можно увидеть с поверхности планеты без какого-то увеличивающего устройства. Есть карты, на которых можно посмотреть, в какое время и когда аппарат пролетает над городами. По ним легко отыскать сведения о своем населенном пункте: увидеть расписание полета над регионом.
3. Для сборки станции и поддержания ее в рабочем состоянии космонавты вышли более 150 раз в открытый космос, проведя там около тысячи часов.
4. Управляется аппарат шестью астронавтами. Система жизнеобеспечения обеспечивает непрерывное присутствие на станции людей с момента ее первого запуска.
5. Международная космическая станция - это уникальное место, где проводятся самые разные лабораторные эксперименты. Ученые делают уникальные открытия в области медицины, биологии, химии и физики, физиологии и метеонаблюдений, а также в других областях науки.
6. На аппарате используются гигантские солнечные батареи, размер которых достигает площади территории футбольного поля с его конечными зонами. Их вес - почти триста тысяч килограмм.
7. Батареи способны полностью обеспечивать работу станции. За их работой тщательно следят.
8. На станции есть мини-дом, оснащенный двумя ванными и спортзалом.
9. За полетом следят с Земли. Для контроля разработаны программы, состоящие из миллионов строк кода.

Космонавты

С декабря 2017 года экипаж МКС состоит из следующих астрономов и космонавтов:

• Антон Шкаплеров - командир МКС-55. Он дважды был на станции - в 2011-2012 и в 2014-2015 гг. За 2 полета он прожил на станции 364 дня.
• Скит Тингл - бортинженер, астронавт НАСА. Этот космонавт не имеет опыта космических полетов.
• Норишиге Канаи - бортинженер, астронавт Японии.
• Александр Мисуркин. Первый его полет был совершен в 2013 году длительностью 166 суток.
• Макр Ванде Хай не имеет опыта полетов.
• Джозеф Акаба. Первый полет совершил в 2009 году в составе «Дискавери», а второй полет был осуществлен в 2012 году.

Земля из космоса

Из космоса на Землю открываются уникальные виды. Об этом свидетельствуют фотографии, видеосъемки астронавтов и космонавтов. Увидеть работу станции, космические пейзажи можно, если посмотреть онлайн-трансляции со станции МКС. Однако некоторые камеры бывают выключенными, что связано с техработами.

Образование

Какая высота орбиты МКС от Земли?

16 января 2018

МКС, 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.

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.