Говоря о пилотируемых аппаратах, отдельно стоит упомянуть орбитальные станции, тем более что до эпохи МКС лишь наша страна имела уникальный опыт эксплуатации долговременных орбитальных аппаратов и опыт исследований воздействия на человека долговременного пребывания в космосе. Единственная американская попытка создать постоянную станцию - Skylab - завершилась неудачно. Как известно, СССР запустил в космос семь "Салютов" и один "Мир". Надо сказать, что из всей "салютной" серии по-настоящему долго и успешно работали лишь две последние станции "Салют-б" и "Салют-7" [их посетили 26 экипажей]. "Салюты" 2, 3 и 5 имели также название "Алмаз" и были чисто военными станциями, на которых размещались большие фотоаппараты для съемки территории вероятного противника и даже пушки. Первый "Алмаз" вышел из строя вскоре после запуска, два других посетили в общей сложности три экипажа. С "Салютами" связана вторая и, хочется надеяться, последняя катастрофа в нашей космонавтике. После неудачной стыковки с "Салютом-1" во время схода с орбиты погиб экипаж "Союза-11", состоявший из трех человек.

НА ОРБИТЕ СТАНЦИЯ "МИР"
Доктор технических наук Ю. СЕМЕНОВ, кандидат технических наук Л. ГОРШКОВ.

• В Советской программе космических исследований сделан еще один важный шаг - 20 февраля этого года на околоземной орбите начала работать большая научная лаборатория нового поколения, орбитальная станция "Мир". Она была выведена на орбиту мощной ракетой-носителем "Протон", такой же, какой выводилась, в частности, станция "Салют-7", вот уже более четырех лет несущая свою космическую службу. То, что новая станция "Мир" и станции предыдущего поколения выводятся на орбиту одной и той же ракетой, определило близость некоторых их важных характеристик, в частности общей массы, внешних геометрических обводов, ряда основных размеров. Есть сходные черты и в ряде основополагающих технических конструктивных решений (см. "Наука и жизнь" №4, 1981).

• И в то же время станция "Мир" с полным основанием названа станцией нового поколения. Она рассчитана на принципиально новые технологии научных исследований, в ней значительно улучшены условия для работы и отдыха экипажа, и, наконец, самое важное - удалось заметно поднять ее эффективность. Это проявилось, например, в том, что экипаж освобожден теперь от ряда вспомогательных работ и может намного больше времени уделять основному делу - научным исследованиям. Или еще, скажем, в том, что появляется возможность заметно снизить требуемый грузопоток, идущий на станцию с Земли.

• Наш рассказ о станции "Мир" начнем, с ее "анкетных данных" - с некоторых важных технических характеристик.

• Общая длина станции - 13,13 м, она, как и станция семейства "Салют", состоит из четырех отсеков (см. рисунок на II- III стр. цветной вкладки) - основного, рабочего отсека, переходного отсека, промежуточной камеры и негерметичного агрегатного отсека. В агрегатном отсеке установлены два маршевых двигателя с тягой по 300 кг каждый. С их помощью станция может маневрировать в пространстве, в частности менять орбиту. В агрегатном отсеке находятся также 32 двигателя системы ориентации с тягой по 14 кг каждый.

• Длина рабочего отсека - 7,67 м, его наибольший диаметр - 4,2 м. Примерно такой же диаметр и у агрегатного отсека, а переходной в его цилиндрической части имеет диаметр 2,2 м. Общая масса станции после ее выведения на орбиту примерно 21 т.

• Для станции "Мир" выбрана рабочая орбита высотой до 300-400 км, плоскость которой наклонена по отношению к плоскости экватора на 51,6 градуса.

• Транспортный корабль доставляет на станцию экипаж в составе 2-3 человек, но на ней могут работать и 5-6 человек, доставленных на борт двумя транспортными кораблями. Состав атмосферы в помещениях станции такой же, как и на Земле, давление - 800-970 мм ртутного столба.

• Для приема транспортных кораблей, как пилотируемых, так и грузовиков, на станции "Мир", как и на "Салютах", имеются два стыковочных узла - один со стороны переходного отсека, другой - со стороны агрегатного. Но, кроме того, на переходном отсеке станции "Мир" есть еще четыре стыковочных агрегата, они предназначены для включения в орбитальный комплекс нового для космической техники элемента - самостоятельных научных модулей, которые стартуют с Земли, стыкуются со станцией и расширяют ее научный арсенал. Эти модули, как и транспортные корабли, первоначально причаливают к основному (осевому) стыковочному агрегату, расположенному на торцевой части переходного отсека. После этого механический манипулятор переносит научный модуль на один из четырех боковых стыковочных агрегатов.

• На этих модулях может быть размещено оборудование для тех или иных систем самой станции и установки для технологических экспериментов в космосе. Во всех случаях экипаж имеет свободный доступ к оборудованию, установленному в модулях,- из переходного отсека в каждый из них можно попасть через люк диаметром 0,8 м. Такой же люк ведет из рабочего отсека станции в переходной.

• Совершенно очевидно, что сам принцип дополнения научного, технического и технологического оборудования станции отдельно доставленными на нее модулями и особенно возможность их замены по мере появления новых исследовательских задач - все это качественно меняет ситуацию, резко увеличивает возможности выполнения на орбите разнообразных научных исследований. Сама станция получила наименование "базовый блок", так как она теперь стала основой для построения многоцелевого постоянно действующего орбитального комплекса, возможности которого и решаемые задачи в значительной мере определяются специализированными научными модулями, фактически расширяющими станцию, увеличивающими ее объем. Сама же станция "Мир", сам базовый блок орбитального комплекса, главным образом обеспечивает необходимые условия для работы и отдыха экипажа, со станции осуществляется управление работой всего комплекса, отсюда он снабжается электроэнергией, здесь работают радиотехнические системы, поддерживающие связь с Землей для передачи научной информации и телеметрии.

• Кстати, о связи. Особенность радиотелефонной, телевизионной и телеметрической связи с космическим аппаратом, находящимся на низкой (сотни километров) околоземной орбите искусственного спутника Земли, состоит в том, что он в лучшем случае лишь около четверти витка проходит над территорией нашей страны. А бывают такие витки, когда аппарат вообще не пролетает над нашими наземными приемными пунктами. Чтобы ликвидировать или по крайней мере сократить паузы, во время которых аппарат, в частности орбитальная станция, остается без связи с Землей, в различные районы Мирового океана направляют суда, они ретранслируют радиосигналы, идущие с борта станции на Землю и с Земли на борт.

• Сейчас Земля может поддерживать со станцией "Мир" практически круглосуточную связь благодаря использованию спутников-ретрансляторов, находящихся на так называемой геостационарной орбите (высота около 36 тыс. км - см. статью "Большая телевизионная сеть страны", "Наука и жизнь" № 2, 1986).

• Надежная круглосуточная связь между станцией и Землей не только создает удобства для экипажа и позволяет передавать со станции научную и телеметрическую информацию по мере ее поступления, без вынужденных перерывов. Возможность непрерывной связи со станцией "Мир" имеет особое значение еще и потому, что ее бортовые вычислительные средства могут образовывать единый комплекс с мощными наземными ЭВМ и такой прямой контакт "машина - машина" открывает новые возможности для автоматического контроля и управления системами станции для проведения научных экспериментов.

• А теперь вернемся к тем особенностям станции "Мир", которые связаны с принципиально новой стратегией расширения орбитального комплекса - с использованием больших сменяемых модулей.

• Установка оборудования в отдельно доставляемых на станцию модулях позволяет освободить от научных приборов значительный объем рабочего отсека. В нем стало просторнее, и появилась возможность улучшить бытовые условия экипажа. На станции "Мир" впервые созданы, так сказать, личные помещения, их по аналогии с морскими судами назвали каютами.

• Площадь этих кают не очень-то велика, но они дают возможность человеку уйти, если захочется, из общего помещения, побыть наедине с собой. Это важный момент психологического комфорта, особенно для тех, кто работает на борту много месяцев. Появилось на станции и устройство для умывания. На станциях "Салют" экипаж периодически пользовался душевой установкой, устраивал себе банный день. Но вместо умывания "водой из-под крана", вместо этой привычной и часто выполняемой в земных условиях процедуры космонавтам приходилось лишь вытираться влажными гигиеническими салфетками. Появление на борту станции умывальника может показаться мелочью, но, думается, эта мелочь внесет немалый вклад в приближение непростого бортового быта к привычным земным нормам.

• Превращение станции в большой орбитальный комплекс сделало целесообразной иную, чем это было до сих пор, систему сближения и стыковки прибывающих транспортных кораблей. Когда к станции "Салют" с Земли приходит пилотируемый транспортный корабль, то сама станция с помощью своих небольших реактивых двигателей системы ориентации разворачивается в пространстве так, чтобы ее стыковочный агрегат был направлен в сторону приближающегося корабля. Расчеты показали, что нецелесообразно разворачивать подобным образом весь орбитальный комплекс станции "Мир" - значительно проще и, так сказать, дешевле (по расходу горючего и рабочего тела для двигателей ориентации) сделать так, чтобы транспортный корабль, приблизившись к станции на несколько сот метров, облетел ее и сам подошел к назначенному стыковочному агрегату. Для того чтобы этот маневр облета и стыковки выполнялся четко и надежно, созданы современные системы автоматики и радиотехнические средства, они невидимыми нитями радиоволн связывают станцию с кораблем, сами ведут и разворачивают его, с высокой точностью подводят к стыковочному узлу.

• Нужно вообще отметить, что система управления орбитальным комплексом станции "Мир" поднята на новую, значительно более высокую ступень по сравнению с ранее использовавшимися системами. Это прежде всего относится к системе управления движением, которая решает следующие задачи: ориентацию станции относительно центра масс; коррекцию ее орбиты; наведение транспортных кораблей и научных модулей на станцию. Для решения этих задач в систему управления движением входят цифровой вычислительный комплекс, акселерометры - датчики угловых скоростей, солнечные и звездные датчики, приборы ручной ориентации, инфракрасные датчики, которые, ориентируясь по тепловому излучению, находят направление на центр Земли (вертикаль), и другие приборы. В системе используется новая стратегия автоматического перевода станции в заданное пространственное положение после длительного полета в экономичном "произвольном режиме", то есть без определенной ориентации. Необходимые команды исполнительным механизмам выдает бортовая ЭВМ, в память которой от датчиков вводятся данные о том, в каком положении находилась станция во время последней точной ее ориентации, а от акселерометров вычислительная машина узнает, в каком направлении и насколько она перемещалась за прошедшее время.

• Еще одна важная новинка - в системе ориентации, кроме реактивных двигателей малой тяги, используются установки, не требующие расхода запасов рабочего тела. Это гироскопические стабилизаторы, или коротко гиродины. Их основа - маховики, они раскручиваются электродвигателями, получающими в итоге бесплатную энергию от солнечных батарей. Вращающийся маховик становится той "точкой опоры", относительно которой можно повернуть станцию: управляя кинетическим моментом гиродинов, можно управлять и разворотами станции, то есть сделать то же самое, что и с помощью реактивных двигателей системы ориентации, но без расхода массы. Гиродины будут установлены в научных модулях, с их помощью будет выполняться основной объем операций ориентирования станции, и благодаря этому резко снизится общий расход рабочего тела двигателей ориентации, а значит, необходимость пополнять его запасы, доставлять рабочее тело с Земли транспортными кораблями.

• Заметно изменилась по сравнению с "Салютами" система энергопитания орбитальной станции "Мир". В ее состав входят две панели солнечных батарей (вместо трех на "Салютах") с размахом около 30 м и общей площадью почти 80 кв. м. Эти панели, как и раньше, подзаряжают аккумуляторную батарею, которая непосредственно питает бортовую сеть постоянным напряжением 28,5 В. Однако если раньше допускались отклонения от номинального питающего напряжения на несколько вольт в ту и другую стороны, то теперь оно стабилизировано и может меняться не более чем на 0,5 В. Это в целом повышает надежность работы всего электронного, электротехнического, радио- и иного оборудования, не говоря уже о том, что в ряде случаев отпадает необходимость в "индивидуальных" стабилизаторах напряжения, без которых не могли обходиться некоторые приборы. Максимальная мощность источников электропитания почти 9 кВт, этого хватило бы, чтобы прокормить 150-200 телевизоров.

• Претерпела существенные изменения и система терморегулирования, которая должна не только поддерживать нужную температуру в герметичных отсеках самой станции, в транспортных кораблях и научных модулях, но и обеспечивать заданный тепловой режим элементов конструкции корабля, приборов и оборудования как внутри отсеков, так и снаружи. В системе теплоснабжения вместо традиционных змеевиков использовано такое надежное и эффективное теплотехническое устройство, как тепловые трубы (см. "Наука и жизнь" № 5, 1977), и это лишь одно из нововведений, благодаря которым система терморегулирования стала значительно более совершенной. Можно задавать различную температуру теплоносителя в жидкостном контуре охлаждения воздуха, и она будет автоматически поддерживаться. При этом в жилой зоне будут сохраняться выбранная экипажем температура в интервале от 18 до 28 градусов Цельсия и относительная влажность воздуха в пределах от 30 до 70 процентов.

• Трудно, пожалуй, найти бортовую систему или комплекс научных и инженерных решений, реализованных на станции "Мир", которые не представляли бы собой шаг вперед по сравнению со станциями предыдущего поколения. В ряде случаев, как видно из приведенных примеров, произошли изменения весьма существенные. Все это позволяет поднять на новую ступень, сделать более эффективными программы научных исследований и работ в интересах различных отраслей народного хозяйства страны, разработку и проверку на орбите перспективных космических технологий, новых приборов и систем космической техники. Первые шаги по использованию станции "Мир" в качестве основы большого орбитального комплекса уже сделаны: на борту станции почти два месяца (с 15 марта по 5 мая этого года) успешно работал ее первый экипаж - опытные летчики-космонавты Л. Кизим и В. Соловьев. Эта первая экспедиция показала, что станция "Мир" в полной мере оправдывает надежды, которые возлагались на нее разработчиками. Теперь впереди большая работа по созданию и реализации новых программ, в том числе международных, работа, которая позволит станции делом поддержать свое благородное название и внести вклад в мирное использование космического пространства.

  «Наука и жизнь» 1986, №9, с. 15

  ХРОНИКА КОСМИЧЕСКОЙ ЭРЫ

• Первый экипаж орбитальной станции "Мир" прибыл на нее 15 марта 1986 года, и первый цикл работ космонавтов на борту станции длился около двух месяцев, после этого Л. Кизим и В. Соловьев совершили первый в истории космонавтики перелет с одного орбитального аппарата на другой - 5 мая они покинули "Мир" на своем транспортном корабле "Союз-Т-15" и на следующий день прибыли на борт станции "Салют-7", которая с 21 ноября 1985 года летала в автоматическом режиме. Выполнив запланированный цикл работ на этой станции, космонавты совершили еще один орбитальный перелет и 29 июня вернулись на станцию "Мир". Во время их отсутствия на эту станцию прибыл усовершенствованный транспортный корабль "Союз ТМ", предназначенный для перевозки людей с Земли на орбитальные станции. После недели полета в составе комплекса "Мир" - "Союз ТМ" - "Прогресс-26" транспортный корабль "Союз ТМ" отошел от станции, и 30 мая его спускаемый аппарат вернулся на Землю. А 16 июля завершили четырехмесячный полет и космонавты Л. Кизим и В. Соловьев.

Мы так мало знаем о космосе, о том, сколько неведомых секретов он хранит. Никто не может даже приблизительно осознать тайны Вселенной. Хотя постепенно человечество движется к этому. С древних времен люди хотели понять, что же происходит в космосе, какие объекты, кроме нашей планеты, находятся в Солнечной системе, как разгадать тайны, которые они хранят. Множество загадок, которые скрывает далекий мир, привело к тому, что ученые начали задумываться о том, как человек может отправиться в космос для его изучения.

Так появилась первая орбитальная станция. А за ней - еще множество других, более сложных и мультифункциональных исследовательских объектов, нацеленных на покорение космического пространства.

Что такое орбитальная станция?

Это крайне сложная установка, предназначенная для того, чтобы отправлять исследователей и ученых в космос для проведения экспериментов. Она находится на земной орбите, оттуда ученым удобно наблюдать за атмосферой и поверхностью планеты, проводить прочие исследования. Подобные цели стоят и перед искусственными спутниками, но они управляются с Земли, то есть экипаж там отсутствует.

Периодически члены экипажа на орбитальной станции сменяются новыми, но происходит это крайне редко в связи с затратами на транспортировки в космосе. Кроме того, периодически туда отправляют корабли для перемещения необходимого оборудования, материального обеспечения и провизии для космонавтов.

У каких стран есть своя орбитальная станция

Как уже отмечалось выше, создание и тестирование установок подобной сложности - очень длительный и затратный процесс. Для него требуются не только серьезные средства, но и ученые, способные справиться с подобными задачами. Поэтому только крупные мировые державы могут себе позволить разрабатывать, запускать и содержать подобные устройства.

Орбитальными станциями обладают США, Европа (ЕКА), Япония, Китай и Россия. В конце ХХ века вышеуказанные государства объединились для создания Международной космической станции. Также в этом принимают участие и некоторые другие развитые страны.

Станция «Мир»

Один из наиболее успешных проектов по строительству космического оборудования - станция «Мир» производства СССР. Она была запущена в 1986 году (до этого проектирование и строительство осуществлялись более десяти лет) и продолжала функционировать до 2001 года. Орбитальная станция «Мир» создавалась буквально по кусочкам. Несмотря на то что датой ее запуска считается 1986 год, тогда была запущена только первая часть, в течение последних десяти лет на орбиту были направлены еще шесть блоков. Не один год вводилась в эксплуатацию орбитальная станция «Мир», затопление которой состоялось намного позже намеченного срока.

Провизия и прочие расходные материалы доставлялись на орбитальную станцию при помощи транспортных кораблей «Прогресс». За время существования «Мира» было создано четыре подобных корабля. Для со станции на Землю тоже существовали свои специальные установки - баллистические ракеты под названием «Радуга». Всего за период существования станции на ней побывало больше сотни космонавтов. Наиболее длительным было пребывание на ней российского космонавта

Затопление

В 90-х годах прошлого века на станции начались множественные проблемы, и было решено прекратить исследования. Это вызвано тем, что она просуществовала намного дольше предполагаемого срока, первоначально она должна была работать около десяти лет. В год затопления орбитальной станции «Мир» (2001) было принято решение направить ее в южную область Тихого океана.

Причины затопления

В январе 2001 года в России было решено затопить станцию. Предприятие стало нерентабельным, постоянная необходимость ремонтов, слишком дорогостоящее обслуживание и аварии сделали свое дело. Также было предложено несколько проектов ее переоборудования. Орбитальная станция «Мир» представляла собой ценность для Тегерана, который был заинтересован в том, чтобы отслеживать передвижения и пуски ракет. Кроме того, высказывались вопросы о значительном сокращении которые придется ликвидировать. Несмотря на это, в 2001-м (год затопления орбитальной станции «Мир») она была ликвидирована.

Международная космическая станция

Орбитальная станция МКС - это комплекс, созданный несколькими государствами. В той или иной степени пятнадцать стран занимаются его разработкой. Впервые речь о создании подобного проекта зашла в далеком 1984 году, когда американское правительство совместно с несколькими другими государствами (Канадой, Японией) решили создать супермощную орбитальную станцию. После начала разработок, когда подготавливался комплекс под названием «Фридом», стало понятно, что траты на космическую программу слишком велики для государственного бюджета. Поэтому американцы решили искать поддержки у других стран.

В первую очередь они, конечно, обратились к стране, которая уже имела опыт покорения космического пространства - к СССР, где были аналогичные проблемы: нехватка финансирования, слишком дорогая реализация проектов. Поэтому сотрудничество нескольких государств оказалось вполне разумным решением.

Соглашение и запуск

В 1992 году между США и Россией было подписано соглашение о совместном освоении космического пространства. Начиная с этого времени, страны организовывают совместные экспедиции и обмениваются опытом. Шесть лет спустя первый элемент МКС был отправлен в космос. На сегодняшний день он состоит из множества модулей, к которым планируется постепенно подсоединить еще несколько.

Модули МКС

В состав МКС входят три исследовательских модуля. Это американская лаборатория «Дестини», которая была создана в 2001 году, центр «Коламбус», основанный европейскими исследователями в 2008 году, и «Кибо» - японский модуль, доставленный на орбиту в том же году. Японский исследовательский модуль был установлен на МКС последним. Его по частям отправляли на орбиту, где он и монтировался.

У России нет своего полноценного исследовательского модуля. Но есть аналогичные устройства - «Поиск» и «Рассвет». Это малые исследовательские модули, которые по своим функциям немного менее развиты в сравнении с устройствами других стран, но не особо им уступают. Кроме того, сейчас в России разрабатывается многофункциональная станция под названием «Наука». Планируется, что она будет запущена в 2017 году.

"Салют"

Орбитальная станция «Салют» - долговременный проект СССР. Всего таких станций было несколько штук, все они были пилотируемыми и предназначались для осуществления гражданской программы ДОС. Эта первая российская орбитальная станция была запущена на околоземную орбиту в 1975 году при помощи ракеты «Протон».

В 1960 годах были созданы первые разработки орбитальной станции. К этому времени уже существовала ракета «Протон» для транспортировки. Поскольку создание столь сложного устройства было в новинку ученым умам СССР, работа шла крайне медленно. В процессе возникал ряд проблем. Поэтому было решено воспользоваться разработками, созданными для «Союза». Все «Салюты» были очень похожи по своей конструкции. Главным и самым большим отсеком был рабочий.

"Тяньгун-1"

Китайская орбитальная станция была запущена совсем недавно - в 2011 году. Пока что она не разработана до конца, ее строительство будет продолжаться до 2020 года. В результате планируется соорудить очень мощную станцию. В переводе слово "тяньгун" означает «небесный чертог». Вес устройства равен приблизительно 8500 кг. На сегодняшний день станция состоит из двух отсеков.

Поскольку китайская космическая промышленность планирует в ближайшее время запускать станции следующего поколения, задачи "Тяньгун-1" крайне просты. Главные цели программы состоят в том, чтобы отработать стыковку с кораблями типа «Шэньчжоу», которые сейчас доставляют груз на станцию, отладить существующие модули и устройства, при необходимости модифицировать их, а также создать нормальные условия для длительного пребывания космонавтов на орбите. Следующие станции китайского производства уже будут обладать более широким спектром целей и возможностей.

«Скайлэб»

Единственная американская орбитальная станция была запущена на орбиту в 1973 году. Она была нацелена на проведение исследований, касающихся самых разных аспектов. "Скайлэб" проводила технологические, астрофизические и биологические исследования. На этой станции было три длительных экспедиции, она просуществовала до 1979 года, после чего разрушилась.

У "Скайлэб" и "Тяньгун" были схожие задачи. Поскольку тогда только начиналось экипаж "Скайлэб" должен был исследовать, как проходит процесс адаптации человека в космосе, и проводить некоторые научные эксперименты.

Первая экспедиция "Скайлэб" продлилась всего 28 дней. Первые космонавты отремонтировали некоторые испорченные детали и практически не успели провести исследования. Во время второй экспедиции, которая продлилась уже 59 дней, был установлен теплоизолирующий экран и произведена замена гидроскопов. Третья экспедиция на борту "Скайлэб" продлилась 84 дня, был проведен ряд исследований.

После завершения трех экспедиций предлагалось несколько вариантов того, как можно в дальнейшем поступить со станцией, но из-за невозможности ее транспортировки на более дальнюю орбиту было решено разрушить "Скайлэб". Что и произошло в 1979 году. Некоторые обломки станции удалось сохранить, сейчас они выставляются в музеях.

Genesis

Кроме вышеуказанных, на данный момент на орбите находятся еще две станции без экипажа - надувные Genesis I и Genesis II, которые были созданы частной компанией, занятой космическим туризмом. Они были запущены в 2006 и 2007 годах соответственно. Данные станции не нацелены на исследование космического пространства. Главная их отличительная способность - это то, что, оказавшись на орбите в сложенном виде, они, раскладываясь, начинают значительно увеличиваться в размерах.

Вторая модель модуля лучше оснащена необходимыми датчиками, а также 22 камерами видеонаблюдения. По проекту, организованному компанией, которая создала корабль, любой человек мог отправить на втором модуле небольшой предмет за 295 американских долларов. Также на борту Genesis II есть автомат для игры в бинго.

Итоги

Многие мальчики в детстве хотели стать космонавтами, хотя мало кто из них понимал, насколько это сложная и опасная профессия. В СССР космическая промышленность вызывала гордость у каждого патриота. Достижения советских ученых в этой области невероятны. Они очень важны и примечательны, поскольку эти исследователи были первопроходцами в своей области, им приходилось создавать самостоятельно все. станции были прорывом. Они открыли новую эру покорения Вселенной. Множеству космонавтов, которые были отправлены на околоземную орбиту, удалось достичь неимоверных высот и поспособствовать освоению космоса, открыв его секреты.

ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ, конструкция, вращающаяся по орбите в открытом космосе, предназначенная для длительного пребывания человека. Орбитальные станции более просторны, чем большинство космических кораблей, чтобы их обитатели космонавты и ученые… … Научно-технический энциклопедический словарь

Пилотируемый или автоматический космический аппарат, длительное время функционирующий на орбите вокруг Земли, др. планеты или Луны. Орбитальные станции могут доставляться на орбиту в собранном виде или монтироваться в космосе. На орбитальных… … Большой Энциклопедический словарь

Современная энциклопедия

орбитальная станция - Искусственный спутник на орбите вокруг Земли, служащий рабочей станцией с космонавтами на борту, лабораториями и инструментами для дистанционного зондирования … Словарь по географии

Орбитальная станция - ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ, пилотируемый или автоматический космический аппарат, длительное время функционирующий на орбите вокруг Земли, другой планеты или Луны и предназначенный для их исследования, а также изучения космического пространства, медико… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ - космический летательный аппарат, длительное время функционирующий на околоземной, окололунной или околопланетной (см.). О. с. может быть пилотируемой (с экипажем космонавтов) или работать в автоматическом режиме. Её назначение решение широкого… … Большая политехническая энциклопедия

- (ОС), космический аппарат, длительное время функционирующий на околоземной орбите. ОС предназначена для медико биологических, технических, технологических и других исследований и экспериментов. Как правило, на ОС работают экипажи космонавтов, но… … Энциклопедия техники

Пилотируемый или автоматический космический аппарат, длительное время функционирующий на орбите вокруг Земли, другой планеты, Луны. Орбитальные станции могут доставляться на орбиту в собранном виде или монтироваться в космосе. На орбитальной… … Энциклопедический словарь

Тяжёлый искусственный спутник, длительное время функционирующий на околоземной, окололунной или околопланетной орбитах. О. с. может быть пилотируемой (с экипажем космонавтов) или работать в автоматическом режиме. Назначение О. с.: решение … Большая советская энциклопедия

КА. длительное время функционирующий на околоземной, окололунной или околопланетной орбите. О. с. может быть пилотируемой (с экипажем космонавтов) или работать в автоматич. режиме. Назначение О. с.: решение науч. и прикладных задач исследование… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Книги

• Завтра наступит вечность , Александр Громов. Вы думаете, на Луну не высаживался никто, кроме нескольких американских астронавтов? Вы полагаете, что МКС - единственная функционирующая на сегодняшний день орбитальная станция? На самом…
• Завтра наступит вечность , Александр Громов. Вы думаете, на Луну не высаживался никто, кроме нескольких американских астронавтов? Вы полагаете, что МКС – единственная функционирующая на сегодняшний день орбитальная станция? На самом…

Кратко о статье: МКС - самый дорогостоящий и амбициозный проект человечества на пути к освоению космоса. Впрочем, строительство станции в самом разгаре, и пока неизвестно, что будет с ней через пару-другую лет. Мы рассказываем о создании МКС и планах по ее завершению.

Космический дом

Международная космическая станция

Ты остаешься за главную. Но ничего не трогай.

Шутка русских космонавтов в адрес американки Шэннон Люсид, которую они повторяли каждый раз, когда выходили со станции “Мир” в открытый космос (1996).

В далеком 1952 году немецкий ракетостроитель Вернер фон Браун говорил, что человечеству очень скоро понадобятся космические станции: как только оно выйдет в космос, его уже будет не остановить. А для планомерного освоения Вселенной нужны орбитальные дома. 19 апреля 1971 года Советским Союзом запущена первая в истории человечества космическая станция “Салют 1”. Она была длиной всего 15 метров, а объем обитаемого пространства составлял 90 квадратных метров. По нынешним меркам первопроходцы летали в космос на ненадежном металлоломе с начинкой из радиоламп, однако тогда казалось, что в космосе для человека больше нет преград. Сейчас, 30 лет спустя, над планетой висит всего один обитаемый объект - “Международная космическая станция”.

Она - самая крупная, продвинутая, но в то же время и самая дорогостоящая станция среди всех, что когда-либо запускались. Все чаще задаются вопросы - а нужна ли она людям? Мол, что вообще нам надо в космосе, если и на Земле осталось так много проблем? Пожалуй, стоит разобраться - что представляет собой этот амбициозный проект?

Рокот космодрома

Международная космическая станция (МКС) - совместный проект 6 космических агентств: Федерального космического агентства (Россия), Национального агентства по аэронавтике и исследованию космического пространства (США), Японского Аэрокосмического Исследовательского Управления (JAXA), Канадского космического агентства (CSA/ASC), Бразильского космического агентства (AEB) и Европейского космического агентства (ESA).

Впрочем, не все члены последнего приняли участие в проекте “МКС” - Великобритания, Ирландия, Португалия, Австрия и Финляндия отказались от этого, а Греция и Люксембург присоединились позднее. По сути, в основе МКС лежит синтез несостоявшихся проектов - русской станции “Мир-2” и американской “Свобода”.

Работа над созданием МКС началась в 1993 году. Станция “Мир” была запущена 19 февраля 1986 года и имела гарантийный срок эксплуатации в 5 лет. Фактически она провела на орбите 15 лет - из-за того, что у страны просто не было денег на запуск проекта “Мир-2”. У американцев были похожие проблемы - холодная война закончилась, и их станция “Свобода”, на одно проектирование которой уже было истрачено около 20 миллиардов долларов, оказалась не у дел.

Россия имела 25-летнюю практику работы с орбитальными станциями, уникальные методики длительного (свыше года) пребывания человека в космосе. Кроме того, у СССР и США имелся неплохой опыт совместной работы на борту станции “Мир”. В условиях, когда ни одна страна не могла самостоятельно потянуть дорогую орбитальную станцию, МКС стала единственной альтернативой.

15 марта 1993 года представители Российского космического агентства и научно-производственного объединения “Энергия” обратились к NASA с предложением о создании МКС. 2 сентября подписано соответствующее правительственное соглашение, а к 1 ноября - подготовлен детальный план работ. Финансовые вопросы взаимодействия (поставки оборудования) были решены летом 1994 года, а к проекту присоединилось 16 стран.

Поехали!

Развертывание МКС было начато Россией 20 ноября 1998 года. Ракета “Протон” вывела на орбиту функционально-грузовой блок “Заря”, который, наряду с американским стыковочным модулем NODE-1, доставленным в космос 5 декабря того же года шаттлом “Индевер”, составил “костяк” МКС.

“Заря” - наследник советского ТКС (транспортный корабль снабжения), разработанного для обслуживания боевых станций “Алмаз”. На первой стадии сборки МКС она стала источником электроэнергии, складом оборудования, средством навигации и корректировки орбиты. Все остальные модули МКС сейчас имеют более конкретную специализацию, в то время как “Заря” практически универсальна и в будущем станет выполнять функции хранилища (питание, топливо, приборы).

Официально “Заря” находится в собственности США - они оплатили ее создание - однако фактически модуль собирали с 1994 по 1998 годы в Государственном космическом центре имени Хруничева. Он был включен в состав МКС вместо модуля “Bus-1”, спроектированного американской корпорацией “Локхид”, поскольку тот стоил 450 миллионов долларов против 220 миллионов за “Зарю”.

У “Зари” три стыковочных шлюза - по одному с каждого конца и один сбоку. Ее солнечные батареи достигают 10,67 метров в длину и 3,35 метров в ширину. Кроме того, на модуле установлено шесть никель-кадмиевых аккумуляторов, способных выдавать около 3 киловатт мощности (первое время с их зарядкой возникали проблемы).

По внешнему периметру модуля расположено 16 топливных баков общим объемом в 6 кубометров (5700 килограммов горючего), 24 поворотных реактивных двигателя большого размера, 12 маленьких, а также 2 главных двигателя для серьезных орбитальных маневров. “Заря” способна на автономный (беспилотный) полет в течение 6 месяцев, однако из-за задержек с российским служебным модулем “Звезда” ей пришлось летать пустой в течение 2 лет.

Модуль “Unity” (создан корпорацией “Боинг”) отправился в космос вслед за “Зарей” в декабре 1998 года. Будучи оборудованным шестью стыковочными шлюзами, он стал центральным соединительным узлом для последующих модулей станции. “Unity” жизненно важен для МКС. Рабочие ресурсы всех модулей станции - кислород, вода и электричество - проходят именно через него. На “Unity” также установлена базовая система радиосвязи, позволяющая использовать коммуникационные возможности “Зари” для общения с Землей.

Служебный модуль “Звезда” - главный российский сегмент МКС - запущен 12 июля 2000 года и состыковался с “Зарей” 2 недели спустя. Его каркас построили еще в 1980-х годах для проекта “Мир-2” (дизайн “Звезды” очень напоминает первые станции “Салют”, а ее конструктивные особенности - станцию “Мир”).

Упрощенно говоря, этот модуль - жилье для космонавтов. Он оснащен системами жизнеобеспечения, связи, управления, обработки данных, а также двигательной установкой. Общая масса модуля - 19050 килограммов, длина - 13,1 метра, размах солнечных батарей - 29,72 метра.

В “Звезде” имеется два спальных места, велотренажер, беговая дорожка, туалет (и другие гигиенические установки), холодильник. Наружный обзор обеспечивают 14 иллюминаторов. Российская электролитическая система “Электрон” разлагает отработанную воду. Водород выводится за борт, а кислород поступает в систему жизнеобеспечения. В паре с “Электроном” работает система “Воздух”, поглощающая углекислый газ.

Теоретически, отработанную воду можно очистить и использовать повторно, однако на МКС такое практикуется редко - свежую воду доставляют на борт грузовые “Прогрессы”. Надо сказать, что система “Электрон” несколько раз барахлила и космонавтам приходилось использовать химические генераторы - те самые “кислородные свечи”, которые однажды вызвали пожар на станции “Мир”.

В феврале 2001 года к МКС (на один из шлюзов “Unity”) присоединен лабораторный модуль “Destiny” (“Судьба”) - алюминиевый цилиндр весом 14,5 тонн, длиной 8,5 метров и диаметром 4,3 метра. Он оборудован пятью монтажными стойками с системами жизнеобеспечения (каждая весит 540 килограммов и может производить электричество, остужать воду и контролировать состав воздуха), а также доставленными чуть позже шестью стойками с научным оборудованием. Оставшиеся 12 пустых установочных мест будут заняты со временем.

В мае 2001 года к “Unity” присоединили главный шлюзовой отсек МКС - “Quest Joint Airlock”. Этот шеститонный цилиндр размерами 5,5 на 4 метра оснащен четырьмя баллонами высокого давления (2 - кислород, 2 - азот), позволяющими компенсировать утрату выпущенного наружу воздуха, и стоит сравнительно недорого - всего 164 миллиона долларов.

Его рабочее пространство в 34 кубометра используется для выходов в открытый космос, причем размеры шлюза позволяют использовать скафандры любых типов. Дело в том, что устройство наших “Орланов” предполагает их применение только на российских переходных отсеках, аналогичная ситуация с американскими EMU.

В этом модуле космонавты, выходящие в космос, также могут отдыхать и дышать чистым кислородом, чтобы избавиться от декомпрессионной болезни (при резкой смене давления азот, количество которого в тканях наших тел достигает 1 литра, переходит в газообразное состояние).

Последним из собранных модулей МКС является российский стыковочный отсек “Пирс” (СО-1). Создание СО-2 было прекращено из-за проблем с финансированием, поэтому на МКС сейчас имеется только один модуль, к которому можно без труда пристыковать корабли “Союз-ТМА” и “Прогресс” - причем сразу три штуки. Кроме того, из него можно выходить наружу космонавтам, одетым в наши скафандры.

И, наконец, нельзя не назвать еще один модуль МКС - багажный многоцелевой модуль обеспечения. Строго говоря, их три - “Леонардо”, “Рафаэлло” и “Донателло” (художники эпохи Возрождения, а также трое из четырех ниндзя-черепашек). Каждый модуль представляет собой практически равносторонний цилиндр (4,4 на 4,57 метра), перевозимый на шаттлах.

В нем может храниться до 9 тонн груза (собственный вес - 4082 килограмма, с максимальной загрузкой - 13154 килограмма) - припасов, доставляемых на МКС, и отходов, увозимых с нее. Весь багаж модуля находится в обычной воздушной среде, поэтому космонавты могут добраться до него, не используя скафандры. Багажные модули были изготовлены в Италии по заказу NASA и относятся к американским сегментам МКС. Они используются поочередно.

Полезные мелочи

Помимо основных модулей, на МКС находится большое количество дополнительного оборудования. Оно уступает по размерам модулям, но без него эксплуатация станции невозможна.

Рабочие “руки”, вернее, “рука” станции - манипулятор “Canadarm2”, смонтированный на МКС в апреле 2001. Эта высокотехнологичная машина стоимостью 600 миллионов долларов способна передвигать объекты весом до 116 тонн - например, помогать в монтаже модулей, стыковать и разгружать шаттлы (их собственные “руки” очень похожи на “Canadarm2”, только меньше и слабее).

Собственная длина манипулятора - 17,6 метров, диаметр - 35 сантиметров. Он управляется космонавтами из лабораторного модуля. Самое интересное заключается в том, что “Canadarm2” не закреплен на одном месте и способен передвигаться по поверхности станции, обеспечивая доступ к большинству ее частей.

К сожалению, из-за различий в портах подключения, расположенных по поверхности станции, “Canadarm2” не может перемещаться по нашим модулям. В недалеком будущем (предположительно, 2007 год) на российском сегменте МКС планируется установить ERA (European Robotic Arm) - более короткий и слабый, но более аккуратный манипулятор (точность позиционирования - 3 миллиметра), способный работать в полуавтоматическом режиме без постоянного управления космонавтами.

В соответствии с требованиями безопасности проекта МКС, на станции постоянно дежурит спасательный корабль, способный в случае необходимости доставить экипаж на Землю. Сейчас эту функцию выполняет старый добрый “Союз” (модель ТМА) - он способен принять на борт 3 человек и обеспечить их жизнедеятельность в течение 3,2 суток. “Союзы” имеют небольшой гарантийный срок пребывания на орбите, поэтому их меняют каждые 6 месяцев.

Рабочими лошадками МКС в настоящее время служат российские “Прогрессы” - родные братья “Союзов”, работающие в беспилотном режиме. За сутки космонавт потребляет около 30 килограммов груза (еда, вода, средства гигиены и т. п.). Следовательно, для штатного шестимесячного дежурства на станции одному человеку необходимо 5,4 тонны припасов. Возить столько на “Союзах” невозможно, поэтому снабжением станции занимаются в основном шаттлы (до 28 тонн груза).

После прекращения их полетов, с 1 февраля 2003 до 26 июля 2005 вся нагрузка по вещевому обеспечению станции лежала на “Прогрессах” (2,5 тонны нагрузки). После разгрузки корабля он заполнялся отходами, отстыковывался в автоматическом режиме и сгорал в атмосфере где-нибудь над Тихим океаном.

Экипаж: 2 человека (по состоянию на июль 2005), максимум - 3

Высота орбиты: От 347,9 км до 354,1 км

Наклон орбиты: 51,64 градуса

Суточных оборотов вокруг Земли: 15,73

Пройденное расстояние: Около 1,5 миллиарда километров

Средняя скорость: 7,69 км/с

Нынешняя масса: 183,3 тонны

Масса топлива: 3,9 тонны

Объем жилого пространства: 425 квадратных метров

Средняя температура на борту: 26,9 градусов Цельсия

Предполагаемое завершение строительства: 2010 год

Планируемый срок работы: 15 лет

Полная сборка МКС потребует 39 полетов шаттлов и 30 полетов “Прогрессов”. В готовом виде станция будет выглядеть так: объем воздушного пространства - 1200 кубометров, масса - 419 тонн, энерговооруженность - 110 киловатт, общая длина конструкции - 108,4 метра (по модулям - 74 метра), экипаж - 6 человек.

На перепутье

До 2003 года постройка МКС шла своим чередом. Некоторые модули отменялись, другие задерживались, иногда возникали проблемы с деньгами, неисправным оборудованием - в общем, дело шло туго, но все же за 5 лет своего существования станция стала обитаемой и на ней периодически проводились научные эксперименты.

1 февраля 2003 при входе в плотные слои атмосферы погиб шаттл “Колумбия”. Американская программа пилотируемых полетов была приостановлена на 2,5 года. Учитывая, что ждущие своей очереди модули станции могли выводиться на орбиту только шаттлами, само существование МКС оказалось под угрозой.

К счастью, США и Россия смогли договориться о перераспределении расходов. Мы взяли на себя обеспечение МКС грузами, а сама станция была переведена на режим ожидания - на ее борту постоянно находились два космонавта, следившие за исправностью оборудования.

Запуски на шаттлах

После успешного полета шаттла “Дискавери” в июле-августе 2005 года появилась надежда на то, что строительство станции будет продолжено. Первым в очереди на запуск стоит близнец соединительного модуля “Unity” - “Node 2”. Предварительная дата его старта - декабрь 2006.

Европейский научный модуль “Колумб” будет вторым: запуск намечен на март 2007. Эта лаборатория уже готова и ждет своего часа - ее необходимо будет присоединить к “Node 2”. Она может похвастаться хорошей противометеоритной защитой, уникальным аппаратом по исследованию физики жидкостей, а также Европейским физиологическим модулем (комплексное медицинское обследование прямо на борту станции).

Следом за “Колумбом” пойдет японская лаборатория “Кибо” (“Надежда”) - ее старт назначен на сентябрь 2007. Она интересна тем, что имеет свой собственный механический манипулятор, а также закрытую “террасу”, где можно проводить эксперименты в условиях открытого космоса, фактически не покидая корабля.

Третий соединительный модуль - “Node 3” должен отправиться на МКС в мае 2008. В июле 2009 планируется запустить уникальный вращающийся модуль-центрифугу CAM (Centrifuge Accommodations Module), на борту которого будет создаваться искусственная гравитация в пределах от 0,01 до 2 g. Он рассчитан, в основном, на научные исследования - постоянное проживание космонавтов в условиях земного тяготения, так часто описываемое фантастами, не предусматривается.

В марте 2009 на МКС полетит “Cupola” (“Купол”) - итальянская разработка, которая, как следует из ее названия, представляет собой бронированный обзорный купол для визуального контроля над манипуляторами станции. Для безопасности иллюминаторы будут оборудованы наружными заслонками, предохраняющими от метеоритов.

Последним модулем, доставленным на МКС американскими шаттлами, станет “Научно-силовая платформа” - массивный блок солнечных батарей на ажурной металлической ферме. Он обеспечит станцию энергией, необходимой для нормального функционирования новых модулей. На нем также будет установлена механическая “рука” ERA.

Запуски на “Протонах”

Российскими ракетами “Протон” предполагается довезти до МКС три крупных модуля. Пока что известен лишь очень приблизительный график полетов. Так, в 2007 году планируется добавить к станции наш запасной функциональный грузовой блок (ФГБ-2 - близнец “Зари”), который будет превращен в многофункциональную лабораторию.

В том же году “Протоном” должна быть развернута европейская рука-манипулятор ERA. И, наконец, в 2009 году надо будет ввести в эксплуатацию российский исследовательский модуль, функционально похожий на американский “Destiny”.

* * *

МКС - самый крупный, дорогой и долгосрочный космический проект за всю историю человечества. Пока станция еще не достроена, ее стоимость можно оценить лишь приблизительно - свыше 100 миллиардов долларов. Критика в адрес МКС чаще всего сводится к тому, что на эти деньги можно осуществить сотни непилотируемых научных экспедиций к планетам Солнечной системы.

В подобных обвинениях есть доля правды. Однако это очень ограниченный подход. Во-первых, здесь не учитывается потенциальная прибыль от разработки новых технологий при создании каждого нового модуля МКС - а ведь ее приборы действительно стоят на переднем крае науки. Их модификации могут быть использованы в повседневной жизни и способны принести гигантский доход.

Нельзя забывать о том, что благодаря программе МКС человечество получает возможность сохранить и преумножить все драгоценные технологии и навыки пилотируемых полетов в космос, которые были добыты во второй половине 20 века за неимоверную цену. В “космической гонке” СССР и США потрачены бешеные деньги, погибло множество людей - все это может оказаться напрасным, если мы прекратим двигаться в том же направлении.

Разработка и постройка первого в мире космического аппарата, предназначенного для длительного пребывания людей на орбите Земли, - целиком и полностью заслуга советских конструкторов.

Предназначение орбитальной станции

Этот аппарат был оснащен множеством приборов, с помощью которых могли проводиться исследования в условиях внеземного пространства, наблюдения за атмосферой и поверхностью Земли, астрономические наблюдения. (ОС) предоставляла огромные возможности, и это был настоящий прорыв.

Орбитальная станция и Земли имели много общего. Однако на орбитальной станции присутствовал экипаж, который периодически сменялся с помощью пилотируемых транспортных кораблей (и многоразовых в том числе). Эти же корабли доставляли на ОС топливо и материалы для функционирования систем, запасные части для модернизации и ремонта станции, запасы продовольствия, предметы гигиены и письма для членов экипажа, материалы для новых научных исследований и т.д. Назад транспортные корабли мчались со сменой экипажа и результатами проведенных наблюдений и исследований.

Создана станция «Салют-1» была в Советском Союзе по специальной программе гражданских пилотируемых орбитальных станций (ДОС). В документах можно увидеть кодовое название этой станции - № 121 или «Изделие 17К». На орбиту станция «Салют-1» была выведена 19 апреля 1971 года.

История станции «Салют-1»

В феврале 1971 года орбитальная станция была транспортирована на . 19 апреля с помощью ракеты-носителя она заняла место на земной орбите и, по истечении 175 суток, 11 октября 1971 года завершила свою работу.

Орбитальная станция "Салют-1"

Первая экспедиция (В.Шаталов, А.Елисеев и Н.Рукавишников), отправленная на корабле «Союз-10», закончилась неудачно. 24 апреля 1971 года пилотируемый корабль «Союз-10» произвел состыковку со станцией. Однако стыковочный агрегат корабля оказался неисправным, и, несмотря на усилия команды, в частности, В.Шаталова, пытавшегося ликвидировать проблему с помощью маршевого двигателя, корабль пролетел 5 с половиной часов «в сцепке» со станцией, после чего отстыковался и совершил посадку.

Вторая экспедиция на космическом корабле «Союз-11», завершилась совсем плачевно. Экипаж, состоящий из Г.Добровольского, В.Волкова и В.Пацаева 7 июня в 10 часов утра успешно состыковал «Союз-11» с «Салютом-1» и в течение последующих 22 дней выполнил все задачи по программе полета. 30 июня была совершена расстыковка и корабль начал уходить с орбиты. К сожалению, спускаемый аппарат, войдя в земную атмосферу, разгерметизировался. Никто из экипажа не выжил.

11 октября орбитальная станция была сведена с земной орбиты. Большая часть ее сгорела в атмосфере, обломки упали в волны Тихого океана.

Главная » Для начинающих » Какая страна совершила запуск первой орбитальной станции. Как работают космические станции? Что такое орбитальная станция