Город на орбите: Международной космической станции (МКС) – 25 лет

Международная космическая станция (МКС, англ. International Space Station, ISS) – пилотируемая орбитальная станция, многоцелевой космический исследовательский комплекс. МКС представляет собой совместный проект, в котором участвуют Роскосмос, NASA (США), JAXA (Япония), CSA (Канада), ESA (Европейское космическое агентство).

МКС обеспечивает проведение фундаментальных и прикладных исследований на околоземной орбите. Основной задачей фундаментальных исследований является получение новых научных знаний о структуре Вселенной и материи, о глобальных факторах, влияющих на нашу планету и околоземное пространство, о климате и природных ресурсах Земли, об организме человека, его сопротивляемости неблагоприятным факторам внешней среды и адаптационным возможностям, о формах эволюции жизни в целом. Кроме этого, МКС активно используется инженерным сообществом в качестве платформы для реализации прикладных научных исследований в целях отработки новых типов бортовой целевой аппаратуры и методов ее наиболее эффективного применения; уточнения данных о действующих факторах космического пространства и изучения условий эксплуатации космических аппаратов; совершенствования методов и средств обеспечения длительных пилотируемых полетов и технологий сборки больших межорбитальных комплексов в интересах будущих планетных исследований; разработки новых космических технологий и их использования в промышленности и социальной сфере на Земле, включая непосредственное получение образцов продукции на орбите.

Работы по определению конфигурации МКС с участием России начались в августе 1993 года. В октябре того же года был принят ее окончательный вариант.

Создание Международной космической станции непосредственно на околоземной орбите началось 20 ноября 1998 года запуском с помощью российской ракеты-носителя "Протон-К" ее первого модуля – функционально-грузового блока (ФГБ) "Заря", созданного на Государственном космическом научно-производственном центре им. М.В. Хруничева. "Заря" – это 20-тонный многоцелевой герметичный модуль. Он создан с использованием материалов и комплектующих российского производства на базе тяжелой многоцелевой платформы, применявшейся на космических аппаратах тяжелого класса ("Космос") и успешно прошедшей испытания в составе орбитальных станций "Салют-6,-7" в 1977-1987 годах. Позднее она была применена на специализированных модулях "Квант", "Квант-2", "Кристалл", "Спектр", разработанных и изготовленных в ГКНПЦ имени М.В. Хруничева и использовавшихся в составе орбитального комплекса "Мир". На начальном этапе сборки станции модуль "Заря" предназначался для обеспечения подсоединения американских и российских элементов МКС, обеспечения электроснабжения МКС, а также управления движением и поддержанием орбиты станции. Позже он стал осуществлять прием топлива от грузовых кораблей типа "Прогресс", его хранение, поддерживать частичные функции жизнеобеспечения.

Второй модуль – американский стыковочный модуль NODE-1 (Unity, "Юнити") – был доставлен кораблем "Шаттл" в декабре 1998 года и состыкован с модулем "Заря". Третьим выведен служебный модуль "Звезда", являющейся основой российского сегмента МКС. Он был успешно состыкован 26 июля 2000 года с "Юнити" и "Зарей". 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.

Четвертым в феврале 2001 года был доставлен американский лабораторный модуль "Дестини" (Destiny, "Судьба"). Затем параллельно доставлялись элементы российского и американского сегментов.

В настоящее время МКС состоит из следующих блоков: функционально-грузового модуля "Заря", соединительного модуля "Юнити", служебного модуля "Звезда", американского лабораторного модуля "Дестини", шлюзовой камеры "Квест", стыковочного отсека "Пирс", соединительного модуля "Гармония", европейского лабораторного модуля "Коламбус", грузового модуля (первый доставленный элемент модуля "Кибо"), японского научно-исследовательского модуля "Кибо", жилого модуля "Транквилити", обзорного модуля "Купола", малых исследовательских модулей "Поиск" и "Рассвет", многофункционального модуля "Леонардо", испытательного модуля.

Модуль "Заря" оборудован реактивными двигателями для коррекции орбиты станции и большими солнечными батареями.

"Юнити" служит коридором, соединяющим американский лабораторный модуль, жилые отсеки и воздушный шлюз, а также обеспечивающим прохождение важных систем и коммуникаций – трубопроводы подачи жидкостей, газов, средства регулирования среды, системы жизнеобеспечения, электроснабжения и передачи данных.

В "Звезде" располагаются системы управления полетом, системы жизнеобеспечения, энергетический и информационный центр, а также каюты для космонавтов.

Шлюзовая камера "Квест" предназначена для обеспечения выходов в открытый космос экипажей МКС с использованием американских и российских скафандров "Орлан".

"Пирс" может использоваться как шлюзовой отсек для выходов в открытый космос двух членов экипажа и служит дополнительным портом для стыковки с МКС пилотируемых и грузовых кораблей. Кроме этого, он обеспечивает возможность дозаправки баков российского сегмента МКС компонентами топлива, доставляемыми на грузовых транспортных кораблях.

Лабораторные модули "Дестини", "Коламбус" и "Кибо" предназначены для проведения исследований и экспериментов.

Модуль "Гармония" является соединительным элементом для двух исследовательских лабораторий: европейской "Коламбус" и японской "Кибо". Он обеспечивает электропитание присоединенных к нему модулей и обмен данными.

Модуль "Транквилити" (Tranquility, "Спокойствие") является жилым и выполняет функции жизнеобеспечения (содержит системы по переработке воды, регенерации воздуха, утилизации отходов и др.).

Российский модуль "Поиск" предназначен для проведения научно-прикладных исследований и экспериментов внутри и снаружи модуля, использования в качестве шлюзового отсека для выходов в открытый космос и дополнительного порта для стыковок с МКС кораблей типа "Союз" и "Прогресс".

Российский модуль "Рассвет" предназначен для организации рабочих мест и размещения научной аппаратуры для проведения экспериментов, а также организации порта, обеспечивающего стыковку кораблей типа "Союз" и "Прогресс" (с возможностью дозаправки станции топливом) к МКС со стороны функционально-грузового блока "Заря".

Модуль "Купола" предназначен для наблюдения за поверхностью Земли, космическим пространством и работающими в открытом космосе людьми или техникой.

Постоянный многоцелевой модуль "Леонардо" является дополнительным помещением американского сегмента.

Испытательный модуль (надувной модуль BEAM) предназначен для проживания и работы будущих экипажей орбитального комплекса.

 В 2020 годах к МКС присоединен многофункциональный лабораторный модуля (МЛМ) "Наука" и узловой модуль (УМ) "Причал", а в 2022 году.

Основные технические характеристики МКС: масса – 419 725 килограммов, длина – 109 метров. Период обращения станции вокруг Земли – немного больше 90 минут.

Транспортно-техническое обеспечение Международной космической станции осуществляется американскими кораблями "Шаттл" (1998-2011), грузовыми кораблями Dragon (с 2012 года) и Cygnus (c 2013 года), российскими пилотируемыми кораблями "Союз ТМ" (2000-2002), "Союз ТМА" (2002-2012), "Союз ТМА-М" (2010-2016), "Союз МС" (с 2016 года) и грузовыми кораблями "Прогресс М1" (2000-2004), "Прогресс М" (2001-2009), "Прогресс М-М" (2008-2016) и "Прогресс МС" (с 2015 года), европейскими грузовыми кораблями ATV (2008-2016), японскими грузовыми кораблями HTV (c 2009 года).

Начало первой длительной экспедиции на МКС было положено 31 октября 2000 года, когда был осуществлен запуск транспортного корабля "Союз ТМ-31" с двумя российскими космонавтами – Юрием Гидзенко и Сергеем Крикалевым и американским астронавтом Уильямом Шепердом, который был командиром экипажа. 2 ноября космический корабль успешно состыковался с МКС. С прибытием на МКС экипажа первой основной экспедиции станция стала постоянно обитаемой. До этого МКС была только эпизодически посещаемой.

За 25 лет на станции побывало 273 человека из 21 страны: 59 россиян, 165 американцев, 11 японцев, девять канадцев, пять итальянцев, по четыре француза и немца, по два гражданина Саудовской Аравии и ОАЭ, по одному гражданину Испании, ЮАР, Бельгии, Нидерландов, Бразилии, Швеции, Малайзии, Южной Кореи, Дании, Казахстана, Великобритании и Израиля".

Отмечается, что больше всех на МКС прилетали россияне Юрий Маленченко, Федор Юрчихин и Олег Кононенко – по пять раз. Рекордсменами по длительности полета стали россияне Сергей Прокопьев и Дмитрий Петелин, и американец Франциско Рубио, они провели на борту 370 суток 21 час 22 минуты 16 секунд (от старта 21 сентября 2022 года до посадки 27 сентября 2023 года).

Всего в ходе строительства и эксплуатации МКС были выполнены 275 пусков. К ней были запущены 115 пилотируемых кораблей – 68 российских "Союзов", 37 американских шаттлов и 10 Crew Dragon. В беспилотном режиме "Союзы" летали к станции два раза, Crew Dragon – один раз, и американский корабль Starliner – также два раза.

Кроме того, за четверть века на МКС прибыли 152 грузовых корабля: 88 российских "Прогрессов", 30 американских Dragon, 20 американских Cygnus, пять европейских ATV и девять японских HTV.

Космонавты и астронавты 269 раз выходили с борта МКС в открытый космос. 198 выходов были проведены в американских скафандрах и 71 — в российских. На внешней поверхности станции работали 38 россиян, 97 американцев, по четыре гражданина Канады, Японии и Германии, по два француза и итальянца, по одному гражданину Швеции, Великобритании и ОАЭ.

Различные корабли стыковались к МКС или перестыковывались с одного модуля на другой 337 раз: 190 – на российском сегменте и 147 – на американском. Коррекцию орбиты станции 195 раз проводили корабли "Прогресс", 53 раза американские "Шаттлы", 40 раз с помощью двигателей служебного модуля "Звезда", 39 раз кораблями ATV, 17 раз с помощью двигателей ФГБ "Заря" и пять раз грузовиками Cygnus.

МКС ни разу не оставалась необитаемой с 2 ноября 2000 года, когда началась первая долгосрочная экспедиция. С 2000 года на борту МКС, сменяя друг друга, по несколько месяцев стали работать экипажи основных экспедиций. Экипаж постоянного пребывания станции в 2009 году увеличился с трех до шести человек.

Управление полетом МКС осуществляется из двух Центров: российского в подмосковном городе Королеве и американского в городе Хьюстоне, штат Техас. В каждом Центре постоянно находятся рабочие группы специалистов другой страны. Эти группы подстраховывают свои ЦУПы на случай каких-либо сбоев в их работе.

Работу входящих в состав МКС лабораторных модулей – европейского "Колумбус" и японского "Кибо" – контролируют соответственно Центры управления Европейского космического агентства (город Оберпфаффенхофен, Германия) и Японского агентства аэрокосмических исследований (город Цукуба, Япония).

Планировалось, что станция прекратит свою работу в 2020 году. В настоящее время ее эксплуатация продлена до 2024 года, обсуждается возможность продления работы еще на четыре года.

Значение Международной космической станции (МКС) и вклад этого проекта в научные знания человечества станет понятен только после того, как её полёт завершится, и можно будет оценить полученные результаты, рассказал в честь 25-летия станции исполнительный директор по пилотируемым космическим программам "Роскосмоса" Сергей Крикалёв.

Сейчас МКС является как самым большим рукотворным объектом в космосе, и, согласно книге рекордов Гиннесса, самым дорогим объектом, когда-либо построенным человечеством.

Крикалёв рассказал, что по мере строительства станции её проект неоднократно подвергался изменениям. Менялось и оборудование, которым пользуются экипажи, а следовательно, и организация их работы и быта. Во время первой экспедиции возможности по связи и энергопитанию на МКС были "довольно ограниченные". Сейчас на станции развёрнуты огромные солнечные батареи, от которых питаются и внутренние служебные системы станции, и научное оборудование.

Кроме того, появились дополнительные возможности передачи информации на орбиту и на Землю. Если раньше многие данные доставлялись на борт на дискетах, дисках и флешках, то сейчас данные передаются непосредственно на борт. На Землю результаты работы на станции "сбрасываются" зачастую не на физических носителях в возвращаемых в спускаемых аппаратах космонавтами, а в виде цифровых данных.

В то же время, условия пребывания на орбите – невесомость, ограниченный объём, напряжённый график, за 25 лет никуда не делись, поэтому у работы космонавтов первых миссий и сегодняшних полётов есть и сходства, и различия.

"Сложность первой экспедиции была в том, что два разных модуля, созданные на разных сторонах океана, должны встретиться вместе, состыковаться и начать совместную работу", – прокомментировал Крикалёв отличия первой миссии на МКС от всех последующих.

Шаттл Endeavour 4 декабря 1998 года стартовал с мыса Канаверал с астронавтами Робертом Кабаной, Фредериком Стеркоу, Нэнси Кэрри, Джерри Россом, Джеймсом Ньюманом и космонавтом Сергеем Крикалёвым. Челнок, в грузовом отсеке которого находился модуль Unity, подлетел к "Заре" 7 декабря и с помощью робота-манипулятора состыковал их.

Во время этого полёта астронавты совершили три выхода в открытый космос для подключения кабелей между российским и американским модулями и подготовки их к работе. 10 декабря Крикалёв и Кабана открыли люк модуля Unity и стали первыми людьми на МКС. Чуть позже они перешли и в российский модуль.

Как рассказал генконструктор по пилотируемым космическим системам и комплексам РФ Владимир Соловьёв, РФ потратила на МКС 14 миллиардов долларов, в то время как общая стоимость проекта оценивается в 160-170 миллиардов. Тем не менее, у России есть права на использование 30% ресурсов станции.