Международная космическая станция

МКС: высота полета

Где находится МКС? Станция размещается на околоземной орбите, но было бы неправильным сказать, что она пребывает на какой-то конкретной неизменной высоте.

Средняя высота орбиты МКС составляет 357 км. Почему средняя? Дело в том, что расстояние от Земли до МКС в км изменяется в зависимости от нескольких факторов.

Во-первых, большую роль играет атмосфера. Несмотря на то, что на такой головокружительной высоте атмосфера сильно разрежена, она все-таки присутствует. Ее частички «притормаживают» движение станции, направленное по околоземной орбите. Постоянно наблюдаются вызванные этим торможением колебания.

Во-вторых, МКС под действием гравитационной силы нашей планеты неуклонно стремиться к тому, чтобы «упасть» на земной шар. Почему МКС не падает на Землю? Мешает та же атмосфера, играющая роль гамака, подставленного под актера, выполняющего сложные трюки в воздухе. Добавим еще один фактор: станция снижается с определенным ускорением, которое перпендикулярно скорости вдоль орбиты. Она «пытается» снизиться, однако скорость, с которой наш рукотворный спутник летит вдоль Земли, позволяет ему «проскочить» точку падения, и оно становится невозможным.

Высота постоянно колеблется. В течение некоего периода времени станция подходит все ближе к нашей планете, и ученым приходится регулярно корректировать курс, поднимая ее обратно.

В-третьих, вокруг Земли вращается немало ее рукотворных «постоянных спутников» – космического мусора. Для того чтобы не столкнуться с ним, МКС должна ловко лавировать между его «компонентами».

Почему МКС не падает на Землю – понятно. А вот на каком расстоянии от Земли находится МКС – имеет ли этот вопрос точный ответ?

Высота орбиты МКС от Земли в км варьируется от 280 до 340. Интересно, что, если бы высота достигала постоянной величины 400 км над уровнем моря, ее практически не пришлось бы корректировать – или ученые делали бы это значительно реже: на таком расстоянии от планеты влияние остатков разреженной атмосферы ничтожно мало.

На какой высоте летает МКС от Земли сейчас? В январе 2018 года станцию «вознесли» до 600 км. Это было обусловлено необходимостью пристыковки космического корабля «Прогресс МС-8». В зимние месяцы 2018 год средняя высота в связи с этим достигла 404,8 км.

Космический туризм

За всю историю существования станции ее посетило более 28 экспедиций, а общая численность людей, побывавших в космосе на ней, – около 200. Несмотря на большое расстояние до МКС и сложность полета, на станцию допускают туристов. Здесь побывало 8 человек, чья деятельность не связана с астрономией, космосом. Подобная туристическая поездка стоит не дешево – около 30 миллионов долларов.

С МКС Земля кажется необычной: она удивительна, завораживает. В последнее время все больше людей желает побывать в космосе, даже если придется потратить на это огромную сумму денег. Все это ради того, чтобы увидеть, как выглядит наш мир с высоты. А зная, на какой высоте летает орбитальная станция МКС, можно только гадать, какие виды открываются сверху на нашу планету.

Начиная с 2014 года, были внесены расширения по космическому туризму. Теперь полет на станцию обходится дешевле. Для этого применяют межорбитальный корабль. В ближайшем будущем предполагается расширить возможности для туризма. После внедрения новшеств количество желающих побывать на орбите Земли должно вырасти.

Из космоса туристы могут увидеть не только континенты, океаны, но и города, горы. Со станции видны грозы, ураганы, сияние звезд. А какие виды открываются на Луну! Поражают своей красотой и жестокостью действующие вулканы.

Строение станции

МКС состоит из четырнадцати модулей, в которых располагаются лаборатории, склады, комнаты отдыха, спальни, хозпомещения. На станции даже имеется спортзал с тренажерами. Весь этот комплекс работает на солнечных батареях. Они огромны, величиной со стадион.

Космическая орбита МКС постоянно регулируется с Земли и всегда изменяется.

Станция была запущена в космос в 1998 году. Первые несколько лет в нее не вносилось никаких изменений. Затем постепенно ее начали перестраивать: к станции пристыковывали модули, достраивая помещения. За все время своего существования Россия построила 5 модулей, Америка – 7, Европа и Япония – по одному.

На орбите МКС выполнялось строительство: инженеры, космонавты выходили в открытый космос и проводили все необходимые строительные работы. За годы труда станция получилась огромной. Ее вес составляет более четырехсот тонн. Внутреннее пространство имеет узкие коридоры цилиндрической формы.

В проекте строительства осталось еще 5 модулей и блоков, которые еще будут пристыкованы к станции.

Постреляем

Высадимся на идеально шарообразную планету без атмосферы. Поставим там пушку с горизонтальным стволом и будем из неё стрелять, постепенно увеличивая заряд.

Сначала снаряд будет падать на поверхность планеты совсем близко (А), потом дальность полёта увеличится (В) и, наконец, снаряд совершит полный оборот, продолжая лететь на постоянной высоте (С). Скорость полёта в этом случае и есть первая космическая.

Продолжим увеличивать скорость снаряда. Траектория вытягивается, превращаясь в эллипс (D), а с какого-то значения скорости «разрывается» (Е), и снаряд улетает в бесконечность. Скорость полёта в этом случае и есть вторая космическая.

Линия Кармана – 100 километров

Космос начинается там, где авиация становится невозможной. Руководствуясь этим принципом, Международная авиационная федерация установила условную границу между атмосферой и космосом на высоте 100 километров над уровнем моря.

Начиная с этой высоты использовать крылья для полета уже не имеет смысла. Для того чтобы создать подъемную силу и лететь, необходимо развить скорость, превышающую первую космическую, а это 7,9 км/с. Но достигнув этой скорости, любой объект выходит на околоземную орбиту и превращается в спутник Земли. Впервые определил эту высоту американский ученый Теодор фон Карман. В честь него ее и назвали. Строго говоря, атмосфера Земли продолжается и выше линии Кармана, но дальше она крайне разрежена и состоит в основном из атомов водорода.

Полеты к линии Кармана и выше недоступны простой авиации. 19 июля 1963 года летчик-испытатель NASA Джозеф Уокер на гиперзвуковом ракетоплане North American X-15 достиг высоты 106 км. А еще через месяц – 108 км.

Второй раз в истории гиперзвуковой летательный аппарат преодолел границу между атмосферой и космосом в 2004 году. В период с 21 июня по 4 октября 2004 года экипажем SpaceShipOne, боровшимся за Ansari X Prize, было совершено 3 таких полета, максимальная высота последнего из которых составила 112 км.

На высоте 120 километров уже начинаются орбиты спутников-шпионов. Низкая орбита удобна для видовой разведки, когда разведданные собираются с помощью фотосъемки поверхности. Но продолжительность жизни спутников на столь низких орбитах вследствие близости атмосферы колеблется от нескольких месяцев до нескольких лет.


МКС / NASA

Что известно о космических скоростях простым людям

На телевидении есть передача, в которой весёлый молодой человек бегает по улицам и задаёт прохожим разные вопросы. За правильный ответ он вручает 1000 рублей. Однажды он задал такой вопрос: «Какую скорость надо развить, чтобы оторваться от Земли?» Первый встречный ответить не смог, и ведущий буквально клещами вытащил из второго ответ, который был признан правильным: «Вторую космическую».

Увы, молодой человек ошибся. Вернее, ошибся не он, а редакторы, придумывающие вопросы и ответы к ним. Точно так, как и редакторы, считают почти все, кто хоть отдалённо слышал про существование первой и второй космических скоростей.

На самом деле, чтобы оторваться от Земли, подходит любая скорость. Уже когда ребёнок подпрыгивает, он отрывается от Земли. Пусть ненадолго, но отрывается. И вообще, до Луны или до другого космического объекта можно добраться с любой скоростью. Для этого надо немного разогнаться, а потом поддерживать силу тяги двигателя, равную силе земного притяжения, и вы будете «бороздить просторы Вселенной» с постоянной скоростью. Более того, если представить, что какой-то чудак сумел построить лестницу до Луны, то вы сможете подняться туда просто пешком. Примерно так, как вы поднимаетесь к себе домой на третий этаж, только гораздо дольше.

А как же космические скорости? Космические скорости подразумевают, что ракета, достигнув их, дальше летит к намеченной цели по инерции, с неработающим двигателем. Это только в мультфильмах про космические путешествия показывают летящие ракеты с работающим двигателем. Но это исключительно для создания иллюзии движения.

Если же в реальных условиях двигатель у ракеты будет работать постоянно, то даже для полёта на Луну потребуется такое количество топлива, что его ни одна ракета не осилит.

Факты об МКС

За время своей работы станция вызывала немало восхищений. Этот аппарат является величайшим достижением человеческих умов. По своей конструкции, назначению и особенностям его можно назвать совершенством. Конечно, может быть, лет через 100 на Земле начнут строить космические корабли другого плана, но пока что, на сегодняшний день, этот аппарат – достояние человечества. Об этом свидетельствуют следующие факты об МКС:

  1. За время своего ее существования на МКС космонавтов побывало около двухсот. Также здесь были туристы, которые просто прилетели посмотреть на Вселенную с орбитальной высоты.
  2. Станцию видно с Земли невооруженным глазом. Эта конструкция является самой большой среди искусственных спутников, и ее легко можно увидеть с поверхности планеты без какого-то увеличивающего устройства. Есть карты, на которых можно посмотреть, в какое время и когда аппарат пролетает над городами. По ним легко отыскать сведения о своем населенном пункте: увидеть расписание полета над регионом.
  3. Для сборки станции и поддержания ее в рабочем состоянии космонавты вышли более 150 раз в открытый космос, проведя там около тысячи часов.
  4. Управляется аппарат шестью астронавтами. Система жизнеобеспечения обеспечивает непрерывное присутствие на станции людей с момента ее первого запуска.
  5. Международная космическая станция – это уникальное место, где проводятся самые разные лабораторные эксперименты. Ученые делают уникальные открытия в области медицины, биологии, химии и физики, физиологии и метеонаблюдений, а также в других областях науки.
  6. На аппарате используются гигантские солнечные батареи, размер которых достигает площади территории футбольного поля с его конечными зонами. Их вес — почти триста тысяч килограмм.
  7. Батареи способны полностью обеспечивать работу станции. За их работой тщательно следят.
  8. На станции есть мини-дом, оснащенный двумя ванными и спортзалом.
  9. За полетом следят с Земли. Для контроля разработаны программы, состоящие из миллионов строк кода.

Сооружение станции

Соглашение о создании МКС было подписано 29 января 1998 года в Вашингтоне представителями Канады, правительствами государств-членов Европейского космического агентства (ЕКА), Японии, России и США.

Строительство Международной космической станции началось в ноябре 1998 года.

С учетом отдельных изменений МКС имела следующую структуру и организацию работ:

  • в создании станции, кроме России и США, участвуют Канада, Япония и страны Европейского сотрудничества;
  • станция будет состоять из 2-х интегрированных сегментов (российского и американского) и будет сооружаться на орбите постепенно из отдельных модулей.

Строительство МКС на околоземной орбите началось 20 ноября 1998 года запуском функционально-грузового блока «Заря». Уже 7 декабря 1998 года к нему был пристыкован американский соединительный модуль «Юнити», доставленный на орбиту шаттлом «Индевор».

Этапы создания МКС: таблица событий

Колоссальный орбитальный комплекс создавался с учетом нескольких существенных моментов: ограниченности выделенных некоторыми западными странами средств и постоянных изменениях в их планах, которые вносились иногда из исключительно политических соображений.

Это была наглядная демонстрация желания людей науки работать над совместным освоением космоса в интересах всего человечества и амбиций политиков, для которых эти амбиции были важнее, а противостояние оказалось выгодным. В целом, станция создавалась обоюдными усилиями, но нагляднее это продемонстрировано в таблице ниже.

Год РФ США
1998 Произведен вывод стартово-базового элемента МКС на орбиту («Протон-К», российская ракета доставила ФГБ «Заря») Модуль «Юнити» был успешно транспортирован шаттлом
2000 Модуль «Звезда» успешно воссоединен с Зарей, и было осуществлено прибытие ТПК «Союз ТМ-31» на борт МКС экипажей поэтапных экспедиций
2001 Модуль «Дестини» доставлен шаттлом «Атлантис»
2003 Доставка необходимых грузов российскими ТГК «Прогресс» на МКС Произошла катастрофа «Колумбии», что повлекло невозможность доставки груза для снабжения сегмента США
2005 Произошел успешный старт «Дискавери», возобновление полетов на МКС
2006 Произведена доставка космонавта из ФРГ, а также транспортировано оборудование
2007 Модуль «Гармония» впервые был пристыкован к «Юнити»
2008 Появились модули «Коламбус» от ЕКА и «Кибо» – от Японии
2009 «Союз ТМА-14» и «Союз ТМА-15» доставили 2 экипажа на МКС, также был пристыкован модуль «Поиск» – причал для кораблей России и научной работы
2010 ИМ «Рассвет» пристыкован к МКС

Облака

Россия планирует один из модулей заменить на «Пирс», доставив 2 модуля, а затем еще 2 НЭМ, хотя и были заявления о прекращении российского участия в разработке проекта. МКС планируется оставить на земной орбите до 2024 года, а затем провести затопление в тихоокеанских водах.

Это интерестно

Геомагнитная обстановка на текущий день — Сегодня благодаря множеству метеорологических спутников не обязательно ждать прогноза погоды по ТВ чтобы узнать какая геомагнитная обстановка сегодня. Ниже представлены графики геомагнитная обстановка со спутника SWPC, позволяющие посмотреть геомагнитную обстановку онлайн, не выходя из дома. Это может быть полезно тем людям, чье здоровье напрямую связанно с состоянием окружающей среды. Интерпретация …

Интерактивный онлайн планетарий — Интерактивный онлайн планетарий представляет собой уникальную среду, предназначенную не только для развлечений, но и для науки. В этом виртуальном планетарии вы можете не только указать свое местоположение (кнопка в виде капельки), но и дату. Страничка автоматически сгенерирует то, как будет выглядеть небо в заданный промежуток времени.

Выявлена новая проблема, связанная с активным астероидом Фаэтон — В ходе исследования состава света, отраженного от поверхности астероида Фаэтон под разными углами, астрономы выяснили, что космический камень может отражать меньше света, чем считалось ранее. Исследовать этот вопрос сможет недавно одобренная миссия к этому астероиду под названием DESTINY+. Характер отражения света объектом зависит не только от альбедо объекта (процента отражаемого …

Интересные факты о советской космонавтике — Множество информации, которая известна людям о советской космонавтике раскрывается через десятки лет. Поэтому данная тема имеет много мифов и историй, малая часть которых подтверждается с выходом информации в свет. Юрий Гагарин стал первопроходцем и 12 апреля 1961 г. состоялся его полет в космос. Соответственно этот день в России стал знаменательным …

Опережая скорость света — Превышение скорости света, по-прежнему остается недосягаемым для космических кораблей, однако два новых эксперименты немного проливают свет на проблему предельной скорости в 300 тысяч километров в секунду по эйнштейновской теории относительности. Хотя физики пытались делать попытки ранее, две группы ученых сообщили о попытках сдвинуть эту границу и пересечь границу универсального ограничения …

Программа Аполлон и первые люди на Луне — Сегодня 21 июля 2014 года. Мир отмечает 45-летний юбилей высадки первого человека на Луну. Этим человеком стал знаменитый американский астронавт Нил Армстронг. Данное событие является американским ответом на космические успехи СССР в начале 1960-х годов, точнее говоря, первого пилотируемого полёта за пределы Земной атмосферы, в космическое пространство… Не смотря на …

Невероятные факты из жизни космонавтов — А вы знаете, как стригутся космонавты? Или что произойдет с человеком, если он начнет плакать в состоянии невесомости? Часто можно слышать о том, что в космосе наблюдается искривление пространства, поэтому все обычные действия происходят там не так, как мы привыкли к этому на Земле. Отчасти данное высказывание правильное. Например, космонавты …

История МКС

МКС – это огромная космическая станция, вращающаяся вокруг Земли. Она служит орбитальной лабораторией, фабрикой, испытательной площадкой и домом. Члены экипажа проводят эксперименты от биологии до астрономии. В том числе эксперименты по длительному пребыванию в космосе для будущих миссий на Луну и за ее пределами.

Первый модуль МКС был запущен в космос в 1998 году, а первоначальное строительство станции заняло около двух лет. 2 ноября 2000 года началось заселение станции людьми. С тех пор МКС постоянно находится в эксплуатации. МКС служит одновременно орбитальной лабораторией и портом для международных космических кораблей. Основные страны-партнеры, участвующие в эксплуатации МКС, включают США, Канаду, Японию, несколько европейских стран и Россию. Общее количество всех участвующих стран составляет 16.

Космическая станция чуть более 72 м в длину, 108 м в ширину и 20 м в высоту. Она поддерживается на высоте от 330 км до 410 км. И движется со средней скоростью 27 724 км в час, совершая 15,7 витков в день.

Одна из лучших особенностей МКС – это то, что вы можете увидеть ее собственными глазами с Земли!

МКС выглядит как невероятно яркая, быстро движущаяся звезда, и ее можно принять за самолет. Однако на МКС нет мигающих огней, и она может быть намного ярче. Кажется, он просто скользит по небу. Периоды видимости могут длиться от нескольких секунд до нескольких минут.

Международной космической станции обычно требуется около 90 минут, чтобы облететь нашу планету. Поэтому, если вам действительно повезет, вы можете получить два, а может быть, даже три или четыре пролета за вечер или утро.

Величайшее чудо, созданное человеком

Первый элемент МКС был выведен на орбиту в 1998 году. Финансовая поддержка для развития проекта выделялась 15 странами, основной вклад из которых внесли США и Россия. Сбор станции производился на орбите по частям: в течение нескольких лет в космос отправлялись отдельные элементы, которые впоследствии соединялись в один объект. Для осуществления данной задачи активно использовались не только высококлассные специалисты, но и робототехника. Уже в 2000 году МКС была запущена в эксплуатацию, обеспечив постоянное присутствие людей в космосе.

Международная космическая станция находится на расстоянии более чем 400 километров от Земли.

Каждые сутки она огибает нашу планету 16 раз, позволяя астронавтам и ученым проводить невероятные исследования. Благодаря существованию МКС в космос смогли отправиться 230 человек, большая часть из которых является американцами и россиянами. Станцию регулярно посещают новые астронавты, готовые жить в невесомости для проведения собственных экспериментов.

На данный момент основное финансирование проекта осуществляется тремя крупнейшими организациями в мире:

  • НАСА;
  • «Роскосмос»;
  • Европейское космическое агентство (ЕКА).

МКС является крупнейшим космическим объектом, созданным человеком. Ее вес составляет почти 400 килограмм, а размеры не уступают футбольному полю. На станции созданы условия для максимально комфортного проживания:

  • благоустроены две ванные, несколько спортзалов, лаборатории;
  • оборудованы жилые помещения, оснащенные солнечными батареями для получения электричества;
  • установлены окна с видом на Землю.

В ночное время суток МКС можно рассмотреть в небе без помощи дополнительного оборудования. Ее скорость составляет 28 тысяч километров в час, благодаря чему она напоминает медленно падающую звезду или немигающий самолет. Но при наличии телескопа можно легко рассмотреть очертания гигантского объекта, непрерывно оборачивающегося вокруг Земли. Траектория полета МКС находится в широком доступе в интернете. С ее помощью можно определить, когда станция будет пролетать над вашим домом, чтобы увидеть ее собственными глазами.

По мнению экспертов, при регулярном обслуживании МКС продержится в исправном состоянии до 2024-2028 года, после чего ее придется вернуть на Землю. Однако ученые имеют масштабные планы по использованию Международной космической станции, которые предполагается воплотить в реальность, пока она сохраняет эксплуатационные возможности.

Как следить за станцией

Все важное, что касается жизни и работы станции, вы можете отслеживать на Техно 24. Мы обеспечим вас своевременной и качественной информацией о последних событиях, исследованиях, рекордах и других интересных фактах

Если же вы хотите увидеть один из 16 рассветов, которые могут наблюдать астронавты на МКС, или посмотреть на Землю с борта МКС – это можно сделать на официальном стриме NASA.

Смотрите NASA Live Stream с борта МКС:

Кроме того вам всегда будут рады на официальной фейсбук странице станции.

Больше новостей, касающихся событий из мира технологий, гаджетов, искусственного интеллекта, а также космоса читайте в разделе Техно

Преимуществе космического туризма SpaceX

В 2021 году было совершено два запуска туристов в космос. В июле на орбиту Земли слетал миллиардер Ричард Брэнсон и несколько сотрудников основанной им компании Virgin Galactic. Они поднялись на 80-километровую высоту (почти граница между Землей и космосом) и через несколько минут успешно совершили мягкую посадку.

Ричард Брэнсон в космосе

После Брэнсона в космический туризм отправился основатель компании Amazon Джефф Безос в компании своего брата, студента и 82-летней летчицы. Они поднялись на 100-километровую высоту и тоже совершили посадку спустя несколько минут полета. Подробнее об этом событии можно почитать в этом материале.

Джефф Безос после полета в космос

Грядущая миссия SpaceX будет лучше двух предыдущих полетов сразу по нескольким параметрам:

  • во-первых, корабль Crew Dragon поднимается на высоту 580 километров — вот это настоящий космический туризм, а не «прыжки» на 100-метровую высоту;
  • во-вторых, экипаж корабля проведет в космосе не ничтожные несколько минут, а три дня, что позволит людям надолго запомнить свой опыт;
  • в-третьих, собранные в рамках подготовки к миссии средства пойдут на благотворительность.

Последний пункт звучит наиболее круто. Когда в космос собирался миллиардер Джефф Безос, пользователи Интернета были недовольны его успехом. Однако, Джефф Безос очень давно готовился к этому полету и буквально осуществил мечту своего детства. Подробнее о его пути к этому полету можете узнать тут.

На Netflix есть документальный фильм о миссии Inspiration4

Выход России из проекта МКС

12 апреля 2021 года, на совещании у президента Российской Федерации, было принято решение о выходе России из проекта МКС после 2024 года. Это решение было принято исходя из технического состояния модулей станции, а так же слишком больших затрат на обслуживание устаревших частей.

Россия будет работать над своей национальной орбитальной космической станцией. Планируется, что в ее состав войдут как минимум пять модулей: базовый, целевой производственный, склад материального обеспечения, платформа для сборки, запуска, приема и обслуживания космических аппаратов, а также один коммерческий модуль для размещения четырех туристов.

Конические сечения

Вернёмся к движению тела вокруг одного источника притяжения, например Солнца. Если тело запустить с первой космической перпендикулярно направлению на Солнце, оно полетит по окружности. Если запустить его в любом направлении, только не на само Солнце, со скоростью меньше второй космической, орбита будет эллипсом. При запуске со второй космической получится парабола. Если запустить с ещё большей скоростью, получится гипербола.

Эти кривые можно увидеть, пересекая конус плоскостью. Если ось конуса перпендикулярна плоскости, в пересечении получится окружность. Будем постепенно менять угол наклона плоскости к оси конуса. Линия пересечения превращается в эллипс, причём чем больше угол наклона, тем более вытянутым получается этот эллипс. Продолжим наклонять секущую плоскость до тех пор, пока она не станет параллельной одной из касательных плоскостей конуса. В этот момент линия пересечения — парабола. Наклоним ещё — получится гипербола.

Художник Мария Усеинова