13.12.2011 - Международная космическая станция МКС

Международная космическая станция, МКС (англ. International Space Station, ISS) - пилотируемый многоцелевой космический научно-исследовательский комплекс.

В создании МКС принимают участие: Россия (Федеральное космическое агентство, Роскосмос); США (национальное аэрокосмическое агентство США, NASA); Япония (Японское агентство аэрокосмических исследований, JAXA), 18 европейских стран (Европейское космическое агентство, ESA); Канада (Канадское космическое агентство, CSA), Бразилия (космическое агентство Бразилии, AEB).

Начало строительства – 1998 год.

Первый модуль – "Заря".

Завершение строительства (предположительно) – 2012 год.

Срок окончания работы МКС (предположительно) – 2020 год.

Высота орбиты – 350-460 километров от Земли.

Наклонение орбиты - 51,6 градуса.

МКС совершает 16 оборотов в сутки.

Вес станции (на момент завершения строительства) – 400 тонн (на 2009 год - 300 тонн).

Внутреннее пространство (на момент завершения строительства) - 1, 2 тысячи кубометров.

Длина (вдоль главной оси, по которой выстроились основные модули) - 44,5 метра.

Высота - почти 27,5 метров.

Ширина (по солнечным панелям) - более 73 метров.

С 2000 по ноябрь 2008 года на МКС отправлено 18 экспедиций (164 человека).

МКС посетили первые космические туристы (отправлены Роскосмосом совместно с компанией Space Adventures).

В 2007 году организован полёт первого малайзийского космонавта - шейха Музафара Шукора (Muszaphar Shukor).

Затраты на строительство МКС к 2009 году составили 100 миллиардов долларов.

Управление полётом:

российским сегментом осуществляется из ЦУП–М (ЦУП-Москва, город Королев, Россия);

американским сегментом - из ЦУП-Х (ЦУП-Хьюстон, город Хьюстон, США).

Работу входящих в состав МКС лабораторных модулей контролируют:

европейского "Колумбус" - Центр управления Европейского космического агентства (город Оберпфаффенхофен, Германия);

японского "Кибо" - ЦУП Японского агентства аэрокосмических исследований (город Цукуба, Япония).

Полётом европейского автоматического грузового корабля ATV "Жюль Верн" ("Jules Verne"), предназначенного для снабжения МКС, совместно с ЦУП-М и ЦУП-Х управлял Центр Европейского космического агентства (город Тулуза, Франция).

Техническую координацию работ по российскому сегменту МКС и его интеграции с американским сегментом осуществляет совет главных конструкторов под руководством президента, генерального конструктора РКК "Энергия" им. С.П. Королева, академика РАН Ю.П. Семенова.

Руководство подготовкой и проведением запуска элементов российского сегмента МКС осуществляет Межгосударственная комиссия по обеспечению полетов и эксплуатации орбитальных пилотируемых комплексов.

По существующему международному соглашению каждому участнику проекта принадлежат его сегменты на МКС.

Ведущей организацией по созданию российского сегмента и его интеграции с американским сегментом является РКК "Энергия" им. С.П. Королева, а по американскому сегменту - компания ""Боинг " ("Boeing").

В изготовлении элементов российского сегмента принимают участие около 200 организаций, в том числе: Российская академия наук; завод экспериментального машиностроения РКК "Энергия" им. С.П. Королева; ракетно-космический завод ГКНПЦ им. М.В. Хруничева; ГНП РКЦ "ЦСКБ-Прогресс"; КБ общего машиностроения; РНИИ космического приборостроения; НИИ точных приборов; РГНИИ ЦПК им. Ю.А. Гагарина.

Российский сегмент: служебный модуль "Звезда"; функциональный грузовой блок "Заря"; стыковочный отсек "Пирс".

Американский сегмент: узловой модуль "Юнити"("Unity"); шлюзовой модуль "Квест" ("Quest"); лабораторный модуль "Дестини" ("Destiny").

Канада создала для МКС на модуле LAB манипулятор - 17,6-метровую руку-робот "Канадарм" ("Canadarm").

Италия поставляет на МКС так называемые многоцелевые модули логистики (Multi-Purpose Logistics Modules, MPLM). К 2009 году их сделано три: "Леонардо", "Рафаэлло", "Донателло" ("Leonardo", "Raffaello", "Donatello"). Это большие цилиндры (6,4 х 4,6 метра) со стыковочным узлом. Пустой модуль логистики весит 4,5 тонны, в него можно загрузить до 10 тонн оборудования для экспериментов и расходных материалов.

Доставку людей на станцию обеспечивают российские "Союзы" и американские шаттлы (челноки многоразового использования); грузы доставляют российские "Прогрессы" и американские шаттлы.

Япония создала свою первую научную орбитальную лабораторию, которая стала самым большим модулем МКС, - "Кибо"(в переводе с японского "Надежда", международная аббревиатура – JEM, Japanese Experiment Module).

По заказу Европейского космического агентства консорциумом европейских аэрокосмических фирм был сделан исследовательский модуль "Колумбус". Он предназначен для проведения физических, материаловедческих, медико-биологических и других экспериментов в условиях отсутствия гравитации. По заказу ESA был сделан модуль "Гармония" ("Harmony"), который соединяет модули "Кибо" и "Колумбус", а также обеспечивает их электропитание и обмен данными.

На МКС также сделаны дополнительные модули и устройства: модуль корневого сегмента и гиродинов на узле-1 (Node 1); энергетический модуль (секция СБ АС) на Z1; подвижная сервисная система; устройство для перемещения оборудования и экипажа; устройство "B" системы перемещения оборудования и экипажа; фермы S0, S1, P1, Р3/Р4, Р5, S3/S4, S5, S6.

Все лабораторные модули МКС обладают стандартизированными стойками для установки блоков с экспериментальным оборудованием. Со временем МКС обрастёт новыми узлами и модулями: российский сегмент должен пополнится научно-энергетической платформой, многоцелевым исследовательским модулем "Энтерпрайз" ("Enterprise") и вторым функционально-грузовым блоком (ФГБ-2). На модуле узел-3 (Node 3) будет смонтирован построенный в Итали узел "Купол" ("Cupola"). Это купол с рядом очень крупных иллюминаторов, через которые обитатели станции, как в театре, смогут наблюдать приход кораблей и контролировать работу своих коллег в открытом космосе.

История создания МКС

Работы по международной космической станции начались в 1993 году.

Россия предложила США объединить усилия в осуществлении пилотируемых программ. К тому моменту у России сложилась 25-летняя история эксплуатации орбитальных станций "Салют" и "Мир", а также был бесценный опыт проведения длительных полетов, исследований и развитая инфраструктура космических средств. Но к 1991 году страна оказалась в тяжелом экономическом положении. В это же время финансовые трудности испытывали и создатели орбитальной станции "Фридом" (США).

15 марта 1993 года генеральный директор агентства Роскосмос А Ю.Н. Коптев и генеральный конструктор НПО "Энергия" Ю.П. Семенов обратились к руководителю NASA Голдину с предложением о создании Международной космической станции.

2 сентября 1993 года председатель правительства Российской Федерации Виктор Черномырдин и вице-президент США Альберт Гор подписали "Совместное заявление о сотрудничестве в космосе", которое предусматривало создание совместной станции. 1 ноября 1993 года был подписан "Детальный план работ по Международной космической станции", а в июне 1994 года - контракт между агентствами NASA и Роскосмос "О поставках и услугах для станции "Мир" и Международной космической станции".

Начальный этап строительства предусматривает создание функционально законченной структуры станции из ограниченного числа модулей. Первым на орбиту выведен ракетой-носителем "Протон-К" функционально-грузовой блок "Заря" (1998), сделанный в России. Вторым доставлен кораблем шаттл и состыкован с функционально-грузовым блоком американский стыковочный модуль узел-1 - "Юнити" (декабрь 1998). Третьим выведен российский служебный модуль "Звезда" (2000), который обеспечивает управление станцией, жизнеобеспечение экипажа, ориентацию станции и коррекцию орбиты. Четвертым - американский лабораторный модуль "Дестини" (2001).

Первый основной экипаж МКС, прибывший на станцию 2 ноября 2000 года на корабле "Союз ТМ-31": Уильям Шеперд (США), командир МКС, бортинженер-2 корабля "Союз-ТМ-31"; Сергей Крикалев (Россия), бортинженер корабля "Союз-ТМ-31"; Юрий Гидзенко (Россия), пилот МКС, командир корабля "Союз ТМ-31".

Продолжительность полёта экипажа МКС-1 составила около четырёх месяцев. Его возвращение на Землю было осуществлено американским кораблём "Спейс шаттл", который доставил на МКС экипаж второй основной экспедиции. Корабль "Союз ТМ-31" оставался в составе МКС в течение полугода и служил в качестве корабля-спасателя для работающего на её борту экипажа.

В 2001 году на корневом сегменте Z1 был установлен энергетический модуль P6, на орбиту доставлены лабораторный модуль "Дестини", шлюзовая камера "Квест", стыковочный отсек "Пирс", две грузовые телескопические стрелы, дистанционный манипулятор. В 2002 году станция пополнилась тремя ферменными конструкциями (S0, S1, P6), две из которых снабжены транспортировочными устройствами для перемещения дистанционного манипулятора и астронавтов во время работы в открытом космосе.

Строительство МКС было приостановлено в связи с произошедшей 1 февраля 2003 года катастрофой американского корабля "Колумбия", а в 2006 году работы по строительству были возобновлены.

В 2001 и дважды в 2007 году был зафиксирован отказ работы компьютеров в российских и американских сегментах. В 2006 году в российском сегменте станции произошло задымление. Осенью 2007 года экипаж станции провёл ремонтные работы солнечной батареи.

На станцию были доставлены новые секции солнечных батарей. В конце 2007 года МКС пополнилась двумя герметичными модулями. В октябре шаттл "Дискавери" STS-120 привёз на орбиту соединительный модуль узел-2 "Гармония", который стал основным причалом для шаттлов.

Европейский лабораторный модуль "Колумбус" был выведен на орбиту на корабле "Атлантис" STS-122 и с помощью манипулятора этого корабля поставлен на свое штатное место (февраль 2008). Затем был введён в состав МКС японский модуль "Кибо" (июнь 2008), его первый элемент был доставлен на МКС шаттлом "Индевор" STS-123 (март 2008).

Перспективы МКС

По мнению некоторых пессимистически настроенных экспертов, МКС - это напрасно потраченные время и деньги. Они считают, что станция ещё не построена, но уже устарела.

Однако в осуществлении долгосрочной программы космических полётов на Луну или к Марсу человечеству без МКС не обойтись.

С 2009 года постоянный экипаж МКС будет увеличен до 9 человек, возрастёт количество экспериментов. Россия запланировала провести в ближайшие годы 331 эксперимент на МКС. Европейское космическое агентство (ESA) и его партнёры уже построили новый корабль-транспортник — Automated Transfer Vehicle (ATV), который будет выводиться на базовую орбиту (высотой 300 километров) ракетой Ariane-5 ES ATV, откуда ATV за счёт своих двигателей перейдёт на орбиту МКС (400 километров над Землёй). Полезный груз этого автоматического корабля длиной 10,3 метра и диаметром 4,5 метра составляет 7,5 тонн. Это будет и экспериментальное оборудование, и пища, и воздух, и вода для экипажа МКС. Первый из ряда ATV (сентябрь 2008) получил имя "Жюль Верн" ("Jules Verne"). После стыковки с МКС в автоматическом режиме ATV может проработать в её составе полгода, после чего корабль загружают мусором и в управляемом режиме затопляют в Тихом океане. ATV планируется запускать раз в год, а всего их будет построено не меньше 7. К программе МКС подключится японский автоматический грузовик H-II "Transfer Vehicle" (HTV), выводимый на орбиту японской же ракетой-носителем H-IIB, которую сейчас ещё разрабатывают. Полный вес HTV составит 16,5 тонн, из которых 6 тонн - полезный груз для станции. Он сможет оставаться пристыкованным к МКС до одного месяца.

Устаревшие шаттлы будут сняты с полётов в 2010 году, а новое поколение появится не раньше 2014-2015 года.

К 2010 году российские пилотируемые "Союзы" будут модернизированы: прежде всего заменят электронные системы управления и связи, что позволит нарастить полезную нагрузку корабля за счёт сокращения веса электронного оборудования. Обновлённый "Союз"сможет находиться в составе станции почти год. Российской стороной будет построен корабль "Клипер" (по плану первый испытательный пилотируемый рейс на орбиту – 2014, ввод в эксплуатацию – 2016). Этот шестиместный крылатый челнок многоразового использования задуман в двух вариантах: с агрегатно-бытовым отсеком (АБО) или двигательным отсеком (ДО). За "Клипером", поднявшимся в космос на сравнительно низкую орбиту, будет прилетать межорбитальный буксир "Паром". "Паром" - новая разработка, призванная сменить со временем грузовые "Прогрессы". Этот буксир должен подтягивать с низкой опорной орбиты до орбиты МКС так называемые "контейнеры", грузовые "бочки" с минимум оборудования (4-13 тонн грузов), выводимые в космос при помощи "Союзов" или "Протонов". У "Парома" два стыковочных узла: один для контейнера, второй – для причаливания к МКС. После вывода контейнера на орбиту паром за счёт своей двигательной установки спускается к нему, стыкуется с ним и поднимает его к МКС. А после разгрузки контейнера "Паром" спускает его на более низкую орбиту, где тот отстыкуется и самостоятельно тормозит, чтобы сгореть в атмосфере. Буксир же останется ждать новый контейнер, чтобы доставить его к МКС.

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.