Самые популярные космические станции: от Салюта до МКС. Будущие перспективы

2:09 27/03/2018
👁 1 788

космическая станция

В начале 20-го века первопроходцы космонавтики, такие как Германн Оберт, Константин Циолковский, Германн Нордунг и Вернер фон Браун, мечтали об обширных космических станциях, вращающихся вокруг Земли. Эти ученые предполагали, что космические станции являются отправными точками для исследования космического пространства.

Вернер фон Браун, архитектор американской космической программы, объединил космические станции в свое долгосрочное видение космических исследований в США. Чтобы сопровождать многочисленные космические статьи фон Брауна в популярных журналах, художники рисовали концепции космических станций. Эти статьи и рисунки помогли привлечь общественное воображение и интерес к исследованию космоса, что было необходимо для создания космической программы США.

В этих концепциях в космической станции люди жили и работали в космосе. Большинство станций были колесообразными структурами, которые вращались для обеспечения искусственной гравитации. Как и любой порт, корабли отправились на станцию ​​и обратно. Судно перевозило грузы, пассажиров и предметы снабжения с Земли. Вылетающие корабли отправились на Землю, Луну, Марс и далее. Как вы знаете, эта общая концепция уже не просто видение ученых, художников и авторов научной фантастики. Но какие шаги были предприняты для создания таких орбитальных структур? Хотя человечество еще не осознало полных видений ученых, были значительные успехи в строительстве космических станций.

С 1971 года у США и России были орбитальные космические станции. Первыми космическими станциями были российская программа «Салют», программа «Скайлаб» в США и программа «Русский мир». А с 1998 года США, Россия, Европейское космическое агентство, Канада, Япония и другие страны строят и эксплуатируют Международную космическую станцию ​​(МКС) на околоземной орбите. На МКС люди живут и работают в космосе более 10 лет.

В этой статье мы рассмотрим программы ранней космической станции, использование космических станций и будущую роль космических станций в исследовании космического пространства. Но сначала давайте рассмотрим более подробно, зачем мы должны строить космические станции.

Почему мы должны строить космические станции?

Существует множество причин для строительства и эксплуатации космических станций, включая исследования, промышленность, разведку и даже туризм. Первые космические станции были построены для изучения долгосрочных эффектов невесомости на организм человека. В конце концов, если астронавты когда-либо захотят отправиться на Марс или другие планеты, тогда мы должны знать, как длительная микрогравитация в течение нескольких месяцев и лет будет влиять на их здоровье.

Космические станции – это место для проведения ультрасовременных научных исследований в условиях, которые невозможно создать на Земле. Например, гравитация изменяет способ объединения атомов в кристаллы. В условиях микрогравитации могут образовываться почти совершенные кристаллы. Такие кристаллы могут давать лучшие полупроводники для более быстрых компьютеров или для создания эффективных лекарств. Другим эффектом силы тяжести является то, что она создает конвекционные токи в пламени, что приводит к нестационарным процессам, что затрудняет изучение процесса горения. Однако в условиях микрогравитации получается простое, устойчивое, медленное пламя; эти типы пламени облегчают изучение процесса горения. Полученная информация может дать лучшее понимание процесса сжигания и привести к улучшению конструкции печей или сокращению загрязнения воздуха за счет повышения эффективности сгорания.

С высоты над Землей космические станции предлагают уникальные виды для изучения погоды, рельефа Земли, растительности, океанов и атмосферы. Кроме того, поскольку космические станции находятся над земной атмосферой, их можно использовать в качестве пилотируемых обсерваторий, где космические телескопы могут смотреть на небеса. Атмосфера Земли не мешает взглядам космических телескопов. Фактически, мы уже видели преимущества беспилотных космических телескопов, таких как космический телескоп Хаббла.

Космические станции могут использоваться как космические отели. Здесь частные компании могут переправлять туристов из Земли в космос для краткосрочных визитов или длительного пребывания. Даже большие расширения туризма заключаются в том, что космические станции могут стать космическими портами для экспедиций на планеты и звезды или даже новые города и колонии, которые могли бы освободить перенаселенную планету.

Теперь, когда вы знаете, зачем нам это нужно, давайте посетим некоторые космические станции. И начнем с российской программы «Салют» – первой космической станции.

Салют: первая космическая станция

Салют

Россия (тогда известная как Советский Союз) первой разместила космическую станцию. Станция «Салют-1», выведенная на орбиту в 1971 году, фактически была комбинацией систем космических аппаратов «Алмаз» и «Союз». Система «Алмаз» изначально была предназначена для космических военных целей, но была переоборудована для гражданской космической станции «Салют». Космический корабль «Союз» переправил космонавтов с Земли на космическую станцию ​​и обратно.

Салют 1 был около 15 метров длиной и состоял из трех основных отсеков, в которых размещались столовые и зоны отдыха, хранилища продуктов и воды, туалет, станции управления, тренажеры и научное оборудование. Первоначально экипаж «Союза-10» должен был жить на борту «Салюта-1», но их миссия была связана с проблемами стыковки, которые помешали им войти в космическую станцию. Команда «Союз-11» была первой командой, успешно выстоявшей на Салюте 1, которую они провели в течение 24 дней. Однако экипаж «Союза-11» трагически погиб после возвращения на Землю, когда капсула «Союз-11» разгерметизировалась во время возвращения. Дальнейшие миссии в Салют 1 были отменены, и космический корабль «Союз» был переработан.

После «Союза-11» запустили еще одну космическую станцию ​​«Салют-2», но она не смогла выйти на орбиту, за ними последовали Салюты 3-5. Эти полеты протестировали новый космический корабль «Союз» и экипажи, укомплектованные этими станциями для более длительных полетов. Один из недостатков этих космических станций заключался в том, что у них был только один стыковочный порт для космического корабля «Союз» и не могли быть повторно состыкованы с другими кораблями.

29 сентября 1977 года Советы запустили Салют 6. На этой станции был второй стыковочный порт, где станция могла быть заменена беспилотным судном «Прогресс». «Салют-6» работал в период с 1977 по 1982 год. В 1982 году стартовала последняя из программ «Салют». В нем находилось 11 экипажей, и были заселены 800 дней. Программа «Салют» в конечном итоге привела к развитию российской космической станции «Мир», о чем мы поговорим чуть позже. Но сначала посмотрим на первую космическую станцию ​​Америки: Скайлаб.

Скайлаб: первая космическая станция Америки

800px-Skylab_and_Earth_Limb_-_GPN-2000-001055[1]

В 1973 году Соединенные Штаты разместили свою первую и единственную космическую станцию ​​под названием Скайлаб-1 на орбите. Во время запуска станция была повреждена. Критический метеороидный щит и одна из двух основных солнечных панелей станции были сорваны, а другая солнечная панель не была полностью вытянута. Это означало, что Скайлаб имел небольшую электрическую мощность, а внутренняя температура повышалась до 52 градусов Цельсия.

Первый экипаж Скайлаб 2 был запущен через 10 дней, чтобы исправить больную станцию. Космонавты вытянули оставшуюся солнечную панель и установили зонтичный солнцезащитный козырек, чтобы охладить станцию. После ремонта станции астронавты провели 28 дней в космосе, проводя научные и биомедицинские исследования. Модифицированный Скайлаб имел следующие части: орбитальная мастерская – жилые и рабочие помещения для экипажа; модуль шлюза – разрешен доступ к внешней стороне станции; несколько стыковочных адаптеров – позволило нескольким космическим аппаратам состыковаться со станцией сразу (однако на станции никогда не было пересекающихся экипажей); телескопы для наблюдения за Солнцем, звездами и Землей (имейте в виду, что космический телескоп Хаббл еще не был построен); космический аппарат «Аполлон» – командный и служебный модуль для перевозки экипажа на поверхность Земли и обратно. Скайлаб был укомплектован двумя дополнительными экипажами.

Скайлаб никогда не предназначался как постоянный дом в космосе, а скорее место, где Соединенные Штаты могли бы испытывать последствия длительных космических полетов (то есть больше, чем две недели, необходимые для полета на Луну) на организм человека, когда полет третьего экипажа был закончен, Скайлаб был оставлен. Скайлаб оставался в воздухе, пока интенсивная активность солнечной вспышки не привела к тому, что его орбита нарушилась раньше, чем ожидалось. Скайлаб вошел в атмосферу Земли и сгорел над Австралией в 1979 году.

Мир: первая постоянная космическая станция

Мир

В 1986 году русские запустили космическую станцию ​​«Мир», которая должна была стать постоянным домом в космосе. Первый экипаж, космонавты Леонид Кизима и Владимир Соловьев, штурмовали между отставным Салютом 7 и Мир. Они провели 75 дней на борту «Мир». Мир был постоянно укомплектован и строился в течение следующих 10 лет и содержал следующие части:

– Жилые помещения – расположены отдельные каюты для экипажа, туалет, душ, кухня и хранилище для мусора;

– Транспортировочный отсек – где могут быть подключены дополнительные станции;

– Промежуточный отсек – подключаемый рабочий модуль к задним стыковочным портам;

– Сборочный отсек – размещены топливные баки и ракетные двигатели;

– Модуль астрофизики Квант-1 – содержал телескопы для изучения галактик, квазаров и нейтронных звезд;

– Научный и авиационный модуль Квант-2 – обеспечил оборудование для биологических исследований, наблюдений за Землей и возможностей космического полёта;

– Технологический модуль « Кристалл » – использовался для экспериментов по биологической и материальной обработке; содержал док-порт, который мог использоваться с космическим челноком США;

– Модуль Спектр – использовался для исследований и мониторинга природных ресурсов Земли и атмосферы Земли, а также для поддержки экспериментов в области биологических и материаловедческих исследований;

– Природный модуль дистанционного зондирования – содержал радиолокаторы и спектрометры для изучения атмосферы Земли;

– Модуль стыковки – содержал порты для будущих стыковок;

– Корабль поставок – беспилотный корабль снабжения, который привозил с Земли новые продукты и оборудование и удалял отходы из станции;

– Космический корабль «Союз» – обеспечивал основной транспорт на и с поверхности Земли.

В 1994 году в качестве подготовки к Международной космической станции (МКС) астронавты НАСА (включая Норма Тагара, Шеннона Люсида, Джерри Лиангера и Майкла Фоаля) провели время на борту «Мир». Во время пребывания Линьера Мир был поврежден огнем. Во время пребывания Фоэля корабль «Прогресс» врезался в Мир.

Российское космическое агентство больше не могло позволить себе поддерживать «Мир», поэтому НАСА и российское космическое агентство планировали вывести станцию, чтобы сосредоточиться на МКС. Российское космическое агентство 16 ноября 2000 года решило вернуть Мир на Землю. В феврале 2001 года ракеты-носители «Мир» были выключены, чтобы замедлить его движение. Мир вновь вошел в атмосферу Земли 23 марта 2001 года, сожжен и распался. Обломки рухнули в южной части Тихого океана примерно в 1 667 км к востоку от Австралии. Это означало конец первой постоянной космической станции.

Международная космическая станция (МКС)

МКС

В 1984 году президент Рональд Рейган предложил Соединенным Штатам в сотрудничестве с другими странами построить постоянно населенную космическую станцию. Рейган предусмотрел станцию, которая будет поддерживать правительство и промышленность. Чтобы помочь с огромными расходами на станцию, США создали совместные усилия с 14 другими странами (Канадой, Японией, Бразилией и Европейским космическим агентством, в которое входят: Великобритания, Франция, Германия, Бельгия, Италия, Нидерланды, Дания, Норвегия, Испания, Швейцария и Швеция). Во время планирования МКС и после распада Советского Союза Соединенные Штаты предложили России сотрудничать на МКС в 1993 году; это привело к тому, что число участвующих стран достигло 16. НАСА взяло на себя инициативу в координации строительства МКС.

Сборка МКС на орбите началась в 1998 году. 31 октября 2000 года из России был запущен первый экипаж МКС. Команда из трех человек провела почти пять месяцев на борту МКС, активируя системы и проводя эксперименты.

Говоря о будущем, давайте посмотрим, что может быть с космическими станциями в будущем.

Будущее космических станций

Мы только начинаем развитие космических станций. МКС будет значительно улучшаться по сравнению с «Салютом», «Скайлабом» и «Мир»; но мы все еще далеки от реализации больших космических станций или колоний, как это предполагают авторы научной фантастики. До сих пор ни одна из наших космических станций не имела никакой серьезности. Одной из причин этого является то, что мы хотим место без гравитации, чтобы мы могли изучить его эффекты. Другим является то, что нам не хватает технологии, позволяющей практически поворачивать большую структуру, например космическую станцию, для создания искусственной гравитации. В будущем искусственная гравитация станет требованием для космических колоний с большой популяцией.

Другая популярная идея касается места размещения космической станции. МКС потребуется периодическое повторное использование из-за своего положения на низкой околоземной орбите. Однако между Землей и Луной есть два места, называемые точками Лагранжа L-4 и L-5. В этих точках гравитация Земли и гравитация Луны уравновешиваются, поэтому объект, помещенный туда, не будет тянуться к Земле или Луне. Орбита была бы стабильной и не требовала бы корректировки. Поскольку мы больше узнаем о нашем опыте на МКС, мы можем построить большие и лучшие космические станции, которые позволят нам жить и работать в космосе, и мечты Циолковского и ранних ученых космонавтики могут когда-нибудь стать реальностью.

Станция «Тяньгун-1» весит 8,5 т. Ее длина составляет 12 м, диаметр 3,3 м. Была выведена на орбиту в 2011 году. Почти через три года после этого над станцией был утрачен контроль. Профессор из Центрального университета Флориды Роджер Хэндберг, предположил, что двигатели для коррекции орбиты израсходовали всё топливо.

Обломки сходящей с орбиты китайской космической станции «Тяньгун-1» могут упасть на территории нескольких европейских стран. Об этом сообщило издание The Hill со ссылкой на экспертов калифорнийской Аэрокосмической корпорации.«Вероятнее всего, они рухнут в океан, но ученые тем не менее предупредили Испанию, Португалию, Францию и Грецию, что некоторые обломки могут упасть в пределах их границ», –– пишет The Hill.

Источник 1 и Источник 2

Добавить комментарий