Орбитальная скорость. Мкс расстояние до земли

Международная космическая станция. Самый дорогостоящий проект человечества.

12 апреля грядет день космонавтики. И конечно же, было-бы неправильно обойти этот праздник стороной. Тем более, что в этом году дата будет особенной, 50 лет со дня первого полёта человека в космос. Именно 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин совершил свой исторический подвиг.

Ну а без грандиозных суперсооружений человеку в космосе не обойтись. Именно таковым и является Международная космическая станция (англ. International Space Station).

Габариты МКС - невелики; длина - 51 метр, ширина вместе с фермами - 109 метров, высота - 20 метров, вес - 417,3 тонны. Но думаю всем понятно, что уникальность этого суперсооружения не в его размерах, а в технологиях используемых для фукционирования станции в открытом космосе. Высота орбиты МКС составляет 337-351 км над землей. Скорость движения по орбите - 27700 км/ч. Это позволяет станции совершать полный оборот вокруг нашей планеты за 92 минуты. То есть, каждые сутки космонавты, находящиеся на МКС встречают 16 рассветов и закатов, 16 раз ночь сменяет день. Сейчас экипаж МКС состоит из 6 человек, а вообще за все время функционирования станция приняла 297 посетителей (196 разных людей). Началом эксплуатации Международной космической станции считается 20 ноября 1998 года. И на данный момент (9.04.2011) станция находится на орбите уже 4523 суток. За это время она достаточно сильно эволюционировала. Предлагаю убедиться Вам в этом, просмотрев фото.

МКС, 1999 год.

МКС, 2000 год.

МКС, 2002 год.

МКС, 2005 год.

МКС, 2006 год.

МКС, 2009 год.

МКС, март 2011 года.

Ниже приведу схему станции, из которой можно узнать названия модулей а также увидеть места стыковки МКС с другими космическими кораблями.

МКС является международным проектом. В нём участвуют 23 государства: Австрия, Бельгия , Бразилия, Великобритания, Германия, Греция, Дания, Ирландия, Испания, Италия, Канада, Люксембург(!!!), Нидерланды, Норвегия, Португалия, Россия, США, Финляндия, Франция, Чехия, Швейцария, Швеция, Япония. Ведь осилить в финансовом плане строительство и поддержания функциональности Международной космической станции в одиночку не под силу ни одному государству. Подсчитать точные или даже приблизительные затраты на строительство и эксплуатацию МКС не представляется возможным. Официальная цифра уже перевалила за 100 млрд долларов США, а если прибавить сюда все побочные затраты, то получится около 150 млрд долларов США. Это уже сейчас делает Международную космическую станцию самым дорогостоящим проектом за всю историю человечества. А исходя из последних договоренностей России, США и Японии (Европа, Бразилия и Канада пока в раздумьях) о том, что срок эксплуатации МКС продлен минимум до 2020 года (а возможно и дальнейшее продление), то суммарные затраты на содержание станции возрастут еще больше.

Но предлагаю отвлечься от цифр. Ведь помимо научной ценности есть у МКС и другие достоинства. А именно, возможность оценить первозданную красоту нашей планеты с высоты орбиты. И совсем необязательно для это выходить в открытый космос.

Потому как, есть на станции своя смотровая площадка, застеклённый модуль "Купол".

Из которого открывается совершенно поразительный вид:

Видео полёта МКС над Землёй:

Если у Вас пока нет лишних 20 млн долларов США чтобы стать космическим туристом, тогда предлагаю Вам онлайн трансляцию с вебкамеры находящейся на борту МКС. Сразу хочу предупредить, трансляция ведется не постоянно, когда её нет, после нажатия кнопочки "play" будет заставка в виде фото планеты, значит зайдите чуть позже. Если же все впорядке, у нас всех есть уникальная возможность наблюдать онлайн за нашей планетой прямо из космоса, иногда космонавты снимают что и как они делают, слышно их разговоры. Проверял в эксплорере и файрфоксе, всё работает. В опере - никак не хочет. На счет других браузеров - незнаю. Иногда на загрузку может уйти несколько минут.

grandstroy.blogspot.com

Международная Космическая Станция ISS

Веб камера на Международной Космической Станции

Ибуки (яп. いぶき Ибуки, Дыхание) — спутник дистанционного зондирования Земли, первый в мире космический аппарат, чьей задачей является мониторинг парниковых газов. Также спутник известен как The Greenhouse Gases Observing Satellite («Спутник для мониторинга парниковых газов»), сокращённо GOSAT. «Ibuki» оборудован инфракрасными датчиками, которые определяют плотность углекислого газа и метана в атмосфере. Всего на спутнике установлено семь различных научных приборов. «Ibuki» разработан японским космическим агентством JAXA и запущен 23 января 2009 года с космодрома Танэгасима. Запуск был осуществлён с помощью японской ракеты-носителя H-IIA.

Видео трансляция жизни на космической станции включает в себя внутренний вид модуля, в том случае когда космонавты находятся на дежурстве. Видео сопровождается живым звуком переговоров между МКС и ЦУП. Телевидение доступно только тогда, когда МКС находится в контакте с землёй на высокоскоростной связи. При потере сигнала зрители могут увидеть тестовую картинку или графическую карту мира, на которой показывается местонахождение станции на орбите в реальном времени. Из-за того, что МКС вращается вокруг Земли каждые 90 минут, восход или закат солнца происходят каждые 45 минут. Когда МКС находится в темноте, внешние камеры могут отображать черноту, но могут также показывать захватывающий вид городских огней внизу.

Международная космическая станция, сокр. МКС (англ. International Space Station, сокр. ISS) — пилотируемая орбитальная станция, используемая как многоцелевой космический исследовательский комплекс. МКС — совместный международный проект, в котором участвуют 15 стран: Бельгия, Бразилия,Германия, Дания, Испания, Италия, Канада, Нидерланды, Норвегия, Россия, США, Франция, Швейцария, Швеция, Япония.Управление МКС осуществляется: российским сегментом — из Центра управления космическими полётами в Королёве, американским сегментом — из Центра управления полётами в Хьюстоне. Между Центрами идёт ежедневный обмен информацией.

Средства связиПередача телеметрии и обмен научными данными между станцией и Центром управления полётом осуществляется с помощью радиосвязи. Кроме того, средства радиосвязи используются во время операций по сближению и стыковке, их применяют для аудио- и видеосвязи между членами экипажа и с находящимися на Земле специалистами по управлению полётом, а также родными и близкими космонавтов. Таким образом, МКС оборудована внутренними и внешними многоцелевыми коммуникационными системами.Российский сегмент МКС поддерживает связь с Землёй напрямую с помощью радиоантенны «Лира», установленной на модуле «Звезда». «Лира» даёт возможность использовать спутниковую систему ретрансляции данных «Луч». Эту систему использовали для сообщения со станцией «Мир», но в 1990-х годах она пришла в упадок и в настоящее время не применяется. Для восстановления работоспособности системы в 2012 году был запущен «Луч-5А». На начало 2013 года запланирована установка на российский сегмент станции специализированной абонентской аппаратуры после чего он станет одним из основных абонентов спутника «Луч-5А». Также ожидаются запуски ещё 3 спутников «Луч-5Б», «Луч-5В» и «Луч-4».Другая российская система связи, «Восход-М», обеспечивает телефонную связь между модулями «Звезда», «Заря», «Пирс», «Поиск» и американским сегментом, а также УКВ-радиосвязь с наземными центрами управления, используя для этого внешние антенны модуля «Звезда».В американском сегменте для связи в S-диапазоне (передача звука) и Ku-диапазоне (передача звука, видео, данных) применяются две отдельные системы, расположенные на ферменной конструкции Z1. Радиосигналы от этих систем передаются на американские геостационарные спутники TDRSS, что позволяет поддерживать практически непрерывный контакт с центром управления полётами в Хьюстоне. Данные с Канадарм2, европейского модуля «Коламбус» и японского «Кибо» перенаправляются через эти две системы связи, однако американскую систему передачи данных TDRSS со временем дополнят европейская спутниковая система (EDRS) и аналогичная японская. Связь между модулями осуществляется по внутренней цифровой беспроводной сети.Во время выходов в открытый космос космонавты используют УКВ-передатчик дециметрового диапазона. УКВ-радиосвязью также пользуются во время стыковки или расстыковки космические аппараты «Союз», «Прогресс», HTV, ATV и «Спейс шаттл» (правда шаттлы применяют также передатчики S- и Ku-диапазонов посредством TDRSS). С её помощью эти космические корабли получают команды от центра управления полётами или от членов экипажа МКС. Автоматические космические аппараты оборудованы собственными средствами связи. Так, корабли ATV используют во время сближения и стыковки специализированную систему Proximity Communication Equipment (PCE), оборудование которой располагается на ATV и на модуле «Звезда». Связь осуществляется через два полностью независимых радиоканала S-диапазона. PCE начинает функционировать, начиная с относительных дальностей около 30 километров, и отключается после стыковки ATV к МКС и перехода на взаимодействие по бортовой шине MIL-STD-1553. Для точного определения относительного положения ATV и МКС используется система лазерных дальномеров, установленных на ATV, делающая возможной точную стыковку со станцией.Станция оборудована примерно сотней портативных компьютеров ThinkPad от IBM и Lenovo, моделей A31 и T61P. Это обычные серийные компьютеры, которые однако были доработаны для применения в условиях МКС, в частности, в них переделаны разъёмы, система охлаждения, учтено используемое на станции напряжение 28 Вольт, а также выполнены требования безопасности для работы в невесомости. С января 2010 года на станции для американского сегмента организован прямой доступ в Интернет. Компьютеры на борту МКС соединены с помощью Wi-Fi в беспроводную сеть и связаны с Землёй со скоростью 3 Мбит/c на закачку и 10 Мбит/с на скачивание, что сравнимо с домашним ADSL-подключением.

Высота орбитыВысота орбиты МКС постоянно изменяется. За счет остатков атмосферы происходит постепенное торможение и снижение высоты. Все приходящие корабли помогают поднять высоту за счет своих двигателей. Одно время ограничивались компенсацией снижения. В последнее время высота орбиты неуклонно повышается. 10 фев 2011 — Высота полета Международной Космической Станции составила порядка 353 километров над уровнем моря. 15 июня 2011 увеличилась на 10,2 километра и составила 374,7 километра. 29 июня 2011 высота орбиты составила 384,7 километра. Для того, чтобы влияние атмосферы снизить до минимума, станцию надо было поднять до 390—400 км, но на такую высоту не могли подниматься американские шаттлы. Поэтому станция удерживалась на высотах 330—350 км путем периодической коррекции двигателями. В связи с окончанием программы полёта шаттлов, это ограничение снято.

Часовой поясНа МКС используется всемирное координированное время (UTC), оно практически точно равноотстоит от времён двух центров управления в Хьюстоне и Королёве. Через каждые 16 восходов/закатов закрываются иллюминаторы станции, чтобы создать иллюзию ночного затемнения. Команда обычно просыпается в 7 часов утра (UTC), экипаж обычно работает около 10 часов каждый будний день и около пяти часов каждую субботу. Во время визитов шаттлов экипаж МКС обычно следует Mission Elapsed Time (MET) — общему полётному времени шаттла, которое не привязано к конкретному часовому поясу, а считается исключительно от времени старта космического челнока. Экипаж МКС заранее сдвигает время своего сна перед прибытием челнока и возвращается к прежнему режиму после его отбытия.

АтмосфераНа станции поддерживается атмосфера, близкая к земной. Нормальное атмосферное давление на МКС — 101,3 килопаскаля, такое же, как на уровне моря на Земле. Атмосфера на МКС не совпадает с атмосферой, поддерживаемой в шаттлах, поэтому после пристыковки космического челнока происходит выравнивание давлений и состава газовой смеси по обе стороны шлюза. Примерно с 1999 по 2004 годы в NASA существовал и разрабатывался проект IHM (Inflatable Habitation Module), в котором планировалось использование давления атмосферы на станции для развертывания и создания рабочего объёма дополнительного обитаемого модуля. Корпус этого модуля предполагалось изготовить из кевларовой ткани с герметичной внутренней оболочкой из газонепроницаемого синтетического каучука. Однако, в 2005 годупо причине нерешенности большинства проблем, поставленных в проекте (в частности, проблемы защиты от частиц космического мусора), программа IHM была закрыта.

МикрогравитацияПритяжение Земли на высоте орбиты станции составляет 90 % от притяжения на уровне моря. Состояние невесомости обусловлено постоянным свободным падением МКС, которое, согласно принципу эквивалентности, равнозначно отсутствию притяжения. Среда на станции зачастую описывается как микрогравитация, из-за четырёх эффектов:

Тормозящее давление остаточной атмосферы.

Вибрационные ускорения из-за работы механизмов и перемещения экипажа станции.

Коррекция орбиты.

Неоднородность гравитационного поля Земли приводит к тому, что разные части МКС притягиваются к Земле с разной силой.

Все эти факторы создают ускорения, достигающие значений 10-3…10-1 g.

Наблюдение за МКСРазмеры станции достаточны для её наблюдения невооружённым глазом с поверхности Земли. МКС наблюдается как достаточно яркая звезда, довольно быстро идущая по небу приближенно с запада на восток (угловая скорость около 1 градуса в секунду.) В зависимости от точки наблюдения, максимальное значение её звёздной величины, может принимать значение от ?4 до 0. Европейское космическое агентство, совместно с сайтом «www.heavens-above.com», предоставляет возможность всем желающим узнать расписание пролётов МКС над определённым населённым пунктом планеты. Зайдя на страницу сайта, посвящённую МКС, и введя латиницей название интересующего города, можно получить точное время и графическое изображение траектории полёта станции над ним, на ближайшие дни. Также расписание пролетов можно посмотреть на www.amsat.org. Траекторию полёта МКС в реальном времени можно увидеть на сайте Федерального Космического Агентства. Также можно использовать программу «Heavensat» (или «Orbitron»).

Источник wikipedia

meteosputnik.ru

Орбитальная скорость

Что, если при входе в атмосферу тормозить космический корабль до скорости порядка нескольких миль в час с помощью двигателей, похожих на посадочные двигатели марсоходов?[#]↲Mars-sky-crane — на английском, с картинками. — Прим. пер.↳ Можно ли тогда отказаться от тепловой защиты?

— Брайан

Возможно ли контролировать вход космического корабля в атмосферу таким образом, чтобы избежать аэродинамического сопротивления, избавившись тем самым от дорогой (и относительно хрупкой) тепловой защиты на обшивке?

— Кристофер Меллоу

Можно ли (небольшую) ракету (с полезной нагрузкой) поднять до такой высоты в атмосфере, где ей хватит небольшого реактивного двигателя, чтобы достичь второй космической скорости?

— Кенни Ван де Меле

Ответы на все эти вопросы вращаются вокруг одной и той же идеи. Я затрагивал ее в прошлых выпусках, но сегодня хочу рассмотреть подробнее:

Основная сложность с выходом на орбиту заключается не в том, что космос высоко.

Попасть на орбиту сложно, потому что нужно двигаться очень быстро.

Космос не такой:

Схема не в масштабе.

Космос вот такой:

Знаете, да, эта — в масштабе.

До космоса 100 километров. Это далеко (я бы не хотел карабкаться туда по лестнице), но не настолько далеко. Если вы находитесь в Сакраменто, Сиэтле, Канберре, Калькутте, Хайдарабаде, Пномпене, Каире, Пекине, центральной Японии, центральной Шри-Ланке или в Портленде, космос для вас ближе, чем море.

Отправиться в космос[1]↲А именно, до низкой опорной орбиты: это высота, на которой находится Международная космическая станция и до которой еще долетают шаттлы. w:Низкая опорная орбита.↳ просто. На вашей машине, конечно, не получится совершить такое путешествие, но все же оно не вызовет больших трудностей. Можно отправить человека в космос с помощью маленькой метеорологической ракеты размером с фонарный столб. Самолет-ракетоплан X-15[#]↲Самолет-ракетоплан w:North American X-15. — Прим. пер.↳ достиг космоса[2],↲Х-15 достиг 100 километров дважды, оба раза им управлял Джо Уокер.↳ просто развив достаточно высокую скорость и направив нос чуть вверх[3].↲Убедитесь, что вы направляете корабль вверх, а не вниз; в противном случае я вам не завидую.

Сегодня вы отправитесь в космос, а затем сразу вернетесь назад.

Но попасть в космос легко. Сложно остаться там.

Сила притяжения на околоземной орбите почти такая же, как на поверхности Земли. МКС вовсе не за пределами действия гравитации: на нее действует примерно 90% от силы притяжения, ощущаемой нами на поверхности.

Чтобы избежать падения обратно в атмосферу, нужно двигаться по касательной очень, очень быстро.

Скорость, которую вы должны развить, примерно равна 8 километрам в секунду[4].↲Немного меньше, если вы находитесь выше на низкой опорной орбите.↳ Только малая доля энергии ракеты тратится на подъем из атмосферы, основная часть уходит на набор орбитальной скорости (ее тангенциальной составляющей).

Это приводит нас к главной проблеме, мешающей выходу на орбиту: для набора космической скорости нужно намного больше топлива, чем для набора орбитальной высоты. Чтобы разогнать корабль до 8 км/с, нужно много ракет-ускорителей. Достичь космической скорости тяжело; достичь космической скорости, везя на себе топливо для плавного возвращения назад, было бы крайне непрактично[5].↲Экспоненциальный рост является основной проблемой ракетостроения: топливо, необходимое для увеличения скорости на один км/с увеличивает ваш вес в 1,4 раза. Чтобы добраться до орбиты, вам необходимо достигнуть скорости в 8 км/с, а значит вам понадобится много топлива: в $1{,}4\times1{,}4\times1{,}4\times1{,}4\times1{,}4\times1{,}4\times1{,}4\times1{,}4\approx 15$ раз больше начального веса корабля. Использование ракет для замедления создаст ту же проблему: каждый км/с уменьшения скорости увеличивает начальную массу на тот же коэффициент — 1,4. Если вы хотите замедлиться до нуля — и мягко упасть в атмосферу — потребность в топливе заставит вас опять умножить вес на 15.

Возмутительные потребности в топливе — вот почему каждый космический корабль, входящий в атмосферу, тормозит, используя тепловые щиты вместо ракет: торможение о воздух является наиболее целесообразным способом замедления (и, отвечая на вопрос Брайана, марсоход Curiosity не был исключением. Несмотря на то, что он использовал ракеты, чтобы парить над поверхностью, в первую очередь марсоход использовал торможение о воздух, чтобы сбросить большую часть скорости).

И все же, 8 км/с — насколько это быстро?

Мне кажется, одна из главных причин путаницы заключается в том, что космонавты на орбите не выглядят двигающимися так быстро: похоже, будто они медленно плывут над голубым шариком.

Но 8 км/с — это молниеносно быстро. Когда смотришь на вечернее небо, иногда можно увидеть МКС, пролетающую мимо… а потом, спустя 90 минут, увидеть ее, пролетающую мимо, снова[6].↲Существуют неплохие приложения и онлайн-сервисы. Больше всего мне нравится ISS Detector, а используя поиск в Google, вы можете найти много других.↳ За эти 90 минут МКС облетела всю планету.

МКС движется так быстро, что если выстрелить с одного края футбольного поля[7],↲Любого вида.↳ Международная космическая станция пересечет поле до того, как пуля пролетит 10 метров[8].↲Прием разрешен австралийскими правилами регби.

Давайте посмотрим, как выглядела бы прогулка по поверхности Земли на скорости 8 км/с.

Чтобы лучше почувствовать темп движения, давайте использовать ритм песни 1988 года группы The Proclaimers — Iʼm Gonna Be (500 Miles)[9].↲Использование тактов для измерения времени также используется в сердечно-легочной реанимации, Stayinʼ Alive от Bee Gees тоже хорошо подходит.↳ Темп этой песни — примерно 131,9 ударов в минуту, так что представьте себе, что с каждым ударом вы двигаетесь вперед на 3 с лишним километра.

За время звучания первой строчки припева вы сможете пройти от Бронкса до Статуи Свободы.

Вы бы двигались со скоростью 15 станций метро в секунду.

Потребуется около двух строчек припева (4 такта), чтобы пересечь Ла-Манш между Англией и Францией.

С продолжительностью песни связано странное совпадение. Промежуток от начала до конца Iʼm Gonna Be — 3 минуты 30 секунд[10],↲На основе длительности официального видео из YouTube.↳ а МКС двигается со скоростью 7,66 км/с.

Это значит, что если астронавт на МКС будет слушать Iʼm Gonna Be, с первого такта и до последних строк…

Просто сгореть в атмосфере над твоим порогом.

…он преодолеет ровно 1000 миль.

chtoes.li