Впервые идею создания на орбите Земли летающих космических домов высказал Константин Эдуардович Циолковский. Русский ученый понимал, что без создания таких комплексов невозможно освоение космоса, и считал их первым этапом полетов к другим планетам.
Орбитальную станцию можно представить в виде искусственного спутника Земли, только очень больших размеров. Снаружи корабль оснащен огромными солнечными батареями, вырабатывающими энергию, необходимую для работы аппаратуры и систем станции. Корпус и стенки станции изготавливаются по специальной технологии и кроме обеспечения герметичности служат для защиты экипажа от воздействия повышенных температур, радиации и космических осколков.
Для того чтобы экипаж мог длительное время заниматься научно-исследовательской деятельностью, станция должна обеспечивать условия не только для работы, но и для отдыха. Для того чтобы экипаж мог снижать пагубное влияние воздействия невесомости, на станции должен быть предусмотрен спортзал. Естественно, не обойтись и без душа и туалета. Кроме этого, на станции должны быть предусмотрены складские и технические помещения, в которых располагается оборудование, поддерживающее жизнеспособность корабля и его экипажа.
Первая орбитальная станция
Станция «Салют-1» пробыла на орбите 175 суток. За это время ее посетил и проработал 22 суток экипаж космического корабля «Союз-11».
Увеличение длительности службы
Первый представитель этого поколения станция «Салют-6» была выведена на орбиту 29 сентября 1977 г., а закончила свою работу 29 июля 1982 г., пробыв на орбите 1763 суток. За это время на ней побывало 16 космических экспедиций, некоторые из них были международными.
Станция-рекордсмен
20 февраля 1986 г. был выведен в космическое пространство базовый блок десятой по счету орбитальной станции Советского Союза, получившей название «Мир». Весь комплекс весил около 150 т и состоял из базового блока, пяти вспомогательных модулей — «Квант», «Квант 2», «Кристалл», «Спектр», «Природа» и стыковочного порта. Общий размер станции был равен 33 на 27 м.
На станции «Мир» было установлено множество мировых рекордов. Самые продолжительные полеты совершили Юрий Романенко (326 суток), Владимир Титов и Муса Манаров (366 суток), Валерий Поляков (437 суток). При этом самое большое суммарное время на станции было у Валерия Полякова (2 полета — 678 суток) и Сергея Авдеева (3 полета — 747 суток).
23 марта 2001 г. стало последним днем орбитальной станции «Мир», которая проработала в три раза дольше первоначально установленного срока. Она была спущена с орбиты. После прохождения плотных слоев атмосферы большая часть станции сгорела. Ее обломки упали вблизи расчетного района, расположенного в южной акватории Тихого океана.
Американская «Скайлэб»
14 мая 1973 г. на орбиту была выведена американская орбитальная станция «Скайлэб» («Небесная лаборатория»). Она включала в себя собственно блок станции, шлюзовую камеру, причальную конструкцию с двумя стыковочными узлами, две солнечные батареи и комплект астрономических приборов.
За время функционирования «Скайлэб» на ней побывали три экипажа. Орбитальная станция провела в космосе 2248 суток 6 часов. Общее время, проведенное на орбите, для трех экипажей составило 171 сутки 13 часов. За это время астронавты провели почти 300 научно-технических и медицинских экспериментов. 11 июля 1979 г. станция начала снижение и вошла в плотные слои земной атмосферы. Большая ее часть сгорела от трения. Остальные обломки затонули в водах Индийского океана.
Международная космическая станция
В 1997 г. специалистами США и России было начато строительство огромного космического дома. Проект, получивший название «МКС» — международная космическая станция, стал действительно международным после присоединения к нему Европейского космического агентства, членами которого являются 14 стран.
Первый модуль МКС получил название «Заря». Он принадлежит США, но был построен российскими специалистами. 20 ноября 1998 г. модуль был запущен трехступенчатой ракетой-носителем «Протон» с космодрома Байконур.
«Заря» является центральным модулем, служащим основой для дальнейшего развития станции. Внутреннее пространство модуля разделено на две зоны — приборную и жилую. В приборной зоне размещены блоки бортовых систем. Жилая зона предназначена для работы экипажа. В ней находится аппаратура систем контроля и управления бортовым комплексом, а также аварийного оповещения. Масса «Зари» составляет 20 т, длина — 3 м, а диаметр — 4 м.
К «Заре» пришвартовались международные корабли
7 декабря 1998 г. космический корабль серии «Спейс Шаттл» вывел на орбиту построенный в США модуль «Юнити» («Единство»). Этот блок служит переходным отсеком в американскую часть станции и присоединения всех типов кораблей этого государства.
26 июля 2000 г. к блоку «Заря» был пристыкован российский сервисный модуль «Звезда». Приборно-агрегатный отсек модуля содержит жилые помещения и системы жизнеобеспечения. Уже 2 ноября этого же года на борт МКС был доставлен экипаж первой основной экспедиции.
В дальнейшем к станции были присоединены американский научный модуль «Дестини» (7 февраля 2001 г.), «Гармония» (23 октября 2007 г.), в 2008 г. станция выросла на две лаборатории: модуль «Колумбия» (11 февраля) и «Кибо» (14 марта), 12 ноября 2009 г. к станции был пристыкован малый исследовательский модуль «Поиск», а 18 мая 2010 г. малый исследовательский модуль «Рассвет».
Орбитальная гостиница
Кстати, уже сейчас благодаря МКС появился новый вид туризма — космический. Правда, пока он доступен только состоятельным людям. Начало космическому туризму положил полет американского бизнесмена Денниса Тито на Международную космическую станцию 28 апреля 2001 г. Вторым орбитальным туристом был южноафриканец Марк Шаттлуорт, полетевший на МКС 25 апреля 2002 г. За эти путешествия оба заплатили Федеральному космическому агентству России по 20 млн долларов США. Всего (по состоянию на начало 2010 г.) МКС посетило 8 космических туристов, каждому из которых путевка на орбиту нашей планеты обошлась от 20 до 25 млн долларов.
Орбитальная станция (ОС) — космический аппарат, предназначенный для долговременного пребывания людей на околоземной орбите с целью проведения научных исследований в условиях космического пространства, разведки, наблюдений за поверхностью и атмосферой планеты, астрономических наблюдений и т. п.
От искусственных спутников Земли отличается наличием экипажа, который периодически сменяется с помощью транспортных пилотируемых кораблей (в том числе многоразовых), доставляющих на ОС смену экипажа, запасы топлива и материалов для функционирования технических систем станции, средства жизнеобеспечения экипажа, личную корреспонденцию его членов, запасные части для ремонта и модернизации самой станции, блоки оборудования для расширения её функций, материалы для проведения новых исследований и т. п. Спускаемый аппарат транспортного корабля доставляет на Землю сменённых членов экипажа и результаты проведённых исследований и наблюдений.
Ввиду высочайшей сложности и затратности создания ОС, их разрабатывали пока только СССР/Россия, США, Европа/ESA, Япония и Китай. При этом первые две страны имели полноценные ОС («Салют»-ДОС, первая в мире в 1971 г., «Алмаз»-ОПС, «Мир» в СССР и «Скайлэб» в США), а Европа и Япония — модули международной ОС (соответственно «Колумбус» и «Кибо»). Кроме того, в начале XXI века все эти, а также другие страны создали и эксплуатируют международную ОС МКС. Хотя впервые как модули в ОС «Салют» использовались тяжёлые корабли ТКС, многомодульными ОС являются «Мир» и МКС. Также, Европа и частная американская компания имели ранее ОС-модули, не отделяемые от американского «Спейс шаттла» (соответственно «Спейслэб» и «Спейсхэб»). Китай запустил первую ОС «Тяньгун» 29 сентября 2011 года. Также планы по созданию ОС имеют Иран и частные компании.
Содержание
Устройство
На ОС имеется комплекс технических систем, обеспечивающих коррекцию орбиты станции, её ориентацию, стабилизацию (гиродины), стыковку с транспортными кораблями, снабжение электроэнергией (солнечные батареи), жизнедеятельность и безопасность экипажа, связь с центром управления полётами, и выполнение поставленных задач.
ОС последних поколений (Мир, МКС) имеют модульную архитектуру — станция состоит из модулей — секций, доставляемых на орбиту по отдельности, и собираемых в единое целое на орбите. Такая технология позволяет создать станцию с массой, многократно превышающей максимальную полезную нагрузку одной ракеты-носителя, и постепенно наращивать жилое и рабочее пространство станции, расширяя, таким образом, как состав экипажа, так и количество и номенклатуру проводимых на ней работ.
ARCASPACE (Stabilo) • Copenhagen Suborbitals (Тихо Браге) • Astronaute Club Européen • LiftPort Group • Personal Spaceflight Federation • Space Tourism Society • Association of Autonomous Astronauts
Полезное
Смотреть что такое «Орбитальная станция» в других словарях:
ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ — ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ, конструкция, вращающаяся по орбите в открытом космосе, предназначенная для длительного пребывания человека. Орбитальные станции более просторны, чем большинство космических кораблей, чтобы их обитатели космонавты и ученые… … Научно-технический энциклопедический словарь
ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ — пилотируемый или автоматический космический аппарат, длительное время функционирующий на орбите вокруг Земли, др. планеты или Луны. Орбитальные станции могут доставляться на орбиту в собранном виде или монтироваться в космосе. На орбитальных… … Большой Энциклопедический словарь
ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ — ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ, пилотируемый или автоматический космический аппарат, длительное время функционирующий на орбите вокруг Земли, другой планеты или Луны и предназначенный для их исследования, а также изучения космического пространства, медико… … Современная энциклопедия
орбитальная станция — Искусственный спутник на орбите вокруг Земли, служащий рабочей станцией с космонавтами на борту, лабораториями и инструментами для дистанционного зондирования … Словарь по географии
Орбитальная станция — ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ, пилотируемый или автоматический космический аппарат, длительное время функционирующий на орбите вокруг Земли, другой планеты или Луны и предназначенный для их исследования, а также изучения космического пространства, медико… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ — космический летательный аппарат, длительное время функционирующий на околоземной, окололунной или околопланетной (см.). О. с. может быть пилотируемой (с экипажем космонавтов) или работать в автоматическом режиме. Её назначение решение широкого… … Большая политехническая энциклопедия
орбитальная станция — (ОС), космический аппарат, длительное время функционирующий на околоземной орбите. ОС предназначена для медико биологических, технических, технологических и других исследований и экспериментов. Как правило, на ОС работают экипажи космонавтов, но… … Энциклопедия техники
орбитальная станция — пилотируемый или автоматический космический аппарат, длительное время функционирующий на орбите вокруг Земли, другой планеты, Луны. Орбитальные станции могут доставляться на орбиту в собранном виде или монтироваться в космосе. На орбитальной… … Энциклопедический словарь
Орбитальная станция — тяжёлый искусственный спутник, длительное время функционирующий на околоземной, окололунной или околопланетной орбитах. О. с. может быть пилотируемой (с экипажем космонавтов) или работать в автоматическом режиме. Назначение О. с.: решение … Большая советская энциклопедия
ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ — КА. длительное время функционирующий на околоземной, окололунной или околопланетной орбите. О. с. может быть пилотируемой (с экипажем космонавтов) или работать в автоматич. режиме. Назначение О. с.: решение науч. и прикладных задач исследование… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Орбитальная станция (ОС) — космический аппарат, предназначенный для долговременного пребывания людей на околоземной орбите с целью проведения научных исследований в условиях космического пространства, разведки, наблюдений за поверхностью и атмосферой планеты, астрономических наблюдений, и т.п.
От искусственных спутников Земли отличается наличием экипажа, который периодически сменяется с помощью транспортных кораблей, доставляющих на ОС смену экипажа, запасы топлива и материалов для функционирования технических систем станции, средства жизнеобеспечения экипажа, личную корреспонденцию его членов, запасные части для ремонта и модернизации самой станции, блоки оборудования для расширения её функций, материалы для проведения новых исследований и т.п. Спускаемый аппарат транспортного корабля доставляет на Землю сменённых членов экипажа и результаты проведённых исследований и наблюдений.
ОС последних поколений (Мир, МКС) имеют модульную архитектуру — станция состоит из модулей — секций, доставляемых на орбиту по отдельности, и собираемых в единое целое на орбите. Такая технология позволяет создать станцию с массой, многократно превышающей максимальную полезную нагрузку одной ракеты-носителя, и постепенно наращивать жилое и рабочее пространство станции, расширяя, таким образом, как состав экипажа, так и количество и номенклатуру проводимых на ней работ.
Орбитальные станции
Салют-6 с двумя пристыкованными транспортными кораблями «Союз»
В начале 20 века космические пионеры, такие как Герман Оберт, Константин Циолковский, Герман Ноордунг и Вернер фон Браун, мечтали об огромных космических станциях на орбите Земли. Эти ученые считали, что космические станции станут отличными подготовительными точками для исследования пространства. Вы же помните «Звезду КЭЦ»?
Вернер фон Браун, архитектор американской космической программы, интегрировал космические станции в свое долгосрочное видение освоения космоса силами США. Сопровождая многочисленные статьи фон Брауна на космическую тему в популярных журналах, художники оформляли их рисунками концептов космических станций. Эти статьи и рисунки в свое время поспособствовали развитию общественного воображения и подогрели интерес к космическим исследованиям.
В этих концептах космических станций люди жили и работали в открытом космосе. Большинство станций были похожи на огромные колеса, которые вращались и генерировали искусственную гравитацию. Корабли приходили и уходили, как в обычном порту. Они доставляли грузы, пассажиров и материалы с Земли. Уходящие рейсы направлялись на Землю, Луну, Марс и дальше. В то время человечество не до конца понимало, что видение фон Брауна станет реальностью очень скоро.
США и Россия развивают орбитальные космические станции с 1971 года. Первыми станциями в космосе были российский «Салют», американский Skylab и российский «Мир». А с 1998 года США, Россия, Европейское космическое агентство, Канада, Япония и другие страны построили и стали развивать Международную космическую станцию (МКС) на земной орбите. На МКС люди живут и работают в космосе уже больше десяти лет.
В этой статье мы рассмотрим первые программы космических станций, их использование в настоящем и будущем. Но сначала давайте подробно разберемся, зачем вообще нужны эти космические станции.
Зачем строить космические станции?
Космические станции также представляют собой передовую для исследований, которые невозможно провести на Земле. Например, гравитация изменяет способ организации атомов в кристаллы. В невесомости может сформироваться практически идеальный кристалл. Такие кристаллы могут стать отличными полупроводниками и лечь в основу мощных компьютеров. В 2016 году NASA планирует основать на МКС лабораторию для исследования сверхнизких температур в условиях невесомости. Другой эффект гравитации — в процессе горения направленных потоков она порождает нестабильное пламя, в результате чего изучение их становится достаточно трудным. В невесомости запросто можно исследовать стабильные малоподвижные потоки пламени. Это может стать полезным для изучения процесса горения и создания печей, которые будут меньше загрязнять окружающую среду.
Высоко над Землей перед глазами участников космической станции открывается уникальный вид на земную погоду, рельеф, растительность, океаны и атмосферу. Кроме того, поскольку космические станции выше атмосферы Земли, их можно использовать в качестве пилотируемых обсерваторий для космических телескопов. Атмосфера Земли не будет мешать. Космический телескоп Хаббла сделал массу невероятных открытий именно благодаря своей дислокации.
Космические станции можно приспособить в качестве космических отелей. Именно Virgin Galactic, которая в настоящее время активно развивает космический туризм, планирует основать отели в космосе. С ростом коммерческого освоения космоса космические станции могут стать портами для экспедиций на другие планеты, а также целыми городами и колониями, которые могли бы разгрузить перенаселенную планету.
Теперь, когда мы узнали, зачем нужны космические станции, давайте посетим некоторые из них. Начнем со станции «Салют» — первой из космических.
«Салют»: первая космическая станция
«Салют-1» была 15 метров в длину и состояла из трех основных отсеков, где располагались рестораны и зоны отдыха, хранилища еды и воды, туалет, станция управления, тренажеры и научное оборудование. Первоначально экипаж «Союз-10» должен был жить на борту «Салют-1», но их миссия столкнулась с проблемами стыковки, которая помешала войти в космическую станцию. Экипаж «Союза-11» стал первым, успешно поселившимся на «Салют-1», на котором проживал в течение 24 дней. Тем не менее этот экипаж трагически погиб по возвращению на Землю, когда капсула разгерметизировалась при входе в атмосферу. Дальнейшие миссии на «Салют-1» были отменены, а космический корабль «Союз» был переработан.
После «Союза-11», Советы запустили еще одну космическую станцию, «Салют-2», но она не смогли выйти на орбиту. Потом были «Салюты-3-5». Эти запуски испытали новый космический аппарат «Союз» и экипаж для длительных миссий. Одним из недостатков этих космических станций было то, что у них был только один стыковочный узел для корабля «Союз», и его нельзя было повторно использовать.
29 сентября 1977 года Советский Союз запустил «Салют-6». Эта станция была оснащена вторым стыковочным узлом, поэтому станцию можно было повторно отправить, используя беспилотное судно «Прогресс». «Салют-6» работал с 1977 по 1982 год. В 1982 году был запущен последний «Салют-7». Он приютил 11 экипажей и проработал в течение 800 дней. Программа «Салют» в конечном итоге привела к разработке космической станции «Мир», о которой мы поговорим позже. Сначала давайте рассмотрим первую американскую космическую станцию Skylab.
Skylab: первая американская космическая станция
Первый экипаж «Skylab-2» был запущен через 10 дней, чтобы починить слегка поврежденную станцию. Экипаж «Skylab-2» раскрыл оставшуюся солнечную панель и настроил зонтичный тент для охлаждения станции. После ремонта станции астронавты провели 28 дней в космосе, проводя научные и биомедицинские исследования.
Будучи модифицированной третьей ступенью ракеты «Сатурн-5», Skylab состояла из следующих частей:
Skylab был укомплектован двумя дополнительными экипажами. Оба этих экипажа провели 59 и 84 дня на орбите соответственно.
Skylab не должен был стать постоянной космической дачей, а скорее мастерской, в которой США протестировали бы влияние длительного пребывания в космосе на тело человека. Когда третий экипаж покинул станцию, она была заброшена. Очень скоро интенсивная солнечная вспышка свела ее с орбиты. Станция упала в атмосферу и сгорела над Австралией в 1979 году.
Станция «Мир»: первая постоянная космическая станция
В 1994 году в рамках подготовки к Международной космической станции астронавты NASA провели время на борту «Мира». Во время пребывания одного из четырех космонавтов, Джерри Линенджера, на станции «Мир» возник бортовой пожар. Во время пребывания Майкла Фоала, другого из четырех космонавтов, судно снабжения «Прогресс» врезалось в «Мир».
Российское космическое агентство больше не могло содержать «Мир», поэтому вместе с NASA договорилось отказаться от «Мира» и сосредоточиться на МКС. 16 ноября 2000 года было решено отправить «Мир» на Землю. В феврале 2001 года ракетные двигатели «Мира» замедлили станцию. Она вошла в земную атмосферу 23 марта 2001 года, сгорела и развалилась. Обломки упали в южной части Тихого океана возле Австралии. Это положило конец первой постоянной космической станции.
Международная космическая станция (МКС)
Сборка МКС на орбите началась в 1998 году. 31 октября 2000 года был запущен первый экипаж из России. Три человека провели почти пять месяцев на борту МКС, активируя системы и проводя эксперименты.
В октябре 2003 года Китай стал третьей космической державой, и с тех пор занимается полноценной разработкой космической программы, а в 2011 году вывел на орбиту лабораторию «Тяньгун-1». «Тяньгун» стал первым модулем для будущей космической станции Китая, которую планировалось завершить к 2020 году. Космическая станция может служить как гражданским, так и военным целям.
Будущее космических станций
Другая интересная идея заключается в расположении космической станции. МКС требует периодического ускорения из-за нахождения на низкой околоземной орбите. Тем не менее есть два места между Землей и Луной, которые называются точками Лагранжа L-4 и L-5. В этих точках земная и лунная гравитации сбалансированы, поэтому объект не будет притягиваться Землей или Луной. Орбита будет стабильной. Сообщество, которое именует себя «обществом L5», было сформировано 25 лет назад и продвигает идею расположения космической станции в одной из этих точек. Чем больше мы узнаем о работе МКС, тем лучше будет следующая космическая станция, и мечты фон Брауна и Циолковского наконец станут реальностью.
Космический туризм
