МКС: что это такое, где она находится, как устроена и кому принадлежит

Международная космическая станция (МКС) — это масштабный проект для научных исследований космоса, созданный более 30 лет назад пятью космическими агентствами при участии более дюжины стран. Кроме того, это и самый дорогостоящий научный проект в истории человечества. Члены экипажа на борту станции постоянно сменяются — чаще всех на МКС прилетают американские астронавты и российские космонавты. Работа станции продлится как минимум до 2028 года. «Лента.ру» рассказывает об истории, устройстве и перспективах МКС.

• Что такое МКС
• Параметры МКС
• Устройство МКС
• Особенности жизни на МКС
• Будущее МКС
• Топ-10 достижений на МКС

Что такое МКС

Международная космическая станция (International Space Station) — это пилотируемый орбитальный многоцелевой исследовательский комплекс, объединяющий космические агентства России, США, Канады, Японии и Европы.

Цели создания МКС:

• научные исследования космоса (астрономия, биология, физика и химия);
• тестирование новых технологий;
• космический туризм.

МКС: какие страны участвуют в проекте

29 января 1998 года межправительственное соглашение о строительстве МКС подписали пять космических агентств, то есть более дюжины стран:

• Бельгия;
• Бразилия;
• Великобритания;
• Дания;
• Испания;
• Италия;
• Канада;
• Нидерланды;
• Норвегия;
• Россия;
• США;
• Франция;
• ФРГ;
• Швейцария;
• Швеция;
• Япония.

Бразилия из-за финансовых трудностей сначала вышла из проекта строительства МКС, а позже подписала с NASA отдельное соглашение об участии в проекте. Великобритания же активно присоединилась к программе лишь в 2012 году, а в 2019-м космический проект поддержали Венгрия и Люксембург.

Управление станцией осуществляется из четырех точек, между которыми идет постоянный обмен информацией.

• Американский модуль — Космический центр имени Линдона Джонсона (Хьюстон, США).
• Европейский модуль — Центр управления Европейского космического агентства (Оберпфаффенхофен, ФРГ).
• Центр управления полетами (Королев, Россия).
• Японское агентство аэрокосмических исследований (Цукуба, Япония).

Параметры МКС

Эксперты «Ленты.ру» привели некоторые параметры Международной космической станции.

Стоимость МКС

МКС занесена в Книгу рекордов Гиннесса как самый дорогой научный проект человечества.

Только Россия потратила на этот космический проект около 14 миллиардов долларов. Эксплуатация станции началась 20 ноября 1998 года, к настоящему времени она находится в космосе около 10 тысяч суток. За это время в орбитальном комплексе побывали 270 человек из 21 страны.

Траектория и высота орбиты МКС

«В ночном небе МКС видна с 90 процентов территории Земли — так проложена траектория станции, — рассказывает в беседе с «Лентой.ру» учитель астрономии, математики и физики Виктор Говоров. — Невооруженный глаз воспринимает этот рукотворный объект как яркую быстро летящую звездочку. Кстати, МКС, отражающая солнечный свет, третий по яркости объект в земном ночном небе после Луны и Венеры».

На сайте Европейского космического агентства можно отследить текущее расположение МКС над Землей.

Высота орбиты МКС постоянно колеблется от 370 до 450 километров над уровнем моря, продолжает эксперт. Станция постоянно снижается из-за силы трения в атмосфере, и таким образом ей требуется постоянная корректировка высоты. Она производится при помощи двигателей пристыкованных грузовых кораблей.

Сколько длится полет до МКС

«С середины 1980-х полет до МКС занимал целых двое суток, — объясняет Говоров. — Это классическая схема, которая подразумевает, что пилотируемый корабль делает 34 витка вокруг Земли за 50 часов. Так пытались переждать космическую болезнь — плохое самочувствие космонавтов, которое наступало после суток невесомости. Она вызывает проблемы с кровообращением, сильные головные боли, тошноту, головокружение и прочие неприятные симптомы, мешающие работе и, в частности, стыковке. Но в начале 2000-х пошли другим путем, когда корабль делал четыре витка за шесть часов и космонавт просто не успевал заболеть космической болезнью до стыковки. В 2004 году схему еще более усовершенствовали».

Устройство МКС

МКС построена по модульному принципу — блоки, поставляемые с Земли, последовательно соединяются с уже находящимися на орбите станции. Эксперты «Ленты.ру» рассказали, что сегодня МКС состоит из 16 основных герметичных модулей, а всего на орбите находится 43 элемента МКС.

Базовые модули

Живут обитатели станции только в российском и американском сегментах, в которых находятся:

• кухни;
• санитарно-гигиенические блоки;
• секции тренажеров;
• индивидуальные жилые каюты.

В других модулях МКС не живут, они предназначены лишь для целей:

• исследования;
• обзора;
• хранения;
• эксплуатации.

В российский сегмент МКС входят:

• грузовой блок «Заря»;
• служебный и жилой модуль «Звезда»;
• исследовательский модуль «Поиск»;
• исследовательский модуль «Рассвет»;
• лаборатория «Наука» (оборудовано несколько жилых кают);
• соединительный модуль «Причал».

В американский сегмент входят:

• жилой и узловой модуль Harmony;
• экспериментальный жилой надувной модуль BEAM;
• соединительный модуль Unity;
• лаборатория Destiny;
• шлюзовой модуль Qwest,
• модуль жизнеобеспечения Tranquility;
• обзорный модуль Cupol;
• коммерческий шлюзовой модуль Bishop.

Остальные компоненты МКС представлены:

• европейским модулем-лабораторией Columbus;
• итальянским складским многофункциональным модулем Leonardo;
• японским научным модулем Kibo.

Другое

Помимо базовых модулей, к МКС в настоящее время пристыкованы космические корабли различного назначения.

Снаружи МКС расположены солнечные батареи, которые полностью обеспечивают станцию электроэнергией, а также выносные фермы, на которых расположены многочисленные научные и эксплуатационные приборы.

Особенности жизни на МКС

Эксперты «Ленты.ру» рассказали о главных трудностях жизни на МКС и объяснили, почему космонавты — настоящие герои, которым после полета на орбиту присваивается звание Героя России.

Главные трудности

«Невесомость — это главная физическая проблема жизни на МКС», — говорит в беседе с «Лентой.ру» врач космической медицины Аркадий Петров. При длительном пребывании в этом состоянии у людей:

• атрофируются мышцы и истончается костная ткань, что напоминает быстрый остеопороз;
• кровь застаивается в верхней части тела, сердце уменьшается в размерах — так ему легче перекачивать кровь;
• застои происходят и в кишечнике, что тоже чревато разнообразными проблемами;
• вестибулярный аппарат из-за отсутствия ориентиров массы тоже дает сбои вплоть до возникновения зрительных галлюцинаций;
• мозг начинает вырабатывать меньше нейромедиатора дофамина, который отвечает за удовольствие, мотивацию и память.

Поэтому физической активности, а также досугу и развлечениям на МКС тоже уделяется большое внимание.

«Главная сложность в жизни на орбите — психологическая, — высказывает свое мнение в разговоре с «Лентой.ру» ведущий инженер Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ имени Н. Э. Баумана Андрей Новиков. — Поначалу, да, многие испытывают эйфорию, вид Земли из космоса поражает. Много неизведанного, непривычного. Но со временем к этому привыкают, и начинаются сложности».

Сон и гигиена

«На сон космонавтам отведено достаточно много времени — восемь с половиной часов, — объясняет Виктор Говоров. — Дело в том, что заснуть на МКС подчас довольно сложно. Постоянный шум вентиляторов доходит до 65 децибел. Поэтому космонавты часто используют беруши, особые маски и даже наушники с музыкой».

«Космонавты спят в мешках, которые прикручены к поверхности станции, — продолжает инженер Новиков. — Лечь там невозможно, поэтому они подкладывают под спину вещи, пенопласт, чтобы было ощущение, что лежишь. Мыться там в привычном нам понимании невозможно. Душа на МКС нет — есть сухие полотенца и влажные, как у нас влажные салфетки. Ими и моются. Как говорят сами космонавты, они мечтают о двух вещах: лечь и принять душ».

Питание

Едят космонавты, в общем, обычную земную пищу, только сублимированную и вакуумированную. Еды из тюбиков на МКС почти нет, сегодня это, скорее, сувениры из Музея космоса. Выяснилось, что при длительном употреблении еды в тюбиках атрофируются мышцы челюсти. Поэтому на орбите в тюбиках остались лишь джем и соусы, вроде кетчупа и майонеза.

«Сегодня рацион питания обитателей МКС построен так, что за две недели блюда не повторяются, — рассказывает Андрей Новиков. — Но через две недели — опять все заново. Зато у каждого космонавта рацион личный — перед полетом они дегустируют сотни разных блюд, выбирая любимые. Кстати, в NASA такой рацион считается поощрительным, который выдается, например, до и после выхода в открытый космос».

Помимо усвоения необходимых белков, жиров и углеводов с витаминами, прием пищи — важный психологический ритуал. А потому в космосе ему уделяется особое внимание. Например, невзирая на невесомость, космонавты собираются за настоящим столом, хотя, по сути, рационального зерна в этом нет.

«Важное место в рационе обитателей МКС составляют гостинцы с Земли, — говорит доктор Петров. — Это может быть что-нибудь редкое или особенное, на личный вкус, например, какой-нибудь пирог, который готовила бабушка в детстве или варенье из экзотических фруктов».

Медицина

Врачей на орбите нет. Но и ситуация из нашумевшего фильма «Вызов», когда на орбиту посылают гражданского врача, в реальной жизни невозможна. Еще на Земле будущие жители МКС проходят не только приемы оказания первой помощи, но и более серьезную медподготовку, включая основные хирургические манипуляции.

«Важно понимать, что перед полетом экипаж проходит медкомиссию и выявляются все текущие и потенциальные сложности со здоровьем, — напоминает Андрей Новиков. — Зубы мудрости и аппендиксы, как гласит легенда, не удаляют, но их состояние тоже оценивается. И, если человек допущен в экипаж, врачи уверены, что как минимум в ближайшие полгода полета проблем со здоровьем не будет. Кроме того, перед полетом экипаж находится на карантине, чтобы не подцепить инфекцию. Но если вдруг что — экипаж готов оказать помощь».

Будущее МКС

С развитием технологий многое оборудование и даже целые модули МКС устарели. Однако время нахождения станции на орбите продлевали уже несколько раз, поскольку замены ей пока нет. Сегодня срок эксплуатации МКС отодвинут до 2030 года, однако в 2031 году ее планируется затопить на кладбище космических кораблей в Тихом океане.

В 2022 году Россия объявила о выходе из проекта МКС после 2024 года, поскольку около 80 процентов оборудования российского сегмента выработало свой ресурс и расходы на его содержание будут сопоставимы со стоимостью создания новой станции.

Однако позже в Роскосмосе заявили, что срок присутствия России на МКС продлен до 2028 года, поскольку остались еще некоторые невыполненные проекты, в частности, установка научного комплекса «Мониторинг всего неба» для создания уточненной звездной карты.

Впрочем, космический туризм набирает обороты, и МКС становится идеальным объектом для туристического бизнеса, а именно базой для создания коммерческой орбитальной станции. Так, в 2027 году американская компания Axiom Space планирует пристыковать к модулю «Гармония» первый коммерческий модуль, а к нему — два других и запускать туда космических туристов. Если же проект МКС все же закроют, то сегмент «Аксиом» оснастят независимой системой жизнеобеспечения, отстыкуют и будут использовать как независимую коммерческую орбитальную станцию.

Топ-10 достижений на МКС

Эксперты «Ленты.ру» назвали Топ-10 открытий и достижений, которые были совершены за годы существования МКС.

Пятое состояние вещества

С помощью лаборатории холодного атома на МКС впервые в космосе получен конденсат Бозе — Эйнштейна, пятое (помимо твердого, жидкого, газообразного и плазмы) состояние вещества. Атомы вещества при очень низких температурах переходят в квантовое состояние и начинают вести себя как одна частица.

Темная материя

«На МКС установлен магнитный альфа-спектрометр (AMS) — самый чувствительный детектор частиц, который человечество отправляло в космос, — объясняет физик Виктор Говоров. — Это устройство собирает космические лучи, измеряет их энергию и определяет направление. Благодаря AMS исследователи открыли, что около четверти энергии-массы Вселенной состоит из темной материи, которую невозможно увидеть, потому что она не светится, не отражает свет».

Кристаллизация молекул

На МКС научились выращивать идеальные кристаллы из биоматериалов (например, белков), которые на Земле получить нельзя. «Отсутствие гравитации позволяет формировать более совершенные и упорядоченные кристаллы, — объясняет физик Говоров. — Биокристаллические пленки необходимы, например, для изучения атомов и для создания новых лекарств. Эксперименты по кристаллизации белков проводятся на МКС в рамках программы "Кристаллизатор"».

Холодное пламя

«Горение в космосе происходит не так, как на Земле, — продолжает Говоров. — Пламя в невесомости, при отсутствии движения теплого и горячего воздуха, почти невидимо. Огонь не поднимается вверх, сажа не образуется. Температура пламени при этом около 1300-1700 градусов Цельсия, в отличие от земных 200-500 градусов. Это явление стали учитывать для обеспечения безопасности полетов, так как "холодные" очаги возгорания труднее обнаружить глазами».

Переработка отходов

«По причине ограниченности ресурсов переработка жидких отходов на МКС происходит с сохранением 98 процентов объема — всего два процента безвозвратно теряются, — рассказывает биофизик в лаборатории сверхсильных световых полей Валерий Тепляков. — Настолько высокая доля сохранения чистой воды может быть полезна и на Земле — в пустынях, засушливых регионах, на островах или в зонах бедствия».

Создание нового оптоволокна и полупроводников

«Ученые компании Northrop Grumman на МКС отрабатывали технологию производства оптоволокна ZBLAN, лишенного дефектов, возникающих при синтезе материала в поле гравитации Земли, — продолжает биофизик Тепляков. — Такое волокно лучше передает интернет-сигнал, что позволит использовать его для высокоскоростного кабельного подключения. А еще на установке "Экран-М" компании РКК "Энергия" были проведены эксперименты по получению сверхчистых полупроводников, которые нужны для улучшения работы микросхем, солнечных батарей и лазеров».

Возможность 3D-печати

Первый трехмерный принтер Made in Space произвел десятки деталей, которые сравнили с теми, что были сделаны на Земле. Было доказано, что невесомость не оказывает существенного влияния на процесс печати, а значит, различные детали и узлы можно создавать прямо на станции.

Возникновение астроагрономии

Успешное выращивание в космосе практически всех известных человеку агрономических культур. Самым сложным оказалось выращивать в невесомости перцы чили. Большинство экспериментов проводились на японском модуле «Кибо» и стали основой не только для будущей колонизации планет, но и для агротехники малоплодородных территорий Земли.

Ограничение потери человеком массы

«Как известно, в космосе человек теряет огромную часть мышечной и костной массы, — напоминает врач космической медицины Петров. — В ходе экспериментов на МКС были разработаны технологии минимизации негативного влияния. Это особые тренажеры для упражнений на сопротивление и специальный режим питания. Исследования в этой области помогли, в частности, улучшить методы лечения остеохондроза».

Теория инопланетного происхождения жизни

В ходе экспериментов на орбите выяснилось, что на некоторые бактерии, например, Bacillus subtilis (сенная палочка) не влияет солнечная радиация и другие агрессивные источники излучения. Такие организмы показали высокий процент выживания, что позволяет им размножаться в самых жестких условиях других планет и путешествовать в открытом космосе — на астероиде или даже на корпусе корабля. Была выдвинута гипотеза, что жизнь на Землю могла изначально попасть с другой планеты или астероида.