1 международная космическая станция. Космос
Международная космическая станция МКС - это воплощение самого грандиозного и прогрессивного технического достижения космического масштаба на нашей планете. Это огромная космическая научно-исследовательская лаборатория для изучения, проведения экспериментов, наблюдений как за поверхностью нашей планеты Земля, так и для астрономических наблюдений за дальним космосом без воздействия земной атмосферы. Одновременно это и дом для работающих на ней космонавтов и астронавтов, где они живут и работают, и порт для причаливания космических грузовых и транспортных кораблей. Подняв голову и взглянув вверх на небо, человек видел бескрайние просторы космоса и всегда мечтал если не покорить, то как можно больше узнать о нем и постигнуть все его тайны. Полет первого космонавта на орбиту земли и запуск спутников дал мощный толчок в развитии космонавтики и дальнейшим полетам в космос. Но просто полета человека в ближний космос уже становится недостаточно. Взоры устремлены дальше, к другим планетам, и чтобы достичь этого, необходимо еще многое исследовать, узнать и понять. А самое главное для долгосрочных космических полетов человека - необходимость установить характер и последствия длительного влияния на здоровье долговременной невесомости при перелетах, возможность жизнеобеспечения длительного пребывания на космических кораблях и исключение всех отрицательных факторов, влияющих на здоровье и жизнь людей, как в ближнем, так и дальнем космическом пространстве, выявление опасных столкновений космических кораблей с другими космическими объектами и обеспечение мер безопасности.
С этой целью и стали строить сначала просто долговременные пилотируемые орбитальные станции серии Салют, затем более усовершенствованную, со сложной модульной архитектурой «МИР». Такие станции могли постоянно находится на орбите Земли и принимать космонавтов и астронавтов, доставляемых космическими кораблями. Но, достигнув определенных результатов в изучениях космоса, благодаря космическим станциям время неумолимо требовало дальнейших, все более усовершенствованных, методов изучения космоса и возможности жизни человека при полетах в нем. Строительство новой космической станции требовало огромных, еще больших капиталовложений, чем предыдущие, и одной стране было уже экономически трудно двигать космическую науку и технику. Необходимо отметить, что лидирующие места в космическо-технических достижениях на уровне орбитальных станций были у бывшего СССР (теперь - Российская Федерация) и Соединенных Штатов Америки. Невзирая на противоречия в политических взглядах, эти две державы поняли необходимость сотрудничества в космических вопросах, и в частности, в строительстве новой орбитальной станции, тем более что предыдущий опыт совместного сотрудничества при полетах американских астронавтов на Российскую космическую станцию «Мир» дал свои ощутимые положительные результаты. Поэтому, начиная с 1993 г. представители Российской федерации и США ведут переговоры о совместном проектировании, строительстве и эксплуатации новой Международной космической станции. Подписан планируемый «Детальный план работ по МКС».
В 1995г. в Хьюстоне утвержден основной эскизный проект станции. Принятый проект модульной архитектуры орбитальной станции дает возможность вести её поэтапное строительство в космосе, присоединяя к основному уже работающему модулю все новые и новые секции модулей, делая ее строительство более доступным, легким и гибким, дает возможность менять архитектуру в связи с возникающей необходимостью и возможностями стран-участниц.
Основная конфигурация станции была утверждена и подписана в 1996 году. Она состояла из двух основных сегментов: Российского и Американского. Также принимают участие, располагают свое научное космическое оборудование и проводят исследования такие страны как Япония, Канада и страны Европейского космического союза.
28.01.1998г. в Вашингтоне было подписано окончательно соглашение о начале строительства новой долговременной, с модульной архитектурой, Международной космической станции, и уже 2 ноября этого же года Российским ракетоносителем был выведен на орбиту первый многофункциональный модуль МКС «Заря ».
(ФГБ - функционально-грузовой блок) - выведен на орбиту ракетой «Протон-К» 02.11.1998г. С момента выведения на околоземную орбиту модуля «Заря» началось непосредственное строительство МКС, т.е. начинается сборка всей станции. В самом начале строительства этот модуль был необходим как базовый для подачи электроэнергии, поддержания температурного режима, для установления связи и управления ориентацией на орбите, и как стыковочный для других модулей и кораблей. Он является фундаментальным для дальнейшего строительства. В настоящее время «Заря» используется, в основном, как склад, и ее двигателями корректируется высота орбиты станции.
Модуль МКС «Заря» состоит из двух основных отсеков: большого приборно-грузового отсека и герметичного адаптера, отделяемых перегородкой с люком диаметром 0,8м. для прохода. Одна часть герметична и в ней находится приборно-грузовой отсек объемом 64,5 куб.м., который, в свою очередь, разделен на приборную с блоками бортовых систем и жилую зону для работы. Эти зоны разделены перегородкой интерьера. Отсек герметичного адаптера снабжен бортовыми системами для механической стыковки с остальными модулями модулями.
На блоке имеются три стыковочных шлюза: активный и пассивный по концам и один сбоку, для соединения с другими модулями. Также имеются антенны для связи, баки с топливом, солнечные батареи, вырабатывающие энергию, и приборы ориентации на Землю. На нем находится 24 больших двигателя, 12 маленьких, а также для маневров и поддержания нужной высоты 2 двигателя. Этот модуль может самостоятельно совершать беспилотные полеты в космосе.
Модуль МКС «Юнити» (NODE 1 - соединительный)
Модуль «Юнити» - первый американский соединительный модуль, который был выведен на орбиту 04.12.1998 космическим кораблем "Шаттл" «Индевер» и 01.12.1998 г. состыкован с «Зарей». Этот модуль имеет 6 стыковочных шлюзов для дальнейшего подсоединения модулей МКС и причаливания космических кораблей. Он является коридором между остальными модулями и их жилыми и рабочими помещениями и местом для проведения коммуникаций: газовых и водных трубопроводов, различных систем связи, электрических кабелей, передачи данных и других жизнеобеспечивающих коммуникаций.
Модуль МКС «Звезда» (СМ - служебный модуль)
Модуль «Звезда» - российский модуль, выведенный на орбиту космическим кораблем «Протон» 12.07.2000 г. и пристыкован 26.07.2000 г. к «Заре». Благодаря этому модулю, уже в июле 2000 г. МКС на своем борту смогла принять первый космический экипаж в составе Сергея Крикалова, Юрия Гидзенко и американца Уильяма Шепарда.
Сам блок состоит из 4-х отсеков: герметичного переходного, герметичного рабочего, герметичной промежуточной камеры и негерметичного агрегатного. Переходной отсек с четырьмя иллюминаторами служит коридором для перехода космонавтов из разных модулей и отсеков и для выхода из станции в открытый космос благодаря установленному здесь шлюзу с клапаном сброса давления. На внешней части отсека крепятся стыковочные агрегаты: это один осевой и два боковых. Осевым узлом «Звезда» стыкуется с «Зарей», а осевыми верхним и нижним - с другими модулями. Также на наружной поверхности отсека установлены кронштейны и поручни, новые комплекты антенн системы «Курс-НА», стыковочные мишени, телекамеры, блок дозаправки и другие агрегаты.
Рабочий отсек общей длиной 7,7 м, имеет 8 иллюминаторов и состоит из двух цилиндров разных диаметров, оборудованных тщательно предусмотренными средствами обеспечения работы и жизнедеятельности. В цилиндре большего диаметра находится жилая зона объемом 35,1куб. метров. Здесь две каюты, санитарный отсек, кухня с холодильником и столом для фиксации предметов, медицинская аппаратура и тренажеры.
В цилиндре меньшего диаметра находится рабочая зона, в которой расположены приборы, оборудование и основной пост управления станцией. Здесь находятся также системы контроля, аварийные и предупредительные пульты ручного управления.
Промежуточная камера объемом 7.0 куб. метров с двумя иллюминаторами служит переходом между служебным блоком и космическими кораблями, которые пристыковываются к корме. Стыковочный узел обеспечивает стыковку российских кораблей «Союз ТМ», «Союз ТМА», «Прогресс М», «Прогресс М2», а также европейского автоматического корабля АТV.
В агрегатном отсеке «Звезды» на корме находится два корректирующих двигателя, а сбоку четыре блока двигателей ориентации. С наружной стороны закреплены датчики и антенны. Как видим, модуль «Звезда» взял на себя некоторые функции блока «Заря».
Модуль МКС «Дестини» в переводе «Судьба» (LAB - лабораторный)
Модуль «Дестини» - 08.02.2001 космический корабль Шаттл «Атлантис» вывел на орбиту, а 10.02.2002 американский научный модуль «Дестини» был пристыкован к МКС к переднему стыковочному узлу модуля «Юнити». Вынимала модуль из космического корабля «Атлантиса» астронавт Марша Айвин при помощи 15-ти метровой "руки", хотя зазоры между кораблем и модулем были всего пять сантиметров. Это была первая лаборатория космической станции и, в свое время, ее мозговым центром и самым большим обитаемым блоком. Модуль был изготовлен хорошо известной американской компанией «Боинг». Он состоит из трёх соединенных цилиндров. Концы модуля сделаны в виде урезанных конусов с герметичными люками, которые служат входами для астронавтов. Сам модуль предназначен, в основном, для проведения научных исследовательских работ в медицине, материаловедении, биотехнологии, физике, астрономии и многих других областях наук. Для этого имеется 23 оборудованных приборами блока. Они располагаются по шесть штук по бортам, шесть на потолке и пять блоков на полу. В опорах имеются трассы для трубопроводов и кабелей, они соединяют разные стойки. Также модуль имеет такие системы для жизнеобеспечения: электроснабжения, систему датчиков для контроля влажности, температуры и качества воздуха. Благодаря этому модулю и находящемуся в нем оборудованию появилась возможность проводить уникальные исследования в космосе на борту МКС в разных областях науки.
Модуль МКС «Квест» (А/L- универсальная шлюзовая камера)
Модуль «Квест» - выведен на орбиту Шаттлом «Атлантис» 12.07.2001 и пристыкован к модулю «Юнити» 15.07.2001 г. на правый стыковочный порт с помощью манипулятора «Канадарм 2». Этот блок, прежде всего, предназначен для того, чтобы обеспечить выход в открытый космос в скафандрах как российского производства «Орланд» с давлением кислорода 0,4 атм, так и в американских скафандрах EMU с давлением 0,3 атм. Дело в том, что до этого представители космических экипажей могли использовать российские скафандры только для выхода из блока «Заря» и американские при выходе через «Шаттл». Пониженное давление в скафандрах используют для большей эластичности костюмов, что создает значительные удобства при движении.
Модуль МКС «Квест» состоит из двух помещений. Это помещения экипажа и помещение оборудования. Помещение экипажа с гермообъемом 4,25 куб.м. предназначено для выхода в космос с люками, предусмотренными удобными поручнями, освещением, и разъемами для подачи кислорода, воды, устройств для снижения давления перед выходом и т.д.
Помещение оборудования значительно больше по объему и его размер 29,75 куб. м. Оно предназначено для необходимого оборудования при одевании и снятии скафандров, их хранения и деазотации крови выходящих в космос сотрудников станции.
Модуль МКС «Пирс» (СО1 - стыковочный отсек)
Модуль «Пирс» - выведен на орбиту 15.09.2001 и состыкован c модулем «Заря» 17.09.2001. «Пирс» выводился в космос для стыковки с МКС как составная часть специализированного грузовика «Прогресс М-С01». В основном, «Пирс» играет роль шлюзового отсека для выхода двух человек в открытый космос в российских скафандрах типа «Орлан-М». Второе назначение «Пирса» - дополнительные места для причаливания космических кораблей таких типов как «Союз ТМ» и грузовиков «Прогресс М». Третье назначение «Пирса» это дозаправка горючим, окислителем и другими компонентами топлива баков российских сегментов МКС. Размеры этого модуля сравнительно невелики: длина со стыковочными агрегатами 4,91 м, диаметр 2,55 м и объем герметичного отсека 13 куб. м. В центре по разные стороны герметичного корпуса с двумя круговыми шпангоутами находятся 2 одинаковых люка диаметром 1,0 м с небольшими иллюминаторами. Это дает возможность выхода в космос с разных сторон в зависимости от необходимости. Внутри и снаружи люков предусмотрены удобные поручни. Внутри есть также аппаратура, пульты управления шлюзованием, связи, электропитания, проходят трассы трубопроводов для транзита топлива. Снаружи установлены антенны связи, экраны защиты антенн, блок перекачки топлива.
Стыковочных узлов, находящихся вдоль оси, два: активный и пассивный. Активным узлом «Пирс» состыкован с модулем «Заря», а пассивный на противоположной стороне используется для причаливания космических кораблей.
Модуль МКС «Гармония», «Harmony» (Node 2 - соединительный)
Модуль «Гармония» - выведен на орбиту 23.10.2007 г. шаттлом «Дискавери» с мыса Канавери стартовой площадки 39 и пристыкован 26.10.2007 с МКС. «Гармония» был сделан в Италии по заказу НАСА. Сама стыковка модуля с МКС была поэтапной: сначала астронавты 16-го экипажа Тани и Уилсон временно состыковали модуль с модулем МКС «Юнити» слева при помощи канадского манипулятора Canadarm-2 , а после отлета шаттла и переустановки адаптера РМА-2, оператором Тани модуль снова был отсоединен от «Юнити» и перенесен уже на постоянное место его дислокации к переднему стыковочному узлу «Дестини». Окончательная установка «Гармонии» была закончена 14.11.2007.
Модуль имеет основные размеры: размеры длина 7,3 м, диаметр 4,4 м, его герметичный объем 75 куб. м. Самой важной особенностью модуля является 6 стыковочных узлов для дальнейших соединений с другими модулями и строительства МКС. Узлы расположены по оси передний и задний, внизу надирный, сверху зенитный и боковые левый и правый. Следует отметить, что благодаря созданному дополнительному гермообъему в модуле создано дополнительно три спальных места для экипажа, снабженных всеми системами жизнеобеспечения.
Основное назначение модуля «Гармония»-это роль соединительного узла для дальнейшего расширения Международной космической станции и, в частности, для создания точек крепления и присоединения к нему космических лабораторий европейской «Колумбус» и японской «Кибо».
Модуль МКС «Колумбус», «Columbus» (COL)
Модуль «Колумбус» - первый европейский модуль выведен на орбиту шаттлом «Атлантис» 07.02.2008. и установлен на правом соединительном узле модуля «Гармония» 12.02008. «Коламбус» был построен по заказу Европейского космического агентства в Италии, космическое агентство которой имеет большой опыт по строительству герметичных модулей для космической станции.
«Колумбус» представляет собой цилиндр длиной 6,9 м. и диаметром 4,5 м., где расположена лаборатория объемом 80 куб. метров с 10-ю рабочими местами. Каждое рабочее место - это стойка с ячейками, где размещены приборы и аппаратура для определенных исследований. Стойки оборудованы отдельным питанием каждая, компьютерами с необходимым программным обеспечением, связью, системой кондиционирования и всеми необходимыми для исследований приспособлениями. На каждом рабочем месте ведется группа исследований и проведение опытов в определенном направлении. Например, рабочее место со стойкой Biolab оснащено для проведения экспериментов в области космических биотехнологий, клеточной биологии, биологии развития, заболевания скелета, нейробиологии и подготовки человека к длительным межпланетным полетам с его жизнеобеспечением. Есть установка для диагностирования кристаллизации протеинов и другие. Кроме 10-ти стоек с рабочими местами в гермоотсеке имеются еще четыре места оборудованных для научных космических исследований на внешней открытой стороне модуля в космосе в условиях вакуума. Это позволяет вести эксперименты по состоянию бактерий в очень экстремальных условиях, понять возможность появления жизни на других планетах, вести астрономические наблюдения. Благодаря комплексу солнечных приборов SOLAR ведется наблюдение за солнечной активностью и степенью воздействия Солнца на нашу Землю, ведется мониторинг солнечной радиации. Радиометр Диарад наряду с другими космическими радиометрами ведет измерение солнечной активности. При помощи спектрометра SOLSPEC изучается солнечный спектр и его свет через земную атмосферу. Уникальность исследований заключается еще в том, что их можно проводить одновременно на МКС и на Земле, сразу же сравнивая результаты. «Колумбус» дает возможность проводить видеоконференции и высокоскоростной обмен данными. Наблюдение за модулем и координация работ ведется Европейским космическим агентством из Центра расположенного в городе Оберпфаффенхофен, находящегося в 60 км от Мюнхена.
Модуль МКС «Кибо» японский, в переводе «Надежда» (JEM-Japanese Experiment Module)
Модуль «Кибо» - выведен на орбиту шаттлом «Индевор», сначала только одной его частью 11.03.2008 г. и состыкован с МКС 14.03.2008. Несмотря на то, что в Японии есть свой космодром на Танегашима, из за отсутствия кораблей доставки «Кибо» запускали по частям с американского космодрома на мысе Канаверал. В целом «Кибо» самый большой лабораторный модуль на МКС на сегодняшний день. Он разработан Японским агентством аэрокосмических исследований и состоит из четырех главных частей: Научной лаборатории PM, Экспериментального грузового модуля (он, в свою очередь, имеет герметичную часть ELM-PS и негерметичную ELM-ES), Дистанционного манипулятора JEMRMS и Внешней негерметичной платформы EF.
«Герметичный отсек» или Научная лаборатория модуля «Кибо» JEM PM - доставлен и пристыкован 02.07.2008 г. шаттлом «Дискавери» - это один из отсеков модуля «Кибо», в виде герметичной цилиндрической конструкции размером 11,2 м * 4,4 м. с 10-ю универсальными стойками, приспособленными под научные приборы. Пять стоек принадлежат Америке в оплату за доставку, но проводить научные эксперименты могут любые астронавты или космонавты по просьбе любых стран. Параметры климата: температура и влажность, состав воздуха и давление соответствуют земным условиям, что дает возможность комфортно работать в обычной, привычной одежде и проводить эксперименты без особых условий. Здесь в герметичном отсеке научной лаборатории не только проводятся эксперименты, но и установлен контроль за всем лабораторным комплексом, особенно за устройствами Внешней экспериментальной платформы.
«Экспериментальный грузовой отсек» ELM - один из отсеков модуля «Кибо» имеет герметичную часть ELM - PS и негерметичную ELM - ES. Его герметичная часть состыкована с верхним люком лабораторного модуля PM и имеет форму цилиндра 4,2 м с диаметром 4,4 м. Обитатели станции свободно проходят сюда из лаборатории, так как здесь такие же условия климата. Герметичная часть используется, в основном, дополнением к герметичной лаборатории и предназначена для хранения оборудования, инструмента, результатов экспериментов. Там находится 8 универсальных стоек, которые при необходимости можно использовать для проведения опытов. Первоначально 14.03.2008 ELM-PS был состыкован с модулем «Гармония», а 6.06.2008 астронавтами экспедиции №17 переустановлен на постоянное место на Герметичный отсек лаборатории.
Негерметичная часть является внешней секцией грузового модуля и одновременно составляющей «Внешней экспериментальной платформы», так как присоединена к ее торцу. Ее размеры: длина 4,2 м, ширина 4,9 м и высота 2,2 м. Назначением этой площадки являются хранения оборудования, результатов экспериментов, образцов и их транспортировка. Эта часть с результатами экспериментов и отработанным оборудованием может быть отстыкована, при необходимости, от негерметичной платформы «Кибо» и доставлена на Землю.
«Внешняя экспериментальная платформа » JEM EF или, как ее еще называют, «Терраса» - доставлена на МКС 12.03 2009г. и находится сразу за лабораторным модулем, представляя негерметичную часть «Кибо», с размерами площадки: 5,6м длина, 5,0м ширина и 4,0м высота. Здесь проводятся различные многочисленные эксперименты непосредственно в условиях открытого космоса в разных направлениях науки для изучения внешних воздействий космоса. Платформа находится сразу за герметичным лабораторным отсеком и соединен с ним воздухонепроницаемым люком. Расположенный на торце лабораторного модуля манипулятор может устанавливать необходимое оборудование для экспериментов и убирать ненужное с экспериментальной платформы. На платформе имеется 10 экспериментальных отсеков, она хорошо освещена и есть видеокамеры, фиксирующие все происходящее.
Дистанционный манипулятор (JEM RMS) - манипулятор или механическая рука, которая вмонтирована в носовой части герметичного отсека научной лаборатории и служит для перемещения грузов между экспериментальным грузовым отсеком и внешней негерметичной платформой. Вообще рука состоит из двух частей, большой десятиметровой для тяжелых грузов и съемной малой длиной 2,2 метра для более точных работ. Оба типа руки, чтобы выполнять различные движения имеют по 6 вращающихся соединений. Основной манипулятор доставлен в июне 2008г., а второй в июле 2009.
Руководит всей работой этого японского модуля «Кибо» Центр управления в городе Цукуба севернее от Токио. Научные опыты и исследования проводимые в лаборатории «Кибо» значительно расширяют сферу научной деятельности в космосе. Модульный принцип построения самой лаборатории и большое количество универсальных стоек дает широкие возможности построения разнообразных исследований.
Стойки для проведения биоэкспериментов оснащены печами с установлением необходимых температурных режимов, что дает возможность делать опыты по выращиванию различных кристаллов и в том числе биологических. Имеются также инкубаторы, аквариумы и стерильные помещения для животных, рыб, земноводных и культивирования разнообразных растительных клеток и организмов. Изучается воздействие на них различного уровня радиации. Лаборатория оснащена дозиметрами, и другими самыми современными приборами.
Модуль МКС «Поиск» (МИМ2 малый исследовательский модуль)
Модуль «Поиск» - российский модуль, выведенный на орбиту с космодрома Байконур ракетоносителем «Союз-У», доставлен специально модернизированным грузовым кораблем модулем «Прогресс М-МИМ2» 10.11.2009 г. и был пристыкован к верхнему зенитному стыковочному узлу модуля «Звезда» через два дня, 12.11.2009 г. Стыковка проводилась только средствами российского манипулятора, отказавшись от Канадарм2, так как с американцами не были решены финансовые вопросы. «Поиск» был разработан и построен в России РКК «Энергия» на базе предшествующего модуля «Пирс» с доработкой всех недостатков и значительного усовершенствования. «Поиск» имеет цилиндрическую форму с размерами: 4,04м длиной и 2,5м в диаметре. В нем два стыковочных узла, активный и пассивный расположенных по продольной оси, а по левому и правому бортам два люка с небольшими иллюминаторами и поручнями для выхода в открытый космос. В общем, он почти как и «Пирс», но более усовершенствованный. В его пространстве есть два рабочих места для проведения научных испытаний, есть механические адаптеры при помощи которых устанавливается необходимая аппаратура. Внутри гермоотсека выделен объем 0,2 куб. м. для приборов, а на внешней стороне модуля создано универсальное рабочее место.
В целом этот многофункциональный модуль предназначен: для дополнительных стыковочных мест с космическими кораблями «Союз» и «Прогресс», для обеспечения дополнительных выходов в открытый космос, для размещения научной аппаратуры и проведения научных испытаний внутри модуля и вне его, для дозаправки топливом от транспортных кораблей и, в конечном итоге, этот модуль должен взять на себя функции сервисного модуля «Звезда».
Модуль МКС «Трансквилити» или «Спокойствие» (NODE3)
Модуль «Трансквилити» - американский соединительный жилой модуль выведен на орбиту 08.02.2010 со стартовой площадки LC-39 (КЦ Кеннеди) шаттлом «Индевор» и состыкован с МКС 10.08.2010 к модулю «Юнити». «Транквилити» по заказу НАСА был изготовлен в Италии. Название модуль получил в честь моря Спокойствия на Луне, где высадился первый астронавт с «Аполлон-11». С появлением этого модуля на МКС действительно жить стало спокойнее и гораздо комфортнее. Во первых добавился внутренний полезный объем 74 кубометра, длина модуля 6,7м с диаметром 4,4м. Размеры модуля позволили создать в нем самую современную систему жизнеобеспечения, начиная от туалета, и до обеспечения и контроля самых высоких показателей вдыхаемого воздуха. Здесь предусмотрено 16 стоек с различной аппаратурой для систем циркуляции воздуха, очистки удаления загрязнений из него, систем переработки жидких отходов в воду, и других систем для создания комфортной экологической обстановки для жизни на МКС. На модуле предусмотрено все до мелочей, установлены тренажеры, всевозможные держатели для предметов, все условия для работы, тренировок и отдыха. Кроме высокой системы жизнеобеспечения в конструкции предусмотрено 6 стыковочных узлов: два осевых и 4 боковых для стыковок с космическими кораблями и улучшения возможностей переустановки модулей в различных комбинациях. К одному из стыковочных узлов «Транквилити» присоединен для широкого панорамного обзора модуль «Купол».
Модуль МКС «Купол» (cupola)
Модуль «Купол» - был доставлен на МКС вместе с модулем «Транквилити» и, как уже говорилось выше, состыкован с его нижним соединительным узлом. Это самый маленький модуль МКС размерами высотой в 1,5 м и диаметром 2 м. Зато здесь 7 иллюминаторов, позволяющих вести наблюдения как за работами на МКС так и за Землей. Здесь оборудованы рабочие места для контроля и управления манипулятором «Канадарм-2», а также системы контроля за режимами станции. Иллюминаторы из кварцевого 10 см стекла расположены в виде купола: в центре большой круглый с диаметром 80см и вокруг него 6 трапециевидных. Это место является еще и любимым местом для отдыха.
Модуль МКС «Рассвет» (МИМ 1)
Модуль «Рассвет» - 14.05.2010 выведен на орбиту и доставлен американским шаттл «Атлантис» и состыкован с МКС с надирным стыковочным узлом «Зари» 18.05.2011. Это первый Российский модуль, который был доставлен к МКС не российским космическим кораблем, а американским. Стыковка модуля проводилась американскими астронавтами Гаррет Рейсман и Пирс Селлерсом в течении трех часов. Сам модуль, как и предыдущие модули российского сегмента МКС был изготовлен в России Ракетно-космической корпорацией «Энергия». Модуль очень похож на предыдущие российские модули, но со значительными усовершенствованиями. В нем имеется пять рабочих мест: перчаточный бокс, низкотемпературный и высокотемпературный биотермостаты, виброзащитная платформа, и универсальное рабочее место с необходимой аппаратурой для научно-прикладных исследовании. Модуль имеет размеры 6,0м на 2,2м и предназначен, кроме проведения научно-исследовательских работ в областях биотехнологий и материаловедения, для дополнительного хранения груза, для возможности использования как порта причаливания космических кораблей и для дополнительной заправки станции топливом. В составе модуля «Рассвет» были отправлены еще шлюзовая камера, дополнительный радиатор-теплообменник, переносное рабочее место и запасной элемент роботизированного манипулятора ERA для будущего научного лабораторного российского модуля.
Многофункциональный модуль «Леонардо» (РММ-постоянный многоцелевой модуль)
Модуль «Леонардо» - выведен на орбиту и доставлен шаттлом «Дискавери» 24.05.10 и пристыкован к МКС 01.03.2011. Этот модуль раньше относился к трем многоцелевым модулям материально-технического снабжения «Леонардо, «Рафаэлло» и «Донателло» изготовленных в Италии для доставки необходимых грузов на МКС. Они перевозили грузы и доставлялись шаттлами «Дискавери» и «Атлантис», стыкуясь с модулем «Юнити». Но модуль «Леонардо» был переоборудован с установлением систем жизнеобеспечения, энергопитания, терморегулирования, пожаротушения, передачи и обработки данных и, начиная с марта 2011 г., стал входить в состав МКС как багажный Герметичный многофункциональный модуль для постоянного размещения грузов. Модуль имеет размеры цилиндрической части 4,8м на диаметр 4,57мс с внутренним жилым объемом 30,1 куб. метров и служит хорошим дополнительным объемом американскому сегменту МКС.
Модуль МКС Bigelow Expandable Activity Module (BEAM)
Модуль BEAM представляет собой американский экспериментальный надувной модуль созданный компанией Bigelow Aerospace . Руководитель компании Роббер Бигелоу – миллиардер гостиничной системы отелей и одновременно страстный поклонник космоса. Компания занимается космическим туризмом. Мечта Роббер Бигелоу - это система гостиниц в космосе, на Луне и Марсе. Создание надувного жилищно-гостиничного комплекса в космосе оказалось отличной идеей имеющей ряд преимуществ перед модулями из железных тяжелых жестких конструкций. Надувные модули типа ВЕАМ гораздо легче, малогабаритные при перевозке и намного экономичнее в финансовом отношении. НАСА по заслугам оценило такую идею компании и в декабре 2012 года подписало с компанией контракт на 17,8 миллионов для создание надувного модуля для МКС, и в 2013 был подписан контракт с компанией Sierra Nevada Corporatio для создания стыковочного механизма для «Беам» и МКС. В 2015 году модуль ВЕАМ был построен и 16 апреле 2016 года космический корабль частной компании SpaceX «Драгон» в своем контейнере в грузовом отсеке доставил его на МКС где он был успешно состыкован сзади модуля Tranquility. На МКС космонавты модуль развернули, воздухом надули, проверили на герметичность и 6 июня американский астронавт МКС Джеффри Уильямс и российский космонавт Олег Скрипочка зашли в него и установили там всю необходимую аппаратуру. Модуль BEAM на МКС в развернутом виде представляет собой внутреннее помещение без окон размером до 16 кубических метров. Размеры его 5,2 метров в диаметре и 6,5 метров в длину. Вес 1360 кг. Корпус модуля представляет собой 8 воздушных резервуаров из металлических переборок, алюминиевой складной структуры и нескольких слоев крепкой эластичной ткани расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Внутри модуль как уже говорилось выше, был оснащен необходимой для него исследования аппаратурой. Давление установлено такое же, как и на МКС. Планируется что ВЕАМ пробудет на космической станции в течении 2-ух лет и в основном будет закрыт, космонавты должны посещать его только для проверки на герметичность и его общей структурной целостности в космических условиях всего 4 раза в год. Через 2 года модуль ВЕАМ планирую отстыковать от МКС, после чего он сгорит во внешних слоях атмосферы. Основная задача присутствия модуля ВЕАМ на МКС это испытание его конструкции на прочность, герметичность и работу в жестких условиях космоса. За 2 года планируется провести проверку на защиту в нем от радиации и других видов космических излучений, противостоянию мелкому космическому мусору. Так как в дальнейшем планируется надувные модули использовать для проживания в них космонавтов, то результаты условий поддержания комфортных условий (температуры, давления, воздуха, герметичности) дадут ответ на вопросы дальнейших разработок и строения подобных модулей. В данный момент компания Bigelow Aerospace уже разрабатывает следующий вариант подобного, но уже жилого надувного модуля с окнами и значительно большего объема «B- 330», который можно будет использовать на Лунной космической станции и на Марсе.
Сегодня любой человек с Земли может посмотреть на МКС в ночном небе невооруженным глазом, как на светящуюся движущуюся звездочку, двигающуюся с угловой скоростью около 4 град в мин. Наибольшее значение ее звездной величины наблюдается от 0m до-04m. МКС движется вокруг Земли и при этом совершает один оборот за 90 минут или 16 оборотов в сутки. Высота МКС над Землей примерно 410-430 км, но из-за трений в остатках атмосферы, из-за воздействия сил притяжения Земли, для уклонения от опасного столкновения с космическим мусором и для успешной стыковкой с кораблями доставки, высота МКС постоянно корректируется. Корректировка высоты происходит при помощи двигателей модуля "Заря". Первоначально планируемый срок службы станции был 15 лет, а в настоящее время продлен ориентировочно до 2020 г.
По материалам http://www.mcc.rsa.ru
> 10 фактов, которые вы не знали об МКС
Самые интересные факты об МКС (Международной космической станции) с фото: жизнь космонавтов, можно увидеть МКС с Земли, члены экипажа, гравитация, батареи.
Международная космическая станция (МКС) – одно из величайших достижений всего человечества по уровню техники в истории. Во имя науки и образования объединились космические агентства США, Европы, России, Канады и Японии. Это символ технологического совершенства и свидетельствует о том, как много мы можем добиться, если сотрудничать. Ниже перечислено 10 фактов, которых вы, возможно, никогда не слышали о МКС.
1. МКС отметила свою 10-ю годовщину непрерывного человеческого функционирования 2 ноября 2010 года. Начиная с первой экспедиции (31 октября 2000 года) и стыковки (2 ноября) станцию посетило 196 человек из восьми стран.
2. МКС можно заметить с Земли без использования техники, и она является крупнейшим искусственным спутником, когда-либо вращающимся вокруг нашей планеты.
3. С первого модуля «Заря», отправленного в 1:40 утра по восточному времени 20 ноября 1998 года, МКС совершила 68519 облетов вокруг Земли. На счетчике ее одометра стоит отметка в 1.7 миллиардов миль (2.7 млрд. км).
4. По состоянию на 2 ноября к космодрому было совершено 103 запуска: 67 российских аппаратов, 34 шаттла, одно европейское и одно японское судно. Было сделано 150 выходов в космос для сборки станции и поддержания ее работы, что заняло более 944 часов.
5. МКС управляется экипажем из 6 астронавтов и космонавтов. При этом, программа станции обеспечивает непрерывное присутствие человека в космосе с момента запуска первой экспедиции 31 октября 2000 года, а это примерно 10 лет и 105 дней. Таким образом, программа сохранила текущий рекорд, побив предыдущую отметку в 3664 дня, установленную на борту Мир.
6. МКС служит исследовательской лабораторией, оснащенной условиями микрогравитации, в которой экипаж проводит опыты в области биологии, медицины, физики, химии и физиологии, а также астрономические и метеорологические наблюдения.
7. Станция оснащена огромными солнечными батареями, размер которых охватывает территорию футбольного поля США, включая конечные зоны, и весит 827794 фунта (275481 кг). В комплексе есть пригодная для жилья комната (как дом с пятью спальнями), оснащенная двумя ванными и гимнастическим залом.
8. 3 млн. строк кода программного обеспечения на Земле поддерживают 1.8 млн. строк программного кода полета.
9. 55-футовая роботизированная рука способна поднимать 220000 футов веса. Для сравнения, столько весит орбитальный шаттл.
10. Мощность в 75-90 киловатт для МКС обеспечивают акры солнечных батарей.
Состав MKC (Заря — Колумбус)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Конфигурация МКС
Функционально-грузовой блок «Заря»
Развертывание МКС началось запуском 20 ноября 1998 года (09:40:00 ДМВ) с помощью российской ракеты-носителя «Протон» функционально-грузового блока (ФГБ) «Заря», также созданного в России.
Функционально-грузовой блок «Заря» является первым элементом Международной космической станции (МКС). Он разработан и изготовлен ГКНПЦ имени М.В. Хруничева (г. Москва, Россия) в соответствии с контрактом, заключенным с генеральным субподрядчиком по проекту МКС — компанией «Боинг» (г. Хьюстон, штат Техас, США). С этого модуля начинается сборка МКС на околоземной орбите. На начальной стадии сборки ФГБ обеспечивает управление полетом связки модулей, электропитание, связь, прием, хранение и перекачку топлива.
Схема функционально-грузового блока «Заря»
| Параметр | Значение |
| Масса на орбите | 20260 кг |
| Длина по корпусу | 12990 мм |
| Максимальный диаметр | 4100 мм |
| Объем герметичных отсеков | 71.5 куб.м |
| Размах солнечных батарей | 24400 мм |
| 28 кв.м | |
| Гарантированная среднесуточная мощность электроснабжения напряжением 28 в | 3 кВт |
| Мощность электроснабжения американского сегмента | до 2 кВт |
| Масса заправляемого топлива | до 6100 кг |
| Высота рабочей орбиты | 350-500 км |
| 15 лет |
Компоновка ФГБ включает в себя приборно-грузовой отсек (ПГО) и герметичный адаптер (ГА), предназначенный для размещения бортовых систем, обеспечивающих механическую стыковку с другими модулями МКС и прибывающими на МКС кораблями. ГА отделен от ПГО герметичной сферической переборкой, в которой имеется люк диаметром 800 мм. На внешней поверхности ГА имеется специальный узел для механического захвата ФГБ манипулятором корабля «Шаттл». Герметичный объем ПГО составляет 64,5 куб.м, ГА — 7,0 куб.м. Внутреннее пространство ПГО и ГА разделено на две зоны: приборную и жилую. В приборной зоне размещены блоки бортовых систем. Жилая зона предназначена для работы экипажа. В ней находятся элементы систем контроля и управления бортовым комплексом, а также аварийного оповещения и предупреждения. Приборная зона отделена от жилой зоны панелями интерьера.
ПГО функционально разделен на три отсека: ПГО- 2 — это коническая секция ФГБ, ПГО-З — примыкающая к ГА цилиндрическая секция, ПГО-1 — цилиндрическая секция между ПГО-2 и ПГО-З.
Соединительный модуль «Юнити»
Первым изготовленным в США элементом Международной космической станции является модуль Node 1 («первый узловой»), называемый также Unity («Единство» или «Единение»).
Модуль Node 1 был изготовлен на предприятии The Boeing Co. в г.Хантсвилл (Алабама).
В модуле установлено свыше 50000 деталей, 216 трубопроводов перекачки жидкостей и газов, 121 кабель внутреннего и наружного монтажа общей длиной порядка 10 км.
Модуль доставлен и установлен экипажем шатла Индевор (STS-88) 7 декабря 1998 года. Состав экипажа: командир Роберт Кабана, пилот Фредерик Стёркоу, специалисты полета Джерри Росс, Нэнси Кёрри, Джеймс Ньюман и Сергей Крикалев.
Модуль «Unity» — выполненная из алюминия цилиндрическая конструкция с шестью люками для подсоединения других компонентов станции — четыре из которых (радиальные) представляют собой закрытые люками проемы с рамами, а два торцевых оснащены замками, к которым присоединены стыковочные адаптеры, имеющие по два осевых стыковочных узла., образует коридор, соединяющий жилые и рабочие помещения Международной космической станции. Этот узел, длиной 5,49 м и диаметром 4,58 м, соединен с функциональным грузовым блоком «Заря».
Кроме подсоединения к модулю «Заря», этот узел служит коридором, соединяющим американский лабораторный модуль, американский обитаемый модуль (жилые отсеки) и воздушный шлюз.
Через модуль «Unity» проходят важные системы и коммуникации, такие как трубопроводы подачи жидкостей, газов, средства регулирования среды, системы жизнеобеспечения, электроснабжения и передачи данных.
В Космическом центре им.Кеннеди Unity был оснащен двумя герметичными стыковочными адаптерами PMA (Pressurized Mating Adapter), имеющими вид несимметричных конических коронок. Адаптер PMA-1 обеспечит стыковку американских и российских компонентов станции, PMA-2 – стыковку к ней кораблей Space Shuttle. В адаптерах размещены компьютеры, обеспечивающие функции контроля и управления модулем Unity, а также передачу данных, речевой информации и видеосвязь с хьюстонским ЦУПом на первых этапах монтажа МКС, дополняя российские системы связи, установленные в модуле «Заря». Элементы адаптеров построены на предприятии компании Boeing в г.Хантингтон-Бич, шт.Калифорния.
Unity с двумя адаптерами в пусковой конфигурации имеет длину 10.98 м и массу около 11500 кг.
Проектирование и изготовление модуля Unity обошлось примерно в 300 млн $.
Служебный модуль «Звезда»
Служебный модуль (СМ) «Звезда» был выведен на околоземную орбиту ракетой-носителем «Протон» 12.07.2000г. (07:56:36 ДМВ) и 26.07.2000г. пристыкован к функционально-грузовому блоку (ФГБ) МКС.
Конструктивно СМ «Звезда» состоит из четырех отсеков: трех герметичных – переходного отсека (ПхО), рабочего отсека (РО) и промежуточной камеры (ПрК), а также негерметичного агрегатного отсека (АО), в котором размещена объединенная двигательная установка (ОДУ). Корпус герметичных отсеков выполнен из алюминиево-магниевого сплава и представляет собой сварную конструкцию, состоящую из блоков цилиндрической, конической и сферической формы.
Переходный отсек предназначен для обеспечения перехода членов экипажа между СМ и другими модулями МКС. Он также выполняет функции шлюзового отсека при выходе членов экипажа в открытый космос, для чего на боковой крышке имеется клапан сброса давления.
По форме ПхО представляет собой сочетание сферы диаметром 2.2 м и усеченного конуса с диаметрами оснований 1.35 м и 1.9 м. Длина ПхО – 2.78 м, герметичный объем – 6.85 м3. Конусной частью (большим диаметром) ПхО крепится к РО. На сферической части ПхО установлены три гибридных пассивных стыковочных агрегата ССВП-М Г8000 (один осевой и два боковых). К осевому узлу на ПхО стыкуется ФГБ «Заря». На верхнем узле ПхО планируется установка Научно-энергетической платформы (НЭП). К нижнему стыковочному узлу ПхО должен сначала причалить Стыковочный отсек №1, а затем – Универсальный стыковочный модуль (УСМ).
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение |
| Стыковочные узлы | 4 шт. |
| Иллюминаторы | 13 шт. |
| Масса модуля на этапе выведения | 22776 кг |
| Масса на орбите после отделения от РН | 20295 кг |
| Габариты модуля: | |
| длина с обтекателем и промежуточным отсеком | 15,95 м |
| длина без обтекателя и промежуточного отсека | 12,62 м |
| длина по корпусу | 13.11 м |
| ширина с раскрытой солнечной батареей | 29,73 м |
| максимальный диаметр | 4.35 м |
| объем герметичных отсеков | 89.0 м3 |
| внутренний объем с оборудованием | 75,0 м3 |
| объем обитания экипажа | 46.7 м3 |
| Обеспечение жизнедеятельности экипажа | до 6 человек |
| Размах солнечных батарей | 29.73 м |
| Площадь фотоэлектрических элементов | 76 м2 |
| Максимальная выходная мощность солнечных батарей | 13.8 кВт |
| Длительность функционирования на орбите | 15 лет |
| Система электроснабжения: | |
| рабочее напряжение, В | 28 |
| мощность солнечных батарей, кВт | 10 |
| Двигательная установка: | |
| маршевые двигатели, кгс | 2?312 |
| двигатели ориентации, кгс | 32?13,3 |
| масса окислителя (тетроксида азота), кг | 558 |
| масса горючего (НДМГ), кг | 302 |
Основные функции:
- обеспечение условий работы и отдыха экипажа;
- управление работой основных частей комплекса;
- снабжение комплекса электроэнергией;
- двустороннюю радиосвязь экипажа с наземным комплексом управления (НКУ);
- прием и передача телевизионной информации;
- передача на НКУ телеметрической информации о состоянии экипажа и бортовых систем;
- прием на борту информации по управлению;
- ориентация комплекса относительно центра масс;
- коррекция орбиты комплекса;
- сближение и стыковка других объектов комплекса;
- поддержание заданного температурно-влажностного режима жилого объема, элементов конструкции и оборудования;
- выход в открытое пространство космонавтов, выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту внешней поверхности станции;
- проведение научных и прикладных исследований и экспериментов с использованием доставляемой целевой аппаратуры;
- возможность осуществлять двустороннюю бортовую связь всех модулей комплекса «Альфа».
На наружной поверхности ПхО имеются кронштейны, на которых закреплены поручни, три комплекта антенн (АР-ВКА, 2АР-ВКА и 4АО-ВКА) системы «Курс» для трех стыковочных узлов, стыковочные мишени, агрегаты СТР, блок дозаправки ДУ, телекамера, бортовые огни и другое оборудование. Наружная поверхность закрыта панелями ЭВТИ и противометеоритными экранами. В ПхО имеется четыре иллюминатора.
Рабочий отсек предназначен для размещения основной части бортовых систем и оборудования СМ, для жизни и работы экипажа.
Корпус РО состоит из двух цилиндров разных диаметров (2.9 м и 4.1 м), соединенных между собой коническим переходником. Длина цилиндра малого диаметра – 3.5 м, большого – 2.9 м. Переднее и заднее днища – сферические. Общая длина РО – 7.7 м, герметичный объем с оборудованием – 75.0 м3, объем обитания экипажа – 35.1 м3. Панели интерьера отделяют жилую зону от приборной, а также от корпуса РО.
В РО имеется 8 иллюминаторов.
Жилые помещения РО оборудованы средствами обеспечения жизнедеятельности экипажа. В зоне малого диаметра РО находится центральный пост управления станцией с блоками контроля и аварийно-предупредительными пультами. В зоне большого диаметра РО имеются две персональные каюты (объемом 1.2 м3 каждая), санитарный отсек с умывальником и ассенизационным устройством (объемом 1.2 м3), кухня с холодильником-морозильником, рабочий стол со средствами фиксации, медицинская аппаратура, тренажеры для физических упражнений, небольшая шлюзовая камера для отделения контейнеров с отходами и малых КА.
Снаружи корпус РО закрыт многослойной экранно-вакуумной теплоизоляцией (ЭВТИ). На цилиндрических частях установлены радиаторы, которые выполняют также функции противометеоритных экранов. Незащищенные радиаторами участки закрыты углепластиковыми экранами сотовой конструкции.
На внешней поверхности РО установлены поручни, которыми члены экипажа могут пользоваться для перемещения и фиксации во время работы в открытом космосе.
Снаружи малого диаметра РО установлены датчики системы управления движением и навигацией (СУДН) для ориентации по Солнцу и Земле, четыре датчика системы ориентации СБ и другое оборудование.
Промежуточная камера предназначена для обеспечения перехода космонавтов между СМ и кораблями «Союз» или «Прогресс», пристыкованными к кормовому стыковочному агрегату.
ПрК по форме представляет собой цилиндр диаметром 2.0 м и длиной 2.34 м. Внутренний объем – 7.0 м3.
ПрК снабжена одним пассивным стыковочным агрегатом, расположенным по продольной оси СМ. Узел предназначен для стыковок грузовых и транспортных кораблей, в том числе российских кораблей «Союз ТМ», «Союз ТМА», «Прогресс М» и «Прогресс М2», а также европейского автоматического корабля ATV. Для внешнего наблюдения в ПрК имеются два иллюминатора, а снаружи на ней закреплена телекамера.
Агрегатный отсек предназначен для размещения агрегатов объединенной двигательной установки (ОДУ).
АО имеет цилиндрическую форму, с торца закрывается донным экраном из ЭВТИ. Наружная поверхность АО закрыта противометеоритным защитным кожухом и ЭВТИ. На наружной поверхности установлены поручни и антенны, имеются люки для обслуживания оборудования, расположенного внутри АО.
На корме АО имеется два корректирующих двигателя, а на боковой поверхности – четыре блока двигателей ориентации. Снаружи на заднем шпангоуте АО закреплена штанга с остронаправленной антенной (ОНА) бортовой радиотехнической системы «Лира». Кроме того, на корпусе АО стоят три антенны системы «Курс», четыре антенны радиотехнической системы управления и связи, две антенны телевизионной системы, шесть антенн системы телефонно-телеграфной связи, антенны аппаратуры радиоконтроля орбиты.
Также на АО закреплены датчики СУДН для ориентации по Солнцу, датчики системы ориентации СБ, бортовые огни и пр.
Внутренняя компоновка Служебного модуля:
1 – переходный отсек; 2 – переходный люк; 3 – аппаратура стыковки в ручном режиме; 4 – противогаз; 5 – блоки очистки атмосферы; 6 – твердотопливные генераторы кислорода; 7 – каюта; 8 – отсек санитарного устройства; 9 – промежуточная камера; 10 – переходный люк; 11 – огнетушитель; 12 – агрегатный отсек; 13 – место установки бегущей дорожки; 14 – пылесборник; 15 – стол; 16 – место установки велоэргометра; 17 – иллюминаторы; 18 – центральный пост управления.
Состав служебного оборудования СМ «Звезда»:
бортовой комплекс управления в составе:
— системы управления движением (СУД);
— бортовой вычислительной системы;
— бортового радиокомплекса;
— системы бортовых измерений;
— системы управления бортовым комплексом (СУБК);
— оборудования телеоператорного режима управления (ТОРУ);
система электропитания (СЭП);
объединенная двигательная установка (ОДУ);
система обеспечения тепловых режимов (СОТР);
система обеспечения жизнедеятельности (СОЖ);
средства медицинского обеспечения.
Лабораторный модуль «Дестини»
9 февраля 2001 года экипаж космического корабля шаттл «Атлантис» STS-98 доставил и пристыковал к станции лабораторный модуль "Дестини " («Судьба»).
Американский научный модуль «Дестини» состоит из трёх цилиндрических секций и двух оконечных урезанных конусов, которые содержат герметичные люки, используемые экипажем для входа в модуль и выхода из него. «Дестини» пристыкован к переднему стыковочному узлу модуля «Юнити».
Научное и вспомогательное оборудование внутри модуля «Дестини» смонтировано в стандартных блоках полезной нагрузки ISPR (International Standard Payload Racks). Всего «Дестини» содержит 23 блока ISPR - по шесть на правом, на левом борту и потолке, и пять на полу.
«Дестини» имеет систему жизнеобеспечения, которая обеспечивает электроснабжение, очистку воздуха, а также контроль температуры и влажности в модуле.
В герметичном модуле астронавты могут выполнять исследования в различных областях научных знаний: в медицине, технологии, биотехнологии, физике, материаловедении, и изучении Земли.
Модуль изготовлен американской компанией «Боинг».
Универсальная шлюзовая камера «Квест»
Универсальная шлюзовая камера «Квест» была доставлена к МКС космическим кораблем «Шаттл» «Атлантис» STS-104 15 июля 2001 года и с помощью дистанционного манипулятора станции «Канадарм 2» была извлечена из грузового отсека «Атлантиса», перенесена и пристыкована к причалу американского модуля NODE-1 «Юнити».
Универсальная шлюзовая камера «Квест» предназначена для обеспечения выходов в открытый космос экипажей МКС с использованием как американских скафандров, так и российских скафандров «Орлан».
До установки этой шлюзовой камеры выходы в открытый космос производились либо через переходной отсек (ПхО) служебного модуля «Звезда» (в российских скафандрах), либо через Space Shuttle (в американских скафандрах).
После установки и приведения в рабочее состояние шлюзовая камера стала одной из основных систем для обеспечения выхода в открытый космос и возврата на МКС и позволила применять любую из существующих систем скафандров или обе одновременно.
Основные технические характеристики
Шлюзовая камера представляет собой герметичный модуль, состоящий из двух основных отсеков (состыкованных своими торцами при помощи соединительной перегородки и люка): отсека экипажа, через который астронавты выходят из МКС в открытый космос, и отсека оборудования, где хранятся агрегаты и скафандры для обеспечения ВКД, а также так называемые агрегаты для ночного «вымывания», которые используются в ночь перед выходом в открытый космос для вымывания азота из крови астронавта в процессе понижения атмосферного давления. Эта процедура позволяет избежать проявления признаков декомпрессии после возврата космонавта из открытого космоса и наддува отсека.
Отсек экипажа
высота – 2565 мм.
внешний диаметр – 1996 мм.
герметичный объем – 4.25 куб. м.
Основное оборудование:
люк для выхода в открытый космос диаметром 1016 мм;
пульт управления шлюзованием.
Отсек оборудования
Основные технические характеристики:
длина – 2962 мм.
внешний диаметр – 4445 мм.
герметичный объем – 29.75 куб. м.
Основное оборудование:
гермолюк для перехода в отсек оборудования;
гермолюк для перехода в МКС
две стандартные стойки со служебными системами;
аппаратура обслуживания скафандров и отладки оборудования для ВКД;
насос для откачивания атмосферы;
панель подключения интерфейсных разъемов;
Отсек экипажа представляет собой переработанную внешнюю шлюзовую камеру корабля Space Shuttle. Он оснащен системой освещения, наружными поручнями и интерфейсными разъемами UIA (Umbilical Interface Assembly) для подключения систем обеспечения. Разъемы UIA расположены на одной из стен отсека экипажа и предназначены для подачи воды, отвода жидких отходов и подачи кислорода. Разъемы используются также для обеспечения связи и электропитания скафандров и могут обслуживать одновременно два скафандра (как российских, так и американских).
Перед открытием люка отсека экипажа для выхода в открытый космос, давление в отсеке снижается сначала до 0,2 атм, а затем до нуля.
Внутри скафандра поддерживается атмосфера из чистого кислорода при давлении 0,3 атм для американского скафандра и 0,4 атм для российского.
Пониженное давление требуется для обеспечения достаточной подвижности скафандров. При более высоких давлениях скафандры становятся жесткими, и в них трудно работать в течение длительного времени.
Отсек оборудования оснащен служебными системами для выполнения операций по надеванию и снятию скафандров, а также для периодического проведения работ по их техническому обслуживанию.
В отсеке оборудования расположены устройства для поддержания атмосферы внутри отсека, аккумуляторные батареи, система электропитания и другие обеспечивающие системы.
Модуль «Квест» может обеспечить воздушную среду, с пониженным содержанием азота, в которой космонавты могут «ночевать» перед выходом в открытый космос, благодаря чему их кровоток очищается от излишнего содержания азота, что предотвращает кессонную болезнь во время работы в скафандре с воздухом насыщенным кислородом, и после работы, при изменении давления окружающей среды (давление в российских скафандрах «Орлан» — 0.4 атм, в американских EMU — 0.3 атм). Ранее, для подготовки к выходам в космос, чтобы очистить ткани тела от азота, использовался метод, при котором люди вдыхали чистый кислород в течение нескольких часов перед выходом.
В апреле 2006 года, командир экспедиции МКС-12 Уильям МакАртур, и бортинженер экспедиции МКС-13 Джеффри Уильямс, проверили новый метод подготовки к выходам в космос, «переночевав» таким образом, в шлюзе. Давление в камере было уменьшено от нормального — 1 атм. (101 килопаскалей или 14.7 фунтов на квадратный дюйм), до 0.69 атм. (70 кПа или 10.2 psi). Из-за ошибки сотрудника ЦУП, экипаж был разбужен на четыре часа раньше положенного срока, и тем не менее тест посчитали успешно пройденным. После этого данный метод, стал использоваться американской стороной на постоянной основе перед выходом в космос.
Модуль «Квест» был необходим американской стороне, потому что их скафандры не соответствовали параметрам российских шлюзовых камер — имели другие компоненты, другие настройки и другие соединительные крепления. До установки «Квеста» выходы в космос могли осуществляться из шлюзового отсека модуля «Звезда» только в скафандрах «Орлан». Американские EMU могли использоваться для выхода в космос только во время стыковыки их шаттла к МКС. В дальнейшем, подключение модуля «Пирс» добавило ещё один вариант использования «Орланов».
Модуль был присоединён 14 июля 2001 года экспедицией STS-104. Он был установлен на правый стыковочный порт модуля «Юнити» к единому механизму пристыковки (англ. CBM ).
Модуль содержит оборудование и разработан таким образом, чтобы работать со скафандрами обоих типов, однако в настоящее время (информация по состоянию на 2006 год!) способен функционировать только с американской стороной, потому что оборудование, необходимое для работы с российскими космическими костюмами, ещё не было запущено. Вследствие этого, когда у экспедиции МКС-9 возникли проблемы с американскими скафандрами, им пришлось пробираться на своё рабочее место окольным путём.
21 февраля 2005 года из-за неисправности модуля «Квест», вызванной, как сообщили СМИ, образовавшейся в шлюзе ржавчиной, космонавты временно осуществляли выходы в космос через модуль «Звезда»
Стыковочный отсек «Пирс»
Стыковочный отсек (СО) “Пирс”, являющийся элементом российского сегмента МКС, запущен в составе специализированного грузового корабля-модуля (ГКМ) “Прогресс М-СО1” 15 сентября 2001 года. 17 сентября 2001 года ГКМ “Прогресс М-СО1” состыковался с Международной космической станцией.
Стыковочный отсек «Пирс» разработан и изготовлен в РКК “Энергия” и имеет двойное назначение. Он может использоваться как шлюзовой отсек для выходов в открытый космос двух членов экипажа и служит дополнительным портом для стыковки с МКС пилотируемых кораблей типа “Союз ТМ” и автоматических грузовых кораблей типа “Прогресс М”.
Кроме этого, он обеспечивает возможность дозаправки баков PC МКС компонентами топлива, доставляемыми на грузовых транспортных кораблях.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение |
| Масса при запуске, кг | 4350 |
| Масса на орбите, кг | 3580 |
| Резервная масса доставляемых грузов, кг | 800 |
| Высота орбиты при сборке, км | 350-410 |
| Рабочая высота орбиты, км | 410-460 |
| Длина (со стыковочным агрегатам), м | 4,91 |
| Максимальный диамегр, м | 2,55 |
| Объем герметичного отсека, м? | 13 |
Стыковочный отсек “Пирс” состоит из герметичного корпуса и установленных на нем аппаратуры, служебных систем и элементов конструкции, обеспечивающих выходы в открытый космос.
Гермокорпус отсека и силовой набор изготовлены из алюминиевых сплавов АМг-6, трубопроводы — из коррозионно-стойких сталей и титановых сплавов. Снаружи корпус закрыт панелями противометеоритной защиты толщиной 1 мм и экранновакуумной теплоизоляцией
Два стыковочных узла — активный и пассивный — расположены по продольной оси “Пирса”. Активный стыковочный узел предназначен для герметичного соединения со СМ “Звезда”. Пассивный стыковочный узел, расположенный с противоположной стороны отсека, предназначен для герметичного соединения с транспортными кораблями типа “Союз ТМ” и “Прогресс М”.
Снаружи отсека установлены четыре антенны аппаратуры измерения параметров относительного движения “Курс-А” используемой при стыковке СО к МКС, а также аппаратура системы “Курс-П”, обеспечивающей сближение и стыковку к отсеку транспортных кораблей.
В корпусе установлены два кольцевых шпангоута с люками для выхода в открытый космос. Оба люка имеют диаметр в свету 1000 мм. В каждой крышке имеется иллюминатор диаметром в свету 228 мм. Оба люка абсолютно равнозначны и могут использоваться в зависимости от того, с какой стороны “Пирса” удобнее проводить выход членов экипажа в открытый космос. Каждый люк рассчитан на 120 открываний. Для удобства работы космонавтов в открытом космосе вокруг люков имеются кольцевые поручни внутри и снаружи отсека.
Снаружи всех элементов корпуса отсека также установлены поручни для облегчения работы членов экипажа во время выходов.
Внутри СО “Пирс” расположены блоки аппаратуры систем терморегулирования, связи, управления бортовым комплексом, телевизионной и телеметрической систем, проложены кабели бортовой сети и трубопроводы системы терморегулирования.
В отсеке имеются пульты управления шлюзованием, контроля и управления служебными системами СО, связи, снятия и подачи силового питания, выключатели освещения, электророзетки.
Два блока сопряжения БСС обеспечивают шлюзование двух членов экипажа в скафандрах “Орлан-М”.
Служебные системы модуля:
система терморегулирования;
система связи;
система управления бортовым комплексом;
пульты контроля и управления служебными системами СО;
телевизионная и телеметрическая системы.
Целевые системы модуля:
пульты управления шлюзованием.
два блока сопряжения, обеспечивающих шлюзование двух членов экипажа.
два люка для выхода в открытый космос диаметром 1000 мм.
активный и пассивный стыковочный узлы.
Соединительный модуль «Гармония»
Модуль «Гармония» (Harmony) доставлен на МКС на борту шаттл «Дискавери» (STS-120) и 26 октября 2007 года был временно установлен на левый стыковочный узел модуля «Юнити» МКС.
14 ноября 2007 года модуль «Гармония» перемещен экипажем МКС-16 на постоянное место — на передний стыковочный узел модуля «Дестини». Предварительно на передний стыковочный узел модуля «Гармония» был перенесен стыковочный модуль кораблей шаттл.
Модуль «Гармония» является соединительным элементом для двух исследовательских лабораторий: европейской — «Колумбус» и японской – «Кибо».
Он обеспечивает электропитание присоединённых к нему модулей и обмен данными. Для обеспечения возможности увеличения численности постоянно действующего экипажа МКС в модуле установлена дополнительная система обеспечения жизнедеятельности.
Кроме того модуль оборудован тремя дополнительными спальными местами для космонавтов.
Модуль представляет собой алюминиевый цилиндр длиной 7,3 метра и внешним диаметром 4,4 метра. Герметичный объём модуля составляет 70 м?, вес модуля — 14 300 кг.
Модуль Node 2 был доставлен в Космический центр им. Кеннеди 1 июня 2003 года. Название «Гармония» модуль получил 15 марта 2007 года.
11 февраля 2008 года к правому стыковочному узлу «Гармонии» экспедицией шаттла Атлантис STS-122 была присоединена европейская научная лаборатория «Коламбус». Весной 2008 года к ней была пристыкована японская научная лаборатория «Кибо». Верхний (зенитный) стыковочный узел, предназначавшийся ранее для отменённого японского модуля центрифуг (CAM), временно будет использоваться для стыковки с первой частью лаборатории «Кибо» — экспериментальным грузовым отсеком ELM , который 11 марта 2008 года доставила на борт экспедиция STS-123 шаттла «Индевор».
Лабораторный модуль «Колумбус»
«Коламбус» (англ. Columbus — Колумб) — модуль Международной космической станции созданный по заказу Европейского космического агентства консорциумом европейских аэрокосмических фирм. «Коламбус» это первый серьёзный вклад Европы в строительство МКС, представляет собой научную лабораторию, дающую европейским учёным возможность проводить исследования в условиях микрогравитации.
Модуль был запущен 7 февраля 2008 года, на борту шаттла «Атлантис» в ходе полёта STS-122. Пристыкован к модулю «Гармония» 11 февраля в 21:44 UTC.
Модуль «Колумбус» построен по заказу Европейского космического агентства консорциумом европейских аэрокосмических фирм. Стоимость его строительства превысила $1,9 млрд.
Он представляет из себя научную лабораторию, предназначенную для проведения физических, материаловедческих, медико-биологических и иных экспериментов в условиях отсутствия гравитации. Планируемая длительность функционирования «Колумбус» 10 лет.
Корпус модуля цилиндрической формы диаметром 4477 мм и длиной 6871 мм имеет массу 12 112 кг.
Внутри модуля имеется 10 унифицированных мест (ячеек) для установки контейнеров с научной аппаратурой и оборудованием.
На внешней поверхности модуля имеется четыре места для крепления научной аппаратуры предназначенной для проведения исследований и экспериментов в условиях открытого космоса. (изучение солнечно-земных связей, анализ воздействия на оборудование и материалы длительного пребывания в космосе, эксперименты по выживанию бактерий в экстремальных условиях и т.д.).
На момент доставки на МКС в модуле были уже установлены 5 контейнеров с научной аппаратурой для проведения научных экспериментов в области биологии, физиологии и материаловедения массой 2,5 тонны.
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.
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".