Международная космическая станция

Международная космическая станция

МКС 23 мая 2010 г., вид с STS-132
Статистика станции
COSPAR ID	1998-067A
SATCAT нет.	25544
Позывной	Альфа , Станция
Экипаж	Полный экипаж: 7 В настоящее время на борту: 7 ( Экспедиция 64 ) ( Союз МС-17 ) ( SpaceX Crew-1 )
Запуск	20 ноября 1998 г . ; 22 года назад ( 1998-11-20 )
Стартовая площадка	Байконур , Зона 1/5 и Зона 81/23 Кеннеди , LC-39 и CCAFS SLC-41 (в будущем)
Масса	419 725 кг (925 335 фунтов) [1]
Длина	73,0 м (239,4 футов) [1]
Ширина	109,0 м (357,5 футов) [1]
Объем под давлением	915,6 м 3 (32 333 куб. Футов) [1]
Атмосферное давление	101,3  кПа (14,7  фунтов на квадратный дюйм ; 1,0  атм ) кислород 21%, азот 79%
Высота перигея	418 км (259,7 миль) над уровнем моря [2]
Высота апогея	422 км (262,2 мили) над уровнем моря [2]
Наклонение орбиты	51,63 ° [2]
Орбитальная скорость	7,66 км / с [2] (27 600 км / ч; 17 100 миль / ч)
Орбитальный период	92,68 минуты [2]
Орбит в сутки	15.54 [2]
Эпоха орбиты	05 января 2021 12:08:02 [2]
Дни на орбите	22 года, 2 месяца, 26 дней (16 февраля 2021)
Занятые дни	20 лет, 3 месяца, 13 дней (16 февраля 2021)
Кол- во орбит	125 964 по состоянию на декабрь 2020 г. [3][Обновить]
Орбитальный распад	2 км / месяц
Статистика на 9 марта 2011 г. (если не указано иное) Литература: [1] [2] [4] [5] [6]
Конфигурация
Элементы станции по состоянию на август 2019 г. ( покомпонентное изображение )[Обновить]

Международная космическая станция ( МКС ) является модульной космической станцией (обитаемый искусственный спутник ) на низкой околоземной орбите . Это многонациональный совместный проект с участием пяти космических агентств: НАСА (США), Роскосмоса (Россия), JAXA (Япония), ESA (Европа) и CSA (Канада). ^{[7] [8]} Право собственности на космическую станцию ​​и ее использование устанавливаются межправительственными договорами и соглашениями. ^[9] Станция работает в условиях микрогравитации и космоса.исследовательская лаборатория, в которой проводятся научные исследования в области астробиологии , астрономии , метеорологии , физики и других областях. ^{[10] [11] [12]} МКС подходит для тестирования систем и оборудования космических кораблей, необходимых для возможных будущих длительных миссий на Луну и Марс. ^[13]

Программа МКС развилась из космической станции « Свобода» , американского предложения, которое было задумано в 1984 году для создания постоянно обслуживаемой околоземной станции ^[14], и современного советского / российского предложения « Мир-2» с аналогичными целями. МКС - девятая космическая станция с экипажами после советских, а затем и российских станций «Салют» , « Алмаз» , « Мир » и американской « Скайлаб» . Это самый большой искусственный объект в космосе и самый большой спутник на низкой околоземной орбите, регулярно видимый невооруженным глазом с поверхности Земли. ^{[15] [16]} Этоподдерживает орбиту со средней высотой 400 километров (250 миль) посредством маневров по повторному ускорению с использованием двигателей служебного модуля « Звезда» или космических кораблей посещения. ^[17] МКС обращается вокруг Земли примерно за 93 минуты, совершая 15,5 витков в день. ^[18]

Станция разделена на две части: российский орбитальный сегмент (ROS) находится в ведении России, а орбитальный сегмент Соединенных Штатов (USOS) находится в ведении Соединенных Штатов, а также многих других стран. Роскосмос одобрил продолжение эксплуатации ROS до 2024 года ^[19] , ранее предложив использовать элементы сегмента для строительства новой российской космической станции под названием ОПСЕК . ^[20] Первый компонент МКС был запущен в 1998 году, а первые постоянные жители прибыли 2 ноября 2000 года после запуска с космодрома Байконур 31 октября 2000 года. ^[21]С тех пор станция была постоянно занята в течение 20 лет и 106 дней ^{[22], что} является самым продолжительным непрерывным присутствием человека на низкой околоземной орбите, превзойдя предыдущий рекорд космической станции « Мир» в 9 лет и 357 дней . Последний крупный модуль под давлением, Леонардо , был установлен в 2011 году, а экспериментальная надувная космическая среда обитания была добавлена ​​в 2016 году. Разработка и сборка станции продолжаются, запуск нескольких крупных новых российских элементов запланирован на 2021 год. По состоянию на декабрь 2018 ^{[Обновить]}года Станция финансируется только до 2025 года и может быть выведена с орбиты в 2030 году. ^[23]

МКС состоит из герметичных жилых модулей, структурных ферм, фотоэлектрических солнечных батарей , тепловых излучателей , стыковочных портов , экспериментальных отсеков и роботизированных манипуляторов. Основные модули МКС были запущены российскими ракетами « Протон» и « Союз», а также космическими кораблями США . ^[24] Станцию ​​обслуживают различные космические корабли: российские « Союз» и « Прогресс» , SpaceX Dragon 2 , Northrop Grumman Innovation Systems Cygnus , японский транспортный корабль H-II , ^[7] и ранее европейскийАвтоматизированная транспортная машина (ATV). Космический корабль Dragon позволяет возвращать на Землю грузы под давлением, которые используются, например, для репатриации научных экспериментов для дальнейшего анализа. По состоянию на ноябрь 2020 ^{[Обновить]}года космическую станцию ​​посетили 242 астронавта, космонавта и космических туристов из 19 разных стран , многие из которых неоднократно; это включает 152 американца, 49 русских, 9 японцев, 8 канадцев и 5 итальянцев. ^[25]

Цель [ править ]

Первоначально МКС задумывалась как лаборатория, обсерватория и завод, обеспечивая транспортировку, техническое обслуживание и опорную базу на низкой околоземной орбите для возможных будущих миссий на Луну, Марс и астероиды. Однако не все способы использования, предусмотренные в первоначальном меморандуме о взаимопонимании между НАСА и Роскосмосом , были реализованы. ^[26] В Национальной космической политике США от 2010 года МКС была отведена дополнительная роль в выполнении коммерческих, дипломатических ^[27] и образовательных целей. ^[28]

Научные исследования [ править ]

МКС предоставляет платформу для проведения научных исследований, с энергоснабжением, данными, охлаждением и экипажем для поддержки экспериментов. Небольшие беспилотные космические корабли также могут служить платформой для экспериментов, особенно тех, которые связаны с невесомостью и выходом в космос, но космические станции предлагают долгосрочную среду, в которой исследования могут проводиться потенциально в течение десятилетий в сочетании с легким доступом исследователей-людей. ^{[29] [30]}

МКС упрощает индивидуальные эксперименты, позволяя группам экспериментов проводить одни и те же запуски и время экипажа. Исследования проводятся в самых разных областях, включая астробиологию , астрономию , физические науки , материаловедение , космическую погоду , метеорологию и исследования человека, включая космическую медицину и науки о жизни . ^{[10] [11] [12] [31] [32]}Ученые на Земле имеют своевременный доступ к данным и могут предложить экспериментальные модификации экипажу. Если необходимы последующие эксперименты, запуски рутинно запланированных судов снабжения позволяют относительно легко запускать новое оборудование. ^[30] Экипажи летают в экспедициях на несколько месяцев, обеспечивая около 160 человеко-часов в неделю с командой из шести человек. Однако значительная часть рабочего времени бригады уходит на техническое обслуживание станции. ^{[10] [33]}

Возможно, наиболее заметным экспериментом на МКС является Альфа-магнитный спектрометр (AMS), который предназначен для обнаружения темной материи и ответа на другие фундаментальные вопросы о нашей Вселенной и по данным НАСА не менее важен, чем космический телескоп Хаббла . В настоящее время он пристыкован к станции, поэтому его нельзя было легко разместить на свободно летающей спутниковой платформе из-за его требований к мощности и пропускной способности. ^{[34] [35]} 3 апреля 2013 года ученые сообщили, что намеки на темную материю могли быть обнаружены AMS. ^{[36] [37] [38] [39] [40] [41]} По словам ученых, « Первые результаты данные космического альфа-магнитного спектрометра подтверждают необъяснимый избыток позитронов высоких энергий в космических лучах, связанных с Землей ".

Космическая среда враждебна жизни. Незащищенное присутствие в космосе характеризуется интенсивным полем излучения (состоящим в основном из протонов и других субатомных заряженных частиц солнечного ветра , помимо космических лучей ), высоким вакуумом, экстремальными температурами и микрогравитацией. ^[42] Некоторые простые формы жизни называемых экстремофилами , ^[43] , а также мелкие беспозвоночные называемые тихоходками ^[44] могут выжить в этой среде в очень сухом состоянии через высыхание .

Медицинские исследования расширяют знания о влиянии длительного космического воздействия на человеческий организм, включая атрофию мышц , потерю костной массы и сдвиг жидкости. Эти данные будут использоваться для определения возможности длительных полетов человека в космос и освоения космоса . По состоянию на 2006 год ^[update]данные о потере костной массы и мышечной атрофии предполагают, что существует значительный риск переломов и проблем с движением, если астронавты приземлятся на планету после длительного межпланетного круиза, такого как шестимесячный интервал, необходимый для полета на Марс . ^{[45] [46]}

Медицинские исследования проводятся на борту МКС по поручению Национального института космических биомедицинских исследований (NSBRI). Среди них выделяется исследование Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravity, в котором астронавты выполняют ультразвуковое сканирование под руководством удаленных экспертов. В исследовании рассматриваются вопросы диагностики и лечения заболеваний в космосе. Обычно на борту МКС нет врача, и диагностика заболеваний является сложной задачей. Ожидается, что ультразвуковое сканирование с дистанционным управлением найдет применение на Земле в экстренных случаях и при оказании медицинской помощи в сельской местности, когда доступ к квалифицированному врачу затруднен. ^{[47] [48] [49]}

В августе 2020 года ученые сообщили, что на основе исследований, проведенных на Международной космической станции , ученые сообщили, что бактерии с Земли, в частности бактерии Deinococcus radiodurans , которые обладают высокой устойчивостью к опасностям окружающей среды , выживают в течение трех лет в космическом пространстве. Эти результаты подтверждают идею панспермии , гипотезу о том, что жизнь существует во Вселенной , распределена по-разному, включая космическую пыль , метеороиды , астероиды , кометы , планетоиды или загрязненные космические корабли.. ^{[50] [51]}

Дистанционное зондирование Земли, астрономия и исследования дальнего космоса на МКС резко возросли в течение 2010-х годов после завершения американского орбитального сегмента в 2011 году. За более чем 20 лет работы исследователей программы МКС на борту МКС и на земле исследовали аэрозоли , озон , молнии и оксиды в атмосфере Земли, а также Солнце , космические лучи, космическую пыль , антивещество и темную материю во Вселенной. Примерами экспериментов по дистанционному зондированию Земли, которые проводились на МКС, являются орбитальная обсерватория углерода 3 , ISS-RapidScat ,ECOSTRESS , Исследование динамики глобальной экосистемы и система переноса облачных аэрозолей . Астрономические телескопы и эксперименты на МКС включают SOLAR , Исследователь внутреннего состава нейтронных звезд , калориметрический электронный телескоп , монитор рентгеновского изображения всего неба (MAXI) и альфа-магнитный спектрометр . ^{[11] [52]}

Freefall [ править ]

Гравитация на высоте МКС примерно на 90% сильнее, чем на поверхности Земли, но объекты на орбите находятся в непрерывном состоянии свободного падения , что приводит к кажущемуся состоянию невесомости . ^[53] Воспринимаемая невесомость нарушается пятью отдельными эффектами: ^[54]

• Перетащите из остаточной атмосферы.
• Вибрация от движений механических систем и экипажа.
• Срабатывание бортовых гироскопов ориентации .
• Запуск двигателя для изменения положения или орбиты.
• Эффекты гравитационного градиента , также известные как приливные эффекты. Объекты в разных местах на МКС, если бы они не были прикреплены к станции, двигались бы по несколько разным орбитам. Будучи механически соединенными между собой, эти элементы испытывают небольшие силы, которые заставляют станцию ​​двигаться как твердое тело .

Исследователи изучают влияние почти невесомой среды станции на эволюцию, развитие, рост и внутренние процессы растений и животных. В ответ на некоторые из этих данных НАСА хочет исследовать влияние микрогравитации на рост трехмерных человеческих тканей и необычных кристаллов протеина, которые могут образовываться в космосе. ^[11]

Изучение физики жидкостей в условиях микрогравитации даст лучшие модели поведения жидкостей. Поскольку жидкости можно почти полностью объединить в условиях микрогравитации, физики исследуют жидкости, которые плохо смешиваются на Земле. Кроме того, изучение реакций, замедляемых низкой гравитацией и низкими температурами, улучшит наше понимание сверхпроводимости . ^[11]

Изучение материаловедения является важной исследовательской деятельностью МКС с целью получения экономических выгод за счет совершенствования методов, используемых на местах. ^[55] Другие области, представляющие интерес, включают влияние окружающей среды с низкой гравитацией на горение посредством изучения эффективности сжигания и контроля выбросов и загрязняющих веществ. Эти результаты могут улучшить текущие знания о производстве энергии и привести к экономическим и экологическим выгодам. ^[11]

Исследование [ править ]

МКС обеспечивает относительную безопасность низкой околоземной орбиты для тестирования систем космических аппаратов, которые потребуются для длительных полетов на Луну и Марс. Это дает опыт эксплуатации, технического обслуживания, а также работ по ремонту и замене на орбите, которые будут важными навыками при эксплуатации космических аппаратов на удалении от Земли, могут быть снижены риски миссии и расширены возможности межпланетных космических аппаратов. ^[13] Ссылаясь на эксперимент MARS-500 , ЕКА заявляет, что «в то время как МКС имеет важное значение для ответа на вопросы, касающиеся возможного воздействия невесомости, радиации и других факторов, связанных с космосом, таких аспектов, как эффект длительной изоляции и заключения. можно более уместно решить с помощью наземного моделирования ". ^[56]Сергей Краснов, руководитель программ пилотируемых космических полетов Роскосмоса, в 2011 году высказал предположение, что на МКС может быть реализована «укороченная версия» МАРС-500. ^[57]

В 2009 году, отмечая ценность самой структуры партнерства, Сергей Краснов писал: «По сравнению с партнерами, действующими по отдельности, партнеры, развивающие дополнительные способности и ресурсы, могут дать нам гораздо больше уверенности в успехе и безопасности освоения космоса. МКС помогает и дальше. продвигать освоение околоземного космического пространства и реализацию перспективных программ исследования и освоения Солнечной системы, включая Луну и Марс ». ^[58] Миссия на Марс с экипажем может быть многонациональной с участием космических агентств и стран, не участвующих в текущем партнерстве с МКС. В 2010 году генеральный директор ЕКА Жан-Жак Дордэн заявил, что его агентство готово предложить четырем другим партнерам, чтобы Китай, Индия и Южная Корея были приглашены присоединиться к партнерству с МКС. ^[59]Глава НАСА Чарльз Болден заявил в феврале 2011 года: «Любая миссия на Марс, скорее всего, будет глобальным усилием». ^[60] В настоящее время федеральное законодательство США запрещает сотрудничество НАСА с Китаем по космическим проектам. ^[61]

Образование и культурная деятельность [ править ]

Экипаж МКС предоставляет возможности студентам на Земле, проводя эксперименты, разработанные студентами, проводя образовательные демонстрации, позволяя студентам участвовать в классных версиях экспериментов МКС и напрямую вовлекая студентов с помощью радио, видеосвязи и электронной почты. ^{[7] [62]} ESA предлагает широкий спектр бесплатных учебных материалов, которые можно загрузить для использования в классах. ^[63] На одном уроке студенты могут ориентироваться в трехмерной модели интерьера и экстерьера МКС и сталкиваться со спонтанными проблемами, которые необходимо решать в режиме реального времени. ^[64]

JAXA стремится вдохновлять детей «заниматься мастерством» и повышать их «понимание важности жизни и их ответственности в обществе». ^[65] Посредством серии учебных руководств студенты развивают более глубокое понимание прошлого и ближайшего будущего пилотируемых космических полетов, а также Земли и жизни. ^{[66] [67]} В экспериментах JAXA «Семена в космосе» мутационные эффекты космического полета на семена растений на борту МКС исследуются путем выращивания семян подсолнечника, которые летали на МКС в течение примерно девяти месяцев. На первом этапе использования Кибо с 2008 до середины 2010 года исследователи из более чем десятка японских университетов проводили эксперименты в различных областях. ^[68]

Культурные мероприятия - еще одна важная цель программы ISS. Тецуо Танака, директор Центра космической среды и использования JAXA, сказал: «В космосе есть что-то, что трогает даже людей, не интересующихся наукой». ^[69]

Любительское радио на МКС (ARISS) - это добровольная программа, которая побуждает студентов во всем мире делать карьеру в области науки, технологий, инженерии и математики, используя возможности радиолюбительской связи с экипажем МКС. ARISS - международная рабочая группа, состоящая из делегаций из девяти стран, включая несколько европейских, а также Японии, России, Канады и США. В местах, где нельзя использовать радиооборудование, громкоговорители подключают студентов к наземным станциям, которые затем передают вызовы на космическую станцию. ^[70]

«Первая орбита» - это полнометражный документальный фильм 2011 года о Востоке-1 , первом космическом полете вокруг Земли с экипажем. Путем согласования орбиты МКС с орбитой Востока-1 как можно точнее с точки зрения наземного пути и времени суток, режиссер-документалист Кристофер Райли и астронавт ЕКА Паоло Несполи смогли заснять вид, который Юрий Гагарин видел на своей новаторской орбите. космический полет. Эти новые кадры были вырезаны вместе с оригинальными аудиозаписями миссии «Восток-1», взятыми из Российского государственного архива. Несполи считается оператором- постановщиком этого документального фильма, так как он сам записал большую часть отснятого материала во время Экспедиции 26 /.27 . ^[71] Фильм транслировался во время мировой премьеры на YouTube в 2011 году по бесплатной лицензии на сайте firstorbit.org . ^[72]

В мае 2013 года командир Крис Хэдфилд снял на борту станции видеоклип Дэвида Боуи « Space Oddity », который был размещен на YouTube. ^{[73] [74]} Это было первое музыкальное видео, снятое в космосе. ^[75]

В ноябре 2017 года, участвуя в экспедиции 52 / 53 на МКС, Паоло Nespoli сделал две записи своего разговорного голоса (один на английском языке , а другой в его родном итальянском языке ), для использования в Википедии статей. Это был первый контент, созданный в космосе специально для Википедии. ^{[76] [77]}

Строительство [ править ]

Производство [ править ]

Поскольку Международная космическая станция является многонациональным совместным проектом, компоненты для сборки на орбите производились в разных странах по всему миру. Начиная с середины 1990-х, американские компоненты Destiny , Unity , интегрированная ферменная конструкция и солнечные батареи производились в Центре космических полетов им. Маршалла и на сборочном предприятии Мишуда . Эти модули были доставлены в Операционно-кассовый корпус и Центр обработки космической станции (SSPF) для окончательной сборки и обработки перед запуском. ^[78]

Российские модули, в том числе « Заря» и « Звезда» , были изготовлены в Государственном космическом научно-производственном центре им . Хруничева в Москве . Изначально " Звезда" была изготовлена ​​в 1985 году как компонент " Мир-2" , но так и не была запущена и вместо этого стала служебным модулем МКС. ^[79]

Европейское космическое агентство (ESA) Коламбус модуль был изготовлен в EADS объектов Astrium Space Транспорт в Бремене , Германия, наряду со многими другими подрядчиками по всей Европе. ^[80] Другие модули, построенные ЕКА - Harmony , Tranquility , Leonardo MPLM и Cupola - изначально производились на заводе Thales Alenia Space в Турине, Италия. ^[81] Стальные корпуса модулей были доставлены самолетами в Космический центр им. Кеннеди SSPF для обработки запуска. ^{[цитата необходима ]}

Японского экспериментального модуля Кибо , был изготовлен в различных производственных технологий объектов в Японии, на NASDA (ныне JAXA) Космический центр Цукуба , и Институт космических исследований и астронавтики . Модуль Kibo был доставлен на корабле и доставлен самолетом в SSPF. ^[82]

Обслуживание система мобильной , состоящая из Канадарм2 и Декстра грейфера арматуры, была изготовлена на различные заводах в Канаде (например, Дэвид Флориде Laboratory ) и Соединенные Штаты, в соответствии с контрактом по Канадскому космическому агентству . Мобильная базовая система, соединительный каркас для Canadarm2, установленный на рельсах, была построена Northrop Grumman .

Сборка [ править ]

В ноябре 1998 года началась сборка Международной космической станции, крупного проекта в области космической архитектуры . ^[4] Российские модули были запущены и состыкованы роботами, за исключением Рассвета . Все остальные модули были доставлены космическим челноком , который требовал установки членами экипажа МКС и челнока с использованием Canadarm2 (SSRMS) и внекорабельной деятельности (EVA); по состоянию на 5 июня 2011 ^[update]г. они добавили 159 компонентов в течение более чем 1000 часов в открытом космосе. 127 из этих выходов в открытый космос началось со станции, а остальные 32 были запущены из шлюзов пристыкованных космических челноков. ^[83] бета угластроительства станции необходимо было всегда учитывать. ^[84]

Первый модуль МКС « Заря» был запущен 20 ноября 1998 года на автономной российской ракете «Протон» . Он обеспечивал движение, контроль ориентации , связь, электроэнергию, но не имел функций долгосрочного жизнеобеспечения. Две недели спустя на борту космического челнока STS-88 был запущен пассивный модуль NASA Unity, который астронавты прикрепили к Зари во время выхода в открытый космос. Этот модуль имеет два герметичных соединительных адаптера (PMA), один из которых постоянно подключается к Зари , а другой позволяет космическому шаттлу пристыковаться к космической станции. В то время российская станция Мирбыл все еще обитаем, и МКС оставалась без экипажа в течение двух лет. 12 июля 2000 года " Звезда" была выведена на орбиту. Запрограммированные команды на борту развернули солнечные батареи и антенну связи. Затем он стал пассивной мишенью для встречи с Зарей и единством : он поддерживал орбиту станции по поддержанию в то время как Заря - Юнити автомобиль совершил сближение и стыковки через наземный контроль и российское автоматизированное сближение и стыковку системы. Вскоре после стыковки компьютер " Зари " передал управление станцией компьютеру " Звезды " . Звезда добавила спальные помещения, туалет, кухню, цв.₂ скруббера, осушитель, кислородные генераторы, тренажеры, а также передача данных, голосовая и телевизионная связь с системой управления полетом. Это дало возможность постоянного проживания станции. ^{[85] [86]}

Первый постоянный экипаж, первая экспедиция , прибыл в ноябре 2000 года на корабле "Союз ТМ-31" . В конце первого дня на станции астронавт Билл Шеперд попросил использовать радиопозывной « Альфа », который он и космонавт Крикалев предпочли более громоздкой « Международной космической станции ». ^[87] Название « Альфа » ранее использовалось для станции в начале 1990-х, ^[88] и его использование было разрешено для всей Экспедиции 1. ^[89] Шеперд выступал за использование нового названия для проецирования. менеджеры какое-то время. Ссылка на военно-морскую традициюна пресс-конференции перед запуском он сказал: «На протяжении тысячелетий люди выходили в море на кораблях. Люди спроектировали и построили эти суда, спустили их на воду с хорошим чувством, что имя принесет удачу экипажу. и успехов в их путешествии ". ^[90] Юрий Семенов , президент Российской космической корпорации «Энергия» в то время, не одобрял название « Альфа », поскольку считал, что « Мир» был первой модульной космической станцией, поэтому названия « Бета » или « Мир  2» для МКС было бы более уместно. ^{[89] [91] [92]}

Первая экспедиция прибыла на полпути между рейсами STS-92 и STS-97 . Каждый из этих двух полетов космических челноков добавлял сегменты интегрированной ферменной конструкции станции , которая обеспечивала станцию ​​связью в Ku-диапазоне для американского телевидения, дополнительной поддержкой ориентации, необходимой для дополнительной массы USOS, и значительными солнечными батареями, дополняющими четыре существующих солнечных панели станции. массивы. ^[93]

В течение следующих двух лет станция продолжала расширяться. Союз-У ракеты доставили Пирс стыковочный отсек . Космические шаттлы Discovery , Atlantis и Endeavour доставили лабораторию Destiny и воздушный шлюз Quest в дополнение к главному роботу-манипулятору станции Canadarm2 и еще нескольким сегментам интегрированной ферменной конструкции.

График расширения был прерван катастрофой космического корабля " Колумбия" в 2003 году и, как следствие, перерывом в полетах. Space Shuttle был остановлен до 2005 года с STS-114, которым управлял Discovery . ^[94]

Сборка возобновилась в 2006 году с прибытием STS-115 с компанией Atlantis , которая доставила второй комплект солнечных батарей для станции. Еще несколько сегментов фермы и третий комплект массивов были поставлены на STS-116 , STS-117 и STS-118 . В результате значительного расширения возможностей станции по выработке электроэнергии можно было разместить больше герметичных модулей, а также были добавлены узел Harmony и европейская лаборатория Columbus . Вскоре за ними последовали первые два компонента Кибо . В марте 2009 года СТС-119завершил строительство интегрированной фермы с установкой четвертого и последнего комплекта солнечных батарей. Последний участок Кибу был доставлен в июле 2009 года по STS-127 , за ним последовал модуль Русский Поиск . Третий узел, Tranquility , был доставлен в феврале 2010 года во время STS-130 космическим шаттлом Endeavour вместе с Cupola , за которым в мае 2010 года последовал предпоследний российский модуль « Рассвет» . "Рассвет" был доставлен космическим шаттлом " Атлантис" на STS-132 в обмен на российские "Протоны" для американской " Зари".модуля в 1998 году. ^[95] Последний герметичный модуль USOS, Леонардо , был доставлен на станцию ​​в феврале 2011 года во время последнего полета Discovery , STS-133 . ^[96] Альфа Магнитный спектрометр был доставлен Endeavor на СТС-134 в том же году. ^[97]

По состоянию на июнь 2011 ^[update]года станция состояла из 15 герметичных модулей и интегрированной ферменной конструкции. Еще предстоит запустить пять модулей, в том числе Nauka с европейской роботизированной рукой , модуль Prichal и два силовых модуля под названием NEM-1 и NEM-2. ^[98] По состоянию на май 2020 ^[update]года будущий российский основной исследовательский модуль Наука должен быть запущен весной 2021 года ^[99] вместе с европейским роботизированным манипулятором, который сможет перемещаться в различные части российских модулей станции. . ^[100]

Масса брутто станции со временем меняется. Общая стартовая масса модулей на орбите составляет около 417 289 кг (919 965 фунтов) (по состоянию на 3 сентября 2011 г. ^[update]). ^[101] Масса экспериментов, запасные части, личные вещи, экипаж, продукты питания, одежда, топливо, запасы воды, газа, стыкованные космические корабли и другие предметы увеличивают общую массу станции. Газообразный водород постоянно сбрасывается генераторами кислорода за борт.

Структура [ править ]

МКС - это модульная космическая станция третьего поколения ^[102] . ^[103] Модульные станции позволяют добавлять модули в существующую структуру или удалять из нее, обеспечивая большую гибкость.

Ниже представлена ​​схема основных компонентов станции. Синие области представляют собой герметичные секции, доступные для экипажа без использования скафандров. Негерметичная надстройка станции обозначена красным цветом. Остальные компоненты без давления желтые. Узел Unity соединяется непосредственно с лабораторией Destiny . Для наглядности они показаны отдельно.

Модули под давлением [ править ]

Заря [ править ]

Заря ( русский : Заря́ , букв.  «Рассвет» ^[а] ), также известная как Функционально-грузовой блок или ФГБ (от русского: «Функционально-грузовой блок» , букв.  « Функционально-грузовой блок » или ФГБ ), является первый запущенный модуль МКС. ^[104] FGB обеспечивал МКС электроэнергией, накоплением, движением и наведением на начальном этапе сборки. С запуском и сборкой на орбите других модулей с более специализированным функционалом, Заря теперь ^{[ когда? ]}в основном используется для хранения, как внутри герметичной секции, так и во внешних топливных баках. " Заря" является потомком космического корабля ТКС, созданного для российской программы " Салют" . Название « Заря» («Рассвет») было дано ФГБ, потому что оно знаменовало начало новой эры международного сотрудничества в космосе. Хотя он был построен российской компанией, он принадлежит США. ^[105]

Единство [ править ]

Единство модуль подключения, также известный как узел 1, является первым в США построены компонентом МКС. Он соединяет российский и американский сегменты станции, и здесь экипажи вместе обедают.

Модуль имеет цилиндрическую форму с шестью местами стоянки ( нос , корма , левый , правый борт , зенит и надир ), что облегчает соединение с другими модулями. Unity имеет диаметр 4,57 метра (15 футов), длину 5,47 метра (17,9 футов), сделан из стали и был построен для НАСА компанией Boeing на производственном предприятии в Центре космических полетов им. Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама . Unity - первый из трех соединительных модулей; два других - Гармония и Спокойствие .

Звезда [ править ]

Звезда (русский: Звезда , что означает «звезда»), Салют DOS-8 , также известный как Звезда служебного модуля, является модулем МКС. Это был третий модуль, запущенный на станцию, и он обеспечивает все системы жизнеобеспечения станции , некоторые из которых дополняются в USOS, а также жилые помещения для двух членов экипажа. Это структурный и функциональный центр российского орбитального сегмента , который является российской частью МКС. Здесь собирается экипаж, чтобы разобраться с чрезвычайными ситуациями на станции. ^{[106] [107] [108]}

Модуль был изготовлен РКК "Энергия" , а основные субподрядные работы выполнял ГКНПЦ им. Хруничева. ^{[109] «} Звезда» была запущена на ракете «Протон» 12 июля 2000 г. и состыковалась с модулем « Заря » 26 июля 2000 г.

Судьба [ править ]

Модуль Destiny , также известный как Лаборатория США, является основным операционным комплексом для исследовательской нагрузки США на борту МКС. ^{[110] [111]} Она была пристыкована к модулю Unity и активировалась в течение пяти дней в феврале 2001 года. ^[112] Destiny - первая постоянно действующая орбитальная исследовательская станция НАСА с тех пор, как Скайлэб покинул Скайлэб в феврале 1974 года. строительство 14,5-тонной (32000 фунтов) исследовательской лаборатории в 1995 году на сборочном предприятии Мишуда, а затем в Центре космических полетов имени Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама. ^[110] Судьба была отправлена ​​в Космический центр Кеннеди вФлорида в 1998 году и был передан НАСА для подготовки к запуску в августе 2000 года. Он был запущен 7 февраля 2001 года на борту космического корабля " Атлантис" на STS-98 . ^[112] Астронавты работают внутри герметичного объекта для проведения исследований в различных научных областях. Ученые всего мира будут использовать результаты для улучшения своих исследований в области медицины, инженерии, биотехнологии, физики, материаловедения и наук о Земле. ^[111]

Квест [ править ]

Quest Joint Шлюзовой, ранее известный как Объединенный Airlock модуль, является основным шлюзовой для МКС. Quest был разработан для хозяевах выходов в открытый космос с обоих Unit Extravehicular Mobility (EMU) скафандров и скафандров Орлан . Шлюз был запущен на STS-104 14 июля 2001 года. До присоединения Quest российские выходы в открытый космос с использованием скафандров «Орлан» можно было совершать только из служебного модуля « Звезда », а американские выходы в открытый космос с использованием электромобилей были возможны только при стыковке космического шаттла. Прибытие стыковочного отсека " Пирс"16 сентября 2001 г. обеспечен еще один воздушный шлюз, из которого можно будет выходить в открытый космос. ^{[ необходима цитата ]}

Пирс и Поиск [ править ]

Пирс (русский язык: Пирс , букв.  «Пирс») и Поиск (русский: По́иск , букв.  «Поиск») - это российские модули шлюзового отсека, каждый из которых имеет два одинаковых люка. Открывающийся наружу люк на космической станции « Мир » вышел из строя после того, как он слишком быстро распахнулся после разблокировки из-за небольшого давления воздуха, оставшегося в шлюзе. ^[113] Все люки EVA на МКС открываются внутрь и герметизированы. Пирс использовался для хранения, обслуживания и ремонта российских костюмов Орлан.и обеспечил вход для экипажа в немного более объемных американских костюмах. Крайние стыковочные порты на обоих шлюзах обеспечивают стыковку космических кораблей "Союз" и "Прогресс", а также автоматическую передачу топлива в хранилище на ROS и обратно. ^[114]

ПИРС был запущен 14 сентября 2001 года Ассамблея МКС Миссия 4К, на ракете России Союз-У, с использованием модифицированного космического корабля Прогресс , Прогресс М-SO1 , в качестве верхней ступени. "Поиск" был запущен 10 ноября 2009 г. ^{[115] [116]} прикрепленным к модифицированному космическому кораблю "Прогресс" , получившему название " Прогресс М-MIM2" , на ракете "Союз-У" со стартовой площадки 1 на космодроме Байконур в Казахстане .

Гармония [ править ]

Гармония , также известная как Узел 2 , является «вспомогательным центром» МКС. Он соединяет лабораторные модули в США, Европе и Японии, а также обеспечивает электроэнергию и электронные данные. Здесь размещены спальные каюты для четырех человек экипажа. ^[117]

Гармония была успешно запущена в космос на борту космического челнока STS-120 23 октября 2007 года. ^{[118] [119]} После временного присоединения к левой стороне узла Unity , ^{[120] [121]} он был перемещен в постоянное место. место в передней части лаборатории Destiny 14 ноября 2007 года. ^[122] Harmony добавила 2666 кубических футов (75,5 м ³ ) к жилому объему станции, что почти на 20 процентов, с 15 000 кубических футов (420 м ³ ) до 17,666 куб. футов (500,2 м ³). Ее успешная установка означала, что с точки зрения НАСА, станция считалась «завершенной в США».

Спокойствие [ править ]

Tranquility , также известный как Node 3, является модулем МКС. В нем находятся системы экологического контроля, системы жизнеобеспечения , туалет, тренажеры и смотровая площадка .

Европейское космическое агентство и Итальянское космическое агентство было Tranquility производства Thales Alenia Space . Церемония, состоявшаяся 20 ноября 2009 года, передала право собственности на модуль НАСА. ^[123] 8 февраля 2010 года НАСА запустило модуль космического корабля STS-130 .

Колумб [ править ]

Колумбус - это научная лаборатория, которая является частью МКС и является крупнейшим отдельным вкладом в станцию ​​Европейского космического агентства.

Как и модули Harmony и Tranquility , лаборатория Columbus была построена в Турине , Италия, компанией Thales Alenia Space . Функциональное оборудование и программное обеспечение лаборатории было разработано EADS в Бремене , Германия . Он также был интегрирован в Бремене перед полетом в Космический центр Кеннеди во Флориде на Airbus Beluga . Он был запущен на борту космического корабля " Атлантис" 7 февраля 2008 года рейсом STS-122 . Он рассчитан на десять лет эксплуатации. Модуль контролируется Центром управления Колумбусом., расположенный в Немецком центре космических операций , часть Немецкого аэрокосмического центра в Оберпфаффенхофене недалеко от Мюнхена , Германия.

Европейское космическое агентство потратило 1,4 миллиарда евро (около 2 миллиардов долларов США) на строительство « Колумба» , включая проводимые им эксперименты и наземную инфраструктуру управления, необходимую для их эксплуатации. ^[124]

Кибо [ править ]

Японский экспериментальный модуль (JEM), получивший название Kibō (き ぼ う, Kib , Hope) , представляет собой японский научный модуль для Международной космической станции (МКС), разработанный JAXA. Это самый большой отдельный модуль ISS, присоединенный к модулю Harmony . Первые две части модуля были запущены в полеты космических челноков STS-123 и STS-124 . Третий и последний компоненты были запущены на STS-127 . ^[125]

Купол [ править ]

Куполообразной является ESA обсерватории модуля -Встроенной МКС. Его название происходит от итальянского слова « купол» , что означает « купол ». Его семь окон используются для проведения экспериментов, стыковок и наблюдений за Землей. Он был запущен на борту космического челнока STS-130 8 февраля 2010 года и прикреплен к модулю Tranquility (Node 3). С Куполом прикрепленного МКС сборкой достигла 85 процентов завершения. Куполообразной «ы центральное окно имеет диаметр 80 см (31 дюйма). ^[126]

Рассвет [ править ]

Рассвет ( русский : Рассве́т ; букв. «Рассвет»), также известный как Мини-исследовательский модуль 1 (MRM-1) ( русский : Малый исследовательский модуль , МИМ 1 ) и ранее известный как стыковочный грузовой модуль (DCM), является компонент Международной космической станции (МКС). Конструкция модуля аналогична стыковочному модулю "Мир", запущенному на СТС-74 в 1995 году. Рассвет в основном используется для хранения грузов и как стыковочный порт для посещения космических кораблей. Он был доставлен к МКС на борту космического корабля " Атлантис" в рамках миссии STS-132 14 мая 2010 г. ^[127]и был подключен к МКС 18 мая 2010 года. ^[128] Люк, соединяющий Рассвет с МКС, был впервые открыт 20 мая 2010 года. ^[129] 28 июня 2010 года космический корабль Союз ТМА-19 выполнил первую стыковку с модулем . ^[130]

Леонардо [ править ]

Леонардо Постоянный многоцелевой модуль (PMM) является модуль Международной космической станции. Он был отправлен в космос на борту космического челнока STS-133 24 февраля 2011 года и установлен 1 марта. Леонардо в основном используется для хранения запчастей, материалов и отходов на МКС, которые до этого хранились во многих разных местах на космической станции. Это также зона личной гигиены космонавтов, проживающих в орбитальном сегменте США . Леонардо ПММ был назначение Мульти Logistics Module(MPLM) до 2011 года, но была изменена в текущую конфигурацию. Ранее он был одним из двух MPLM, используемых для доставки грузов на МКС и с МКС с помощью космических челноков. Модуль был назван в честь итальянского эрудита Леонардо да Винчи .

Модуль расширяемых занятий Bigelow [ править ]

Расширяемый активность Модуль Бигелоу (ЛУЧ) представляет собой экспериментальный расширяемый модуль космической станции , разработанный Bigelow Aerospace , по контракту с НАСА, для тестирования в качестве временного модуля на Международной космической станции (МКС) с 2016 по крайней мере до 2020 года он прибыл на МКС 10 апреля 2016 г. ^[131] был причалил к станции 16 апреля и был расширен и герметизирован 28 мая 2016 г.

Международные стыковочные адаптеры [ править ]

Международный Docking Adapter (МАР) представляет собой адаптер системы стыковки космических аппаратов разработан для преобразования APAS-95 в NASA Docking System (NDS). IDA размещается на каждом из двух открытых герметичных ответных адаптеров (PMA) ISS, оба из которых подключены к модулю Harmony .

В настоящее время на станции установлены два международных стыковочных адаптера. Первоначально планировалось установить IDA-1 на PMA-2, расположенном в переднем порту Harmony , а IDA-2 - на PMA-3 в зените Harmony . После того, как IDA 1 была разрушена в результате инцидента при запуске , IDA-2 была установлена ​​на PMA-2 19 августа 2016 г. ^[132], а IDA-3 была позже установлена ​​на PMA-3 21 августа 2019 г. ^[133]

Модуль шлюза Епископа [ править ]

Модуль шлюзовой камеры NanoRacks Bishop - это коммерчески финансируемый модуль шлюзовой камеры, запущенный на МКС на SpaceX CRS-21 6 декабря 2020 года. ^{[134] [135]} Модуль был построен NanoRacks , Thales Alenia Space и Boeing. ^[136] Он будет использоваться для развертывания CubeSat , малых спутников и других внешних полезных нагрузок для НАСА, CASIS и других коммерческих и государственных заказчиков. ^[137]

Элементы без давления [ править ]

МКС имеет большое количество внешних компонентов, не требующих создания давления. Самая большая из них - Интегрированная ферменная конструкция (ITS), на которой монтируются основные солнечные батареи станции и тепловые радиаторы . ^[138] ИТС состоит из десяти отдельных сегментов, образующих структуру длиной 108,5 метров (356 футов). ^[4]

Предполагалось, что станция будет иметь несколько более мелких внешних компонентов, таких как шесть роботизированных манипуляторов, три внешние складские платформы (ESP) и четыре логистических платформы ExPRESS (ELC). ^{[139] [140]} Хотя эти платформы позволяют проводить эксперименты (включая MISSE , STP-H3 и роботизированную дозаправку ) в космическом вакууме, обеспечивая электроэнергию и локально обрабатывая экспериментальные данные, их основная функция заключается в хранении запасные орбитальные сменные блоки(ORUs). ORU - это детали, которые можно заменить в случае выхода из строя или истечения срока службы, включая насосы, резервуары для хранения, антенны и аккумуляторные блоки. Такие юниты заменяются либо космонавтами во время выхода в открытый космос, либо роботизированными руками. ^[141] Несколько миссий шаттла были посвящены доставке ORU, включая STS-129 , ^[142] STS-133 ^[143] и STS-134. ^[144] По состоянию на январь 2011 ^[update]года использовался только один другой вид транспортировки ORU - японское грузовое судно HTV-2, которое доставляло FHRC и CTC-2 через свой открытый поддон (EP). ^{[145] [ требуется обновление ]}

Есть также небольшие помещения для экспонирования, установленные непосредственно на лабораторных модулях; Kibo Exposed Facility служит в качестве внешнего « крыльцо » для Kibo комплекс, ^[146] и объект на европейской Коламбус лаборатории обеспечивает питание и данные соединений для экспериментов , таких как Европейский фонд технологий экспозиции ^{[147] [148]} и атомному Ансамбль часов в космосе . ^[149] дистанционного зондирования инструмент, SAGE III-МКС , был доставлен на станцию в феврале 2017 года на борту CRS-10 , ^[150] иЭксперимент NICER был доставлен на борт CRS-11 в июне 2017 года. ^[151] Самая большая научная полезная нагрузка, установленная снаружи на МКС, - это Альфа-магнитный спектрометр (AMS), эксперимент по физике элементарных частиц, запущенный на STS-134 в мае 2011 года и установленный снаружи на нем. ЕГО. AMS измеряет космические лучи, чтобы найти доказательства наличия темной материи и антивещества. ^{[152] [153]}

Коммерческая платформа хостинга внешней полезной нагрузки Bartolomeo , производимая Airbus, была запущена 6 марта 2020 года на борту CRS-20 и прикреплена к европейскому модулю Columbus . Он предоставит дополнительные 12 слотов для внешней полезной нагрузки, в дополнение к восьми на транспортных средствах логистики ExPRESS , десяти на Кибо и четырем на Колумбусе . Система предназначена для обслуживания роботов и не требует вмешательства космонавта. Он назван в честь младшего брата Христофора Колумба. ^{[154] [155] [156]}

Роботизированное оружие и грузовые краны [ править ]

Интегрированная ферменная конструкция служит базой для основной системы дистанционного манипулятора станции, мобильной системы обслуживания (MSS), которая состоит из трех основных компонентов:

• Canadarm2 , самый большой робот-манипулятор на МКС, имеет массу 1800 кг (4000 фунтов) и используется для: стыковки и управления космическими кораблями и модулями на USOS; удерживать членов экипажа и оборудование на месте во время выхода в открытый космос; и перемещайте Dextre, чтобы выполнять задания. ^[157]
• Dextre - это робот-манипулятор весом 1560 кг (3440 фунтов), который имеет две руки и вращающийся торс, с электроинструментами, освещением и видео для замены орбитальных сменных блоков (ORU) и выполнения других задач, требующих точного контроля. ^[158]
• Система мобильной базы (MBS) представляет собой платформу , которая перемещается по рельсам вдоль длиной главной фермы станции, которая служит в качестве мобильной базы для Канадарм2 и Декстра, позволяя роботизированные руки , чтобы охватить все части сегмента станции. ^[159]

Грейфер приспособление было добавлено в Зарю на СТС-134 , чтобы позволить , чтобы Канадарм -2 Inchworm себя на сегмент России Orbital. ^[160] Также во время STS-134 была установлена ​​15- метровая (50 футов) система датчиков стрелы орбитального аппарата (OBSS), которая использовалась для проверки плит теплозащитного экрана в миссиях космических челноков и которую можно использовать на станции для увеличения дальности действия. MSS. ^[160] Персонал на Земле или на МКС может управлять компонентами ПСС с помощью дистанционного управления, выполняя работу вне станции без необходимости выходить в открытый космос.

Японская система удаленного манипулятора , которая обслуживает открытый объект в Кибо ^[161], была запущена на STS-124 и присоединена к герметичному модулю Кибо . ^[162] Рычаг аналогичен рычагу космического челнока, поскольку он постоянно прикреплен к одному концу и имеет фиксирующий концевой эффектор для стандартных приспособлений грейфера на другом.

Планируемые компоненты [ править ]

Европейский роботизированный манипулятор [ править ]

Европейский роботизированный манипулятор, который будет обслуживать российский орбитальный сегмент, будет запущен вместе с многоцелевым лабораторным модулем в 2020 году. ^[163] ROS не требует манипулирования космическими кораблями или модулями, поскольку все космические корабли и модули стыковываются автоматически и могут быть выброшены. так же. Использование экипажа два Strela ( русская : Стрела , горит  «Стрелка») грузовые краны во время ЭВА для перемещения экипажа и оборудования вокруг ROS. Каждый кран Стрела имеет массу 45 кг (99 фунтов).

Наука [ править ]

Наука (русский язык: Нау́ка , лит.  «Наука»), также известный как Многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ), (русский: Многофункциональный лабораторный модуль , или МЛМ ), является компонентом МКС, который еще не запущен в космос. МЛМ финансируется Государственной корпорацией Роскосмос . В первоначальных планах МКС, Наука должна была использовать расположение Стыковка и размещение модуля (DSM), но позже DSM был заменен Рассвет модуль и переехал в ЗАРЯ " надира порт s. Планировщики в настоящее время ожидают , что Наука состыкуется на Звезде "s порт надир, замена модуля Пирс . ^{[164] [165]}

Запуск « Науки» , первоначально запланированный на 2007 год, неоднократно откладывался по разным причинам. ^[166] По состоянию на май 2020 года ^[update], запуск к МКС назначен не ранее , чем весной 2021 года ^[99] После этой даты, гарантии некоторых Наука " систем с истекут.

Причал [ править ]

Причал , также известный как Узловой Модуль или UM (русский: Узловой Модуль Причал , букв.  «Узловой модуль Причал»), ^[167], представляет собой 4-тонный (8 800 фунтов) ^[168] шарообразный модуль, который позволит стыковать два научного и силового модулей на завершающем этапе сборки станции, а также предоставить российскому сегменту дополнительные стыковочные порты для приема космических кораблей «Союз МС» и «Прогресс МС». UM должен быть спущен на воду в третьем квартале 2021 года. ^[169] Он будет интегрирован со специальной версией грузового корабля "Прогресс" и запускаться стандартной ракетой "Союз" с стыковкой с надирным портом Наука.модуль. Один порт оснащен активным гибридным стыковочным портом, который обеспечивает стыковку с модулем MLM. Остальные пять портов представляют собой пассивные гибриды, позволяющие стыковать корабли "Союз" и "Прогресс", а также более тяжелые модули и будущие космические корабли с модифицированными системами стыковки. Узловой модуль должен был служить единственным постоянным элементом отмененного орбитального пилотируемого сборочно-экспериментального комплекса (ОПСЕК). ^{[169] [170] [165]}

Модули научной силы 1 и 2 [ править ]

Модуль научной мощности 1 (SPM-1, также известный как NEM-1) и модуль научной мощности 2 (SPM-2, также известный как NEM-2) - это модули, которые планируется доставить на МКС не ранее 2024 года. ^{[171 ]} Они будут состыковываться с модулем Причал , который планируется присоединить к модулю Наука . ^[165] Если « Наука» будет отменена, то Причал , СПМ-1 и СПМ-2 будут состыкованы в зенитном порту модуля « Звезда ». SPM-1 и SPM-2 также потребуются компоненты для космической станции OPSEK. ^[172]

Сегмент аксиомы [ править ]

В январе 2020 года НАСА заключило с Axiom Space контракт на создание коммерческого модуля для МКС с датой запуска 2024 года. Контракт находится в рамках программы NextSTEP2 . НАСА заключило с Axiom переговоры о твердом контракте с фиксированной ценой на строительство и поставку модуля, который будет прикреплен к переднему порту Гармонии космической станции (узел 2).модуль. Хотя НАСА заказало только один модуль, Axiom планирует построить целый сегмент, состоящий из пяти модулей, в том числе узлового модуля, орбитального исследовательского и производственного объекта, среды обитания экипажа и «обсерватории Земли с большими окнами». Ожидается, что сегмент Axiom значительно увеличит возможности и ценность космической станции, позволяя использовать более крупные экипажи и частные космические полеты других организаций. Axiom планирует преобразовать этот сегмент в автономную космическую станцию ​​после вывода МКС из эксплуатации, чтобы она стала преемницей МКС. ^{[173] [174] [175]}

Предлагаемые компоненты [ править ]

Xbase [ править ]

Сделано Bigelow Aerospace . В августе 2016 года Бигелоу заключил соглашение с НАСА о разработке полноразмерного наземного прототипа Deep Space Habitation на базе B330 в рамках второго этапа программы Next Space Technologies for Exploration Partnerships. Модуль называется Expandable Bigelow Advanced Station Enhancement (XBASE), поскольку Бигелоу надеется протестировать модуль, подключив его к Международной космической станции.

Независимость-1 [ править ]

Nanoracks после завершения своего контракта с НАСА и после получения награды NextSTEPs Phase II теперь разрабатывает свою концепцию Independence-1 (ранее известную как Ixion), которая превратит отработанные ракетные баки в пригодную для жизни жилую зону для испытаний в космосе. Весной 2018 года Nanoracks объявила, что Ixion теперь известен как Independence-1, первый «форпост» в программе Space Outpost от Nanoracks.

Демонстрация центрифуги Nautilus-X [ править ]

В случае производства эта центрифуга станет первой демонстрацией в космосе центрифуги достаточного масштаба для искусственных эффектов частичного перегрузки. Он будет спроектирован как спальный модуль для экипажа МКС.

Отмененные компоненты [ править ]

Несколько модулей, запланированных для станции, были отменены в ходе программы МКС. Причины включают бюджетные ограничения, ненужность модулей и реконструкцию станции после катастрофы в Колумбии в 2003 году . В американском модуле размещения центрифуг можно было бы проводить научные эксперименты с различными уровнями искусственной гравитации . ^[176] Жилой модуль в США служил бы жилым помещением станции. Вместо этого жилые помещения теперь разбросаны по всей станции. ^[177] Временный модуль управления США и двигательный модуль МКС заменили бы функции « Звезды».в случае неудачи запуска. ^[178] Два российских исследовательских модуля были запланированы для научных исследований. ^[179] Они стыковались бы с российским универсальным стыковочным модулем . ^[180] Российская научная энергетическая платформа могла бы снабжать энергией российский орбитальный сегмент независимо от солнечных батарей ITS.

Бортовые системы [ править ]

Жизнеобеспечение [ править ]

Важнейшими системами являются система контроля атмосферы, система водоснабжения, помещения для снабжения продуктами питания, санитарно-гигиеническое оборудование, а также оборудование для обнаружения и тушения пожара. Системы жизнеобеспечения российского орбитального сегмента входят в состав служебного модуля « Звезда ». Некоторые из этих систем дополняются оборудованием в USOS. В лаборатории « Наука» имеется полный комплект систем жизнеобеспечения.

Системы контроля атмосферы [ править ]

Атмосфера на борту МКС похожа на атмосферу Земли . ^[181] Нормальное давление воздуха на МКС составляет 101,3 кПа (14,69 фунтов на квадратный дюйм); ^[182] то же, что и на уровне моря на Земле. Атмосфера земного типа дает преимущества для комфорта экипажа и намного безопаснее, чем атмосфера с чистым кислородом, из-за повышенного риска пожара, такого как пожар, ответственный за гибель экипажа Аполлона-1 . ^[183] Атмосферные условия земные поддерживались на всех российских и советских космических кораблях. ^[184]

Система " Электрон" на борту " Звезды" и аналогичная система в " Судьбе" вырабатывают кислород на борту станции. ^[185] У экипажа есть запасной вариант в виде баллонов с кислородом и канистр для производства кислорода на твердом топливе (SFOG), химической системы генерации кислорода . ^[186] Углекислый газ удаляется из воздуха системой Воздуха на Звезде . Другие побочные продукты метаболизма человека, такие как метан из кишечника и аммиак из пота, удаляются фильтрами с активированным углем . ^[186]

Частью системы контроля атмосферы ROS является подача кислорода. Тройное резервирование обеспечивается блоком Elektron, генераторами твердого топлива и запасенным кислородом. Основным источником кислорода является установка Elektron, производящая O
2и H
2путем электролиза воды и сбросов H2 за борт. Система мощностью 1 кВт (1,3 л.с.) потребляет примерно один литр воды на члена экипажа в день. Эта вода либо доставляется с Земли, либо перерабатывается из других систем. "Мир" стал первым космическим кораблем, в котором для производства кислорода использовалась оборотная вода. Вторичная подача кислорода обеспечивается сжиганием O
2-производство картриджей Vika (см. также ISS ECLSS ). Каждой «свече» требуется 5–20 минут для разложения при 450–500 ° C (842–932 ° F) с образованием 600 литров (130 имп галлонов; 160 галлонов США) O
2. Этот блок управляется вручную. ^[187]

Орбитальный сегмент США имеет резервные запасы кислорода из резервуара для хранения под давлением на модуле шлюзовой камеры Quest, поставленного в 2001 году, который десять лет спустя был дополнен усовершенствованной системой замкнутого контура (ACLS), созданной ЕКА, в модуле Tranquility (узел 3), который производит O
2электролизом. ^[188] Произведенный водород объединяется с диоксидом углерода из атмосферы кабины и превращается в воду и метан.

Контроль мощности и температуры [ править ]

Двухсторонние солнечные батареи обеспечивают питание МКС. Эти двусторонние клетки собирают прямой солнечный свет с одной стороны и свет, отраженный от Земли, с другой, и более эффективны и работают при более низкой температуре, чем односторонние клетки, обычно используемые на Земле. ^[189]

Российский сегмент станции, как и большинство космических аппаратов, использует низковольтное напряжение 28  В  постоянного тока от четырех вращающихся солнечных батарей, установленных на Зарях и Звезде . USOS использует 130–180 В постоянного тока от фотоэлектрической матрицы USOS, питание стабилизируется и распределяется на уровне 160 В постоянного тока и преобразуется в требуемые пользователем 124 В постоянного тока. Более высокое напряжение распределения позволяет использовать меньшие и более легкие проводники за счет безопасности экипажа. Два сегмента станций разделяют мощность с преобразователями.

Солнечные батареи USOS расположены в виде четырех пар крыльев с общей производительностью от 75 до 90 киловатт. ^[190] Эти массивы обычно отслеживают Солнце, чтобы максимизировать выработку энергии. Каждый массив имеет площадь около 375 м ² (4036 кв. Футов) и длину 58 м (190 футов). В полной конфигурации солнечные батареи отслеживают Солнце, вращая альфа- стабилизатор один раз за орбиту; бета карданный следует медленнее изменения угла Солнца к плоскости орбиты. В режиме Night Glider солнечные батареи выравниваются параллельно земле в ночное время, чтобы уменьшить значительное аэродинамическое сопротивление на относительно низкой орбитальной высоте станции. ^[191]

Изначально на станции использовались аккумуляторные никель-водородные батареи ( NiH
2) для непрерывного питания в течение 35 минут на каждой 90-минутной орбите, на которой она затмевается Землей. Аккумуляторы заряжаются на дневной стороне орбиты. Они имели срок службы 6,5 лет (более 37 000 циклов зарядки / разрядки) и регулярно заменялись в течение ожидаемого 20-летнего срока службы станции. ^[192] Начиная с 2016 года, никель-водородные батареи были заменены литий-ионными батареями , которых, как ожидается, хватит до конца программы МКС. ^[193]

Большие солнечные панели станции создают высокую разность потенциалов между станцией и ионосферой. Это может вызвать искрение через изолирующие поверхности и распыление проводящих поверхностей, поскольку ионы ускоряются плазменной оболочкой космического корабля. Чтобы смягчить это, блоки плазменных контакторов (PCU) создают пути тока между станцией и окружающим плазменным полем. ^[194]

Системы и эксперименты станции потребляют большое количество электроэнергии, почти вся она преобразуется в тепло. Чтобы поддерживать внутреннюю температуру в допустимых пределах, пассивная система терморегулирования (PTCS) изготовлена ​​из материалов внешней поверхности, изоляции, такой как MLI, и тепловых трубок. Если PTCS не может справиться с тепловой нагрузкой, внешняя активная система терморегулирования (EATCS) поддерживает температуру. EATCS состоит из внутреннего нетоксичного водяного контура охлаждающей жидкости, используемого для охлаждения и осушения атмосферы, который передает собранное тепло во внешний контур жидкого аммиака . Из теплообменников аммиак закачивается во внешние радиаторы, которые излучают тепло в виде инфракрасного излучения, а затем обратно на станцию. ^[195]EATCS обеспечивает охлаждение всех работающих под давлением модулей в США, включая Kib и Columbus , а также основную электронику распределения питания ферм S0, S1 и P1. Он может отклонить до 70 кВт. Это намного больше, чем 14 кВт ранней внешней активной системы терморегулирования (EEATCS) через систему раннего обслуживания аммиака (EAS), которая была запущена на STS-105 и установлена ​​на ферме P6. ^[196]

Связь и компьютеры [ править ]

Радиосвязь обеспечивает телеметрию и передачу научных данных между станцией и центрами управления полетами . Радиосвязь также используется во время процедур сближения и стыковки, а также для аудио- и видеосвязи между членами экипажа, диспетчерами полета и членами семьи. В результате на МКС установлены внутренние и внешние системы связи, используемые для разных целей. ^[197]

Российский орбитальный сегмент напрямую связан с землей через антенну « Лира», установленную на « Звезде» . ^{[7] [198]} Лира антенна также имеет возможность использовать Луч спутниковой системы ретрансляции данных. ^[7] Эта система пришла в упадок в течение 1990 - х годов, и поэтому не была использована в первые годы МКС, ^{[7] [199] [200]} , хотя две новые Луча satellites- Луч -5A и Луч -5B-были запущены в 2011 и 2012 годах соответственно для восстановления работоспособности системы. ^[201]Еще одна российская система связи - « Восход-М» , которая обеспечивает внутреннюю телефонную связь между « Звездой» , « Зарой» , « Пирсом» , « Поиском» и USOS и обеспечивает УКВ радиосвязь с наземными центрами управления через антенны на внешней стороне « Звезды » . ^[202]

США орбитальный сегмент (американский сегмент) делает использование двух отдельных каналов радиосвязи , установленным в Z1 TRUSS структуры: S группы (аудио) и К у группы (аудио, видео и данные) система. Эти передачи направляются через спутниковую систему слежения и ретрансляции данных Соединенных Штатов (TDRSS) на геостационарной орбите , что обеспечивает почти непрерывную связь в реальном времени с Центром управления полетами Кристофера К. Крафт-младшего (MCC-H) в Хьюстоне . ^{[7] [24] [197]} Каналы данных для Canadarm2, лаборатории European Columbus и японского Кибомодули изначально также маршрутизировались через системы диапазонов S и K _u , при этом Европейская система ретрансляции данных и аналогичная японская система предназначались для того, чтобы в конечном итоге дополнить TDRSS в этой роли. ^{[24] [203]} Обмен данными между модулями осуществляется по внутренней беспроводной сети . ^[204]

УВЧ-радио используется космонавтами и космонавтами, совершающими выход в открытый космос и другие космические корабли, которые состыковываются со станцией или отстыковываются от нее. ^[7] Автоматизированные космические аппараты оснащены собственным оборудованием связи; ATV использует лазер, прикрепленный к космическому кораблю, и аппаратуру бесконтактной связи, прикрепленную к « Звезде», для точной стыковки со станцией. ^{[205] [206]}

На МКС установлено около 100 портативных компьютеров IBM / Lenovo ThinkPad и HP ZBook 15 . На ноутбуках установлены операционные системы Windows 95 , Windows 2000 , Windows XP , Windows 7 , Windows 10 и Linux . ^[207] Каждый компьютер представляет собой готовую коммерческуюПокупка, которая затем модифицируется для обеспечения безопасности и работы, включая обновления разъемов, охлаждения и питания, чтобы приспособить систему питания станции 28 В постоянного тока и невесомую среду. Тепло, выделяемое ноутбуками, не увеличивается, а накапливается вокруг ноутбука, поэтому требуется дополнительная принудительная вентиляция. Ноутбуки на борту МКС подключены к беспроводной локальной сети станции через Wi-Fi и Ethernet, которые подключаются к земле через диапазон K _u . Первоначально это обеспечивало скорость загрузки со станции 10  Мбит / с и выгрузку со станции 3 Мбит / с, ^{[208] [209]} НАСА обновило систему в конце августа 2019 года и увеличило скорость до 600 Мбит / с. ^{[210] [211]}Жесткие диски портативных компьютеров иногда выходят из строя, и их необходимо заменить. ^[212] Другие сбои компьютерного оборудования включают случаи в 2001, 2007 и 2017 годах; некоторые из этих отказов потребовали, чтобы EVA заменили компьютерные модули во внешних устройствах. ^{[213] [214] [215] [216]}

Операционная система, используемая для ключевых функций станции, - это дистрибутив Debian Linux . ^[217] Переход с Microsoft Windows был произведен в мае 2013 года из соображений надежности, стабильности и гибкости. ^[218]

В 2017 году облачный компьютер SG100 был запущен на МКС в рамках миссии OA-7. ^[219] Он был изготовлен NCSIST из Тайваня и разработан в сотрудничестве с академией наук и Центральный государственный университет по контракту NASA. ^[220]

Операции [ править ]

Экспедиции [ править ]

Каждому постоянному экипажу присваивается номер экспедиции. Экспедиции длится до шести месяцев, от запуска до расстыковки, «приращение» охватывает тот же период времени, но включает грузовые суда и все виды деятельности. С 1 по 6 экспедиции состояли из трех человек. Экспедиции с 7 по 12 были сокращены до безопасного минимума из двух после уничтожения шаттла НАСА « Колумбия» . Начиная с 13-й экспедиции, к 2010 году экипаж постепенно увеличился до шести человек. ^{[221] [222]} В связи с запланированным прибытием экипажа на коммерческих транспортных средствах США в начале 2020-х ^[223] размер экспедиции может быть увеличен до семи членов экипажа, количество МКС составляет предназначен для. ^{[224] [225]}

Геннадий Падалка , член Экспедиций 9 , 19 / 20 , 31 / 32 и 43 / 44 , и командующий экспедиции 11 , провел больше времени в пространстве , чем кто - либо другой, в общей сложности 878 дней, 11 часов и 29 минут. ^[226] Пегги Уитсон провела большую часть времени в пространстве любого американца, в общей сложности 665 дней, 22 часов и 22 минут во время ее пребывания на Экспедиции 5 , 16 , и 50 / +51 / +52 . ^[227]

Частные полеты [ править ]

Путешественники, которые сами платят за свой полет в космос, называются Роскосмосом и НАСА участниками космических полетов , а иногда их называют «космическими туристами» - термин, который им обычно не нравится. ^[b] Все семь человек были доставлены на МКС на российском космическом корабле «Союз». Когда профессиональные экипажи меняются численностью, не кратной трем местам в Союзе, и не отправляется краткосрочный член экипажа, запасное место продается MirCorp через Space Adventures. Когда космический шаттл был выведен из эксплуатации в 2011 году, а численность экипажа станции сократилась до шести человек, космический туризм был остановлен, поскольку для доступа к станции партнеры полагались на российские транспортные места. После 2013 года расписание полетов "Союза" увеличивается, и теперь "Союз" может вылететь пять раз (15 мест), при этом требуется только две экспедиции (12 мест).^[235] Остальные места продаются примерно за 40 миллионов долларов представителям общественности, которые могут сдать медицинский осмотр. ЕКА и НАСА раскритиковали частные космические полеты в начале полета на МКС, и НАСА первоначально сопротивлялось обучению Денниса Тито , первого человека, который заплатил за свойполет наМКС. ^[c]

Ануше Ансари стала первым иранцем, побывавшим в космосе, и первой женщиной-самофинансированием, которая полетела на станцию. Официальные лица сообщили, что ее образование и опыт делают ее больше, чем просто туристкой, а ее результаты обучения были «превосходными». ^[236] Сама Ансари отвергает представление о том, что она туристка. Во время своего 10-дневного пребывания она изучала российские и европейские исследования в области медицины и микробиологии. Документальный фильм « Космические туристы» 2009 года рассказывает о ее путешествии на станцию, где она исполнила «давнюю мечту человека: покинуть нашу планету« нормальным человеком »и отправиться в космос». ^[237]

В 2008 году космический полет участник Гэрриот поставил тайника на борту МКС во время своего полета. ^[238] В настоящее время это единственный существующий внеземной тайник. ^[239] В то же время, Бессмертие Drive , электронная запись из восьми оцифрованных человеческой ДНК - последовательностей , был помещен на борт МКС. ^[240]

Операции флота [ править ]

Большое количество космических кораблей с экипажем и без экипажа обеспечивали работу станции. Полеты на МКС включают 37 миссий космических челноков, 75 кораблей снабжения "Прогресс" (включая модифицированные транспортные модули M-MIM2 и M-SO1 ), 59 кораблей "Союз" с экипажем, 5 квадроциклов, 9 японских вертолетов HTV , 20 миссий SpaceX Dragon и 13 миссий Cygnus . ^{[ необходима цитата ]}

В настоящее время доступно 8 стыковочных портов для посещения космических аппаратов. ^[241]

1. Гармония вперед (с PMA 2 / IDA 2 )
2. Зенит гармонии (с PMA 3 / IDA 3 )
3. Надир гармонии
4. Надир единства
5. Пирс Надир
6. Поиск зенит
7. Рассвет надир
8. Звезда на корме

В команде [ править ]

По состоянию на 25 ноября 2020 ^[ref]года космическую станцию ​​посетили 242 человека из 19 стран, многие из них неоднократно. США прислали 152 человека, Россия прислала 49, девять из них были японцами, восемь канадцами, пять итальянцами, четыре французами, трое немецкими и по одному из Бельгии, Бразилии, Дании, Великобритании, Казахстана, Малайзии, Нидерланды, Южная Африка, Южная Корея, Испания, Швеция и Объединенные Арабские Эмираты. ^[242]

Без экипажа [ править ]

Космические полеты на Международную космическую станцию (МКС) без экипажа совершаются в основном для доставки грузов, однако несколько российских модулей также пристыковались к заставе после запусков без экипажа. В миссиях по пополнению запасов обычно используются российский космический корабль «Прогресс», европейские вездеходы, японские корабли « Коунотори» и американские космические корабли «Дракон» и «Лебедь». Основной стыковочной системой космического корабля "Прогресс" является автоматизированная система " Курс" с ручной системой " ТОРУ" в качестве резервной. На квадроциклах также используется Курс, но они не оснащены ТОРУ. Progress и ATV могут оставаться в доке до шести месяцев. ^{[243] [244]} Другой космический корабль - японский HTV, SpaceXДракон (в фазе 1 CRS) и Northrop Grumman ^[245] Cygnus - встречают станцию ​​перед схваткой с помощью Canadarm2 и стоянкой в надирном порту модуля Harmony или Unity на один-два месяца. В рамках фазы 2 CRS Cargo Dragon будет автономно стыковаться с IDA-2 или 3, в зависимости от обстоятельств. По состоянию на декабрь 2020 года космический корабль "Прогресс" выполнил большинство полетов к МКС без экипажа.

В настоящее время пришвартовано / пришвартовано / на маршруте [ править ]

Ключ

Запланированные миссии [ править ]

• Все даты указаны в UTC . Даты являются наиболее ранними из возможных и могут измениться.
• Передние порты находятся в передней части станции в соответствии с ее нормальным направлением движения и ориентацией ( положением ). Кормовая часть находится в задней части станции, используется космическими кораблями, ускоряющими орбиту станции. Надир ближе всего к Земле, Зенит наверху.

Ключ

Стыковка [ править ]

Все российские космические корабли и самоходные модули могут сближаться и стыковаться с космической станцией без вмешательства человека с помощью радиолокационной стыковочной системы « Курс» с расстояния более 200 километров. Европейский квадроцикл использует звездные датчики и GPS для определения курса перехвата. Когда он догоняет, он использует лазерное оборудование для оптического распознавания Звезды , а также систему Kurs для дублирования. Экипаж контролирует эти корабли, но не вмешивается, кроме как посылать команды прерывания в экстренных случаях. Корабли снабжения "Прогресс" и вездеходы могут оставаться на МКС в течение шести месяцев, ^{[256] [257],} что дает большую гибкость в плане времени экипажа для погрузки и разгрузки припасов и мусора.

Начиная с первоначальных программ станции, русские использовали методологию автоматической стыковки, при которой экипаж выполнял функции контроля или наблюдения. Хотя первоначальные затраты на разработку были высокими, система стала очень надежной благодаря стандартизации, обеспечивающей значительную экономию при повторяющихся операциях. ^[258]

Корабли «Союз», используемые для смены экипажа, также служат спасательными шлюпками для аварийной эвакуации; они заменяются каждые шесть месяцев и использовались после катастрофы в Колумбии для возвращения выбившегося на мель экипажа с МКС. ^[259] Экспедиции требуют в среднем 2 722 кг припасов, и по состоянию на 9 марта 2011 ^[update]г. экипажи съели в общей сложности около 22 000 обедов . ^[83] Рейсы смены экипажа "Союза" и рейсы снабжения "Прогресса" посещают станцию ​​в среднем два и три раза соответственно в год. ^[260]

Остальные машины не швартуются к причалу. Японский транспортный корабль H-II паркуется на все более близких орбитах к станции, а затем ожидает команд «приближения» от экипажа, пока не окажется достаточно близко, чтобы роботизированная рука могла схватить и привязать транспортное средство к USOS. Судно на причале может перевозить стеллажи с полезной нагрузкой международного стандарта . Японские космические корабли причаливают на 1-2 месяца. ^[261] Причала Cygnus и SpaceX Dragon были наняты для доставки грузов на станцию ​​в рамках фазы 1 программы коммерческого снабжения . ^{[262] [263]}

С 26 февраля 2011 г. по 7 марта 2011 г. четыре правительственных партнера (США, ЕКА, Япония и Россия) провели стыковку своих космических кораблей (NASA Shuttle, ATV, HTV, Progress и Союз) с МКС, и это был единственный раз. Дата. ^[264] 25 мая 2012 года SpaceX доставила первый коммерческий груз с космическим кораблем Dragon. ^[265]

Окна запуска и закрепления [ править ]

Перед стыковкой корабля с МКС управление навигацией и ориентацией ( GNC ) передается наземному контролю страны происхождения судна. GNC настроен на то, чтобы станция могла дрейфовать в космосе, а не запускать двигатели или поворачиваться с помощью гироскопов. Солнечные панели станции повернуты ребром к приближающимся кораблям, поэтому остатки от двигателей не повреждают элементы. До вывода на пенсию запускам "Шаттла" часто отдавали приоритет перед "Союзом", иногда приоритет отдавался прибытию "Союза" с экипажем и важными по времени грузами, такими как материалы для биологических экспериментов. ^[266]

Ремонт [ править ]

Орбитальные сменные блоки (ORU) - это запасные части, которые можно легко заменить, когда блок либо исчерпал свой расчетный срок службы, либо вышел из строя. Примеры ORU: насосы, резервуары для хранения, блоки контроллеров, антенны и аккумуляторные блоки. Некоторые агрегаты можно заменить с помощью роботизированного оружия. Большинство из них хранится за пределами станции, либо на небольших поддонах, называемых ExPRESS Logistics Carrier (ELC), либо на более крупных платформах, называемых внешними платформами для хранения.которые также проводят научные эксперименты. Оба типа поддонов обеспечивают электричеством многие детали, которые могут быть повреждены из-за холода и требуют обогрева. Более крупные логистические перевозчики также имеют подключения к локальной сети (LAN) для телеметрии для подключения экспериментов. Особое внимание уделялось оснащению USOS ORU примерно в 2011 году, до окончания программы шаттлов NASA, поскольку его коммерческие заменители Cygnus и Dragon несут от одной десятой до четверти полезной нагрузки.

Неожиданные проблемы и сбои повлияли на график сборки станции и график работы, что привело к периодам снижения возможностей и, в некоторых случаях, могло привести к вынужденному отказу от станции по соображениям безопасности. Серьезные проблемы включают утечку воздуха из USOS в 2004 г. ^[267], выброс дыма из генератора кислорода Elektron в 2006 г. ^[268] и отказ компьютеров в ROS в 2007 г. во время STS-117, который покинул станцию ​​без подруливающее устройство, Электрон , Воздух и другие системы экологического контроля. В последнем случае первопричиной была обнаружена конденсация внутри электрических разъемов, приводящая к короткому замыканию. ^[269]

Во время STS-120 в 2007 году и после перемещения фермы P6 и солнечных батарей было отмечено, что солнечная батарея порвалась и не развертывалась должным образом. ^[270] Выход в открытый космос был проведен Скоттом Паразински при помощи Дугласа Уилока . Были приняты дополнительные меры предосторожности, чтобы снизить риск поражения электрическим током, так как при ремонте солнечная батарея подвергалась воздействию солнечного света. ^[271]За проблемами с антенной решеткой в ​​том же году последовали проблемы с вращающимся шарниром Solar Alpha Rotary Joint (SARJ) правого борта, который вращает решетку по правому борту станции. Были отмечены чрезмерная вибрация и сильноточные выбросы в приводном двигателе массива, в результате чего было принято решение существенно ограничить движение SARJ правого борта до тех пор, пока не будет выяснена причина. Проверки во время выхода в открытый космос на STS-120 и STS-123 показали обширное загрязнение металлической стружкой и мусором в большом приводном механизме и подтвердили повреждение больших металлических опорных поверхностей, поэтому соединение было заблокировано для предотвращения дальнейшего повреждения. ^{[272] [273]} Ремонт стыков проводился во время STS-126.со смазкой и заменой 11 из 12 подшипников качения на шарнире. ^{[274] [275]}

В сентябре 2008 года повреждение радиатора S1 было впервые замечено на снимках корабля "Союз". Первоначально проблема не считалась серьезной. ^[276] Изображения показали, что поверхность одной субпанели отслоилась от лежащей ниже центральной структуры, возможно, из-за удара микрометеороида или обломков. 15 мая 2009 г. аммиачная трубка поврежденной радиаторной панели была механически отключена от остальной системы охлаждения путем закрытия клапана с компьютерным управлением. Затем тот же клапан использовался для выпуска аммиака из поврежденной панели, что исключило возможность утечки аммиака. ^[276] Также известно, что крышка подруливающего устройства служебного модуля ударилась о радиатор S1 после того, как ее выбросили во время выхода в открытый космос в 2008 году, но его влияние, если оно есть, не определено.

Рано утром 1 августа 2010 года из-за отказа в контуре охлаждения A (правый борт), одном из двух внешних контуров охлаждения, у станции осталась только половина ее нормальной холодопроизводительности и нулевое резервирование в некоторых системах. ^{[277] [278] [279]} Проблема, по-видимому, заключалась в модуле насоса аммиака, который циркулирует охлаждающую жидкость на основе аммиака. Несколько подсистем, в том числе две из четырех CMG, были остановлены.

Запланированные операции на МКС были прерваны серией выходов в открытый космос для решения проблемы с системой охлаждения. Первый выход в открытый космос 7 августа 2010 года для замены вышедшего из строя модуля насоса не был полностью завершен из-за утечки аммиака в одном из четырех быстроразъемных соединений. Второй выход в открытый космос 11 августа успешно удалил неисправный насосный модуль. ^{[280] [281]} Третий EVA требовался для восстановления нормальной работы контура A. ^{[282] [283]}

Система охлаждения USOS в основном построена американской компанией Boeing ^[284], которая также является производителем отказавшего насоса. ^[277]

Четыре блока коммутации главной шины (MBSU, расположенные в ферме S0) управляют передачей энергии от четырех крыльев солнечной батареи к остальной части МКС. Каждый MBSU имеет два канала питания, которые подают 160 В постоянного тока от массивов к двум преобразователям постоянного тока в постоянный (DDCU), которые обеспечивают питание 124 В, используемое на станции. В конце 2011 года МБСУ-1 перестало отвечать на команды и отправлять данные, подтверждающие его работоспособность. Несмотря на то, что питание все еще было правильно распределено, его планировалось отключить в следующий доступный EVA. Запасной MBSU уже был на борту, но 30 августа 2012 года выход в открытый космос не был завершен, когда затягивался болт для завершения установки запасного модуля, заклинившего до того, как было обеспечено электрическое соединение. ^[285] Потеря MBSU-1 ограничила мощность станции до 75% от ее нормальной мощности, что потребовало незначительных ограничений при нормальной работе до тех пор, пока проблема не будет решена.

5 сентября 2012 года во втором шестичасовом выходе в открытый космос астронавты Сунита Уильямс и Акихико Хошиде успешно заменили MBSU-1 и восстановили мощность МКС на 100%. ^[286]

24 декабря 2013 года космонавты установили новый аммиачный насос для системы охлаждения станции. Неисправная система охлаждения вышла из строя в начале месяца, остановив многие научные эксперименты станции. При установке нового насоса космонавтам пришлось выдержать «мини-метель» аммиака. Это был всего лишь второй выход в открытый космос в канун Рождества в истории НАСА. ^[287]

Центры управления полетами [ править ]

Компоненты МКС работают и контролируются соответствующими космическими агентствами в центрах управления полетов по всему миру, в том числе центра управления полетами РКА , Центр управления ATV , Центр управления ДСРОМ и Центр управления HTV в Космическом центре Цукуба , Кристофер К. Крафт - младший Центр управления полетами , Payload Operations и Центр интеграции , Центр управления Columbus и Mobile обслуживание системы управления.

Жизнь на борту [ править ]

Действия экипажа [ править ]

Типичный день для экипажа начинается с пробуждения в 06:00, за которым следуют действия после сна и утренний осмотр станции. Затем экипаж завтракает и принимает участие в ежедневной конференции по планированию с Центром управления полетом перед началом работы около 08:10. Далее следуют первые запланированные учения дня, после которых экипаж продолжает работу до 13:05. После часового перерыва на обед послеобеденное время состоит из дополнительных упражнений и работы, прежде чем экипаж выполнит свои действия перед сном, начиная с 19:30, включая ужин и совещание экипажа. Запланированный период сна начинается в 21:30. Как правило, бригада работает десять часов в день в будний день и пять часов в субботу, а остальное время - для отдыха или работы в догонялки. ^[288]

Часовой пояс, используемый на борту МКС, - всемирное координированное время (UTC). В ночное время окна закрыты, чтобы создать впечатление темноты, потому что на станции бывает 16 восходов и закатов в день. Во время посещения миссий космического шаттла экипаж МКС в основном следит за прошедшим временем полета шаттла (MET), который представляет собой гибкий часовой пояс, основанный на времени запуска миссии космического шаттла. ^{[289] [290] [291]}

На станции предусмотрены жилые помещения для каждого члена экипажа экспедиции: две «спальные станции» на « Звезде» и еще четыре на « Гармонии» . ^{[292] [293]} Помещения USOS - это частные звукоизолированные кабины размером примерно с человека. В каютах экипажа ROS есть небольшое окно, но они обеспечивают меньшую вентиляцию и звукоизоляцию. Член экипажа может спать в отсеке для экипажа в привязном спальном мешке, слушать музыку, использовать ноутбук и хранить личные вещи в большом ящике или в сетках, прикрепленных к стенам модуля. Также в модуле есть лампа для чтения, полка и рабочий стол. ^{[294] [295] [296]}Посещающие бригады не имеют выделенного модуля для сна и прикрепляют спальный мешок к свободному месту на стене. Можно спать, свободно перемещаясь по станции, но этого обычно избегают из-за возможности столкнуться с чувствительным оборудованием. ^[297] Важно, чтобы помещения экипажа хорошо вентилировались; в противном случае астронавты могут проснуться из-за недостатка кислорода и задыхаться, потому что вокруг их головы образовался пузырь из выдыхаемого ими углекислого газа. ^[294] Во время различных работ на станции и во время отдыха экипажа освещение на МКС можно приглушать, выключать и регулировать цветовую температуру . ^{[298] [299]}

Еда и личная гигиена [ править ]

На USOS большая часть еды на борту запаяна в пластиковые пакеты; банки встречаются редко, потому что они тяжелые и дороги в транспортировке. Консервированная еда не очень ценится экипажем, а вкус снижается в условиях микрогравитации ^[294], поэтому прилагаются усилия, чтобы сделать пищу более аппетитной, включая использование большего количества специй, чем при обычном приготовлении. Экипаж с нетерпением ждет прибытия любых кораблей с Земли, которые привозят свежие фрукты и овощи. Необходимо следить за тем, чтобы продукты не образовывали крошек, а жидкие приправы предпочтительнее твердых, чтобы избежать загрязнения оборудования станции. Каждый член экипажа имеет индивидуальные продуктовые наборы и готовит их на бортовой кухне. На камбузе есть два подогревателя пищи, холодильник (добавлен в ноябре 2008 года) и диспенсер для воды, который обеспечивает как горячую, так и ненагретую воду.^[295] Напитки предоставляются в виде обезвоженного порошка, который перед употреблением смешивают с водой. ^{[295] [296]} Напитки и супы пьют из пластиковых пакетов с соломинкой, а твердую пищу едят ножом и вилкой, прикрепленными к подносу с магнитами, чтобы они не уплыли. Любую уплывающую пищу, в том числе крошки, необходимо собирать, чтобы предотвратить засорение воздушных фильтров станции и другого оборудования. ^[296]

Дожди на космических станциях были введены в начале 1970-х на Скайлэб и Салют  3. ^{[300] : 139} К Салюту 6, в начале 1980-х, экипаж жаловался на сложность ливня в космосе, который был ежемесячным мероприятием. ^[301] На МКС нет душа; вместо этого члены экипажа моются с использованием водяной струи и влажных салфеток, с мылом, выдаваемым из тюбика для зубной пасты. Командам также предоставляется шампунь без ополаскивания и съедобная зубная паста для экономии воды. ^{[297] [302]}

На МКС два космических туалета , оба российского дизайна, расположены на Звезде и Транквилити . ^{[295] В} этих отделениях для отходов и гигиены используется система всасывания с приводом от вентилятора, аналогичная системе сбора отходов космического корабля. Космонавты сначала пристегиваются к сиденью унитаза, которое оснащено подпружиненными ограничителями для обеспечения хорошей герметичности. ^[294] Рычаг приводит в действие мощный вентилятор, и всасывающее отверстие открывается: воздушный поток уносит отходы. Твердые отходы собираются в индивидуальные мешки, которые хранятся в алюминиевом контейнере. Полные контейнеры переданы на утилизацию на корабль "Прогресс". ^{[295] [303]}Жидкие отходы удаляются с помощью шланга, подсоединенного к передней части унитаза, с анатомически правильными «переходниками воронки для мочи», прикрепленными к трубке, так что мужчины и женщины могут пользоваться одним и тем же туалетом. Отведенная моча собирается и передается в систему восстановления воды, где она перерабатывается в питьевую воду. ^[296]

Здоровье и безопасность экипажа [ править ]

В целом [ править ]

12 апреля 2019 года НАСА сообщило о медицинских результатах исследования близнецов астронавтов . Астронавт Скотт Келли провел год в космосе на МКС, а его близнец провел год на Земле. При сравнении одного близнеца с другим наблюдали несколько долговременных изменений, в том числе связанных с изменениями в ДНК и познании . ^{[304] [305]}

В ноябре 2019 года исследователи сообщили, что у астронавтов возникли серьезные проблемы с кровотоком и тромбами на борту МКС, основываясь на шестимесячном исследовании 11 здоровых астронавтов. По словам исследователей, результаты могут повлиять на долгосрочные космические полеты, включая миссию к планете Марс. ^{[306] [307]}

Радиация [ править ]

МКС частично защищена от космической среды магнитным полем Земли . При среднем расстоянии около 70 000 км (43 000 миль) от поверхности Земли, в зависимости от солнечной активности, магнитосфера начинает отклонять солнечный ветер вокруг Земли и космической станции. Солнечные вспышки по-прежнему представляют опасность для экипажа, который может получить предупреждение всего за несколько минут. В 2005 году во время начальной «протонной бури» солнечной вспышки класса X-3 экипаж 10-й экспедиции укрылся в более сильно защищенной части АФК, предназначенной для этой цели. ^{[308] [309]}

Субатомные заряженные частицы, в основном протоны космических лучей и солнечного ветра, обычно поглощаются атмосферой Земли. Когда они взаимодействуют в достаточном количестве, их эффект виден невооруженным глазом в явлении, называемом полярным сиянием . За пределами атмосферы Земли экипажи МКС ежедневно подвергаются воздействию примерно одного миллизиверта (примерно годовой объем естественного воздействия на Земле), что приводит к более высокому риску рака. Излучение может проникать живую ткань и повреждение ДНК и хромосомы из лимфоцитов ; будучи центральным элементом иммунной системы , любое повреждение этих клеток может способствовать снижению иммунитета.пережили космонавты. Радиация также была связана с более высокой частотой возникновения катаракты у космонавтов. Защитные экраны и лекарства могут снизить риски до приемлемого уровня. ^[45]

Уровни радиации на МКС примерно в пять раз выше, чем у пассажиров и экипажей авиакомпаний, поскольку электромагнитное поле Земли обеспечивает почти такой же уровень защиты от солнечного и других типов излучения на низкой околоземной орбите, что и в стратосфере. Например, во время 12-часового полета пассажир авиакомпании будет испытывать 0,1 миллизиверта радиации или 0,2 миллизиверта в день; это только одна пятая часть показателя, наблюдаемого космонавтом на НОО. Кроме того, пассажиры авиакомпаний испытывают этот уровень радиации в течение нескольких часов полета, в то время как экипаж МКС подвергается облучению на протяжении всего своего пребывания на борту станции. ^[310]

Стресс [ править ]

Имеются убедительные доказательства того, что психосоциальные стрессоры являются одними из самых важных препятствий для оптимального морального духа и производительности экипажа. ^[311] Космонавт Валерий Рюмин записал в своем дневнике в особенно сложный период на борту космической станции Салют- 6 : «Все условия, необходимые для убийства, будут выполнены, если вы заперете двух человек в кабине размером 18 футов на 20 и оставите их вместе на два месяца."

Интерес НАСА к психологическому стрессу, вызванному космическими путешествиями, который первоначально изучался, когда начинались их миссии с экипажем, возродился, когда астронавты присоединились к космонавтам на российской космической станции " Мир" . Общие источники стресса в первых миссиях в США включали поддержание высокой производительности под пристальным вниманием общественности и изоляцию от сверстников и семьи. Последнее до сих пор часто является причиной стресса на МКС, например, когда мать астронавта НАСА Даниэля Тани погибла в автокатастрофе, и когда Майкл Финке был вынужден пропустить рождение своего второго ребенка.

Исследование самого продолжительного космического полета пришло к выводу, что первые три недели являются критическим периодом, когда внимание подвергается неблагоприятному воздействию из-за необходимости адаптироваться к экстремальным изменениям окружающей среды. ^[312] Полеты экипажа МКС обычно длятся от пяти до шести месяцев.

Рабочая среда ISS включает в себя дополнительный стресс, вызванный жизнью и работой в стесненных условиях с людьми из самых разных культур, которые говорят на другом языке. Экипажи космических станций первого поколения говорили на одном языке; На станциях второго и третьего поколения работают экипажи из разных культур, говорящие на многих языках. Астронавты должны говорить на английском и русском языках , а знание дополнительных языков еще лучше. ^[313]

Из-за отсутствия гравитации часто возникает путаница. Несмотря на то, что в космосе нет верха и низа, некоторым членам экипажа кажется, что они ориентированы вверх ногами. У них также могут быть трудности с измерением расстояний. Это может вызвать такие проблемы, как потеряться внутри космической станции, повернуть переключатели в неправильном направлении или неправильно оценить скорость приближающегося транспортного средства во время стыковки. ^[314]

Медицинский [ править ]

Эти физиологические эффекты долгосрочных невесомости включают атрофию мышц , ухудшение скелета (остеопении) , перераспределение жидкости, замедление сердечно - сосудистой системы, снижение производства красных кровяных клеток, нарушений баланса и ослаблением иммунной системы. Менее выраженные симптомы включают потерю массы тела и отечность лица. ^[45]

На МКС регулярно нарушается сон из-за требований миссии, например приходящих или уходящих кораблей. Уровень шума на станции неизбежно высок. Атмосфера не может термосифонировать естественным образом, поэтому вентиляторы должны постоянно обрабатывать воздух, который может застаиваться в среде свободного падения (нулевой гравитации).

Чтобы предотвратить некоторые неблагоприятные воздействия на организм, станция оснащена: двумя беговыми дорожками TVIS (в том числе COLBERT); ARED (Advanced резистивный Упражнение устройства), который позволяет различным тяжелоатлетов упражнения , которые увеличивают мышечную массу без повышения (или компенсации) пониженную плотность костной ткани космонавтов; ^[315] и велотренажер. Каждый космонавт проводит не менее двух часов в день, тренируясь на оборудовании. ^{[294] [295]} Астронавты используют эластичные шнуры, чтобы привязать себя к беговой дорожке. ^{[316] [317]}

Микробиологические опасности для окружающей среды [ править ]

На космических станциях может образоваться опасная плесень, которая может загрязнять воздух и фильтры для воды. Они могут производить кислоты, разрушающие металл, стекло и резину. Они также могут нанести вред здоровью экипажа. Микробиологические опасности привели к разработке LOCAD-PTS, который определяет распространенные бактерии и плесень быстрее, чем стандартные методы культивирования , которые могут потребовать отправки образца на Землю. ^[318] В 2018 году исследователи сообщили, что после обнаружения на МКС пяти штаммов бактерий Enterobacter bugandensis (ни один из которых не является патогенным для человека), за микроорганизмами на МКС следует внимательно следить, чтобы продолжать обеспечивать здоровую с медицинской точки зрения среду для космонавтов.^{[319] [320]}

Загрязнение космических станций можно предотвратить за счет снижения влажности и использования краски, содержащей химические вещества, убивающие плесень, а также использования антисептических растворов. Все материалы, используемые в МКС, проходят испытания на устойчивость к грибкам . ^[321]

В апреле 2019 года НАСА сообщило, что было проведено всестороннее исследование микроорганизмов и грибов, присутствующих на МКС. Результаты могут быть полезны для улучшения условий здоровья и безопасности космонавтов. ^{[322] [323]}

Шум [ править ]

Космический полет не является тихим по своей природе, а уровень шума превышает акустические стандарты еще во время миссий Аполлон . ^{[324] [325]} По этой причине НАСА и международные партнеры Международной космической станции разработали цели борьбы с шумом и предотвращения потери слуха в рамках программы охраны здоровья членов экипажа. В частности, эти цели были в центре внимания Подгруппы по акустике Многосторонней медицинской комиссии по эксплуатации (MMOP) МКС с первых дней сборки и эксплуатации МКС. ^{[326] [327]} Усилия включают вклад инженеров-акустиков , аудиологов , промышленных гигиенистов., а также врачи, входящие в состав подгруппы из НАСА, Российского космического агентства (RSA), Европейского космического агентства (ESA), Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) и Канадского космического агентства (CSA).

По сравнению с земной средой уровни шума, создаваемые космонавтами и космонавтами на МКС, могут показаться незначительными и обычно возникают на уровнях, которые не вызывают серьезного беспокойства Управления по охране труда и здоровья, редко достигая 85 дБА. Но члены экипажа подвергаются воздействию этих уровней 24 часа в сутки, семь дней в неделю, а текущие миссии продолжаются в среднем шесть месяцев. Эти уровни шума также создают риски для здоровья и производительности экипажа в виде помех во время сна и общения, а также снижения слышимости сигналов тревоги .

За более чем 19-летнюю историю существования МКС были предприняты значительные усилия по ограничению и снижению уровня шума на МКС. Во время проектирования и предполетных работ члены Подгруппы по акустике написали акустические ограничения и требования к проверке, провели консультации по проектированию и выбору наиболее тихих из доступных полезных нагрузок, а затем провели акустические проверочные испытания перед запуском. ^{[326] : 5.7.3}Во время космических полетов Подгруппа по акустике оценивала уровни шума в полете каждого модуля МКС, производимого большим количеством источников шума транспортных средств и научных экспериментов, чтобы гарантировать соответствие строгим акустическим стандартам. Акустическая среда на МКС изменилась, когда во время ее строительства были добавлены дополнительные модули, а также по мере приближения дополнительных космических аппаратов к МКС. Подгруппа акустики отреагировала на этот динамический график операций, успешно разработав и применив акустические покрытия, поглощающие материалы, шумозащитные экраны., и виброизоляторы для снижения уровня шума. Более того, когда насосы, вентиляторы и системы вентиляции стареют и демонстрируют повышенный уровень шума, эта подгруппа по акустике рекомендовала менеджерам ISS заменить старые, более шумные инструменты на бесшумные вентиляторы и насосы, что значительно снизило уровень окружающего шума .

НАСА приняло самые консервативные критерии риска повреждения (основанные на рекомендациях Национального института безопасности и гигиены труда и Всемирной организации здравоохранения ), чтобы защитить всех членов экипажа. Подгруппа MMOP Acoustics изменила свой подход к управлению рисками шума в этой уникальной среде, применив или изменив наземные подходы к профилактике потери слуха, чтобы установить эти консервативные пределы. Одним из новаторских подходов стал инструмент НАСА для оценки воздействия шума (NEET), в котором воздействие шума рассчитывается на основе подхода, основанного на задачах, для определения потребности в устройствах защиты органов слуха.(HPD). Руководство по использованию HPD, обязательное или рекомендованное, затем документируется в реестре шумовой опасности и публикуется для справок экипажей во время их миссий. Подгруппа по акустике также отслеживает превышение уровня шума космических аппаратов, применяет технические средства контроля и рекомендует средства защиты органов слуха для снижения воздействия шума на экипаж. Наконец, пороги слышимости контролируются на орбите во время миссий.

Не было устойчивых сдвигов порога слышимости, связанных с миссией, среди членов экипажей американского орбитального сегмента (JAXA, CSA, ESA, NASA) в течение того, что приближается к 20 годам работы миссий на МКС или почти 175 000 рабочих часов. В 2020 году подгруппа MMOP Acoustics получила награду Safe-In-Sound за инновации за совместные усилия по снижению любых последствий шума для здоровья. ^[328]

Пожарные и ядовитые газы [ править ]

Другой потенциальной опасностью является пожар на борту или утечка токсичного газа. Аммиак используется во внешних радиаторах станции и потенциально может просочиться в герметичные модули. ^[329]

Орбита [ править ]

МКС поддерживается на почти круговой орбите с минимальной средней высотой 330 км (205 миль) и максимальной 410 км (255 миль) в центре термосферы с наклоном 51,6 градуса к экватору Земли. Эта орбита была выбрана потому, что это наименьшее наклонение, которое может быть достигнуто напрямую российскими космическими кораблями «Союз» и «Прогресс», запущенными с космодрома Байконур на 46 ° северной широты, без пролета над Китаем и без сброса отработавших ступеней ракет в населенных пунктах. ^{[330] [331]} Он движется со средней скоростью 27 724 километра в час (17 227 миль в час) и совершает 15,54 витков в день (93 минуты на орбиту). ^{[2] [18]}Высота станции позволяла снижаться примерно во время каждого полета шаттла НАСА, чтобы на станцию ​​можно было передавать более тяжелые грузы. После вывода из эксплуатации шаттла номинальная орбита космической станции была увеличена по высоте. ^{[332] [333]} Другие, более частые суда снабжения не требуют такой регулировки, поскольку они являются машинами с существенно более высокими характеристиками. ^{[30] [334]}

Разгон по орбите может осуществляться двумя главными двигателями станции на служебном модуле " Звезда " или российскими или европейскими космическими кораблями, пристыкованными к кормовому порту " Звезды " . Автоматизированная транспортная машина сконструирована с возможностью добавления второго стыковочного порта к ее кормовой части, что позволяет другим кораблям стыковаться и ускорять станцию. Для завершения разгона на большую высоту требуется примерно две орбиты (три часа). ^[334] Поддержание высоты на МКС требует около 7,5 тонн химического топлива в год ^[335] при ежегодных расходах около 210 миллионов долларов. ^[336]

Российский орбитальный сегмент содержит систему управления данными, которая обеспечивает управление, навигацию и управление (ROS GNC) для всей станции. ^[337] Первоначально « Заря» , первый модуль станции, контролировал станцию ​​до тех пор, пока вскоре не пристыковался российский служебный модуль « Звезда» и ему было передано управление. "Звезда" содержит созданную ЕКА Систему управления данными DMS-R. ^[338] Использование двух отказоустойчивых ЭВМ (FTC), Звездавычисляет положение и орбитальную траекторию станции с помощью дублирующих датчиков горизонта Земли, датчиков горизонта Солнца, а также трекеров Солнца и звезд. Каждый FTC содержит три идентичных процессора, работающих параллельно и обеспечивающих расширенную маскировку неисправностей большинством голосов.

Ориентация [ править ]

"Звезда" использует гироскопы ( реактивные колеса ) и подруливающие устройства, чтобы разворачиваться. Гироскопы не требуют пропеллента; вместо этого они используют электричество для «хранения» импульса в маховиках, поворачиваясь в направлении, противоположном движению станции. USOS имеет собственные гироскопы с компьютерным управлением, чтобы справиться с его лишней массой. Когда гироскопы насыщаются, подруливающие устройства используются для компенсации сохраненного импульса. В феврале 2005 года во время 10-й экспедиции на компьютер станции была отправлена ​​неверная команда, из-за которой было использовано около 14 килограммов топлива, прежде чем неисправность была обнаружена и устранена. Когда компьютеры контроля ориентации в ROS и USOS не могут обмениваться данными должным образом, это может привести к редкой «силовой борьбе», когда компьютер ROS GNC должен игнорировать аналог USOS, который сам по себе не имеет двигателей. ^{[339] [340] [341]}

Пристыкованный космический корабль также может использоваться для поддержания положения станции, например, для поиска и устранения неисправностей или во время установки фермы S3 / S4 , которая обеспечивает электрическое питание и интерфейсы передачи данных для электроники станции. ^[342]

Угрозы орбитального мусора [ править ]

Низкие высоты, на которых орбиты МКС, также являются домом для разнообразного космического мусора ^[343], включая отработанные ступени ракет, неработающие спутники, фрагменты взрыва (включая материалы, полученные при испытаниях противоспутникового оружия ), хлопья краски, шлак от твердотопливных ракетных двигателей. , а также хладагент, выпущенный спутниками с ядерной установкой US-A . Эти объекты, в дополнение к природным микрометеоритов , ^[344] представляют собой серьезную угрозу. Объекты, достаточно большие, чтобы разрушить станцию, можно отслеживать, и они не так опасны, как более мелкие обломки. ^{[345] [346]}Объекты, которые слишком малы для обнаружения оптическими и радиолокационными приборами, от примерно 1 см до микроскопических, исчисляются триллионами. Несмотря на свой небольшой размер, некоторые из этих объектов представляют опасность из-за своей кинетической энергии и направления по отношению к станции. Экипажи, выходящие в открытый космос в скафандрах, также подвергаются риску повреждения скафандра и последующего воздействия вакуума . ^[347]

Баллистические панели, также называемые защитой от микрометеоритов, встроены в станцию ​​для защиты находящихся под давлением секций и критических систем. Тип и толщина этих панелей зависят от их предполагаемого повреждения. Щиты и конструкция станции имеют различный дизайн на ROS и USOS. На USOS используются Whipple Shields . Модули американского сегмента состоят из внутреннего слоя , изготовленный из 1,5-5,0 см толщины (0.59-1.97 в) алюминия , 10 см толщины (3,9 дюйма) промежуточные слои кевлара и Nextel , ^[348] и наружный слой из нержавеющих сталь , которая заставляет объекты разбиваться в облако до удара о корпус, тем самым распределяя энергию удара. На ROSПолимерный сотовый экран, армированный углеродным волокном, отделен от корпуса, от него - алюминиевый сотовый экран с вакуумным термоизоляционным покрытием экрана и стеклотканью сверху. ^[349]

Космический мусор отслеживается дистанционно с земли, и экипаж станции может быть уведомлен. ^[350] При необходимости двигатели на российском орбитальном сегменте могут изменять орбитальную высоту станции, избегая попадания мусора. Эти маневры по предотвращению обломков (DAM) не редкость, они происходят, если вычислительные модели показывают, что обломки приближаются на определенное опасное расстояние. К концу 2009 года было выполнено десять DAMs. ^{[351] [352] [353]} Обычно для поднятия орбиты на один или два километра используется увеличение орбитальной скорости порядка 1 м / с. При необходимости высоту также можно снизить, хотя при таком маневре расходуется топливо. ^{[352] [354]} Если угроза от орбитального мусора обнаруживается слишком поздно для безопасного проведения DAM, экипаж станции закрывает все люки на борту станции и уходит в свой космический корабль Союз, чтобы иметь возможность эвакуироваться в случае, если станция будет серьезно повреждена. мусор. Эта частичная эвакуация станции произошла 13 марта 2009 г., 28 июня 2011 г., 24 марта 2012 г. и 16 июня 2015 г. ^{[355] [356]}

Наблюдения с Земли [ править ]

Видимость невооруженным глазом [ править ]

МКС видна невооруженным глазом в виде медленно движущейся яркой белой точки из-за отраженного солнечного света, и ее можно увидеть в часы после захода солнца и перед восходом солнца, когда станция остается освещенной, но земля и небо темные. ^[357] МКС требуется около 10 минут, чтобы перейти от одного горизонта к другому, и она будет видна только часть этого времени из-за того, что войдет в тень Земли или выйдет из нее . Из-за размера своей отражающей поверхности МКС является самым ярким искусственным объектом в небе (за исключением других спутниковых вспышек ) с приблизительной максимальной звездной величиной -4 в небе (аналогично Венере ). МКС, как и многие спутники, включаяСозвездие Иридиум также может производить вспышки, в 16 раз превышающие яркость Венеры, когда солнечный свет отражается от отражающих поверхностей. ^{[358] [359]} МКС также видна средь бела дня, хотя и с гораздо большим трудом.

Инструменты предоставляются рядом веб-сайтов, таких как Heavens-Above (см. Просмотр в реальном времени ниже), а также приложения для смартфонов, которые используют орбитальные данные, а также долготу и широту наблюдателя, чтобы указать, когда МКС будет видна (если позволяет погода), где находится станция. будет казаться, что она поднимается, высота над горизонтом, которую она достигнет, и продолжительность пролета до того, как станция исчезнет, ​​либо зайдя ниже горизонта, либо войдя в тень Земли. ^{[360] [361] [362] [363]}

В ноябре 2012 года НАСА запустило службу «Найдите станцию», которая отправляет людям текстовые сообщения и оповещения по электронной почте, когда станция должна пролететь над их городом. ^[364] Станция видна с 95% населенных пунктов Земли, но не видна с крайних северных или южных широт. ^[330]

В определенных условиях МКС можно наблюдать ночью на 5 последовательных орбитах. Этими условиями являются: 1) расположение наблюдателя на средних широтах, 2) время, близкое к солнцестоянию, и 3) МКС, проходящая к северу от наблюдателя, около полуночи по местному времени. На трех фотографиях показаны первый, средний и последний из пяти проходов 5-6 июня 2014 года.

Астрофотография [ править ]

Использование камеры, установленной на телескопе, для фотографирования станции - популярное хобби для астрономов ^{[365], в} то время как использование установленной камеры для фотографирования Земли и звезд - популярное хобби для команды. ^[366] Использование телескопа или бинокля позволяет наблюдать за МКС в дневное время. ^[367]

Некоторые астрономы-любители также используют телескопические линзы для фотографирования МКС, когда она проходит мимо Солнца, иногда делая это во время затмения (поэтому Солнце, Луна и МКС расположены примерно на одной линии). Один из примеров - во время солнечного затмения 21 августа , когда в одном месте в Вайоминге во время затмения были сделаны изображения МКС. ^[368] Подобные изображения были сделаны НАСА из Вашингтона.

Парижский инженер и астрофотограф Тьерри Лего, известный своими фотографиями космических кораблей, проходящих через Солнце, в 2011 году отправился в Оман, чтобы сфотографировать Солнце, Луну и космическую станцию, выстроившись в линию. ^[369] Лего, получивший награду Мариуса Жакметтона от Société astronomique de France в 1999 году, и другие любители используют веб-сайты, которые предсказывают, когда МКС пройдет мимо Солнца или Луны и из какого места эти проходы будут видны.

Международное сотрудничество [ править ]

Международная космическая станция, в которой участвуют пять космических программ и пятнадцать стран ^[370], является самой сложной политически и юридически сложной программой исследования космоса в истории. ^[371] Межправительственное соглашение по космической станции 1998 г. устанавливает основные рамки международного сотрудничества между сторонами. Ряд последующих соглашений регулируют и другие аспекты работы станции, начиная от юрисдикционных вопросов и заканчивая кодексом поведения приезжающих астронавтов. ^[372]

Страны-участницы [ править ]

•  Бразилия (ранее)
•  Канада
• Европейское космическое агентство
  •  Бельгия
  •  Дания
  •  Франция
  •  Германия
  •  Италия
  •  Нидерланды
  •  Норвегия
  •  Испания
  •  Швеция
  •   Швейцария
•  Япония
•  Россия
•  объединенное Королевство
•  Соединенные Штаты

Конец миссии [ править ]

Согласно Договору о космосе Соединенные Штаты и Россия несут юридическую ответственность за все запускаемые ими модули. ^[373] Было рассмотрено несколько возможных вариантов захоронения: естественный орбитальный распад со случайным входом в атмосферу (как в случае со Скайлэбом), подъем станции на большую высоту (что может задержать вход) и управляемый целевой спуск с орбиты в отдаленную зону океана. ^[374] По состоянию на конец 2010 года предпочтительным планом является использование слегка модифицированного космического корабля "Прогресс" для вывода с орбиты МКС. ^[375] Этот план рассматривался как самый простой, дешевый и с максимальной прибылью. ^[375]

Ранее предполагалось, что ОПСЕК будет построен из модулей российского орбитального сегмента после вывода МКС из эксплуатации. К модулям, которые рассматриваются для удаления с нынешней МКС, относятся Многоцелевой лабораторный модуль ( Наука ), запуск которого запланирован на весну 2021 года с мая 2020 ^[update]года ^[99], и другие новые российские модули , которые предлагается присоединить к Науке . Срок службы этих недавно запущенных модулей еще не истек в 2024 году. ^[376]

В конце 2011 года концепция Exploration Gateway Platform также предлагала использовать оставшееся оборудование USOS и Звезду 2 в качестве заправочной станции и станции обслуживания, расположенной в одной из точек Лагранжа Земля-Луна . Однако весь USOS не предназначен для разборки и будет утилизирован. ^[377]

В феврале 2015 года Роскосмос объявил, что останется частью программы МКС до 2024 года. ^[19] Девятью месяцами ранее - в ответ на санкции США против России в связи с аннексией Крыма - заместитель премьер-министра России Дмитрий Рогозин заявил, что Россия будет отклонить запрос США о продлении срока использования орбитальной станции после 2020 года и будет поставлять в США ракетные двигатели только для запусков невоенных спутников. ^[378]

28 марта 2015 года российские источники объявили, что Роскосмос и НАСА договорились о сотрудничестве в разработке замены нынешней МКС. ^[379] Игорь Комаров , глава Роскосмоса, сделал это заявление в сопровождении администратора НАСА Чарльза Болдена. ^[380] В заявлении, предоставленном SpaceNews 28 марта, официальный представитель НАСА Дэвид Уивер сказал, что агентство высоко оценило приверженность России расширению МКС, но не подтвердило никаких планов относительно будущей космической станции. ^[381]

30 сентября 2015 года контракт Boeing с НАСА в качестве генерального подрядчика МКС был продлен до 30 сентября 2020 года. Часть услуг Boeing по контракту будет связана с расширением основного структурного оборудования станции после 2020 года до конца 2028 года ^[382].

Также высказывались предположения, что станцию ​​можно будет перевести в коммерческую эксплуатацию после вывода из эксплуатации государственными организациями. ^[383]

В июле 2018 года Закон о космических рубежах 2018 года был направлен на продление срока эксплуатации МКС до 2030 года. Этот закон был единогласно одобрен в Сенате, но не был принят Палатой представителей США. ^{[384] [385]} В сентябре 2018 года был принят Закон о ведущих пилотируемых космических полетах с намерением продлить работу МКС до 2030 года и был подтвержден в декабре 2018 года. ^{[23] [386] [387]}

Стоимость [ править ]

МКС была описана как самый дорогой объект из когда-либо построенных. ^[388] По состоянию на 2010 год общая стоимость составила 150 миллиардов долларов США. Это включает в себя бюджет НАСА в размере 58,7 млрд долларов (без поправки на инфляцию) для станции с 1985 по 2015 год (72,4 млрд долларов в долларах 2010 года), 12 млрд долларов России, 5 млрд долларов Европы, 5 млрд долларов Японии, 2 млрд долларов Канады и стоимость 36 полетов шаттлов. на строительство станции стоимостью 1,4 миллиарда долларов каждая, или 50,4 миллиарда долларов в целом. Предполагая, что с 2000 по 2015 год бригады из двух-шести человек будут использовать 20 000 человеко-дней, каждый человеко-день будет стоить 7,5 миллиона долларов, что меньше половины от 19,6 миллиона долларов с поправкой на инфляцию (5,5 миллиона долларов до инфляции) на человеко-день Skylab. . ^[389]

См. Также [ править ]

• A Beautiful Planet - Документальный фильм IMAX 2016 года, показывающий сцены Земли, а также жизнь космонавта на борту МКС
• Центр развития науки в космосе - управляет Национальной лабораторией США на МКС.
• Список командиров Международной космической станции
• Список космических станций
• Список космических аппаратов, развернутых с Международной космической станции
• Научная дипломатия
• Космическая станция 3D - Канадский документальный фильм 2002 г.

Примечания [ править ]

Ссылки [ править ]

 В эту статью включены материалы, являющиеся  общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .