Як працюють космічні станції новини космосу і космонавтики на

На початку 20 століття космічні піонери, такі як Герман Оберт, Костянтин Ціолковський, Герман Ноордунг і Вернер фон Браун, мріяли про величезних космічних станціях на орбіті Землі. Ці вчені вважали, що космічні станції стануть відмінними підготовчими точками для дослідження простору. Ви ж пам'ятаєте «Зірку КЕЦ»?

Вернер фон Браун, архітектор американської космічної програми, інтегрував космічні станції в своє довгострокове бачення освоєння космосу силами США. Супроводжуючи численні статті фон Брауна на космічну тему в популярних журналах, художники оформляли їх малюнками концептів космічних станцій. Ці статті і малюнки свого часу посприяли розвитку громадського уяви і підігріли інтерес до космічних досліджень.

У цих концептах космічних станцій люди жили і працювали у відкритому космосі. Більшість станцій були схожі на величезні колеса, які оберталися і генерували штучну гравітацію. Кораблі приходили і йшли, як в звичайному порту. Вони доставляли вантажі, пасажирів і матеріали з Землі. Що йдуть рейси прямували на Землю, Місяць, Марс і далі. У той час людство не до кінця розуміла, що бачення фон Брауна стане реальністю дуже скоро.

У цій статті ми розглянемо перші програми космічних станцій, їх використання в сьогоденні і майбутньому. Але спочатку давайте детально розберемося, навіщо взагалі потрібні ці космічні станції.

Навіщо будувати космічні станції?

Є маса причин для будівництва та експлуатації космічних станцій, включаючи дослідження, промисловість, розвідку і навіть туризм. Перші космічні станції були побудовані для вивчення довгострокових наслідків впливу невагомості на організм людини. Зрештою, якщо астронавти коли-небудь полетять на Марс або на інші планети, спочатку нам потрібно дізнатися, як тривалий вплив невагомості впливає на людей протягом місяців довгого польоту.

Високо над Землею перед очима учасників космічної станції відкривається унікальний вид на земну погоду, рельєф, рослинність, океани і атмосферу. Крім того, оскільки космічні станції вище атмосфери Землі, їх можна використовувати в якості пілотованих обсерваторій для космічних телескопів. Атмосфера Землі не заважатиме. Космічний телескоп Хаббла зробив масу неймовірних відкриттів саме завдяки своєї дислокації.

Космічні станції можна пристосувати як космічних готелів. Саме Virgin Galactic, яка в даний час активно розвиває космічний туризм, планує заснувати готелі в космосі. З ростом комерційного освоєння космосу космічні станції можуть стати портами для експедицій на інші планети, а також цілими містами і колоніями, які могли б розвантажити перенаселену планету.

Тепер, коли ми дізналися, навіщо потрібні космічні станції, давайте відвідаємо деякі з них. Почнемо зі станції «Салют» - першої з космічних.

«Салют»: перша космічна станція

Росія (а тоді Радянський Союз) першою вивела космічну станцію на орбіту. Станція «Салют-1» вийшла на орбіту в 1971 році, ставши поєднанням космічних систем «Алмаз» і «Союз». Система «Алмаз» спочатку створювалася для військових цілей. Космічний корабель «Союз» перевозив космонавтів з Землі на космічну станцію і назад.

«Салют-1» була 15 метрів в довжину і складалася з трьох основних відсіків, де розташовувалися ресторани та зони відпочинку, сховища їжі і води, туалет, станція управління, тренажери і наукове обладнання. Спочатку екіпаж «Союз-10» мав жити на борту «Салют-1», але їхня місія зіткнулася з проблемами стикування, яка завадила увійти в космічну станцію. Екіпаж «Союзу-11» став першим, успішно оселилися на «Салют-1», на якому проживав протягом 24 днів. Проте цей екіпаж трагічно загинув після повернення на Землю, коли капсула розгерметизувалася при вході в атмосферу. Подальші місії на «Салют-1» були скасовані, а космічний корабель «Союз» був перероблений.

Після «Союзу-11», СРСР запустив ще одну космічну станцію, «Салют-2», але вона не змогли вийти на орбіту. Потім були «Салюти-3-5». Ці запуски випробували новий космічний апарат «Союз» і екіпаж для тривалих місій. Одним з недоліків цих космічних станцій було те, що у них був тільки один стикувальний вузол для корабля «Союз», і його не можна було повторно використовувати.

Skylab: перша американська космічна станція

США вивели свою першу і єдину космічну станцію Skylab-1 на орбіту в 1973 році. Під час старту космічна станція була пошкоджена. Метеоритний щит і одна з двох основних сонячних панелей станції були зірвані, а інша сонячна панель не розкрилася повністю. З цих причин у Skylab було мало електрики, а внутрішня температура піднімалася до 52 градусів Цельсія.

Перший екіпаж «Skylab-2» був запущений через 10 днів, щоб полагодити злегка пошкоджену станцію. Екіпаж «Skylab-2» розкрив залишилася сонячну панель і налаштував зонтичний тент для охолодження станції. Після ремонту станції астронавти провели 28 днів у космосі, проводячи наукові та біомедичні дослідження.

Будучи модифікованої третім ступенем ракети «Сатурн-5», Skylab складалася з наступних частин:

• Орбітальна майстерня (в ній жила і працювала чверть екіпажу).
• Шлюзовий модуль (дозволяв вихід на зовнішню частину станції).
• Множинний стикувальний шлюз (дозволяв відразу декільком кораблям «Аполлон» стикуватися із станцією одночасно).
• Кріплення для телескопа «Аполлон» (там були телескопи для спостережень за Сонцем, зорями і Землею). Майте на увазі, що космічний телескоп Хаббла тоді ще не був побудований.
• Космічний апарат «Аполлон» (командний і службовий модуль для транспортування екіпажу на Землю і назад).

Skylab був укомплектований двома додатковими екіпажами. Обидва цих екіпажу провели 59 і 84 дня на орбіті відповідно.

Skylab не повинен був стати постійною космічної дачею, а скоріше майстерні, в якій США протестували б вплив тривалого перебування в космосі на тіло людини. Коли третій екіпаж покинув станцію, вона була занедбана. Дуже скоро інтенсивна сонячна спалах звела її з орбіти. Станція впала в атмосферу і згоріла над Австралією в 1979 році.

Станція «Мир»: перша постійна космічна станція

У 1986 році українські запустили космічну станцію «Мир», яка повинна була стати постійним будинком в просторі. Перший екіпаж, що складався з космонавтів Леоніда Кизима і Смелаа Соловйова, провів на борту 75 днів. Протягом наступних 10 років «Світ» постійно вдосконалювалася і складалася з наступних частин:

• Житлові приміщення (де розташовувалися окремі каюти екіпажу, туалет, душ, кухня і сміттєвий відсік).
• Перехідний відсік для додаткових модулів станції.
• Проміжний відсік, що з'єднував робочий модуль з задніми стикувальними портами.
• Паливний відсік, в якому зберігалися паливні баки і ракетні двигуни.
• Астрофізичний модуль «Квант-1», в якому були телескопи для вивчення галактик, квазарів і нейтронних зірок.
• Науковий модуль «Квант-2», яким було надано обладнання для біологічних досліджень, спостережень за Землею і космічних прогулянок.
• Технологічний модуль «Кристал», в якому проводилися біологічні експерименти; він був оснащений доком, до якого могли пристикуватися американські шатли.
• Модуль «Спектр» використовувався для спостережень за природними ресурсами Землі і земною атмосферою, а також для підтримки біологічних і природничих експериментів.
• Модуль «Природа» містив радар і спектрометри для вивчення атмосфери Землі.
• Стикувальний модуль з портами для майбутніх стикувань.
• Судно постачання «Прогрес» - безпілотний корабель дооснащення, який привозив нову їжу і обладнання з Землі, а також відвозив відходи.
• Космічний апарат «Союз» забезпечував основний транспорт з Землі і назад.

Міжнародна космічна станція (МКС)

Майбутнє космічних станцій

Насправді ми знаходимося тільки на самому початку розвитку космічних станцій. МКС стала величезним кроком вперед після «Салюта», Skylab і «Миру», але ми все ще далекі від реалізації великих космічних станцій або колоній, про які писали фантасти. На жодній з космічних станцій досі немає гравітації. Одна з причина для цього - нам потрібно місце, в якому ми зможемо проводити експерименти в умовах невагомості. Інша - у нас просто немає технологій для обертання такої великої структури, щоб виробляти штучну гравітацію. В майбутньому штучна гравітація стане обов'язковою для космічних колоній з великим населенням.

Інша цікава ідея полягає в розташуванні космічної станції. МКС вимагає періодичного прискорення через знаходження на низькій навколоземній орбіті. Проте є два місця між Землею і Місяцем, які називаються точками Лагранжа L-4 і L-5. У цих точках земна і місячна гравітації збалансовані, тому об'єкт не буде притягатися Землею або Місяцем. Орбіта буде стабільною. Спільнота, яка іменує себе «суспільством L5», було сформовано 25 років тому і просуває ідею розташування космічної станції в одній з цих точок. Чим більше ми дізнаємося про роботу МКС, тим краще буде наступна космічна станція, і мрії фон Брауна і Ціолковського нарешті стануть реальністю.

Як працюють космічні станції? Ілля Хель