Космос | Международная космическая станция
Определение и основные характеристики
Управление полётом
История создания
Настоящее время
Международная космическая станция (сокр.
МКС, англ.
International Space Station, сокр.
ISS) — пилотируемая орбитальная станция, используемая как многоцелевой космический исследовательский комплекс. МКС — совместный международный проект, в котором участвуют 15 стран (в алфавитном порядке): Бельгия, Бразилия, Германия, Дания, Испания, Италия, Канада, Нидерланды, Норвегия, Россия, США, Франция, Швейцария, Швеция, Япония.
В основу создания МКС был положен опыт успешного функционирования российских пилотируемых орбитальных станций и американской многоразовой космической системы "Шаттл" (Shuttle).
Масса МКС - 419 455 кг,
длина - 109 метров.
Период обращения станции вокруг Земли — чуть более 90 минут.
Управление полетом МКС осуществляется из двух Центров: российским сегментом - из ЦУП–М (ЦУП-Москва, г.Королев, Россия), американским сегментом - из ЦУП-Х (ЦУП-Хьюстон, г.Хьюстон, США).
Работу входящих в состав МКС лабораторных модулей – европейского «Колумбус» и японского «Кибо» – контролируют соответственно Центры управления Европейского космического агентства (г. Оберпфаффенхофен, Германия) и Японского агентства аэрокосмических исследований (г. Цукуба, Япония). Полётом европейского автоматического грузового корабля ATV «Жюль Верн», предназначенного для снабжения МКС, управлял другой Центр Европейского космического агентства (г. Тулуза, Франция). Это управление осуществлялось совместно с ЦУП-М и ЦУП-Х. Из ЦУПа в Цукубе совместно с ЦУП-Х управляли также полётом первого японского грузового корабля HTV.
В ЦУП-М для программы МКС оборудован один из двух Главных залов управления, который создавался в свое время для обеспечения полёта корабля «Буран». Для управления российскими модулями МКС и кораблями «Союз» и «Прогресс» привлекаются так называемые малые залы. Персонал рабочих групп и групп поддержки размещается в специально подготовленных рабочих помещениях оборудованных необходимыми средствами получения информации по полёту, средствами связи и обмена информацией.
Для повышения надёжности управления и безопасности полёта в ЦУП-М развернут сектор управления американскими модулями, входящими в состав МКС. Задачей специалистов НАСА, работающих в этом секторе, является проведение операций по управлению полётом американского сегмента в случае выхода из строя ЦУП-Х.
Аналогичный российский сектор управления развёрнут в Хьюстоне. Оба Центра – российский и американский – связаны всеми необходимыми линиями связи, и между ними идёт круглосуточный обмен информацией.
За время полёта МКС из-за чрезвычайных обстоятельств в США трижды всё управление станцией передавалось в ЦУП-М. Первый случай был, когда ЦУП-Х прекращал свою работу из-за угрозы терактов в связи с трагическими событиями 11 сентября 2001 года. Второй раз – 3 октября 2002 года, когда через штат Техас проходил ураган «Лилли». Третий случай был самым длительным – с 22-го по 27 сентября 2005 года. Тогда на Техас надвигался ураган «Рита». Персонал ЦУП-Х американцы эвакуировали, в том числе была эвакуирована и работающая там группа российских специалистов. Всё управление МКС перешло в ЦУП-М.
У российской стороны ещё не было причины передавать управление в ЦУП-Х.
Учитывая, что ураганы для штата Техас не редкость, в 2008 году американцы оборудовали для программы МКС резервный ЦУП на базе Космического центра имени Маршалла (г. Хантсвилл, штат Алабама).
Создание Международной космической станции непосредственно на околоземной орбите началась 20 ноября 1998 года запуском её первого модуля – функционально-грузового блока (ФГБ) «Заря». В декабре того же года корабль «Индевор» STS-88 вывел на орбиту соединительный модуль «Юнити» (Unity – «Единство») и состыковал его с ФГБ «Заря». 26 июля 2000 года состав МКС пополнился третьим модулем. Им стал служебный модуль (СМ) «Звезда». Этот день считается одним из важнейших в истории создания МКС. До того времени МКС представляла собой набор безжизненных строительных блоков. После присоединения "Звезды" на орбите появилась пригодная для жизни и длительной плодотворной работы научная лаборатория. На этапе развертывания МКС модуль "Звезда" служил базовым блоком всей станции, основным местом для жизни и работы экипажа.
Спустя время СМ «Звезда» стал основой именно российского сегмента МКС.
Все долговременные экипажи называются «МКС-N», где N это номер, который увеличивается на единицу после каждой экспедиции. Длительность экспедиции обычно составляет полгода. Началом экспедиции считается отбытие предыдущего экипажа на космическом корабле «Союз».
2 ноября 2000 года на корабле «Союз ТМ-31» на станцию прибыл экипаж первой основной экспедиции (МКС-1) – Уилльям Шеперд (командир), Юрий Гидзенко (пилот) и Сергей Крикалёв (бортинженер). С этого дня МКС стала постоянно обитаемой станцией. На её борту, сменяя друг друга, по несколько месяцев стали работать экипажи основных экспедиций, в состав которых входили российские космонавты и американские астронавты. Смена этих экипажей производилась с помощью американских кораблей «Спейс шаттл». Российские корабли «Союз», имеющие большой ресурс пребывания в космосе, служили в качестве средства спасения экипажа в случае необходимости срочного покидания станции. Постоянно на МКС находился один из таких кораблей-спасателей. Их замена осуществлялась через полгода во время полётов российских экспедиций посещения.
До начала работы экипажа первой основной экспедиции МКС была только эпизодически посещаемой. Экипажи кораблей «Спейс шаттл», в состав которых, кроме американских астронавтов, включались космонавты России и других стран, доставляли на станцию оборудование для её дооснащения, проводили необходимые регламентно-профилактические работы.
В феврале 2001 года был доставлен американский лабораторный модуль "Дестини" (Destiny, "Судьба"). Затем параллельно доставлялись элементы российского и американского сегментов.
В том же году в состав МКС были введены шлюзовая камера «Квест» (Quest – «Поиск») и российский стыковочный отсек «Пирс», выполняющий также роль шлюзовой камеры при выходах в открытый космос. В последующие годы был развёрнут энергетический узел мощных солнечных батарей. Для обеспечения работ в открытом космосе установлена мобильная транспортная система с канадским дистанционным манипулятором Canadаrm-2.
Снабжение МКС осуществлялось с помощью российских пилотируемых кораблей типа «Союз» и автоматических грузовых кораблей типа «Прогресс», а также американских кораблей системы «Спейс шаттл». Российские космические грузовики регулярно доставляют на МКС топливо, необходимое для осуществления манёвров с помощью реактивных двигателей, которые имеются только на российском сегменте.
В связи с произошедшей 1 февраля 2003 года катастрофой американского корабля «Колумбия», в которой погибли все семь членов экипажа, были приостановлены полёты и других кораблей системы «Спейс шаттл»: «Индевор», «Атлантис», «Дискавери». Соответственно остановилось и строительство американского сегмента МКС. Реально поддержать работоспособность МКС до возобновления полётов американских кораблей можно было лишь с помощью российских средств. Учитывая ограничения по снабжению МКС, тогда приняли решение формировать экипажи основных экспедиций не из трёх, а из двух человек, и смену этих экипажей проводить с помощью российский кораблей «Союз». Таким образом, начиная с седьмой экспедиции, на станции постоянно работали уже только два человека. Третий член экипажа на борту МКС появился в июле 2006 года. Им стал астронавт Европейского космического агентства Томас Райтер. Его доставил на станцию шаттл «Дискавери» STS-121. Это был второй полёт шаттла после катастрофы «Колумбии». Первый, испытательный, полёт состоялся в июле 2005 года.
Строительство МКС продолжилось. На станцию были доставлены новые секции солнечных батарей, значительно повысившие её энерговооружённость. В конце 2007 года МКС пополнилась ещё двумя герметичными модулями. В октябре на орбиту был доставлен изготовленный в Италии по заказу США соединительный модуль Node-2 (Node-1 под называнием «Юнити» работает в составе станции с декабря 1998 года). В ноябре Node-2, теперь он называется «Хармони» (Harmony – «Гармония»), с помощью манипулятора станции был поставлен на своё штатное место – на осевой порт модуля «Дестини». По своему назначению Node-2 является соединительным узлом между тремя лабораторными модулями: американским «Дестини», европейским «Колумбус» (Columbus) и японским «Кибо» (Kibo – по-японски «Надежда»). Кроме того, осевой стыковочный узел Node-2 теперь стал основным причалом для шаттлов.
Европейский лабораторный модуль «Колумбус», предназначенный для постоянной работы в составе МКС, был доставлен шаттлом в декабре 2007 года и с помощью манипулятора корабля поставлен на своё штатное место. В 2008–2009 годах в состав МКС вошёл японский модуль «Кибо». Для этого потребовалось три запуска американских шаттлов, чтобы доставить на станцию грузовой отсек этого модуля, его основную секцию и внешнюю платформу.
В ноябре 2009 года продолжилось строительство российского сегмента МКС – к СМ «Звезда» пристыковался малый исследовательский модуль МИМ-2 «Поиск».
В феврале 2010 года для американского сегмента МКС шаттлом «Индевор» STS-130 были доставлены жилой модуль «Транквилити» (Tranquility – «Спокойствие») и обзорный модуль «Купола» (Kupola – по-итальянски «Купол»).
В мае того же года шаттл «Атлантис» STS-132 привёз российский малый исследовательский модуль МИМ-1 «Рассвет».
В планах НАСА предполагается дооснастить свой сегмент ещё одним герметичным модулем и на этом завершить его строительство. Строительство российского сегмента будет продолжаться за счёт присоединения к нему новых научных модулей.
В мае 2009 года постоянный экипаж МКС увеличили с трёх до шести человек. С декабря 2009 года на МКС при смене экипажей была принята так называемая непрямая пересменка. Прямая пересменка – это когда на станцию прибывает новый экипаж, а старый, сдав ему вахту, возвращается на Землю. Так продолжалось до той поры, пока постоянный состав экипажа МКС не превышал трёх человек. А когда он удвоился, было принято решение об изменении прежней схемы смены экипажей.
Международная космическая станция, орбитальный, комплекс
В настоящее время (2015 год) МКС состоит из следующих блоков: функционально-грузового модуля "Заря", оборудованного реактивными двигателями для коррекции орбиты станции и большими солнечными батареями; служебного модуля "Звезда", в котором располагаются системы управления полетом, системы жизнеобеспечения, энергетический и информационный центр, а также каюты для космонавтов; двух российских грузовых модулей "Поиск" и "Рассвет", предназначенных для хранения оборудования, необходимого для проведения научных экспериментов; гермоадаптера — герметичного стыковочного переходника, предназначенного для соединения между собой модулей МКС, и для обеспечения стыковок "Шаттлов"; модуля "Транквилити" (Tranquility, "Спокойствие"), выполняющего функции жизнеобеспечения (содержит системы по переработке воды, регенерации воздуха, утилизации отходов и др.); соединительного модуля "Юнити", выполняющего роль стыковочного узла и коммутатора электроэнергии для модулей "Квест" (Квест), "Нод-3" (Node-3), фермы Z1 и стыкующихся к нему через Гермоадаптер — трех транспортных кораблей; порта причаливания "Пирс", предназначенного для осуществления стыковок российских "Прогрессов" и "Союзов"; трех внешних негерметичных складских платформ, предназначенных для хранения грузов и оборудования; объединенной ферменной структуры, на элементах которой установлены солнечные батареи, панели радиаторов и дистанционные манипуляторы; канадской системы дистанционных манипуляторов "Канадарм2" (Canadarm2), служащих в качестве основного инструмента для разгрузки транспортных кораблей и перемещения внешнего оборудования; канадской системы из двух дистанционных манипуляторов, служащих для перемещения оборудования, расположенного вне станции; специализированного шлюзового модуля "Квест", предназначенного для осуществления выходов космонавтов и астронавтов в открытый космос с возможностью предварительного проведения десатурации (вымывания азота из крови человека); соединительного модуля "Гармония", выполняющего роль стыковочного узла и коммутатора электроэнергии для трех научных лабораторий и стыкующихся к нему транспортных кораблей; европейского лабораторного модуля "Коламбус" (Columbus), в котором помимо научного оборудования установлены сетевые коммутаторы (хабы), обеспечивающие связь между компьютерным оборудованием станции; американского лабораторного модуля "Дестини"; японского лабораторного модуля "Кибо", предназначенного для проведения физических, биологических, биотехнологических и других научных экспериментов в герметичных и негерметичных условиях (самый большой модуль станции — состоит из трех отсеков и одного основного дистанционного манипулятора); прозрачного обзорного купола, который является местом для отдыха, где члены экипажа могут наблюдать за космосом и Землей, а также пультом управления дистанционным манипулятором; четырех негерметичных платформ, предназначенных для размещения оборудования, необходимого для проведения научных экспериментов в вакууме и обеспечивающих обработку и передачу результатов экспериментов по высокоскоростным каналам на станцию.
Использованы материалы с официального сайта Центра Управления Полётами Федерального космического aгентства ФГУП ЦНИИмаш.
01.11.2015
© kool
В начало
Определение и основные характеристики
Управление полётом
История создания
Настоящее время
