Содержание
На каком расстоянии находится станция мир. Международная Космическая Станция ISS
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».
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
.
Все пилотируемые орбитальные полёты проходят в термосфере, преимущественно на высотах от 200 до 500 км — ниже 200 км сильно сказывается тормозящее действие воздуха, а выше 500 км простираются радиационные пояса, оказывающие на людей вредное действие.
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:)
Выбор некоторых параметров орбиты Международной космической станции . 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 , 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.
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.
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.
Не пора ли отказаться от космонавтов на МКС? Да и вообще от людей в космосе?
- Ричард Холлингем
- BBC Future
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, NASA/Getty Images
В ноябре у Международной космической станции юбилей — на протяжении уже 20 лет ее постоянно населяют люди. Но не пришло ли время повесить скафандры на крючок и доверить исследования космоса роботам?
20 ноября 1998 года в 6:50 утра по Гринвичу я сидел на корточках за валуном в казахской степи, пытаясь спрятаться от пронизывающего ветра и прижимая к уху трубку мобильного телефона.
Покрытая снегом земля сливалась на горизонте с серым небом. У меня за спиной громкоговоритель клекотал что-то непонятное по-русски, но большинство русских, которым это предназначалось, были в деревянном сооружении неподалеку, разливая водку и готовясь праздновать запуск.
Далеко впереди, почти неразличима на фоне монохромного пейзажа, на стартовой площадке возвышалась белая ракета «Протон». Внезапно с оглушительным рокотом и вспышкой она начала отрываться от земли.
По мере того как ракета набирала высоту и исчезала в облаках, я в прямом эфире описывал происходящее радиослушателям Би-би-си.
Ведь, в конце концов, это был исторический момент — запуск на орбиту первого модуля будущей МКС, функционально-грузового блока «Заря». Однако, несмотря на все мои усилия, событие это не стало главной новостью на Би-би-си.
Даже сам факт того, что вещательная корпорация послала освещать запуск не опытного корреспондента, а начинающего сотрудника, показывает, как относились тогда к этой истории и редакторы, и слушатели.
МКС уже тогда была «долгостроем» и проектом, на который было потрачено слишком много. Тогдашний глава научных исследований в Британском космическом агентстве назвал станцию «белым слоном на орбите», и Соединенное Королевство отказалось участвовать в ее финансировании. Многие вообще сомневались, что сборка МКС когда-либо завершится.
- Космонавты вернулись с МКС на другую Землю. Как на них повлияла вспышка коронавируса
- Этот полет «Союза» на МКС — особенный.
Объясняем, почему - Новая эра. Почему корабль SpaceX полетел в космос, несмотря на коронавирус
- Создадут ли ученые генетически модифицированных космонавтов?
Объясняем, почемуСкептики оказались неправы. Станция размером с поле для американского футбола, жилое пространство которой сопоставимо с домом с шестью спальнями — однозначно замечательный продукт инженерной мысли.
Начиная с первой долговременной экспедиции в ноябре 2000 года там постоянно живут и работают, сменяясь, космонавты и астронавты. На сегодняшний день на орбитальную станцию слетали 243 человека из 19 стран. На МКС проведено примерно 3 тысячи научных экспериментов.
Автор фото, Yuri Kochetkov/AFP/Getty Images
Подпись к фото,
Запуск ракеты, доставившей в 1998 году модуль «Заря», первую часть МКС, на орбиту
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
И тем не менее сомнения относительно ценности МКС для человечества остаются — не говоря уже о том, сколько она человечеству стоила. Ее сборка на орбите обошлась налогоплательщикам США, России, Европы, Канады и Японии примерно в 150 млрд долларов.
Когда мир охватила пандемия опасного заболевания, когда над планетой висит дамоклов меч последствий изменения климата, снова встает вопрос о том, зачем посылать людей в космос и тратить на это такие огромные деньги.
«Я бы совершенно уверенно сказал, что МКС не стоит 12-значной суммы, — говорит британский космолог и астрофизик Мартин Джон Рис. — Ни один из тех сотен людей, кто вращался на орбите внутри МКС, не сделал для науки ничего настолько ценного, что могло бы оправдать хотя бы малую часть денег, потраченных обществом на «шаттлы» и орбитальную станцию».
По мнению лорда Риса, вместо этого надо было тратить общественные деньги на беспилотные, роботизированные научные миссии — они уже изменили наши представления о Вселенной.
В настоящее время космические зонды присылают на Землю фотографии и данные с Марса и Юпитера, а два «Вояджера» покинули Солнечную систему и впервые в истории человечества вошли в межзвездное пространство.
В 2014 году человечеству даже удалось посадить зонд на комету шириной в 4 км, летящую со скоростью 55 тыс. км в час в 56 млрд км от Земли.
- 40 лет в космосе: что сделали для нас зонды «Вояджер»?
- Как не допустить заражения МКС (а также тех планет, которые мы собираемся посетить)
- Пять самых невероятных примеров космической смекалки
«Если задаться вопросом, что нового мы узнали от МКС, окажется, что гораздо больше новостей пришло от «Хаббла» и марсианских миссий, — продолжает Рис. — Орбитальная станция появляется в новостях, когда [у нее на борту] поет Крис Хэдфилд или когда там ломается туалет. Я думаю, что в будущем будет все труднее и труднее оправдывать использование общественных денег для отправки людей в космос».
С тех пор как я стал свидетелем того запуска в 1998 году, изменилось многое. МКС по-прежнему почти полностью финансируется из карманов налогоплательщиков, но будущее пилотируемых полетов в космос в настоящее время создают частные компании — совсем не в меньшей степени, чем государственные космические агентства. Главный драйв идет от амбиций таких людей, как Илон Маск (гендиректор SpaceX) и Джефф Безос (основатель и глава Amazon, самый богатый человек в мире).
Пока НАСА планирует возвращение человека на Луну к 2024 году, в планах Маска — построить поселение на Марсе и даже закончить там свои дни.
Безос предпочитает размышлять о гигантских вращающихся в космосе колониях. Однако все эти мечты о том, что можно будет бросить Землю со всеми ее проблемами и улететь от них, разделяются далеко не всеми в сообществе исследователей космоса.
Автор фото, NASA/Getty Images
Подпись к фото,
К сегодняшнему дню МКС стоила человечеству (и налогоплательщикам) примерно 150 млрд долларов
«Идея полетов человека в космос искажена», — считает Линда Биллингс, аналитик американского Национального института аэрокосмических исследований.
Когда-то Биллингс работала в правительственной Национальной комиссии по космосу и выступала за пилотируемые полеты, но теперь изменила свое мнение. Одна из последних ее публикаций называется «Должны ли люди колонизировать другие планеты? Нет».
«Когда я говорю «искажена», я имею в виду — испорчена, — поясняет она. — Это неэффективно. Это слишком дорого. И главное для меня — зачем все это?»
Биллингс считает, что мотивация полетов человека в космос никак не поддерживается научно.
«Логическое обоснование для меня выглядит очень шатким — это политическое обоснование, которое покоится на вере в ценность покорения и исследования», — говорит она.
Конечно, вы можете возразить, что без покорения и исследования не существовало бы нынешней цивилизации. И мало кто подвергает сомнению отвагу пионеров полетов в космос, которых отправляли в экспериментальных ракетах на орбиту, а то и на Луну.
Биллингс, однако, подчеркивает, что мы вполне можем исследовать космос, не покидая Земли.
- Астронавт, который пытается спасти МКС
- Что заставляет астронавтов «глупеть» в космосе
«НАСА ведет просто блестящую работу по исследованию изменения климата, но политики и корпоративный мир отвечают на это: большое спасибо, но нам это не интересно, — продолжает она. — Что дают полеты в космос людям в Бангладеш и Индии, страдающим от дефицита воды?»
И тут мы подходим к еще одному деликатному вопросу: в основе программ полетов человека в космос лежит неравенство. Кто туда летал и летает?
Среди первого поколения космонавтов и астронавтов все были белые мужчины, за исключением Валентины Терешковой. Большинство были военными летчиками-испытателями. Да и до сих пор большинство астронавтов — летчики, многие — бывшие военные.
В июле 1969 года, вскоре после запуска «Аполлона-11» к Луне, поборники прав чернокожего населения из южных штатов США провели акцию протеста на мысе Канаверал.
Против чего был протест? Против запусков людей в космос в то время, когда в стране многие живут в нищете.
Подобные столкновения точек зрения могут возникнуть и в будущем, считает американский адвокат по гражданскому праву (и энтузиаст исследований космоса) Роберт Патилло.
«К 2050 году у нас появятся частные орбитальные станции, где люди могут проводить отпуск, а если вам будет позволять ваш доход, то, вероятно, к концу этого столетия слетать можно будет и на Марс, чтобы пожить там», — говорит он.
Автор фото, Paul Hennessy/NurPhoto/Getty Images
Подпись к фото,
Будущее космических исследований теперь все больше переходит в руки частных компаний, подобных SpaceX Илона Маска
«Встает вопрос: сможем ли мы гарантировать, что такие люди платят свою справедливую часть налогов на то, чтобы на Земле мы имели нормальное здравоохранение и систему образования, доступ к чистой воде и прочим фундаментальным для нормального функционирования общества вещам?» — говорит он.
Даже если Маск и попадет на Марс, вряд ли марсианское общество будет той утопией, о которой мечтают некоторые. Поверхность этой планеты — пыльная красная пустыня. Нет воздуха для дыхания. Нет продуктов. А вода если и существует, то в форме льда.
Первые поселенцы будут находиться на расстоянии 225 млн км от Земли, и любой сигнал о помощи будет идти около 24 минут, а ответ с родной планеты придется ожидать еще 24 минуты.
«Человечество не готово покинуть Землю, — считает Биллингс. — Нам предстоит пережить еще множество интеллектуальных, социальных и моральных изменений, прежде чем мы сможем хотя бы начать думать об этом».
- Посылать людей на Марс глупо, считает астронавт Билл Андерс
- На удивление простой способ посетить Марс
То есть мы слишком спешим с колонизацией космоса? Лорд Рис считает, что нам надо смириться с пределами своих возможностей как биологического вида, эволюционировавшего для жизни на Земле.
«Мы не должны себя рассматривать как кульминацию эволюции, — подчеркивает он. — Всего через пару веков на Земле появятся существа, сильно отличающиеся от человека — то ли генетически модифицированные люди, то ли существа, часть организма которых заменена на электронную начинку. И среди этих, в известном смысле, наших потомков наверняка будут и такие, кто полетит в дальний космос».
За 20 лет своего существования МКС научила нас тому, что жить и работать посреди безвоздушного пространства запечатанным как в консервной банке, есть только специально обработанную пищу, пить воду, полученную из собственных мочи и пота, — тяжело и дорого.
Возможно, к одному из главных достижений этой орбитальной станции можно отнести то, что она помогла нам лучше оценить нашу Землю. Поговорите с любым из астронавтов: именно вид нашей планеты в иллюминаторе МКС — это то, что их больше всего вдохновляло. Да и нас тоже.
—
Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.
орбита Учебное пособие
В целях планирования фотографирования Земли или дистанционного зондирования есть четыре важных момента, касающихся орбит МКС. Особенности орбит зависят от точной высоты станции, а точная высота зависит от частоты, с которой станция переводится на более высокую орбиту.
ФАКТ 1
Станция движется с запада на восток с наклонением орбиты 51,6 градуса. Каждый оборот занимает 90-93 минуты, в зависимости от точной высоты МКС. В это время часть Земли видна в темноте, а часть — при дневном свете. Высота орбиты МКС со временем постепенно снижается из-за гравитационного притяжения Земли и атмосферного сопротивления. Периодические перезагрузки корректируют орбиту МКС. По мере уменьшения высоты орбиты МКС траектория орбиты на Земле немного меняется.
Рисунок 1. Один полный виток с дневным освещением, показанным желтым цветом, и темнотой, показанным синим цветом. Трасса орбиты смещается к западу относительно поверхности Земли на величину, на которую Земля вращается во время обращения космического корабля.
Таким образом, орбита внизу начинается на экваторе над Тихим океаном и снова заканчивается на экваторе, но к западу от того места, где она началась. Орбита нумеруется от точки пересечения экватора на восходящей части перевала.
ФАКТ 2
Каждый виток занимает 90-93 минуты, примерно 16 витков в сутки (24 часа). Точное количество витков в день обычно меньше 16 (обычно от 15,5 до 15,9 витков в день) в зависимости от высоты МКС. Каждая орбита смещается на запад примерно на 22,9 ° долготы (измеряется как положение, в котором орбита пересекает экватор).
Рис. 2. Пример двух последовательных витков (показан только дневной свет): первый виток отмечен красным цветом, а второй — желтым. Стрелки показывают направление движения космического корабля.
Рисунок 3. Дневные треки для 16 последовательных витков (около суток). Часть орбиты 16, перекрывающаяся на следующий день, находится в темноте и здесь не показана. Первая дневная орбита следующего дня, номер 17, показана красным.
ФАКТ 3
Существует примерное повторение траекторий орбиты над одной и той же областью на земле каждые 3 дня. Опять же, высота МКС будет определять, насколько близко повторяются треки.
Рисунок 4. Повторение орбит каждые 3 дня. Орбиты для 1-го дня показаны желтым цветом, для 2-го дня — зеленым, а для 3-го дня — голубым. Красным цветом показаны первые четыре повторяющихся орбиты 4-го дня.
ФАКТ 4
Часть Земли, видимая космонавтам МКС в дневное время, изменяется из-за взаимодействия схемы орбиты станции и вращения Земли. Дневная часть орбиты каждый день немного смещается на восток вдоль пути. Эта световая процессия следует приблизительно 63-дневному циклу от нисходящей траектории, охватывающей средние широты, к освещению южного полушария, к восходящим траекториям и к освещению северного полушария. Этот цикл, а также сезонные изменения солнечного падения приводят к тому, что углы солнечного освещения меняются каждый раз, когда станция проходит над данным регионом.
Рис. 5. Цикл дневного хода сверху вниз: А) 1 день витков с дневным светом на нисходящем перевале.
Рис. 6. Б) 1 день орбиты при дневном свете в южном полушарии.
Рис. 7. В) 1 день витков при дневном свете на восходящем пролете.
Рис. 8. D) 1 день орбиты при дневном свете в Северном полушарии.
Синтия А. Эванс и Джули А. Робинсон, Науки о Земле и анализ изображений, Космический центр им.0001
[/caption]
Большинство читателей Universe Today знакомы с Международной космической станцией или «МКС», как ее часто называют. Но на тот случай, если вы впервые посещаете наш сайт, МКС — это огромная космическая станция, вращающаяся вокруг Земли, которая служит орбитальной лабораторией, фабрикой, испытательным полигоном и домом; члены экипажа проводят эксперименты от биологии до астрономии, в том числе эксперименты по длительному пребыванию в космосе для будущих миссий на Луну и дальше.
МКС является крупным достижением НАСА (США), ЕКА (Европа), ДЖАКСА (Япония), ККА (Канада) и всех участвующих стран (всего 16).
Космическая станция имеет длину чуть более 72 м, ширину 108 м и высоту 20 м; он поддерживается на орбитальной высоте от 330 км (205 миль) до 410 км (255 миль) и движется со средней скоростью 27 724 км (17 227 миль) в час, совершая 15,7 витка в день.
Одна из лучших особенностей МКС в том, что ее можно увидеть своими глазами с Земли! Очень легко наблюдать, как Международная космическая станция пролетает над вашим собственным задним двором!
Все, что вам нужно сделать, это понять, когда МКС будет проходить над вашим местоположением и где ее искать в небе. Вы можете проверить это с помощью приложения для прогнозирования прохождения ISS или веб-сайта, такого как Heavens-Above.
После того, как вы узнали, когда МКС пройдет над вашим местоположением, все, что вам нужно сделать за несколько минут до прохода, это выйти на улицу и начать смотреть в правильном направлении неба.
Международная космическая станция всегда пролетает, начиная с западной части неба, но не всегда с одной и той же точки.
Для одних проходов он может быть низким на горизонте, а для других — очень высоким. Большинство приложений или веб-сайтов сообщат вам, в каком направлении в небе начнется и закончится перевал, и сколько градусов над горизонтом находятся начальная и конечная точки. Также включена максимальная высота, на которой будет находиться МКС. Например, если максимальная высота указана где-то между 74-90 градусов над горизонтом, МКС будет проходить почти прямо над головой (точно так же, как вы учили в геометрии, 90 градусов будет прямо вверх). Если вы не знаете, куда смотреть, хорошее эмпирическое правило заключается в том, что ваш кулак, вытянутый на расстоянии вытянутой руки, составляет 10 градусов. Если МКС сначала будет видна на 40 градусов над горизонтом, посмотрите на четыре кулака над горизонтом. Проверьте приложения и веб-сайты, чтобы узнать, где и по какой траектории будет проходить МКС при каждом отдельном проходе.
Когда станция будет проходить над ней, она будет двигаться с запада в восточном направлении.
В среднем хороший пас может длиться около 5 минут.
МКС выглядит как невероятно яркая, быстро движущаяся звезда, и ее можно принять за самолет. Однако на МКС нет мигающих огней, и она может быть намного ярче. Кажется, что он просто скользит по небу.
Короткие пассы могут длиться от нескольких секунд до нескольких минут, и вы можете увидеть, как международная космическая станция медленно уходит в тень Земли, хорошие яркие пассы покажут, как МКС движется по небу от горизонта до горизонта.
Фотография с длинной выдержки МКС над замком Доннингтон, Великобритания. Фото: www.Perfexion.com
Международная космическая станция обычно совершает оборот вокруг нашей планеты за 90 минут, поэтому, если вам очень повезет, вы можете совершить два, а может быть, даже три или четыре полета за вечер или утро.
МКС можно увидеть не только вечером, но и утром, поскольку и МКС, и Солнце в это время находятся в идеальном положении для освещения космического корабля. Свет, который мы видим с МКС, — это отраженный солнечный свет.
Вы не можете наблюдать за прохождением МКС в середине дня, потому что днем небо слишком яркое (хотя некоторые люди со специальным оборудованием видели это), и вы не можете увидеть космическую станцию посреди ночи , так как он находится в тени Земли и свет от него не отражается.
Положение МКС в небе меняется каждую ночь. Космическая станция не использует один и тот же путь или орбитальный путь для каждой орбиты, и это изменение обеспечивает хорошие видимые проходы примерно каждые 6 недель в каждом месте на Земле.
Иногда, если к МКС был отправлен космический корабль, такой как капсула экипажа «Союз» или корабль снабжения «Прогресс», вы увидите объекты, предшествующие или следующие за станцией, когда она движется по небу. Они могут быть либо очень близко к станции, либо расстояние между объектами может измеряться минутами. Чтобы проверить, есть ли какие-либо другие космические корабли с международной космической станцией во время прохода, используйте приложение прогнозирования прохода или сайт Heaven’s Above Site.