Международна космическа станция

 

Международната космическа станция е съвместен проект на пет космически агенции: Националната аерокосмическа администрация (НАСА, САЩ), Руската федерална космическа агенция (Роскосмос, Руската Федерация), Японската аерокосмическа изследователска агенция (ДЖАКСА, Япония), Канадската космическа агенция (ЦСА, Канада) и Европейската космическа агенция (ЕСА, Европа), но само 10 от 17-те страни членки на ЕСА участват в проекта: Белгия, Дания, Франция, Германия, Италия, Нидерландия, Норвегия, Испания, Швеция и Швейцария.

Бразилската космическа агенция (АЕБ, Бразилия) също участва чрез отделен договор с НАСА. Италианската космическа агенция също участва в различни дейности, които не са част от програмата на ЕСА (Италия участва в МКС и чрез ЕСА).

МКС се намира в орбита около Земята на средна височина от 360 км. Тяправи една обиколка на Земята за 92 минути. До юни 2005 годинастанцията е направила 37 500 обиколки на планетата от изстрелването напървия модул Заря през ноември 1998 година.

МКС се намира в орбита около Земята на средна височина от 360 км. Тя прави една обиколка на Земята за 92 минути. До юни 2005 година станцията е направила 37 500 обиколки на планетата от изстрелването на първия модул Заря през ноември 1998 година.


РЕКЛАМА:

***

МКС представлява нещо като комбинация от планирани космически станции, които са били планирани в миналото, но не са били построени: руската Мир 2, американската Фрийдъм, Европейската Кълъбъс (Колумб) и японския Експериментален модул.

На Международната космическа станция има постоянно човешко присъствие, понеже на борда винаги е имало поне двама души, откакто първият екипаж влезна в станцията на 2 ноември 2000 година. МКС се обслужва предимно от космическите апарати Союз, Прогрес и американската космическа совалка. Станцията все още се изгражда, като завършването ѝ е планирано за края на 2010 година. В момента на МКС могат постоянно да живеят трима души, а при завършено положение капацитетът ѝ ще се увеличи двойно. Освен европейския астронавт Томас Райтър, досега всички постоянни членове на екипажите на станцията са от Русия и САЩ. Но МКС е била посещавана от астронавти от още 13 държави, както и от първите четирима космически туристи.

 

История


В началото на 1980-те НАСА планира космическата станция Фрийдъм (в превод „Свобода”) в отговор на съветските Салют и Мир. Тя никога не стигна по-далече от ранните планове и проучвания поради разпадането на СССР и края на Студената война. Краят на космическата надпревара подтикна НАСА да започне преговори с Русия, Япония, Канада и Европа в началото на 1990-те за построяване на международна космическа станция. Този проект беше оповестен през 1993 година, а името му беше „Космическа станция Алфа”. Беше предвидено тази станция да е комбинация от планираните станции на всички тези агенции: Фрийдъм, Мир 2, Кълъмбъс и Японския изследователски модул.

През 1990-те проектът беше забавен, бюджетът беше преразгледан и структурата на МКС беше често модифицирана. Станцията се оказа доста по-скъпа, отколкото беше първоначално предвидено. Според ЕСА от започването на проекта в края на1980-те до вероятния край на станцията през 2016 г. по нея ще бъдат похарчени около €100 милиарда.

Първият херметизиран модул Заря беше изстрелян през ноември 1998 г. на ракета Протон. Още два компонента (модулът Юнити и сервизният модул Звезда) бяха добавени преди първият екипаж (Експедиция 1) да посети станцията. Експедиция 1 скачи своята капсула Союз за станцията на 2 ноември 2000 година, а екипажът ѝ се състоеше от американския астронавт Уилям Шепърд и руските космонавти Юри Гидженко и Сергей Крикалев.

Конструкцията на станцията започна през 1998 година и в момента изостава много от първоначално предвидената дата на завършване през 2004 или 2005 година. Забавянето се дължи предимно на спирането на полетите на совалките след инцидента със совалката Колумбия през 2003, въпреки че и преди това станцията изоставаше от графика поради други проблеми със совалките и недостиг в бюджета на Роскосмос. За двете години и половина, по време на които совалките не летяха, ротацията на екипажите се извършваше с руските капсули Союз, но разширяването на станцията спря и научните дейности на борда ѝ намаляха поради съкращаването на екипажа до двама души.

Построяване на МКС

От началото на 2006 година са направени много промени в структурата МКС – модули или други структури са били анулирани или заменяни и броят на полетите на совалката са съкратени. Все пак новата програма за полетите на совалките и последната структура на МКС разкриват, че повече от 80% от хардуера, планиран да бъде част от станцията, ще бъде доставен до МКС до края на 2010 година.

 

 

За построяването на орбиталния комплекс са нужни повече от 40 полета. От тези полети 33 са отредени на совалката. До момента тя е изпълнила 19 от тях и ѝ остават още 14 за периода от 2006 до 2010 година. Останалите полети са отредени на ракети Протон, освен в случая на модула Пирс, който беше изстрелян на ракета Союз.

Освен това ще са нужни и около 30 полета на товарни кораби Прогрес до 2010 година. Експериментално оборудване, гориво и консумативи се доставят и ще бъдат доставяни от всички кораби, посещаващи МКС: американската совалка (STS), руският Прогрес, американският ATV и японският HTV.

Когато комплексът бъде завършен, станцията ще има 1 000 кубически метра херметизиран обем, приблизителна маса 400 тона, 100 киловата захранване, 108,4-метрова опорна конструкция, 74 метра дълги модули и екипаж от 6 души.

 

До момента са били изстреляни следните компоненти:

 

 

Елемент

Ракета носител

Дата

Дължина(м)

Диаметър(м)

Маса(кг)

Заря Протон 20.11.98 12,6 4,1 19 323
Юнити Индевър 04.12.98 5,49 4,57 11 612
Звезда Протон 12.07.00 13,1 4,15 19 050
Греда Z1 Дискавъри 11.10.00 4,9 4,2 8 757
Греда P6 Индевър 30.11.00 73,2 10,7 15 900
Дестъни Атлантис 07.02.01 8,53 4,27 14 515
Канадарм 2 Индевър 19.04.01 17,6 0,35 4 899
Куест Атлантис 12.07.01 5,5 4 6 064
Пирс Союз 14.08.01 4,1 2,6 3 900
Греда S0 Атлантис 08.04.02 13,4 4,6 13 970
Мобилна базова система Индевър 05.06.02 5,7 2,9 1 450
Греда S1 Атлантис 07.10.02 13,7 3,9 12 598
Греда Р1 Индевър 24.11.02 13,7 3,9 12 598
Външна товарна платформа Дискавъри 26.07.05 4,9 3,65 2 676

 

Дизайн и структура на МКС

Когато МКС бъде завършена, тя ще представлява съвкупност от комуникиращи помежду си херметизирани модули, прикрепени към опорна конструкция (греда), на която са монтирани четири големи двойки фотогалванични модули. Херметизираните модули и опорната конструкция ще са перпендикулярни.

 

Захранване с електричество

Източникът на електрическа енергия за станцията е Слънцето: светлината се конвертира в електричество от слънчеви панели. Преди полет 4А (STS-97, ноември 2000) единствените източници на енергия бяха слънчевите панели на руските модули Заря и звезда: руският сегмент на станцията използва 28 волта прав ток (точно като совалката). В останалата част на станцията електричеството, генерирано от слънчевите панели на опорната конструкция, се подава под формата на прав ток от 130 до 180 волта, който се стабилизира до 160 волта, а трансформатори го конвертират до крайните 124 волта прав ток. Електричеството може да бъде поделено между руския и американския сегмент посредством преобразуватели и това е особено важно, след като руският комплект от слънчеви панели (Science Power Platform) беше анулиран. Така руският сегмент ще разчита на електричеството, генерирано от американския сегмент.

 

Животоподдържащи системи

На борда на станцията има системи, които контролират следните показатели, жизнено важни за живота: атмосферно налягане, ниво на кислорода, вода, противопожарна система и др.

 

На борда има и други системи, като например система, която изсмуква допълнителната влага от въздуха и отпадъчните води и пречиства водата. След това тази вода бива разделена на кислород и водород посредством електролиза. Кислородът се използва за дишане в станцията, а водородът се изхвърля зад борда.

Екипаж 3 души 02.09.06
Перигей 352,8 км -//-
Апогей 354,2 км -//-
Орбитален период 91,61 минути -//-
Инклинация 51,64˚ -//-
Орбити на ден 15,72 -//-
Дни в орбита 2 740 22 май 2006
Обитавана от 2 027 дена -//-
Общо орбити 38 694 28 август 2005
Изминато разстояние ≈1 400 000 000 км 17 юни 2005
Средна скорост 27 685,7 км/ч -//-
Маса 183 283 кг 28 август 2005
Ширина 73 метра 20 юни 2006
Дължина 44,5 метра -//-
Височина 27,5 метра -//-
Обитаемо пространство 425 мі 28 август 2005
Въздушно налягане 101,3 кРа -//-

Построяване на станцията

Общо десет херметизирани модула (Заря, Звезда, Дестъни, Юнити, Разклонителен модул № 2, Разклонителен модул № 3, Колумб, Кибо, МЛМ и ИМ) са в програмата за изстрелване до края на 2010 година. Към станцията се добавят и допълнителни по-малки херметизирани модули като капсулите Союз (2 постоянно прикачени капсули, служещи като спасителни апарати на 6-месечен ротационен период), транспортни капсули Прогрес (две или повече), отделенията за космически разходки Куест и Пирс и периодично МЦЛМ (Леонардо, Донатело, Рафаело), ATV и HTV.

Изстреляни херметизирани модули

В момента МКС се състои от четири основни херметизирани модула: руските модули Заря и Звезда и американските модули Дестъни и Юнити (Разклонителен модул № 1). Заря е първият изстрелян модул. След него совалката изведе Юнити и го прикрепи към Заря. Две години по-късно беше изстрелян и модулът Звезда, който позволи станцията да бъде обитавана от поне двама астронавти или космонавти. От 2000 година до сега единственият добавен херметизиран модул е Дестъни, изстрелян през 2001 година. Дестъни е и първият изследователски модул на станцията, понеже Заря служи за генериране на електричество, складиране на товари, задвижване и навигация. Звезда разполага с животоподдържащи системи, комуникационни системи, разпределяне на електричеството, компютърни системи, система за контрол на полета и квартира за екипажа. Основната функция на Юнити е да свързва различни модули, но освен това той отговаря и за флуиди, електричество, контрол на околната среда, пространство за работа и живот.

Другите херметизирани модули на МКС в орбита са шлюзовете за извънбордова дейност (ИБД) Куест и Пирс.

Херметизирани модули, които ще бъдат изстреляни

·         Разклонителен модул №2 – 2007

 

Към днешна дата почти всички построени херметизирани модули ще бъдат изстреляни от совалката. Ако програмата на совалките не бъде променена, то Разклонителен модул № 2 ще бъде изстрелян през втората половина на 2007 година. Този модул е построен от Италианската космическа агенция, но е собственост на НАСА като част от бартерна сделка. Разклонителен модул № 2 ще бъде оборудван с осем шкафа, които ще осигуряват въздух, вода, електричество и процеси, нужни за функционирането на лабораториите Кибо и Колумб.

  • Лаборатория Колумб – 2007

Следващият полет на совалката, след като достави Разклонителен модул № 2, ще закара и европейската изследователска лаборатория Колумб на МКС. Колумб ще е вторият модул на станцията, който е посветен на науката. Той ще разполага с научна лаборатория за флуиди, европейски физиологични лаборатории, Биолаб и европейските научни шкафчета.

  • Многоцелеви лабораторен модул – 2008

Роскосмос обяви, че Многоцелевия лабораторен модул (МЛМ) ще бъде изстрелян през 2008 година на борда на ракета Протон. МЛМ е основният руски научен модул. Той ще бъде снабден със система за контролиране на височината, която ще служи като резерва. Европейската роботизирана ръка (ERA) ще бъде прикрепена към модула и по-късно ще бъде разгъната. МЛМ ще се скачи за страничния порт на Заря.

  • Експериментален модул Кибо – 2008/2009

Японският експериментален модул Кибо ще бъде най-големият единичен модул на МКС. Кибо се състои от два херметизирани модула, външна платформа и собствена роботизирана ръка. Ще са нужни три полета на совалката, за да бъде изведен целият хардуер до станцията. Кибо ще бъде прикрепен за Разклонителен модул № 2 на противоположната страна на Колумб.

  • Изследователски модул – 2009/2010

В програмата на НАСА за МКС все още влиза и Руският изследователски модул (ИМ), който може да бъде прикрепен към Звезда. Носят се слухове, че ИМ ще бъде изстрелян през 2009 или 2010 година, но конструкцията на модула още не е започнала.

  • Разклонителен модул № 3 и Купола – 2010

Въпреки че се носят слухове, че Разклонителен модул № 3 е анулиран, той все още е в програмата и в момента е планирано да бъде изстрелян през 2010 година. Както и Разклонителен модул № 2, Разклонителен модул № 3 също е построен от Италианската космическа агенция, но е притежаван от НАСА. Той ще бъде използван като склад, въпреки че първоначалният му замисъл е да служи като разклонение за скачване на Жилищния модул и Евакуационното превозно средство – и двете анулирани. Към Разклонителен модул № 3 ще бъде прикрепен вече завършеният от ЕСА прозорец, наречен Купола. Двете ще бъдат заедно изстреляни с последния полет на совалката.

Анулирани компоненти

Модул-центрофуга – щеше да бъде прикрепен към Разклонителен модул № 2

Универсален модул за скачване – заменен с МЛМ

Модул за скачване и съхранение на товари – заменен с МЛМ

Жилищен модул

Евакуационно превозно средство

Вътрешен контролен модул – няма нужда да замени Звезда (модулът е построен и е в готовност да бъде изстрелян, ако се наложи)

Задвижващ МКС модул – няма нужда да замени Звезда

Научна захранваща платформа – захранването към руския сегмент ще се подава от американските слънчеви панели

 

Обслужващи космически апарати

Американска космическа совалка – снабдяване с провизии, строене на станцията, транспортни полети и ротация на екипажа

Союз – ротация на екипажа, спешна евакуация

Прогрес – снабдяване с провизии, коригиране на орбитата на станцията

В разработка: ATV – снабдяване с провизии, коригиране на орбитата на станцията (първи полет през 2007 година)

В разработка: HTV – снабдяване с провизии на Кибо (първи полет през 2008 година)

В разработка: Дракон – ще обслужва комерсиалната програма на НАСА за орбитален транспорт (първи полет през 2009 година)

В разработка: К-1 – ще обслужва комерсиалната програма на НАСА за орбитален транспорт

В разработка: Клипер – ротация на екипажа (първи полет през 2012 година)

В разработка: Орион – ротация на екипажа и снабдяване с провизии (първи полет през 2014 година)

В разработка: Напреднала система за транспортиране на екипаж в орбита – ротация на екипажа и снабдяване с провизии (първи полет през 2014 година)

 

Разходи

Точното изчисляване на сумата е трудно, понеже има разногласие кои неща да бъдат причислени към цената на станцията. Най-често цитираната сума е €100 милиарда.

  • НАСА

По-голямата част от сумата, която НАСА плаща, не идва от конструирането и поддържането на компонентите. Космическата совалка има годишен бюджет от над пет милиарда долара. Тя не е част от бюджета за МКС, въпреки че от 1998 година насам совалката се използва почти само за полети до МКС. Според НАСА за времето между годините 1994 и 2005 са похарчени $25,6 милиарда. През 2005 година са похарчени $1,7 милиарда за МКС, а през 2006 година $1,8 милиарда. Годишният бюджет на станцията ще нараства до 2010 година, когато ще достигне $2,3 милиарда. От тогава до края на станцията, който е предвиден за 2016 година, бюджетът ще остане константа.

Последните $1,8 милиарда се разпределят по следния начин:

– Разработка на нов хардуер: само $70 милиона са заделени за разработка на системи като навигация, обработка на информацията и животоподдържащи системи.

– Операции на станцията: $800 милиона, които включват: $125 милиона за софтуер, ИБД системи и логистика; $125 милиона за авионика, системи за екипажа и полети; $250 милиона за мениджмънт.

– Изстрелвания и мисии: въпреки че совалките не влизат в бюджета на МКС, мисии и интегриране на товари ($300 милиона), медицинска поддръжка ($25 милиона), работа на стартовата площадка на совалката ($125 милиона).

– Програма за интеграция на операциите: $350 милиона са похарчени за наземен контрол и софтуер.

– Товари и екипаж на МКС: $140 милиона за превоз на товари и екипаж със Союз и Прогрес.

Като се сумират годишните бюджети, отделени за станцията от 1993 до 2016 година, стойността на станцията достига $53 милиарда. Стойността на полетите на совалките до МКС е $35 милиарда. Освен това в горните числа не са включени разходите по планирането на станцията Фриийдъм. Когато всички тези числа бъдат събрани, стойността на американския сегмент на МКС възлиза на около $100 милиарда долара. Това е почти толкова, колкото смятат от ЕСА. Реалната стойност на станцията най-вероятно възлиза на около €150 милиарда от началото й до 2016 година.

  • ЕСА

ЕСА ще изразходва около €8 милиарда за период от 30 години. Стойността на лабораторията Колумб надхвърля €1 милиард. Цената на разработката на ATV надхвърля няколкостотин хиляди евро, а за всяко негово изстрелване ще се плащат по €125 милиона за ракетата носител Ариана 5.

  • ДЖАКСА

Кибо вече струва $2,8 милиарда според информация, публикувана през 2006 година. Годишната му поддръжка възлиза на $350 до 400 милиона.

  • Роскосмос

Значителна част от бюджета на Роскосмос отива за МКС. От 1998 година насам са летели над две дузини капсули Прогрес и Союз, както и ротация на екипажа и транспорт на провизии от 2003 до 2006 година. Въпросът колко пари харчи Русия за станцията, пресметнато в долари или евро, не е лесен за отговаряне. Двата модула, които са в орбита в момента, са били предвидени за Мир и затова разработката им е по-евтина от останалите модули. Освен това валутообменът от рубли в долари или евро не може да ни даде точна представа за сумата.

Двайсетте милиона долара, които плаща всеки космически турист за място в Союз и разходка до МКС, почти не намаляват цената на руското участие.

  • ЦСА

Канада е изразходвала $1,4 милиарда за последните 20 години.

 

МКС, космически туризъм и сватби

Четирима туристи са посетили МКС до 2006-та година. Те са платили по $20 милиона за достъп до орбиталния комплекс чрез руски капсули Союз. Освен това на станцията имаше и сватба, когато космонавта Юри Маленченко се ожени от космоса за Екатерина Димитрева, която се намираше в Тексас.

На МКС ще бъде снимана реклама на канадска голф екипировка. Руски космонавт ще излезе извън станцията и ще удари топка за голф, а тя ще отлети в своя собствена орбита.

 


Европейска нощ на учените 2022 г.: