Каркас мкс сравнительные характеристики с другими системами. Международная космическая станция. Стыковка с космическими кораблями

Удивительно, но приходится возвращаться к этому вопросу из-за того, что очень многие понятия не имеют где же на самом деле летает Международная "космическая" станция и куда же совершают выходы "космонавты" в открытый космос или же в атмосферу Земли.

Это принципиальный вопрос - понимаете? Людям вдалбливают в голову, что представители человечества, которым дали гордые определения "астронавты" и "космонавты" свободно осуществляют выходы "в открытый космос" и более того там в этом самом якобы "космосе" даже летает "Космическая" станция. И все это в то время, когда все эти "достижения" осуществляются в атмосфере Земли .

Беспилотные спутники тоже по большей части летают в термосфере - вывод спутника на более высокую орбиту требует бо́льших затрат энергии, кроме того, для многих целей (например, для дистанционного зондирования Земли) малая высота предпочтительнее.

Высокая температура воздуха в термосфере не страшна летательным аппаратам, поскольку из-за сильной разреженности воздуха он практически не взаимодействует с обшивкой летательного аппарата, то есть плотности воздуха недостаточно для того, чтобы нагреть физическое тело, так как количество молекул очень мало и частота их столкновений с обшивкой судна (соответственно и передачи тепловой энергии) невелика. Исследования термосферы проводятся также с помощью суборбитальных геофизических ракет. В термосфере наблюдаются полярные сияния.

Термосфе́ра (от греч. θερμός - «тёплый» и σφαῖρα - «шар», «сфера») - слой атмосферы , следующий за мезосферой. Начинается на высоте 80-90 км и простирается до 800 км. Температура воздуха в термосфере колеблется на разных уровнях, быстро и разрывно возрастает и может варьировать от 200 К до 2000 К, в зависимости от степени солнечной активности. Причиной является поглощение ультрафиолетового излучения Солнца на высотах 150-300 км, обусловленное ионизацией атмосферного кислорода. В нижней части термосферы рост температуры в сильной мере обусловлен энергией, выделяющейся при объединении (рекомбинации) атомов кислорода в молекулы (при этом в энергию теплового движения частиц превращается энергия солнечного УФ-излучения, поглощённая ранее при диссоциации молекул O2). На высоких широтах важный источник теплоты в термосфере - джоулево тепло, выделяемое электрическими токами магнитосферного происхождения. Этот источник вызывает значительный, но неравномерный разогрев верхней атмосферы в приполярных широтах, особенно во время магнитных бурь.

Космическое пространство (космос) - относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел. Вопреки распространённым представлениям, космос не является абсолютно пустым пространством - в нём существует очень низкая плотность некоторых частиц (преимущественно водорода), а также электромагнитное излучение и межзвездное вещество. Слово «космос» имеет несколько различных значений. Иногда под космосом понимают всё пространство вне Земли, включая небесные тела.

400 км - высота орбиты Международной космической станции
500 км - начало внутреннего протонного радиационного пояса и окончание безопасных орбит для длительных полётов человека.
690 км - граница между термосферой и экзосферой.
1000-1100 км - максимальная высота полярных сияний, последнее видимое с поверхности Земли проявление атмосферы (но обычно хорошо заметные сияния происходят на высотах 90-400 км).
1372 км - максимальная высота, достигнутая человеком (Джемини-11 2 сентября 1966 г).
2000 км - атмосфера не оказывает воздействия на спутники и они могут существовать на орбите многие тысячелетия.
3000 км - максимальная интенсивность потока протонов внутреннего радиационного пояса (до 0,5-1 Гр/час).
12 756 км - мы отдалились на расстояние, равное диаметру планеты Земля.
17 000 км - внешний электронный радиационный пояс.
35 786 км - высота геостационарной орбиты, спутник на такой высоте будет всегда висеть над одной точкой экватора.
90 000 км - расстояние до головной ударной волны, образованной столкновением магнитосферы Земли с солнечным ветром.
100 000 км - верхняя замеченная спутниками граница экзосферы (геокорона) Земли. Атмосфера закончилась , начался открытый космос и межпланетное пространство .

Поэтому новость "Астронавты NASA во время выхода в открытый космос починили систему охлаждения МКС ", должна звучать иначе - "Астронавты NASA во время выхода в атмосферу Земли, починили систему охлаждения МКС ", причем определения "астронавты", "космонавты" и "Международная Космическая Станция" требуют корректировки, по той простой причине, что станция не космическая и астронавты с космонавтами, скорее - атмосферонавты:)

> 10 фактов, которые вы не знали об МКС

Самые интересные факты об МКС (Международной космической станции) с фото: жизнь космонавтов, можно увидеть МКС с Земли, члены экипажа, гравитация, батареи.

Международная космическая станция (МКС) – одно из величайших достижений всего человечества по уровню техники в истории. Во имя науки и образования объединились космические агентства США, Европы, России, Канады и Японии. Это символ технологического совершенства и свидетельствует о том, как много мы можем добиться, если сотрудничать. Ниже перечислено 10 фактов, которых вы, возможно, никогда не слышали о МКС.

1. МКС отметила свою 10-ю годовщину непрерывного человеческого функционирования 2 ноября 2010 года. Начиная с первой экспедиции (31 октября 2000 года) и стыковки (2 ноября) станцию посетило 196 человек из восьми стран.

2. МКС можно заметить с Земли без использования техники, и она является крупнейшим искусственным спутником, когда-либо вращающимся вокруг нашей планеты.

3. С первого модуля «Заря», отправленного в 1:40 утра по восточному времени 20 ноября 1998 года, МКС совершила 68519 облетов вокруг Земли. На счетчике ее одометра стоит отметка в 1.7 миллиардов миль (2.7 млрд. км).

4. По состоянию на 2 ноября к космодрому было совершено 103 запуска: 67 российских аппаратов, 34 шаттла, одно европейское и одно японское судно. Было сделано 150 выходов в космос для сборки станции и поддержания ее работы, что заняло более 944 часов.

5. МКС управляется экипажем из 6 астронавтов и космонавтов. При этом, программа станции обеспечивает непрерывное присутствие человека в космосе с момента запуска первой экспедиции 31 октября 2000 года, а это примерно 10 лет и 105 дней. Таким образом, программа сохранила текущий рекорд, побив предыдущую отметку в 3664 дня, установленную на борту Мир.

6. МКС служит исследовательской лабораторией, оснащенной условиями микрогравитации, в которой экипаж проводит опыты в области биологии, медицины, физики, химии и физиологии, а также астрономические и метеорологические наблюдения.

7. Станция оснащена огромными солнечными батареями, размер которых охватывает территорию футбольного поля США, включая конечные зоны, и весит 827794 фунта (275481 кг). В комплексе есть пригодная для жилья комната (как дом с пятью спальнями), оснащенная двумя ванными и гимнастическим залом.

8. 3 млн. строк кода программного обеспечения на Земле поддерживают 1.8 млн. строк программного кода полета.

9. 55-футовая роботизированная рука способна поднимать 220000 футов веса. Для сравнения, столько весит орбитальный шаттл.

10. Мощность в 75-90 киловатт для МКС обеспечивают акры солнечных батарей.

Международная космическая станция (МКС) - это масштабный и, пожалуй, самый сложный по своей организации реализованный технический проект за всю историю человечества. Ежедневно сотни специалистов по всему миру трудятся над тем, чтобы МКС могла полноценно выполнять свою основную функцию - быть научной площадкой для изучения безграничного космического пространства и, конечно же, нашей планеты.

Когда смотришь новости про МКС, то возникает множество вопросов, относительно того, как космическая станция вообще может работать в экстремальных условиях космоса, как она летает по орбите и не падает, как в ней могут жить люди, не страдая от высоких температур и солнечной радиации.

Изучив данную тему и собрав всю информацию в кучу, признаться, я вместо ответов получил еще больше вопросов.

На какой высоте летает МКС?

МКС летает в термосфере на высоте примерно 400 км от Земли (для информации - расстояние от Земли до Луны составляет примерно 370 тысяч км). Сама термосфера представляет собой атмосферный слой, который, по сути, еще не совсем является космосом. Этот слой простирается от Земли на расстояние от 80 км до 800 км.

Особенность термосферы в том, что температура с высотой повышается и при этом может значительно колебаться. Выше 500 км возрастает уровень солнечной радиации, который может запросто вывести из строя технику и негативно повлиять на здоровье космонавтов. Поэтому МКС выше 400 км не поднимается.

Так выглядит МКС с Земли

Какая температура за боротом МКС?

Информации на данную тему совсем мало. Разные источники говорят по-разному. Говорят, что на уровне 150 км температура может достигать 220-240°, а на уровне 200 км более 500°. Выше температура продолжает расти и на уровне 500-600 км она уже якобы превышает 1500°.

По словам самих космонавтов, на высоте 400 км, на которой летает МКС, температура постоянно меняется в зависимости от светотеневой обстановки. Когда МКС находится в тени, температура за бортом опускается до -150°, а если она под прямыми лучами солнца, то температура повышается до +150°. И это уже даже не парилка в бане! Как при такой температуре космонавты вообще могут находиться в открытом космосе? Неужели их спасает супер термокостюм?

Работа космонавта в открытом космосе при +150°

Какая температура внутри МКС?

В отличие от температуры за бортом внутри МКС удается сохранить стабильную температуру, пригодную для жизни людей - приблизительно +23°. Причем как это делается, совершенно непонятно. Если за бортом, например, +150°, то как удается охладить температуру внутри станции или наоборот и постоянно держать её в норме?

Как влияет радиация на космонавтов в МКС?

На высоте 400 км радиационный фон в сотни раз превышает земной. Поэтому космонавты на МКС, когда они оказываются на солнечной стороне, получают облучение, уровень которого в несколько раз превышает дозу, например, полученную при рентгене грудной клетки. А в моменты мощных вспышек на Солнце работники станции могут схватить дозу, в 50 раз превышающую норму. Как им при этом удается работать в таких условиях длительное время, также остается загадкой.

Как влияет космическая пыль и мусор на МКС?

По данным NASA, на околоземной орбите около 500 тысяч больших обломков (частей отработанных ступеней или других деталей космических кораблей и ракет) и ещё неизвестно, сколько подобного мелкого мусора. Всё это «добро» вращается вокруг Земли со скоростью 28 тысяч км/ч и почему-то не притягивается к Земле.

Кроме того, существует и космическая пыль - это всевозможные метеоритные осколки или микрометеориты, которые постоянно притягиваются планетой. Причём, если даже пылинка весит всего 1 грамм, она превращается в бронебойный снаряд, способный продырявить станцию.

Говорят, что если к МКС приближаются такие объекты, то космонавты меняют курс станции. Но мелкий мусор или пыль невозможно отследить, поэтому получается, что МКС постоянно подвергается огромной опасности. Как с этим справляются космонавты, опять же непонятно. Получается, что каждый день они сильно рискуют своей жизнью.

Отверстие в шаттле Индевор STS-118 от попадания космического мусора похоже на пулевое отверстие

Почему МКС не падает?

В различных источниках пишут о том, что МКС не падает благодаря слабой гравитации Земли и космической скорости станции. То есть, вращаясь вокруг Земли со скорость 7,6 км/с (для информации - период обращения МКС вокруг Земли составляет всего 92 мин 37 секунд), МКС как бы постоянно промахивается и не падает. Кроме того, на МКС есть двигатели, которые позволяют постоянно корректировать положение 400-тонной махины.

Выбор некоторых параметров орбиты Международной космической станции не всегда очевиден . К примеру, станция может находиться на высоте от 280 до 460 километров, и из-за этого она постоянно испытывает затормаживающее воздействие верхних слоёв атмосферы нашей планеты. Каждые сутки МКС теряет примерно по 5 см/с скорости и 100 метров высоты. Поэтому периодически приходится поднимать станцию, сжигая топливо грузовиков ATV и «Прогресс». Почему же нельзя поднять станцию выше, чтобы избежать этих затрат?

Заложенный при проектировании диапазон и текущее реальное положение диктуются сразу несколькими причинами. Каждый день астронавты и космонавты получают высокие дозы радиации , и за отметкой 500 км её уровень резко повышается . А предел за полугодовое пребывание установлен всего на ползиверта, на всю карьеру отведён всего лишь зиверт. Каждый зиверт увеличивает риск онкологических заболеваний на 5,5 процента.

На Земле от космических лучей мы защищены радиационным поясом магнитосферы нашей планеты и атмосферой, но они работают слабее в ближнем космосе. В некоторых частях орбиты (Южно-атлантическая аномалия является таким пятном повышенной радиации) и за её пределами иногда могут проявляться странные эффекты : в закрытых глазах появляются вспышки. Это космические частицы проходят через глазные яблоки, другие толкования утверждают, что частицы возбуждают ответственные за зрение части мозга. Подобное может не только мешать спать, но и в лишний раз неприятно напоминает о высоком уровне радиации на МКС.

Кроме того, «Союзы» и «Прогрессы», которые сейчас являются основными кораблями смены экипажа и снабжения, сертифицированы на работу на высоте до 460 км. Чем выше находится МКС, тем меньше груза можно будет доставить. Меньше смогут принести и ракеты, которые отправляют новые модули для станции. С другой стороны, чем ниже МКС, тем сильнее она тормозится, то есть больше доставляемого груза должно быть топливом для последующей коррекции орбиты.

Научные задачи могут быть выполнены на высоте в 400-460 километров. Наконец, на положение станции влияет космический мусор - вышедшие из строя спутники и их обломки, которые имеют огромную скорость относительно МКС, что делает столкновение с ними фатальным.

В Сети есть ресурсы, позволяющие следить за параметрами орбиты Международной космической станции. Можно получить относительно точные текущие данные , либо отследить их динамику . На момент написания этого текста МКС находилась на высоте примерно в 400 километров.

Разгонять МКС могут элементы, расположенные в задней части станции: это грузовики «Прогресс» (чаще всего) и ATV, при необходимости - служебный модуль «Звезда » (крайне редко). На иллюстрации до ката работает европейский ATV. Станцию поднимают часто и понемногу: коррекция происходит примерно раз в месяц маленькими порциями порядка 900 секунд работы двигателя, у «Прогрессов» используют двигатели поменьше, чтобы не сильно влиять на ход экспериментов.

Двигатели могут включить единожды, таким образом увеличится высота полёта на другой стороне планеты. Такие операции используют для маленьких подъёмов, поскольку меняется эксцентриситет орбиты.

Также возможна коррекция с двумя включениями, при которой второе включение сглаживает орбиту станции до окружности.

Некоторые параметры диктуются не только научными данными, но и политикой. Космическому аппарату возможно придать любую ориентацию, но при запуске более экономичным будет использовать скорость, которую даёт вращение Земли. Таким образом, дешевле запускать аппарат на орбиту с наклоном, равным широте, а манёвры потребуют дополнительного расхода топлива: больше для движения к экватору, меньше при движении к полюсам. Наклон орбиты МКС в 51,6 градуса может показаться странным: аппараты НАСА, запускаемые с мыса Канаверал, традиционно имеют наклонение примерно в 28 градусов.

Когда обсуждалось местоположение будущей станции МКС, то решили, что будет более экономичным отдать предпочтение российской стороне. Также такие параметры орбиты позволяют видеть больше поверхности Земли.

Но Байконур находится на широте в приблизительно 46 градусов, почему же тогда обычным для российских запусков является наклонение в 51,6 °? Дело в том, что к востоку есть сосед, который не слишком обрадуется, если на него что-то будет падать. Поэтому орбиту наклоняют к 51,6 °, чтобы при запуске никакие части космического аппарата ни при каких обстоятельствах не могли упасть на Китай и Монголию.

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.