Международная космическая станция 23 мая 2010 г., как видно из STS-132 | |
Логотип Международной космической станции | |
Статистика станции | |
---|---|
COSPAR ID | 1998-067A |
SATCAT номер | 25544 |
Позывной | Альфа, Станция |
Экипаж | С полным экипажем: 6. Запуск на борту: 3. () |
20 ноября 1998 г.; 21 год назад (1998-11-20) | |
Стартовая площадка |
|
Масса | 419,725 кг (925,335 фунтов) |
Длина | 73,0 м (239,4 фута)) |
Ширина | 109,0 м (357,5 футов) |
Герметичный объем | 915,6 м (32333 куб. Футов) |
Атмосферное давление | 101,3 кПа (14,7 psi ; 1,0 атм ). кислород 21%, азот 79% |
Высота перигея | 408 км (253,5 мили) AMSL |
Высота в апогее | 410 км (254,8 мили) над уровнем моря |
Наклонение орбиты | 51,64 ° |
Орбитальная скорость | 7,66 км / с. (27 600 км / ч; 17100 миль / ч) |
Орбитальный период | 92,68 минут |
Орбит в день | 15,54 |
Орбита эпоха | 14 мая 2019 г. 13:09:29 UTC |
Дней на орбите | 21 год, 11 месяцев, 7 дней. (27 октября 2020 г.) |
Занятые дни | 19 лет, 11 месяцев, 25 дней. (27 октября 2020 г.) |
№ орбиты с | 116 178 по состоянию на май 2019 г. |
Орбитальный спад | 2 км / месяц |
Статистика по состоянию на 9 марта 2011 г.. (если не указано определение). Ссылки: | |
Конфигурация | |
Элементы станции по состоянию на август 2019 года. (покомпонентное изображение ) | |
Международная космическая станция (МКС ) представляет собой модульную космическую станцию (обитаемый искусственный спутник ) на низкой околоземной орбите. совместный проект пяти космических агентов: НАСА (США), Роскосмос (Россия), JAXA (Япония), ЕКА. (Европа) Станция исследовательской лаборатории микрогравитации и космической среды, в CSA (Канада). Право собственности на космическую станцию и ее использование используются межправительственными соглашениями и соглашениями. которой обеспечивают научные исследования в областях астробиологии, астрономии, метеорология, физика и другие области.тестирования систем и космических кораблей, необходимого оборудования для будущих длительных полетов на Луну и Марс.
Программа МКС произошла от Space Station Freedom, американское предложение 1980-х годов о строительстве орбитальной станции с постоянным экипажем и современное советское / российское Мир-2 предложение с аналогичными целями. МКС - это девятая космическая станция с экипажами после советских, а затем и станций Салют, Алмаз, Мир и американская Скайлэб. Это самый большой искусственный объект в космосе и самый большой спутник на низкой околоземной орбите, регулярно видимый невооруженным глазом на поверхности Земли. Он поддерживает орбиту со средней высотой 400 километров (250 миль) за счет маневров по повторному пуску с использованием служебного модуля Звезда или космического корабля посещения. МКС обращается вокруг Земли примерно за 93 минуты, совершая 15,5 витков в день.
Станция разделена на две части: Российский орбитальный сегмент (РОС), эксплуатируемый Россией; и Орбитальный сегмент США (USOS), который используется на сайте. Роскосмос одобрил продолжение эксплуатации ROS до 2024 года, ранее предложив использовать элементы сегмента строительства новой российской космической станции под названием ОПСЕК. Первый компонент МКС был запущен в 1998 году и прибыл 2 ноября 2000 года. Превзойдя предыдущий рекорд в 9 лет и 357 суток на орбите космической станции "Мир", превзойдя предыдущий рекорд в 9 лет и 357 суток на орбите космической станции "Мир". Последний крупный модуль под давлением, Леонардо, был установлен в 2011 году, экспериментальная надувная космическая среда обитания была добавлена в 2016 году. Разработка и сборка станции продолжаются, запланировано несколько новых крупных российских элементов. для запуска с 2020 г. По состоянию на декабрь 2018 г. Решено, что станция будет работать до 2030 г.
МКС состоит из герметичных модулей, структурных ферм, фотоэлектрических солнечных батарей, тепловых радиаторов, стыковочные порты, экспериментальные отсеки и роботизированные манипуляторы. Основные модули МКС были запущены российскими ракетами Протон и Союз и американскими космическими кораблями Space Shuttle. Станцию обслуживают различные корабли посещения: российские Союз и Прогресс, американские Dragon и Cygnus, японские Транспортное средство перевозки H -II, ранее европейское транспортное средство Автоматизированное транспортное средство. Космический корабль Dragon позволяет использовать Землю грузы под давлением, которые используются, например, для репатриации научных экспериментов для дальнейшего анализа. По состоянию на сентябрь 2019 года космическую станцию посетили 239 астронавтов, космонавтов и космических туристов из 19 разных стран, многие из которых неоднократно. Это 151 американец, 47 россиян, девять итальянцев, восемь канадцев, пять итальянцев, француза, три немца и по одному из Бельгии, Бразилии, Дании, Казахстана, Малайзии, Нидерландов, Южной Африки, Южной Кореи, Испании, Швеции, Объединенные Арабские Эмираты и Соединенное Королевство.
МКС изначально задумывалась лаборатория, обсерватория и фабрика, приспособление, техническое обслуживание и низкую околоземную орбиту базой для будущих миссий на Луну, Марс, и астероиды. Однако не все виды использования, предусмотренные в первоначальном меморандуме о взаимопонимании между НАСА и Роскосмосом, принесли свои плоды. В Национальной космической политики США 2010 г. МКС была предоставлена дополнительная роль в коммерческих дипломатических и образовательных целях.
МКС использует платформу для проведения научных исследований, с питанием, данными, охлаждением и экипажем, доступными для поддержки экспериментов. Небольшие беспилотные космические аппараты также предоставляют услуги для экспериментов, особенно тех, которые связаны с невесомостью и выходом в течение десятилетия, но космические станции могут проводить долгосрочную среду, в рамках которой могут проводиться исследования в течение десятилетий, в том числе с легким доступом исследователей-людей. 1034>МКС упрощает индивидуальные эксперименты, позволяя группам экспериментов проводить одни и те же запуски и время экипажа. Исследования проходят в самых разных областях, включая астробиологию, астрономию, физические, материаловедение, космическую погоду., метеорология и исследования человека, включая космическую медицину и науки о жизни. Ученые на Земле имеют своевременный доступ к данным и могут предложить экспериментальные модификации экипажу. Если необходимы последующие эксперименты, запуски рутинно запланированных судов снабжения позволяют относительно легко запускать новое оборудование. Экипажи летают на несколько месяцев, около 160 человеко-часов в неделю с экипажем из шести человек. Однако значительная часть рабочего времени экипажа уходит на обслуживание станции.
Возможно наиболее заметным экспериментом на МКС является Альфа-магнитный спектрометр (AMS), предназначенный для обнаружения темной материи и Ответить на другие фундаментальные вопросы о нашей Вселенной, он так же важен, как Космический телескоп Хаббла согласно НАСА. В настоящее время он пристыкован к станции, и его было бы нелегко связать на свободно летающей спутниковой платформе из-за требований к мощности и пропускной способности. 3 апреля 2013 года ученые сообщили, что намеки на темную материю могли быть обнаружены AMS. По словам ученых, «результаты космического альфа-магнитного спектрометра подтверждают необъяснимый избыток позитронов высоких энергий в космических лучах, связанных с Землей».
Космическая среда враждебна жизни. Незащищенное присутствие в космосе проявляется интенсивным радиационным полем (состоит в основном из протонов и других субатомных заряженных частиц солнечного ветра, в дополнение к космическим лучам ), глубоким вакуумом, экстремальными температурами, и микрогравитация. Некоторые простые формы жизни, называемые экстремофилами, а также мелкие беспозвоночные, называемые тихоходки, могут выжить в этой среде в этой среде в этой среде благодаря обезвоживанию.
Медицинские исследования улучшают знания о влияние большого космического воздействия на человеческое тело, включая атрофию мышц, потерю костной массы и сдвиг жидкости. Эти данные будут установки для установки возможности осуществления полета человека в космос и колонизации космоса большой продолжительности. По данным на 2006 год, данные о потере костной массы и мышечной атрофии предполагают, что существует значительный рискомов и проблем с движением, если астронавты приземляются на планету после длительного межпланетного круиза, такого как шестимесячный интервал, необходимость для на Марс.
Медицинские исследования на борту МКС по поручению национального института космических биомедицинских исследований (NSBRI). Заметным них является исследование Расширенное диагностическое сканирование в условиях микрогравитации, в котором астронавты проводят ультразвуковое сканирование под руководством удаленных экспертов. В исследовании исследуются вопросы диагностики и лечения заболеваний в космосе. Обычно на борту МКС нет врача, и диагностика заболеваний сложной сложной системой. Ожидается, что дистанционное ультразвуковое сканирование найдет применение на Земле в экстренных ситуациях и в условиях местности, где доступ к квалифицированному врачу затруднен.
В августе 2020 года ученые сообщили, что бактерии с Земли, в частности бактерии Deinococcus radiodurans, обладающие высокой устойчивостью к опасности окружающей среды, выжившие в течение трех лет в космическом пространстве на основании исследований, проведенных в Международной Космической станции. Эти данные подтверждают идею панспермии, гипотезу о том, что жизнь существует во всей Вселенной, распределенная по-разному, включая космическую пыль, метеороиды, астероиды, кометы, планетоиды или зараженный космический корабль.
Гравитация на высоте МКС примерно на 90% выше, чем у поверхности Земли, но объекты на орбите находятся в непрерывном состоянии свободного падения, что приводит к кажущемуся состоянию невесомости. Эта воспринимаемая невесомость нарушается пятью отдельными эффектами:
. Исследователи исследуют влияние почти невесомой среды станции на эволюцию, развитие, рост и внутренние процессы растений и животных. В ответ на некоторые из этих данных НАСА хочет исследовать влияние микрогравитации на рост трехмерных, похожих на человека тканей, и необычных кристаллов протеина, которые могут образовываться. в космосе.
Изучение физики жидкостей в условиях микрогравитации предоставит лучшие модели поведения жидкостей. Жидкости можно почти полностью объединить в условиях микрогравитации, физики исследуют жидкости, которые плохо смешиваются на Земле. Кроме того, использования, замедляющих низкую гравитацию и низкими температурами, улучшит наше понимание сверхпроводимость.
. Изучение материаловедения является достижением исследовательской деятельности МКС с помощью экономических преимуществ за счет совершенствования техники, используемой на местах. Другие области, представляющие интерес, включают влияние окружающей среды с низкой гравитацией на горение посредством изучения эффективности сжигания и контроля выбросов загрязняющих веществ. Эти результаты могут улучшить текущие знания современного экономическим и экологическим выгодам. В дальнейших планах исследователей на борту МКС - изучить аэрозоли, озон, водяной пар и оксиды в атмосфере Земли. как космические лучи, космическая пыль, антивещество и темная материя во Вселенной.
МКС обеспечивает в относительная безопасность низкой околоземной орбиты для тестирования систем космических кораблей, которые потребляются для длительных полетов на Луну и Марс. Это дает опыт эксплуатации, техническое обслуживание, а также работы по ремонту и замене на орбите, которые важны навыками при эксплуатации космических аппаратов на удалении от Земли, могут быть уменьшены риски миссии и расширены возможности межпланетных космических аппаратов. Ссылаясь на эксперимент MARS-500, ЕКА заявляет, что «в то время как МКС имеет важное значение для ответа на вопросы, касающиеся возможного воздействия невесомости, радиации и других факторов, связанных с космосом, таких факторов, как влияние» Сергей Краснов, руководитель программ пилотируемых космических полетов Роскосмоса, в 2011 году высказал предположение, что на МКС может быть осуществлена «укороченная версия» МАРС-500.
В 2009 году, отмечая ценность Сергей Краснов писал: «По сравнению с партнерами, действующими по отдельности, партнеры, развивающие взаимодополняющие способности и ресурсы, могут дать нам гораздо больше уверенности в успехе и безопасности исследования космоса. МКС способствует дальнейшему продвижению исследования околоземного космоса и реализация перспективных программ исследования и освоения Солнечной системы, включая Луну и Марс ». Миссия на Марс с экипажем может быть многонациональной задачей с участием космических агентств и стран, не участвующих в текущем партнерстве с МКС. В 2010 году генеральный директор ЕКА Жан-Жак Дордэн заявил, что его агентство готово предложить четырем другим партнерам, чтобы Китай, Индия и Южная Корея были приглашены присоединиться к партнерству с МКС. Глава НАСА Чарльз Болден заявил в феврале 2011 года: «Любая миссия на Марс, скорее всего, будет глобальным усилием». В настоящее время федеральное законодательство США запрещает сотрудничество НАСА с Китаем по космическим проектам.
Экипаж МКС предоставляет возможности студентам на Земле, проводя эксперименты, разработанные студентами, проводя образовательные демонстрации, позволяя студентам участвовать в классных версиях экспериментов МКС и напрямую вовлекая студентов с помощью радио, видеосвязи и электронной почты. ESA предлагает широкий спектр бесплатных учебных материалов, которые можно загрузить для использования в классах. На одном уроке учащиеся могут ориентироваться в 3D-модели внутренней и внешней части МКС и сталкиваться со спонтанными проблемами, которые нужно решать в режиме реального времени.
JAXA стремится вдохновить детей «стремиться к мастерству». «и повысить их« осознание важности жизни и своей ответственности в обществе ». Посредством серии учебных руководств студенты развивают более глубокое понимание прошлого и ближайшего будущего космических полетов с экипажем, а также Земли и жизни. В экспериментах JAXA «Семена в космосе» изучаются мутационные эффекты космического полета на семена растений на борту МКС путем выращивания семян подсолнечника, которые летали на МКС в течение примерно девяти месяцев. На первом этапе использования Кибо с 2008 до середины 2010 года исследователи из более чем десятка японских университетов проводили эксперименты в различных областях.
Культурная деятельность - еще одна важная цель программы ISS. Тецуо Танака, директор Центра космической среды и использования JAXA, сказал: «В космосе есть что-то, что затрагивает даже людей, не интересующихся наукой».
Любительское радио на МКС (ARISS) - это волонтерская программа, которая побуждает студентов со всего мира делать карьеру в области науки, технологий, инженерии и математики с помощью любительского радио возможности связи с экипажем МКС. ARISS - международная рабочая группа, состоящая из делегаций из девяти стран, включая несколько европейских, а также Японии, России, Канады и США. В местах, где нельзя использовать радиооборудование, устройства громкой связи подключают студентов к наземным станциям, которые затем подключают вызовы к космической станции.
Запись разговорного голоса астронавта ЕКА Паоло Несполи на Тема МКС, снятая в ноябре 2017 года для ВикипедииПервая орбита, представляет собой полнометражный документальный фильм о Востоке 1, первом пилотируемом космическом полете вокруг Земли. Путем согласования орбиты МКС с орбитой Востока-1 как можно точнее с точки зрения наземного пути и времени суток режиссер-документалист Кристофер Райли и астронавт ЕКА Паоло Несполи смогли заснять вид, который Юрий Гагарин видел во время своего новаторского орбитального космического полета. Эти новые кадры были вырезаны вместе с оригинальными аудиозаписями миссии «Восток-1», взятыми из Российского государственного архива. Несполи считается оператором-постановщиком для этого документального фильма, поскольку он сам записал большую часть отснятого материала во время экспедиции /. Фильм транслировался во время мировой премьеры на YouTube в 2011 году по бесплатной лицензии на сайте firstorbit.org.
В мае 2013 года командир Крис Хэдфилд снял видеоклип на Дэвида. "Space Oddity " Боуи на борту станции, который был выпущен на YouTube. Это был первый музыкальный клип, снятый в космосе.
В ноябре 2017 года, участвуя в экспедиции на МКС, Паоло Несполи сделал две записи своего разговорного голоса (одну на английском языке, а другую - на своем. родной итальянский), для использования в статьях Википедии. Это был первый контент, созданный в космосе специально для Википедии.
С момента создания Международной космической станции Это многонациональный совместный проект, компоненты для сборки на орбите производились в разных странах по всему миру. Начиная с середины 1990-х, американские компоненты Destiny, Unity, Integrated Truss Structure и солнечные батареи были изготовлены на заводе Центр космических полетов им. Маршалла и Сборочный цех Мишуда. Эти модули были доставлены в Операционно-контрольный корпус и Производственный комплекс космической станции (SSPF) для окончательной сборки и обработки перед запуском.
Российские модули, включая Заря и Звезда, были изготовлены в Государственном космическом научно-производственном центре в Москве. Первоначально Звезда была изготовлена в 1985 году как компонент для Мир-2, но никогда не была запущена и вместо этого стала служебным модулем МКС.
Европейское космическое агентство Модуль Columbus был изготовлен на предприятиях EADS Astrium Space Transportation в Бремене, Германия, вместе со многими другими подрядчиками по всей Европе. Другие модули, созданные ESA - Harmony, Tranquility, Leonardo MPLM и Cupola - изначально производились на заводе Завод Thales Alenia Space в Турине, Италия. Конструкционные стальные корпуса модулей были доставлены самолетами в Космический центр Кеннеди SSPF для обработки запуска.
Японский экспериментальный модуль Kibō был изготовлен на различных производственных предприятиях в Японии, в NASDA (ныне JAXA ) Космический центр Цукуба и Институт космоса и астронавтики. Модуль Kibo был доставлен на корабле и самолетом доставлен в SSPF.
Мобильная система обслуживания, состоящая из Canadarm2 и Dextre приспособление для захвата, было изготовлено на различных заводах в Канаде (таких как Лаборатория Дэвида Флориды ) и США по контракту с Канадским космическим агентством. Мобильная базовая система, соединяющая каркас для Canadarm2, установленная на рельсах, была построена Northrop Grumman.
Сборкой Международной космической станции, крупным достижением в космической архитектуре, началась в ноябре 1998 года. Российские модули запускались и стыковались роботами, за исключением Рассвет. Все остальные модули были доставлены космическим кораблем "Шаттл", который требовал установки членами экипажа МКС и "Шаттла" с использованием Canadarm2 (SSRMS) и внекорабельной деятельности (EVA); по состоянию на 5 июня 2011 г. они добавили 159 компонентов за более чем 1000 часов выхода в открытый космос (см. Список выходов в открытый космос на МКС ). 127 из этих выходов в открытый космос началось со станции, а остальные 32 были запущены из шлюзов пристыкованных космических челноков. угол бета станции необходимо было всегда учитывать во время строительства.
Первый модуль МКС, Заря, был запущен 20 ноября 1998 г. автономная российская ракета "Протон". Он обеспечивал движение, управление ориентацией, связь, электроэнергию, но не имел функций долгосрочного жизнеобеспечения. Две недели спустя пассивный модуль НАСА Unity был запущен на борту космического челнока STS-88 и прикреплен к Зари астронавтами во время выхода в открытый космос. Этот модуль имеет два герметичных соединительных адаптера (PMA), один постоянно соединяется с Зари, другой позволяет космическому шаттлу пристыковаться к космической станции. В то время российская станция «Мир» еще была обитаемой, а МКС два года оставалась без экипажа. 12 июля 2000 года на орбиту была выведена Звезда. Запрограммированные команды на борту развернули солнечные батареи и антенну связи. Затем он стал пассивной целью для встречи с Зари и Юнити: он поддерживал стационарную орбиту, в то время как корабль Заря-Юнити выполнял сближение и стыковку с помощью наземного управления и российской автоматизированной системы сближения и стыковки. Вскоре после стыковки компьютер "Зари" передал управление станцией компьютеру "Звезды". «Звезда» добавила спальные помещения, туалет, кухню, скрубберы CO 2, осушитель, генераторы кислорода, тренажеры, а также передачу данных, голосовую и телевизионную связь с системой управления полетами. Это дало возможность постоянного проживания станции.
Первый постоянный экипаж прибыл в ноябре 2000 года на Союз ТМ-31. В конце первого дня на станции астронавт Билл Шеперд попросил использовать радиопозывной «Альфа», который он и космонавт Крикалев предпочли более громоздкой «Международной космической станции». Название «Альфа» ранее использовалось для станции в начале 1990-х, и его использование было разрешено для всей Экспедиции 1. Шеперд в течение некоторого времени выступал за использование нового названия для руководителей проектов. Ссылаясь на военно-морскую традицию на пресс-конференции перед запуском, он сказал: «На протяжении тысячелетий люди выходили в море на кораблях. Люди спроектировали и построили эти суда, спустили их на воду с хорошим чувством. что имя принесет экипажу удачу и успех в их путешествии ". Юрий Семенов, президент Российской космической корпорации" Энергия " в то время, не одобрил название" Альфа " поскольку он чувствовал, что «Мир» был первой модульной космической станцией, поэтому названия «Бета» или «Мир 2» для МКС были бы более подходящими.
Экспедиция 1 прибыла на полпути между полетами STS -92 и STS-97. Каждый из этих двух полетов космических шаттлов добавлял сегменты интегрированной ферменной конструкции станции, которая обеспечивала станцию связью в Ku-диапазоне для американского телевидения, дополнительной поддержкой ориентации, необходимой для дополнительной массы USOS, и существенным солнечные батареи в дополнение к четырем существующим солнечным батареям на станции.
В течение следующих двух лет станция продолжала расширяться. Ракета Союз-У доставила стыковочный отсек "Пирс". Космические шаттлы Discovery, Atlantis и Endeavour доставили лабораторию Destiny и шлюз Quest, в дополнение к главный манипулятор станции, Canadarm2, и еще несколько сегментов интегрированной ферменной конструкции.
График расширения был прерван катастрофой Space Shuttle Columbia в 2003 году и, как следствие, перерывом в полетах. Space Shuttle был остановлен до 2005 года с STS-114 на борту Discovery.
Сборка возобновилась в 2006 году с прибытием STS-115 с Atlantis, которая доставила второй комплект солнечных батарей станции. Еще несколько сегментов фермы и третий набор массивов были доставлены на STS-116, STS-117 и STS-118. В результате значительного расширения возможностей станции по выработке электроэнергии можно было разместить больше герметичных модулей, а также были добавлены узел Harmony и европейская лаборатория Columbus. Вскоре за ними последовали первые два компонента Кибо. В марте 2009 года STS-119 завершил строительство интегрированной ферменной конструкции с установкой четвертого и последнего комплекта солнечных батарей. Последняя секция Кибо была доставлена в июле 2009 года на STS-127, за ней последовал российский модуль Поиск. Третий узел, Tranquility, был доставлен в феврале 2010 года во время STS-130 космическим шаттлом Endeavour вместе с Cupola, за которым в мае 2010 года последовал предпоследний Русский модуль, Рассвет. "Рассвет" был доставлен космическим шаттлом "Атлантис" на STS-132 в обмен на поставку российскими "Протонами" финансируемого США модуля "Заря" в 1998 году. Последний герметичный модуль USOS, Леонардо, был доставлен на станцию в феврале 2011 года на последнем рейсе Discovery, STS-133. Альфа-магнитный спектрометр был доставлен компанией Endeavour на STS-134 в том же году.
По состоянию на июнь 2011 года станция состояла из 15 герметичных модулей и интегрированной фермы. Состав. Еще предстоит запустить пять модулей, в том числе Nauka с European Robotic Arm, модуль Prichal и два силовых модуля под названием NEM-1. и NEM-2. По состоянию на май 2020 года будущий российский основной исследовательский модуль "Наука" должен быть запущен весной 2021 года вместе с европейской роботизированной рукой, которая сможет перемещаться в разные части российских модулей станции.
Масса брутто станции меняется со временем. Общая стартовая масса модулей на орбите составляет около 417 289 кг (919 965 фунтов) (по состоянию на 3 сентября 2011 г.). Масса экспериментов, запасные части, личные вещи, экипаж, продукты питания, одежда, топливо, запасы воды, газа, стыкованные космические корабли и другие предметы увеличивают общую массу станции. Hydrogen gas is constantly vented overboard by the oxygen generators.
The ISS is a third generation modular space station. Modular stations can allow modules to be added to or removed from the existing structure, allowing greater flexibility.
Below is a diagram of major station components. The blue areas are pressurised sections accessible by the crew without using spacesuits. The station's unpressurised superstructure is indicated in red. Other unpressurised components are yellow. The Unity node joins directly to the Destiny laboratory. For clarity, they are shown apart.
Zarya (Russian : Заря́, lit. «Рассвет»), также известный как Functional Cargo Block или FGB (от русского : «Функционально- грузовой блок », лит. « Функционально-грузовой блок », или ФГБ), стал первым запущенным модулем МКС. FGB обеспечивал МКС электроэнергией, накоплением, движением и наведением на начальном этапе сборки. Благодаря запуску и сборке на орбите других модулей с более специализированными функциями, «Заря» в настоящее время в основном используется для хранения, как внутри герметичной секции, так и во внешних топливных баках. "Заря" является потомком космического корабля ТКС, спроектированного по российской программе Салют. Название «Заря», что означает «восход солнца», было дано ФГБ, потому что оно знаменовало начало новой эры международного сотрудничества в космосе. Хотя он был построен российской компанией, он принадлежит США..
Заря строилась с декабря 1994 по январь 1998 года в Государственном космическом научно-производственном центре (ХНЦ) им. Хруничева. Москва.
«Заря» была запущена 20 ноября 1998 года на российской ракете «Протон» с космодрома Байконур с места 81 в Казахстане на орбиту высотой 400 километров (250 миль) с расчетный срок службы не менее 15 лет. После выхода на орбиту STS-88 4 декабря 1998 г. был запущен модуль Unity.
Соединительный модуль Unity, также известный как Узел 1, является первым американским компонентом ISS. Он соединяет российский и американский сегменты станции, и здесь экипажи вместе обедают.
Модуль цилиндрической формы с шестью причальными местами (вперед, на корме, порт, правый борт, зенит и надир ), облегчающие соединение с другими модулями. Unity имеет диаметр 4,57 метра (15,0 футов), длину 5,47 метра (17,9 футов), изготовлен из стали и был построен для НАСА компанией Boeing на производственном предприятии в Центр космических полетов им. Маршалла в Хантсвилле, Алабама. Единство - первый из трех соединительных модулей; два других - Гармония и Спокойствие.
Единство были доставлены на орбиту в качестве основного груза на Спейс Шаттл Индевор на СТС. -88, первая миссия Space Shuttle, посвященная сборке станции. 6 декабря 1998 г. экипаж STS-88 соединил задний причальный порт "Юнити" с носовым люком уже находящегося на орбите модуля Заря. Это было первое соединение между двумя модулями станции.
Звезда (Русский : Звезда́, лит. «Звезда»), Салют ДОС-8, также известный как Сервисный модуль «Звезда», является модулем МКС. Это был третий модуль, запущенный на станцию, и он обеспечивает все системы жизнеобеспечения станции, некоторые из добавленных в USOS, а также жилые помещения для двух членов экипажа.. Это структурный и функциональный центр российского орбитального сегмента, который является российской частью МКС. Здесь собирается бригада для оказания помощи в аварийных ситуациях на станции.
Основной структурный каркас «Звезды», известный как «ДОС-8», был установлен в середине 1980-х годов как ядро «Мир». -2 космическая станция. Это означает, что "Звезда" по компоновке аналогична базовому модулю (ДОС-7) космической станции Мир. На самом деле он довольно долгое время на заводе именовался Мир-2. Таким образом, его дизайн восходит к первоначальным станциям Салют. Космический каркас был завершен в феврале 1985 года, а основное внутреннее оборудование было установлено к октябрю 1986 года.
Ракета, использованная для запуска на МКС, несла реклама ; он был украшен логотипом ресторанов Pizza Hut, за которые, как сообщается, они заплатили более 1 миллион долларов США. Деньги помогли поддержать Государственный космический научно-производственный центр им. Хруничева и российские рекламные агентства, организовавшие это мероприятие.
26 июля 2000 г. «Звезда» стала третьим компонентом МКС, когда она пришвартовалась к кормовой порт Зари. (US Модуль Unity уже был прикреплен к «Зари».) Позже, в июле, компьютеры на борту «Зари» передали функции управления МКС компьютерам на Звезде.
Модуль Destiny, также известный как Лаборатория США, является основным операционным комплексом для США исследовательских полезных нагрузок на международной космической станции (МКС). Он при былстыкован к модулю Unity и активирован в течение пяти дней в феврале 2001 года. Destiny - первая постоянно действующая орбитальная исследовательская станция НАСА с Skylab была освобождена в феврале 1974 года.
Компания Боинг начала строительства 14,5-тонной (32000 фунтов) исследовательской лаборатории в 1995 году на сборочном предприятии Мишуда, а Центр космических полетов им. Маршалла в Хантсвилле, Алабама. Судьба была отправлена в Космический центр Кеннеди в Флориде в 1998 году и передана НАСА для подготовки к запуску в августе 2000 года. Он был запущен 7 февраля 2001 года на борту Space Shuttle Atlantis на STS-98.
Объединенный воздушный шлюз Quest, ранее известный как Joint Airlock Module, является основным шлюз для МКС. Квест разработан для проведения выходов в открытом космосе с использованием как космических скафандров (EMU) , так и скафандров Орлан. Шлюз был запущен на STS-104 14 июля 2001 года. До присоединения Quest российские выходы в открытый космос с использованием скафандров «Орлан» могли осуществляться только из служебного модуля Звезда., и американские выходы в открытый космос с использованием электромобилей были возможны только тогда, когда был пристыкован космический челнок. Прибытие стыковочного отсека «Пирс» 16 сентября 2001 г. обеспечило еще один воздушный шлюз, из которого можно было осуществлять выходы в открытый космос.
Пирс (русский : Пирс, лит. «Пирс») и Поиск (русский: По́иск, лит. 'Search') - российские модули шлюзов, каждый из которых имеет два одинаковых люка. Открывающийся наружу люк на космической станции "Мир" вышел из строя после того, как он слишком быстро распахнулся после разблокировки из-за небольшого давления воздуха, оставшегося в воздушном шлюзе. Все люки EVA на МКС открываются внутрь и герметизированы. «Пирс» использовался для хранения, обслуживания и ремонта русских костюмов «Орлан», а также для непредвиденных обстоятельств, когда экипаж использовал более громоздкие американские костюмы. Крайние стыковочные порты на обоих шлюзах позволяют стыковать космические корабли «Союз» и «Прогресс», а также автоматическое топливо в хранилище ROS и обратно.
«Пирс» был запущен 14 сентября 2001 г. под номером 4R сборки МКС. Российская ракета Союз-У с использованием в качестве разгонного блока модифицированного корабля Прогресс, Прогресс М-СО1. «Поиск» был запущен 10 ноября 2009 года на доработанном космическом корабле Прогресс, получившем название Прогресс М-МИМ2, на ракете Союз-У со стартовой площадки . 1 на космодроме Байконур в Казахстане.
Гармония, также известная как Узел 2, является «вспомогательным центром» МКС. Он соединяет лабораторные модули в США, Европе и Японии, а также обеспечивает электроэнергию и электронные данные. Здесь размещены спальные каюты для четырех из шести членов экипажа.
Harmony был успешно запущен в космос на борту Space Shuttle полета STS-120 23 октября 2007 года. будучи прикрепленным к левому борту Unity, он был перемещен на постоянное место в передней части лаборатории Destiny 14 ноября 2007 года. Гармония добавила 2666 кубических футов (75,5 м) к жилому объему станции., увеличившись почти на 20 процентов, с 15 000 куб. футов (420 м) до 17 666 куб. футов (500,2 м). Ее успешная установка означала, что с точки зрения НАСА, станция была «U.S. Core Complete ».
Спокойствие, также известное как Узел 3, является модулем МКС. Он содержит системы экологического контроля, системы жизнеобеспечения, туалет, тренажеры и наблюдательный купол.
ESA, а Итальянское космическое агентство построило Tranquility. Автор Thales Alenia Space. Церемония 20 ноября 2009 года передала право собственности на модуль НАСА. 8 февраля 2010 года НАСА запустило модуль в миссии Space Shuttle STS-130.
Колумб - научная лаборатория, которая является частью МКС и является крупнейшим вкладом в МКС, сделанного Европейским космическим агентством (ЕКА).
Лаборатория Колумбуса была доставлена в Космический центр Кеннеди (KSC) в Флориде на Airbus Beluga. Он был запущен на борту корабля Space Shuttle Atlantis 7 февраля 2008 года рейсом STS-122. Он рассчитан на десять лет эксплуатации. Модуль контролируется Центром управления Колумбуса, расположенным в Немецком центре космических операций, частью Немецкого аэрокосмического центра в Оберпфаффенхофене около Мюнхена, Германия.
Европейское космическое агентство потратило 1,4 миллиарда евро (около 2 миллиарда долларов США) на строительство Колумба, включая эксперименты, которые будут осуществляться на орбите в Колумбусе, и наземный контроль. инфраструктура, необходимая для проведения экспериментов.
Японский экспериментальный модуль (JEM) по прозвищу Кибо (き ぼ う, букв. «Надежда») '), это японский научный модуль для МКС, например JAXA. Это самый большой отдельный модуль ISS, присоединенный к модулю Harmony. Первые две части Кибо были запущены в рамках миссий Space Shuttle STS-123 и STS-124. Третий и последний компонент были запущены на STS-127.
Купол - это модуль обсерватории МКС, построенный ESA. Его название происходит от итальянского слова «купол», что означает «купол». Его семь окон используются для проведения экспериментов, стыковок и наблюдений за Землей. Он был запущен на борту космического челнока STS-130 8 февраля 2010 года и прикреплен к модулю Tranquility (Node 3). С присоединенным куполом сборка МКС завершена на 85 процентов. Центральное окно купола имеет диаметр 80 см (31 дюйм).
Рассвет (рус. : Рассве́т, лит. 'Рассвет'), также известный как Мини-Исследовательский модуль 1 (MRM-1) (русский: Малый исследовательский модуль, МИМ 1), ранее известный как стыковочный грузовой модуль (DCM), является компонентом МКС. Конструкция модуля аналогична стыковочному модулю "Мир", запущенному на STS-74 в 1995 году. Рассвет в основном используется для хранения грузов и как стыковочный порт для заходящих космических кораблей. Он был доставлен к МКС на борту корабля Space Shuttle Atlantis в рамках миссии STS-132 14 мая 2010 г. и был связан с МКС 18 мая. Люк, соединяющий «Рассвет» с МКС, был впервые открыт 20 мая. 28 июня 2010 г. космический корабль Союз ТМА-19 произвел первую стыковку с модулем.
Постоянный многоцелевой модуль Леонардо (ПММ) является модулем МКС. Он был отправлен в космос на борту космического корабля Space Shuttle на STS-133 24 февраля 2011 года и установлен 1 марта. Леонардо в основном используется для хранения запчастей, материалов и отходов на МКС, которые до этого хранились во многих разных местах космической станции. Леонардо PMM был многоцелевым логистическим модулем (MPLM) до 2011 года, но был изменен в его текущей конфигурации. Ранее он был одним из трех MPLM, которые использовались для доставки грузов на МКС и с МКС с помощью космического корабля Space Shuttle. Модуль был назван в честь итальянского эрудита Леонардо да Винчи.
Расширяемый модуль деятельности Бигелоу (BEAM) является экспериментальным расширяемым пространством. Модуль станции, указывает Bigelow Aerospace по контракту с НАСА, для испытаний в качестве временного модуля на МКС с 2016 по 2020 год. Он прибыл на МКС 10 апреля 2016 года, был причалил к станции 16 апреля, и был расширен и герметизирован 28 мая 2016 года.
Международный стыковочный адаптер (IDA) - это адаптер стыковочной системы космического корабля разработан для преобразования APAS-95 в Система стыковки НАСА (NDS) / Международный стандарт стыковочной системы (IDSS). IDA размещается на каждом из двух открытых соединительных адаптеров под давлением (PMA) МКС, оба из подключенных к модулю Harmony.
IDA-1 была потеряна во время сбоя запуска SpaceX CRS- 7 28 июня 2015 г.
IDA-2 был запущен на SpaceX CRS-9 18 июля 2016 г. Он был прикреплен и подключен к PMA- 2 во время выхода в открытый космос 19 августа 2016 года. Первая стыковка была достигнута с прибытием Crew Dragon Demo-1 3 марта 2019 года.
IDA-3 был запущен на космическом корабле SpaceX CRS-18 миссия в июле 2019 года. ИДА-3 строится в основном от запасных частей до скоростного строительства. Он был прикреплен и подключен к PMA-3 во время выхода в открытый космос 21 августа 2019 года.
МКС имеет большое количество внешних компонентов, не требующие повышения давления. Самым большим из них является Интегрированная ферменная конструкция (ITS), на которой установлены основные солнечные батареи и тепловые радиаторы станции. ИТС состоит из отдельных сегментов, образующих конструкцию длиной 108,5 метров (356 футов).
Предполагается, что станция будет иметь несколько меньших внешних компонентов, таких как шесть роботизированных манипуляторов, три Внешние платформы для хранения (ESP) и четыре ExPRESS Logistics Carrier (ELC). Хотя эти платформы развертывания и проводить эксперименты (включая MISSE, STP-H3 и Robotic Refueling Mission ) в космическом вакууме, использовании электричества и локально обрабатывая экспериментальные данные, их основная функция - хранить запасные заменяемые орбитальные блоки (ORU). ORU - это детали, которые можно заменить в случае выхода из строя или истечения срока службы, включая насосы, резервуары для хранения, антенны и аккумуляторные блоки. Такие юниты заменяются либо космонавтами во время выхода в открытый космос, либо роботизированными руками. Несколько миссий шаттла были посвящены доставке ORU, в том числе STS-129, STS-133 и STS-134. По состоянию на январь 2011 года использовался только один другой способ транспортировки ORU - японское грузовое судно HTV-2, которое доставляло FHRC и CTC-2 через свой открытый поддон (EP).
Строительство интегрированной ферменной конструкции Новой Зеландией.Есть также меньшие помещения для экспонирования, установленные непосредственно на лабораторные модули; Кибо Открытый объект служит внешним объектом «крыльцом » для комплекса Кибо, объект в европейской лаборатории, Колумбуса обеспечивает питание и передачу данных для таких экспериментов, как Европейский Центр экспонирования технологий и Ансамбль атомных часов в космосе. прибор дистанционного зондирования, SAGE III-ISS, был доставлен на станцию в феврале 2017 года на борту CRS-10 и NICER Эксперимент был доставлен на борт CRS-11 в июне 2017 года. Самая большая научная полезная нагрузка, установленная снаружи на МКС, - это альфа-магнитный спектрометр (AMS), эксперимент по физике элементарных частиц, запущенный СТС-134 в мае 2011 г. и установлен снаружи на ИТС. AMS измеряет космические лучи для поиска доказательств темной материи и антиматерии.
. Коммерческая Bartolomeo Внешняя хостинговая платформа для полезной нагрузки, произведенная Airbus, был запущен 6 марта 2020 года на борту CRS-20 и прикреплен к европейскому модулю Columbus. Он предоставит дополнительные 12 слотов для внешней полезной нагрузки, в дополнение к восьми на ExPRESS Logistics Carrier, десяти на Кибо и четырем на Колумбусе. Система для обслуживания роботов и не требует вмешательства космонавта. Он назван в честь младшего брата Христофора Колумба.
A было добавлено приспособление для захвата к Зари на STS-134, чтобы позволить Canadarm2 проникнуть на российский орбитальный сегмент. Также во время STS-134 была установлена 15-метровая (50 футов) система датчиков стрелы орбитального корабля (OBSS), которая использовалась для проверки плит теплозащитного экрана в миссиях космического шаттла и которая может использоваться на станции для увеличить охват MSS. Персонал на Земле или на МКС может управлять компонентами MSS с помощью дистанционного управления, выполняя работу вне станции без необходимости выходить в открытый космос.
Японская система удаленного манипулятора , которая обслуживает открытый объект в Кибо, была запущена на STS-124 и прикреплена к герметичному модулю Кибо. Рукоять похожа на руку космического челнока, поскольку она постоянно прикреплена на одном конце и имеет фиксирующий концевой эффектор для стандартных захватных приспособлений на другом.
Европейский роботизированный манипулятор , который будет обслуживать российский орбитальный сегмент, будет запущен вместе с Многоцелевой лабораторный модуль в 2020 году. ROS не требует манипулирования космическим кораблем или модулями, поскольку все космические корабли и модули стыковываются автоматически и могут быть выброшены таким же образом. Экипаж использует два грузовых крана Стрела (русский : Стрела́, lit. 'Arrow') во время выхода в открытый космос для перемещения экипажа и оборудования. РОС. Каждый кран Стрела имеет массу 45 кг (99 фунтов).
Наука (рус. : Нау́ка, лит. 'Наука '), также известный как Многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ), (Русский : Многофункциональный лабораторный модуль, или МЛМ), является компонентом МКС, который еще предстоит запустить в космос. МЛМ финансируется Государственной корпорацией Роскосмос. В первоначальных планах МКС «Наука» должна была использовать местоположение модуля стыковки и укладки (DSM), но позже DSM был заменен модулем Рассвет и перемещен в Надир порт Зари. Планировщики теперь ожидают, что «Наука» пристыкуется к порту надира Звезда, заменив модуль Пирс.
Запуск «Наука», первоначально запланированный на 2007 год, неоднократно проводился. задерживается по разным причинам. По состоянию на май 2020 года запуск на МКС назначен не ранее весны 2021 года. После этой даты истекает срок гарантии на некоторые системы «Наука».
Причал, также известный как Модуль Узловой или УМ (русский : Узловой Модуль Причал, lit. «Узловой модуль причала»), представляет собой шарообразный модуль массой 4 тонны (8 800 фунтов), который позволит стыковать два научных и силовых модуля на заключительном этапе станции, а также предоставить российскому сегменту дополнительные стыковочные узлы для приема космических кораблей "Союз МС" и "Прогресс МС". УМ должен быть спущен на воду в третьем квартале 2021 года. Он будет интегрирован со специальной версией грузового корабля "Прогресс" и будет запускаться стандартной ракетой "Союз" с стыковкой с надирным портом модуля "Наука". Один порт оснащен активным гибридным стыковочным портом, который обеспечивает стыковку с модулем MLM. Остальные пять портов представляют собой пассивные гибриды, позволяющие стыковать корабли "Союз" и "Прогресс", а также более тяжелые модули и будущие космические корабли с модифицированными системами стыковки. Узловой модуль был предназначен для использования в качестве единственного постоянного элемента отмененных OPSEK.
Science Power Module 1 (SPM-1, также известного как NEM-1) и Science Power Module 2 (SPM-2, также известный как NEM-2) - это модули, которые планируется прибыть на МКС не ранее 2024 года. Они будут стыковаться с модулем Причал, который планируется присоединить к модулю Наука.. Если «Наука» будет отменена, то Причал, СПМ-1 и СПМ-2 будут состыкованы в зенитном порту модуля «Звезда». SPM-1 и SPM-2 также потребуются компоненты для космической станции OPSEK.
NanoRacks Bishop Airlock Module является коммерчески финансируемым модуль шлюза, предназначенный для запуска к МКС на SpaceX CRS-21 в августе 2020 года. Модуль строится на NanoRacks, Thales Alenia Space и Боинг. Он будет использоваться для развертывания CubeSats, малых спутников и других внешних полезных нагрузок для NASA, CASIS и других коммерческих и государственных заказчиков..
В январе 2020 года НАСА заключило Axiom Space контракт на создание коммерческого модуля для МКС с датой запуска 2024 года. программа NextSTEP2. НАСА заключило с Axiom договор о твердом контракте с фиксированной ценой на создание и поставку модуля, который будет прикреплен к переднему порту модуля Harmony (Узел 2) космической станции. Хотя НАСА заказало только один модуль, Axiom планирует построить целый сегмент, состоящий из пяти модулей, в том числе узлового модуля, орбитального исследовательского и производственного объекта, места обитания экипажа и «обсерватории Земли с большими окнами». Ожидается, что сегмент Axiom значительно увеличит возможности и ценность космической станции, позволяя использовать более крупные экипажи и частные космические полеты других организаций. Axiom планирует преобразовать этот сегмент в автономную космическую станцию после вывода из эксплуатации МКС с намерением, чтобы он стал преемником МКС.
Несколько модулей, запланированных для станции, были отменены в ходе программы МКС. Причины включают в себя бюджетные ограничения, ненужность модулей и реконструкцию станции после катастрофы в Колумбии 2003 года. В американском модуле размещения центрифуг можно было бы проводить научные эксперименты с различными уровнями искусственной гравитации. Жилой модуль США служил бы жилым помещением станции. Вместо этого жилые помещения теперь разбросаны по всей станции. US Временный модуль управления и Движительный модуль МКС заменили бы функции «Звезды» в случае неудачного запуска. Два Российских исследовательских модуля были запланированы для научных исследований. Они стыковались бы с российским универсальным стыковочным модулем . Российская научная энергетическая платформа могла бы снабжать энергией российский орбитальный сегмент независимо от солнечных батарей ITS.
Критически важными системами являются система контроля атмосферы, система водоснабжения, объекты питания, санитарно-гигиеническое оборудование и средства обнаружения пожара. и оборудование подавления. Системы жизнеобеспечения российского орбитального сегмента входят в состав служебного модуля «Звезда». Некоторые из этих систем дополняются оборудованием в USOS. В лаборатории «Наука» имеется полный комплект систем жизнеобеспечения.
Атмосфера на борту МКС подобна атмосфере Земли. Нормальное давление воздуха на МКС составляет 101,3 кПа (14,69 фунтов на квадратный дюйм); такой же, как на уровне моря на Земле. Атмосфера земного типа дает преимущества для комфорта экипажа и намного безопаснее, чем атмосфера с чистым кислородом, из-за повышенного риска пожара, такого как пожар, ответственный за гибель экипажа Аполлона 1. Атмосферные условия земные поддерживались на всех российских и советских космических кораблях.
Система Электрон на борту «Звезды» и аналогичная система в Destiny генерируют кислород на борту станции. У экипажа есть запасной вариант в виде баллонов с кислородом и канистр для производства кислорода на твердом топливе (SFOG), химического генератора кислорода. Удаление углекислого газа из воздуха осуществляется системой Воздух на «Звезде». Другие побочные продукты метаболизма человека, такие как метан из кишечника и аммиак из пота, удаляются с помощью фильтров с активированным углем.
Частью системы контроля атмосферы ROS является подача кислорода. Тройное резервирование обеспечивается блоком Elektron, генераторами твердого топлива и запасенным кислородом. Основным источником кислорода является установка Elektron, которая производит O. 2 и H. 2 путем электролиза воды и выводит H2 за борт. Система мощностью 1 кВт (1,3 л.с.) потребляет примерно один литр воды на члена экипажа в день. Эта вода либо доставляется с Земли, либо перерабатывается из других систем. "Мир" стал первым космическим кораблем, в котором для производства кислорода использовалась оборотная вода. Вторичная подача кислорода обеспечивается сжиганием картриджей. 2 Vika, производящих O. 2 (см. Также ISS ECLSS ). Каждой «свече» требуется 5–20 минут для разложения при 450–500 ° C (842–932 ° F) с образованием 600 литров (130 имп галлонов; 160 галлонов США) O. 2. Этот блок управляется вручную.
Орбитальный сегмент США имеет резервные запасы кислорода из резервуара для хранения под давлением на модуле шлюза Quest, поставленного в 2001 году, дополненного десятью годами позже созданной ESA Advanced Closed-Loop System ( ACLS) в модуле Tranquility (Узел 3), который производит O. 2 путем электролиза. Произведенный водород объединяется с двуокисью углерода из атмосферы кабины и превращается в воду и метан.
Двусторонние солнечные батареи обеспечивают электроснабжение на МКС. Эти двусторонние клетки собирают прямой солнечный свет с одной стороны и свет , отражаемый от Земли, с другой, и более эффективны и работают при более низкой температуре, чем односторонние клетки, обычно используемые на Земле.
Российский сегмент станции, как и большинство космических кораблей, использует 28 V низкого напряжения DC от четырех вращающихся солнечных батарей, установленных на Зарях и Звезде. USOS использует 130–180 В постоянного тока от фотоэлектрической матрицы USOS, питание стабилизируется и распределяется на уровне 160 В постоянного тока и преобразуется в требуемые пользователем 124 В постоянного тока. более высокое напряжение распределения позволяет использовать меньшие и более легкие проводники за счет безопасности экипажа. Два сегмента станций разделяют мощность с преобразователями.
Солнечные батареи USOS расположены в виде четырех пар крыльев, что дает общую мощность от 75 до 90 киловатт. Эти массивы обычно отслеживают солнце, чтобы максимизировать выработку энергии. Каждый массив имеет площадь около 375 м (4036 квадратных футов) и длину 58 м (190 футов). В полной конфигурации солнечные батареи отслеживают Солнце, поворачивая альфа стабилизатор один раз на орбиту; бета-стабилизатор следует за более медленными изменениями угла наклона Солнца к плоскости орбиты. В режиме Night Glider солнечные батареи выравниваются параллельно земле в ночное время, чтобы уменьшить значительное аэродинамическое сопротивление на относительно низкой орбитальной высоте станции.
В станции первоначально использовались аккумуляторные никель– водородные батареи (NiH. 2) для непрерывного питания в течение 35 минут каждой 90-минутной орбиты, на которую она затмевается Землей. Аккумуляторы заряжаются на дневной стороне орбиты. Они имели срок службы 6,5 лет (более 37 000 циклов заряда / разряда) и регулярно заменялись в течение предполагаемого 20-летнего срока службы станции. Начиная с 2016 года никель-водородные батареи были заменены на литий-ионные батареи, которых, как ожидается, хватит до конца программы МКС.
Большие солнечные панели станции генерируют высокий уровень заряда. разность потенциалов между станцией и ионосферой. Это может вызвать искрение через изолирующие поверхности и распыление проводящих поверхностей, поскольку ионы ускоряются плазменной оболочкой космического корабля. Чтобы смягчить это, блоки плазменных контакторов (PCU) создают пути тока между станцией и окружающим плазменным полем.
Схема внешней активной системы терморегулирования (EATCS) МКССистемы станции и эксперименты потребляют большое количество электроэнергии. мощность, которая почти полностью преобразуется в тепло. Чтобы поддерживать внутреннюю температуру в допустимых пределах, пассивная система терморегулирования (PTCS) сделана из материалов внешней поверхности, изоляции, такой как MLI, и тепловых труб. Если PTCS не может справиться с тепловой нагрузкой, внешняя активная система терморегулирования (EATCS) поддерживает температуру. EATCS состоит из внутреннего нетоксичного водяного контура охлаждающей жидкости, используемого для охлаждения и осушения атмосферы, который передает собранное тепло во внешний контур жидкости аммиака. Из теплообменников аммиак закачивается во внешние радиаторы, которые излучают тепло в виде инфракрасного излучения, а затем обратно на станцию. EATCS обеспечивает охлаждение всех работающих под давлением модулей в США, включая Kib и Columbus, а также основную электронику распределения питания ферм S0, S1 и P1. Он может отклонить до 70 кВт. Это намного больше, чем 14 кВт ранней внешней активной системы терморегулирования (EEATCS) через систему раннего обслуживания аммиака (EAS), которая была запущена на STS-105 и установлена на ферме P6.
Радиосвязь обеспечивать телеметрию и каналы передачи научных данных между станцией и центрами управления полетами. Радиосвязь также используется во время процедур сближения и стыковки, а также для аудио- и видеосвязи между членами экипажа, диспетчерами полета и членами семьи. В результате на МКС установлены внутренние и внешние системы связи, используемые для различных целей.
Российский орбитальный сегмент напрямую связан с землей через антенну Лира монтируется на Звезду. Антенна «Лира» также может использовать спутниковую систему ретрансляции данных Луч. This system fell into disrepair during the 1990s, and so was not used during the early years of the ISS, although two new Luch satellites—Luch-5A and Luch-5B—were launched in 2011 and 2012 respectively to restore the operational capability of the system. Another Russian communications system is the Voskhod-M, which enables int Телефонная связь между Звездой, Зарой, Пирсом, Поиском и USOS, а также передача УКВ радиосвязи с наземными центрами управления через антенны на внешней стороне Звезды.
Орбитальный сегмент США (USOS) использует два отдельных радиоканала, установленных в структуре фермы Z1 : системы S-диапазона (аудио) и Kuдиапазона (аудио, видео и данных). Эти передачи направляются через спутниковую систему слежения и ретрансляции данных США (TDRSS) на геостационарной орбите, что обеспечивает почти непрерывную связь в реальном времени с Кристофером К. Крафт-младшим. Центр управления полетами (MCC-H) в Хьюстоне. Каналы данных для модулей Canadarm2, European Columbus lab и японских модулей Kibō изначально также маршрутизировались через системы диапазона S и диапазона K u с European Data Relay System и аналогичной японской системой. призваны в конечном итоге дополнить TDRSS в этой роли. Связь между модулями осуществляется по внутренней беспроводной сети.
Набор портативных компьютеров в лаборатории США Портативные компьютеры окружают консоль Canadarm2УВЧ-радио используется астронавтами и космонавтами, проводящими EVA и другие космические корабли, которые состыковываются со станцией или отстыковываются от нее. Автоматизированные космические аппараты оснащены собственной аппаратурой связи; квадроцикл использует лазер, прикрепленный к космическому кораблю, и оборудование связи Proximity, прикрепленное к «Звезде», для точной стыковки со станцией.
МКС оснащена примерно 100 IBM / Lenovo ThinkPad и портативные компьютеры HP ZBook 15. Ноутбуки работают под управлением Windows 95, Windows 2000, Windows XP, Windows 7, Windows 10 и Операционные системы Linux. Каждый компьютер - это коммерческая готовая покупка, которая затем модифицируется для обеспечения безопасности и работы, включая обновления разъемов, охлаждения и питания, чтобы приспособить систему питания станции 28 В постоянного тока и невесомую среду. Тепло, выделяемое ноутбуками, не увеличивается, а накапливается вокруг ноутбука, поэтому требуется дополнительная принудительная вентиляция. Ноутбуки на борту МКС подключены к беспроводной локальной сети станции через Wi-Fi и Ethernet, который подключается к земле через диапазон K и. Первоначально это обеспечивало скорость 10 Мбит / с загрузки и 3 Мбит / с загрузки со станции, но в конце августа 2019 года НАСА модернизировало систему и увеличило скорость до 600 Мбит / с. Жесткие диски портативных компьютеров иногда выходят из строя, и их необходимо заменить. Другие сбои компьютерного оборудования включают случаи 2001, 2007 и 2017 годов; некоторые из этих сбоев потребовали, чтобы EVA заменили компьютерные модули во внешних устройствах.
Операционная система, используемая для функций ключевой станции, - это Debian дистрибутив Linux. Переход с Microsoft Windows был произведен в мае 2013 года по причинам надежности, стабильности и гибкости.
В 2017 году облачный компьютер SG100 был запущен на МКС в рамках миссии OA-7. Он был изготовлен NCSIST из Тайвань и разработан в сотрудничестве с Academia Sinica и Национальным центральным университетом по контракту с NASA..
Каждому постоянному экипажу дается номер экспедиции. Экспедиции длится до шести месяцев, от запуска до расстыковки, «приращение» охватывает тот же период времени, но включает грузовые суда и все виды деятельности. С 1 по 6 экспедиции состояли из трех человек. Экспедиции с 7 по 12 были сокращены до безопасного минимума из двух после уничтожения шаттла НАСА «Колумбия». Начиная с 13-й экспедиции, к 2010 году экипаж постепенно увеличился до шести человек. В связи с запланированным прибытием экипажа американских коммерческих средств в начале 2020-х размер экспедиции может быть увеличен до семи членов экипажа, на которые рассчитана МКС.
Геннадий Падалка, член Экспедиций, /, /, и /, и командующий, провел в космосе больше времени, чем кто-либо другой, в общей сложности 878 дней, 11 часов и 29 минут. Пегги Уитсон провела в общей сложности 665 дней, 22 часа и 22 минуты во время экспедиций и //.
Путешественники, которые платят за свой полет в космос, называются Роскосмосом и НАСА участниками космических полетов, а иногда их называют «космическими туристами » - термин, который им обычно не нравится. Все семь человек были доставлены на МКС на российском космическом корабле «Союз». Когда профессиональный экипажи меняются численностью, не отправляется краткосрочный член экипажа, запасное место продается MirCorp через Space Adventures. Когда космический шаттл вышел из эксплуатации в 2011 году, численность экипажа станции сократилась до шести человек, космический туризм был остановлен, поскольку для доступа к станции партнеры использовали российские транспортные места. После 2013 года расписание полетов "Союза" увеличивается и теперь "Союз" может вылететь пять раз (15 мест), при этом требуется только две экспедиции (12 мест). Остальные места продаются примерно за 40 миллионов долларов представителям общественности, которые могут сдать медицинский осмотр. ЕКА и НАСА раскритиковали частные космические полеты в начале МКС, и НАСА сначала сопротивлялось обучению Деннис Тито, первый человек, который заплатил за свой пролет на МКС.
Ануше Ансари стал первым иранцем в космосе и первая самофинансируемая женщина, полетевшая на станцию. Официальные лица сообщили, что ее образование и опыт делают ее больше, чем просто туристкой, а ее результаты обучения были «превосходными». Сама Ансари отвергает представление о том, что она туристка. Во время своего 10-дневного пребывания она провела российские и европейские исследования в области медицины и микробиологии. Документальный фильм Космические туристы рассказывает о ее путешествии на станцию, где она исполнила «вековую мечту человека: покинуть нашу планету« нормальным человеком »и отправиться в космос».
В 2008 году участник космического полета Ричард Гэрриот поместил тайник на борт МКС во время своего полета. В настоящее время это единственный существующий тайник вне Земли. В то же время на борт МКС был помещен Ввод бессмертия, электронная запись восьми оцифрованных последовательностей ДНК человека.
Большое количество космических кораблей с экипажем и без экипажа поддерживали деятельность станции. Тридцать семь Спейс Шаттл МКС были совершены до вывода на пенсию. Семьдесят пять кораблей снабжения "Прогресс" (включая модифицированные транспортеры модулей М-МИМ2 и М-СО1 ), пятьдесят девять кораблей с экипажем "Союз", пять ATV, девять Японец HTV, двадцать Дракон и тринадцать Лебедь прилетели на МКС.
В настоящее время имеется 8 стыковочных портов: 4 на стороне США и 4 на стороне России.. - 4 порта США для стыковки: впереди Гармония, Зенит Гармонии, Надир Единства и Спокойствие на корме.. - (Кормовая часть Спокойствия в настоящее время занята Расширяемым Активным Модулем Бигелоу.). - 4 активных стыковочных порта: Пирс-Надир, Надир Звезда, Рассвет-Надир и Кормовый Рассвет.
Космический корабль и миссия | Местоположение | Прибытие (UTC ) | Вылет (запланировано) | ||
---|---|---|---|---|---|
Progress MS № 448 | Progress МС-14 | Звезда на корме | 25 апреля 2020 года | 1 декабря 2020 года | |
Прогресс МС № 444 | Прогресс МС-15 | Пирс надир | 23 июля 2020 года | декабрь 2020 года | |
СС Калпана Чавла | НГ-14 | Единство надир | 5 октября 2020 года | 6 декабря 2020 года | |
Союз МС Фавор | Союз МС-17 | Рассвет надир | 14 октября 2020 года | 17 апреля 2021 года |
Все российские космические корабли и самоходные модули могут сближаться и стыковаться с космической станцией без вмешательства человека с помощью Курса система стыковки радара с расстояния более 200 километров. Европейский квадроцикл использует звездные датчики и GPS для определения курса перехвата. Когда он догоняет, он использует лазерное оборудование для оптического распознавания «Звезды», а также систему «Курс» для резервирования. Экипаж контролирует эти корабли, но не вмешивается, кроме как посылать прерывания в экстренных случаях. Корабли снабжения "Прогресс" и вездеходы могут оставаться на МКС в течение шести месяцев, что дает большую гибкость в распределении времени экипажа при погрузке и разгрузке припасов и мусора.
Исходя из начальных программных станций, русские использовали методологию автоматизированной стыковки, в которой экипажался для управления или наблюдения. Хотя первоначальные затраты на систему были высокими, стала очень надежной стандартизацией, обеспечивает значительную экономию при повторяющихся операциях.
Космические корабли «Союз», используемые для смены экипажа, также транспортные средства в качестве спасательных шлюпок для аварийной эвакуации; они заменяются каждые шесть месяцев и использовались после катастрофы в Колумбии для возвращения застрявшего экипажа с МКС. Экспедиции требуют в среднем 2 722 кг припасов, и по состоянию на 9 марта 2011 г. экипажи съели в общей сложности около 22 000 обедов. Рейсы смены экипажа "Союз" и рейсы снабжения "Прогресс" посещают станцию в среднем два и три раза в год соответственно.
Остальные корабли причаливают вместо стыковки. Японский транспортный корабль H-II паркуется на все более близких орбитах к станции, а затем ожидает команд «приближения» от экипажа, пока не достаточно близко, чтобы роботизированная рука могла схватить и закрепить транспортное средство. USOS. Корабль на стоянке может перевозить стеллажи с полезной нагрузкой международного стандарта. Японские космические корабли причаливают на 1-2 месяца. С причалом Cygnus и SpaceX Dragon был заключен контракт на доставку грузов на станцию в рамках фазы 1 программы Коммерческие службы снабжения.
От С 26 февраля 2011 г. по 7 марта 2011 г. четыре правительственных партнера (США, ЕКА, Япония и Россия) поставили свои космические корабли (Шаттл НАСА, ATV, HTV, Прогресс и Союз) на МКС, единственное, что произошло на сегодняшний день.. 25 мая 2012 года SpaceX доставила первый коммерческий груз с космическим кораблем Dragon.
Перед стыковкой корабля с МКС, навигацией и контролем ориентации (GNC ) передается наземному контролю страны происхождения судна. GNC настроен на то, чтобы станция могла дрейфовать в космос, а не запускать двигатели или поворачиваться с помощью гироскопов. Солнечные панели повернуты ребром к приближающимся кораблям, поэтому остатки от двигателей не повреждают элементы. Для вывода на пенсию запускам шаттла часто отдавали приоритет перед кораблем «Союз», иногда приоритетом отдавался прибывшим кораблем с экипажем и срочными грузами, такими как материалы для биологических экспериментов.
Орбитальные сменные блоки (ORU) являются запасными частями, которые можно легко заменить, когда устройство либо исчерпывает свой расчетный ресурс, либо выходит из строя. Примеры ORU: насосы, резервуары для хранения, блоки контроллеров, антенны и аккумуляторные блоки. Некоторые агрегаты можно заменить с помощью роботизированного оружия. Большинство из них хранится за пределами станции, либо на небольших поддонах, называемых ExPRESS Logistics Carriers (ELC), либо на общих платформах, называемых Внешние платформы для хранения, на также предоставляемые научные эксперименты.. Оба типа поддонов обеспечивают электричеством многие детали, которые могут быть повреждены из-за холода и требуют обогрева. Более крупные логистические перевозчики также имеют подключения к локальной сети (LAN) для телеметрии для подключения экспериментов. Сильный акцент на снабжении USOS ORU произошел примерно в 2011 году, до завершения программы шаттлов НАСА, поскольку его коммерческие замены, Cygnus и Dragon, несут от одной десятой до одной четверти полезная нагрузка.
Неожиданные проблемы и сбои повлияли на график сборки станции и график работы, привело к периодам снижения возможностей и в некоторых случаях, могло привести к отказу от станции по соображениям безопасности. Серьезные проблемы включают утечку воздуха из USOS в 2004 году, выброс паров кислородного генератора Elektron в 2006 году и отказ компьютеров в ROS в 2007 году во время STS-117 оставившая станцию без подруливающего устройства, «Электрон», «Воздух» и других операций системы экологического контроля. В последнем случае основной причиной было обнаружено образование конденсата внутри электрических разъемов, ведущее к короткому замыканию.
Во время STS-120 в 2007 году и после перемещения P6 и солнечной батареи Массивы, когда солнечная батарея была задействована, порвалась и не развернулась должным образом. Выход в открытый космос выполнял Скотт Паразински, которому помогал Дуглас Уилок. Были приняты дополнительные меры предосторожности, чтобы снизить риск поражения электрическим током, так как при ремонте солнечная батарея подвергалась воздействию солнечного света. За проблемами с антенной решеткой в том же году последовали проблемы с вращающимся шарниром Solar Alpha Rotary Joint (SARJ) правого борта, который вращает решетки по правому борту станции. Были отмечены чрезмерная вибрация и сильноточные выбросы в приводном двигателе массива, в результате чего было принято решение существенно ограничить движение SARJ правого борта до тех пор, пока не будет выяснена причина. Проверки во время выхода в открытый космос на STS-120 и STS-123 показали обширное загрязнение металлической стружкой и мусором в большом приводе и подтвердили повреждение больших металлических опорных поверхностей, поэтому соединение было заблокировано для предотвращения дальнейшего повреждения. Ремонт шарниров проводился во время STS-126 со смазкой и заменой 11 из 12 подшипников качения на шарнире.
В сентябре 2008 г. впервые произошло повреждение радиатора S1. замечено на снимке "Союз ". Первоначально проблема не считалась серьезной. Снимки показали, что поверхность одной субпанели отслоилась от основной центральной структуры, возможно, из-за удара микрометеороида или обломков. 15 мая 2009 г. аммиачная трубка поврежденной радиаторной панели была механически отключена от остальной системы охлаждения путем закрытия клапана с компьютерным управлением. Затем тот же клапан использовался для выпуска аммиака из поврежденной панели, что исключило возможность утечки аммиака. Также известно, что крышка подруливающего устройства служебного модуля ударилась о радиатор S1 после того, как ее выбросили во время выхода в открытый космос в 2008 году, но ее влияние, если таковое имеется, не определено.
Рано утром 1 августа 2010 г. отказ в контуре охлаждения A (правый борт), одном из двух внешних контуров охлаждения, оставил станцию только половину ее нормальной холодопроизводительности и нулевое резервирование в некоторых системах.. Проблема оказалась в модуле аммиачного насоса, в котором циркулирует аммиачная охлаждающая жидкость. Несколько подсистем, в том числе две из четырех CMG, были остановлены.
Запланированные операции на МКС были прерваны серией выходов в открытый космос для решения проблемы с системой охлаждения. Первый выход в открытый космос 7 августа 2010 года для замены отказавшего модуля насоса не был полностью завершен из-за утечки аммиака в одном из четырех быстроразъемных соединений. Второй выход в открытый космос 11 августа успешно удалил неисправный насосный модуль. Для восстановления нормальной работы контура A потребовался третий EVA.
Система охлаждения USOS в основном построена американской компанией Boeing, которая также является производителем вышедшего из строя насоса.
Четыре блока коммутации главной шины (MBSU, расположенные в ферме S0) управляют маршрутизацией питания от четырех крыльев солнечной батареи к остальной части МКС. Каждый MBSU имеет два канала питания, которые подают 160 В постоянного тока от массивов к двум преобразователям постоянного тока в постоянный (DDCU), которые обеспечивают питание 124 В, используемое на станции. В конце 2011 года МБСУ-1 перестало отвечать на команды и отправлять данные, подтверждающие его работоспособность. Хотя все еще правильно маршрутизирует питание, его планировалось отключить в следующий доступный выход в открытый космос. Запасной MBSU уже был на борту, но 30 августа 2012 года выход в открытый космос не был завершен, когда затягивался болт для завершения установки запасного модуля, заклинившего до того, как было обеспечено электрическое соединение. Потеря MBSU-1 ограничила мощность станции до 75% от ее нормальной мощности, что потребовало незначительных ограничений при нормальной работе до тех пор, пока проблема не будет решена.
5 сентября 2012 года во втором шестичасовом выходе в открытый космос астронавты Сунита Уильямс и Акихико Хошиде успешно заменили МБСУ-1 и восстановили мощность МКС на 100%.
24 декабря 2013 года, космонавты установили новый аммиачный насос для системы охлаждения станции. Неисправная система охлаждения вышла из строя в начале месяца, остановив многие научные эксперименты станции. При установке нового насоса космонавтам пришлось выдержать «мини-метель» аммиака. Это был всего лишь второй выход в открытый космос в канун Рождества в истории НАСА.
Компоненты МКС обслуживаются и контролируются соответствующими космическими агентствами в центрах управления полетами по всему миру, включая Центр управления полетами RKA, Центр управления ATV, Центр управления JEM и Центр управления HTV в Космический центр Цукуба, Кристофер С. Центр управления полетами компании Kraft Jr., Центр управления полезной нагрузкой, Центр управления Колумбус и Система мобильного обслуживания Control.
Обычный день для экипажа начинается с подъема в 06:00, за которым следуют действия после сна и утренний осмотр станции. Затем экипаж завтракает и принимает участие в ежедневной конференции по планированию с Центром управления полетом перед началом работы около 08:10. Далее следуют первые плановые учения дня, после которых экипаж продолжает работу до 13:05. После часового перерыва на обед послеобеденное время состоит из дополнительных упражнений и работы, прежде чем экипаж выполнит свои действия перед сном, начиная с 19:30, включая ужин и совещание экипажа. Запланированный период сна начинается в 21:30. Обычно экипаж работает десять часов в день в будний день и пять часов в субботу, а остальное время - для отдыха или работы.
Часовой пояс, используемый на борту МКС: Всемирное координированное время (UTC). В ночное время окна закрыты, чтобы создать впечатление темноты, потому что на станции бывает 16 восходов и закатов в день. Во время посещения миссий космического шаттла экипаж МКС в основном следит за истекшим временем полета (MET) шаттла, который представляет собой гибкий часовой пояс, основанный на времени запуска миссии космического шаттла.
Станция предоставляет жилые помещения для каждого члена экипажа экспедиции: две «спальные станции» на «Звезде» и еще четыре на «Гармонии». Помещения USOS - это частные звукоизолированные кабины размером примерно с человека. В каютах экипажа ROS есть небольшое окно, но они обеспечивают меньшую вентиляцию и звукоизоляцию. Член экипажа может спать в отсеке для экипажа в привязном спальном мешке, слушать музыку, использовать ноутбук и хранить личные вещи в большом ящике или в сетках, прикрепленных к стенам модуля. Также в модуле есть лампа для чтения, полка и рабочий стол. Посещающие бригады не имеют выделенного модуля для сна и прикрепляют спальный мешок к свободному месту на стене. Можно спать, свободно перемещаясь по станции, но этого обычно избегают из-за возможности столкнуться с чувствительным оборудованием. Важно, чтобы помещения экипажа хорошо вентилировались; в противном случае астронавты могут проснуться из-за недостатка кислорода и задыхаться, потому что вокруг их головы образовался пузырь из выдыхаемого ими углекислого газа. Во время различных работ на станции и времени отдыха экипажа свет на МКС можно приглушать, выключать и регулировать цветовую температуру.
В USOS большая часть еды на борту запечатана в вакууме. пластиковые пакеты; банки встречаются редко, потому что они тяжелые и дороги в транспортировке. Консервированная еда не очень ценится экипажем, а вкус снижается в условиях микрогравитации, поэтому прилагаются усилия, чтобы сделать пищу более вкусной, в том числе с использованием большего количества специй, чем при обычном приготовлении. Экипаж с нетерпением ждет прибытия любых кораблей с Земли, которые привозят свежие фрукты и овощи. Необходимо следить за тем, чтобы продукты не образовывали крошек, а жидкие приправы предпочтительнее твердых, чтобы избежать загрязнения оборудования станции. Каждый член экипажа имеет индивидуальные продуктовые наборы и готовит их на бортовой кухне. На камбузе есть два подогревателя пищи, холодильник (добавлен в ноябре 2008 г.) и диспенсер для воды, который обеспечивает как горячую, так и ненагретую воду. Напитки предоставляются в виде обезвоженного порошка, который перед употреблением смешивают с водой. Напитки и супы пьют из пластиковых пакетов с соломинкой, а твердую пищу едят ножом и вилкой, прикрепленными к подносу с магнитами, чтобы они не уплыли. Любую уплывающую еду, в том числе крошки, необходимо собирать, чтобы не допустить засорения воздушных фильтров станции и другого оборудования.
Космический туалет в служебном модуле Звезда Главный туалет в США Сегмент внутри модуля Узел 3Ливни на космических станциях были введены в начале 1970-х на Скайлэб и Салют 3. К Салют-6 в начале 1980-х годов экипаж жаловался на сложность принятия душа в космосе., что было ежемесячным мероприятием. На МКС нет душа; вместо этого члены экипажа моются с использованием водяной струи и влажных салфеток, с мылом, выдаваемым из тюбика для зубной пасты. Экипажам также предоставляется шампунь без ополаскивания и съедобная зубная паста для экономии воды.
На МКС есть два космических туалета, оба русского дизайна, которые расположены в Звезде и Спокойствие. В этих отделениях для мусора и гигиены используется система всасывания с вентилятором, аналогичная системе сбора отходов космического корабля "Шаттл". Космонавты сначала пристегиваются к сиденью унитаза, которое оснащено подпружиненными ограничителями для обеспечения хорошей герметичности. Рычаг управляет мощным вентилятором, всасывающее отверстие открывается: воздушный поток уносит отходы. Твердые отходы собираются в индивидуальные мешки, которые хранятся в алюминиевом контейнере. Полные контейнеры переданы на утилизацию на корабль "Прогресс". Жидкие отходы удаляются с помощью шланга, подсоединенного к передней части унитаза, с анатомически правильными «переходниками воронки для мочи», прикрепленными к трубке, так что мужчины и женщины могут пользоваться одним и тем же туалетом. Отведенная моча собирается и передается в систему восстановления воды, где она перерабатывается в питьевую воду.
12 апреля 2019 года НАСА сообщило о медицинских результатах исследования Astronaut Twin Study. Один астронавт близнец провел год в космосе на МКС, а другой близнец провел год на Земле. Наблюдалось несколько длительных изменений, в том числе связанных с изменениями в ДНК и познании, когда один близнец сравнивался с другим.
В ноябре 2019 года исследователи сообщил, что астронавты испытали серьезные проблемы с кровотоком и сгустком на борту Международной космической станции, основываясь на шестимесячном исследовании 11 здоровых астронавтов. По словам исследователей, результаты могут повлиять на долгосрочный космический полет, включая миссию на планету Марс.
МКС частично защищена от космоса окружающей среды по магнитному полю Земли. Со среднего расстояния около 70 000 км (43 000 миль) от поверхности Земли, в зависимости от солнечной активности, магнитосфера начинает отклонять солнечный ветер вокруг Земли и космической станции. Солнечные вспышки все еще представляют опасность для экипажа, который может получить предупреждение всего за несколько минут. В 2005 году во время первоначальной "протонной бури" солнечной вспышки класса X-3 экипаж укрылся в более хорошо защищенной части ROS, предназначенной для этой цели.
Субатомные заряженные частицы, в первую очередь протоны от космических лучей и солнечного ветра, обычно поглощаются атмосферой Земли. Когда они взаимодействуют в достаточном количестве, их эффект виден невооруженным глазом в явлении, называемом полярным сиянием. За пределами атмосферы Земли экипажи МКС ежедневно подвергаются воздействию примерно одного миллизиверта (примерно годовой уровень естественного воздействия на Земле), что приводит к более высокому риску рака. Радиация может проникать в живую ткань и повреждать ДНК и хромосомы лимфоцитов ; будучи центральным элементом иммунной системы, любое повреждение этих клеток может способствовать снижению иммунитета, которое испытывают астронавты. Излучение также было связано с более высокой частотой катаракты у космонавтов. Защитные экраны и лекарства могут снизить риски до приемлемого уровня.
Уровни излучения на МКС примерно в пять раз выше, чем те, которые испытывают пассажиры и экипаж авиалиний, поскольку электромагнитное поле Земли обеспечивает почти такой же уровень защиты от солнечное и другие виды излучения на низкой околоземной орбите, как и в стратосфере. Например, во время 12-часового полета пассажир авиакомпании будет испытывать 0,1 миллизиверта радиации или 0,2 миллизиверта в день; это только одна пятая часть показателя, наблюдаемого космонавтом на НОО. Кроме того, пассажиры авиалиний испытывают такой уровень радиации в течение нескольких часов полета, в то время как экипаж МКС подвергается облучению на протяжении всего пребывания на борту станции.
Имеются убедительные доказательства того, что психосоциальные факторы стресса являются одними из самых важных препятствий для оптимального морального духа и производительности экипажа. Космонавт Валерий Рюмин написал в своем дневнике в особенно тяжелый период на борту космической станции Салют 6 : «Все условия, необходимые для убийства, выполнены, если запереть двух человек в кабине размером 18 футов на 20 и оставим их вместе на два месяца ».
Интерес НАСА к психологическому стрессу, вызываемому космическими путешествиями, используемым изучался, когда начинались их миссии с экипажем, возродился, когда астронавты присоединились к космонавтам на российской космической станции «Мир». Общие источники стресса в ранних миссиях в США включали поддержку высокой производительности под пристальным вниманием общественности и изоляцию. Последнее до сих пор часто является причиной стресса на МКС, например, когда мать астронавта НАСА Дэниела Тани погибла в автокатастрофе, и когда Майкл Финке был вынужден пропустить р своего второго ребенка.
Исследование самого продолжительного космического полета пришло к выводу, что первые три недели являются критическим периодом, когда внимание подвергается опасному воздействию из-за необходимости приспособиться к экстремальным изменениям окружающей среды. Полеты экипажа МКС обычно длятся от пяти до шести месяцев.
Рабочая среда ISS включает в себя дополнительный стресс, вызванный жизнью и работой в стесненных условиях с людьми из самых разных культур, которые говорят на другом языке. Экипажи космических станций первого поколения на одном языке; На станциях второго третьего и поколения работают экипажи из разных культур, говорящие на многих языках. Астронавты должны говорить на английском и русском, а дополнительных языков даже лучше.
Из-за отсутствия гравитации часто возникают путаница. Несмотря на то, что в космосе нет верха и низа, группа кажется, что они ориентированы вверх ногами. У них также могут быть трудности с измерением расстояний. Это может вызвать проблемы, такие какяться внутри космической станции, переключить переключатели в неправильном направлении или неверно оценить скорость приближающегося транспортного средства во время стыковки.
физиологические эффекты длительной невесомости включает атрофию мышц, разрушение скелета (остеопения), перераспределение жидкости, замедление работы сердечно-сосудистой системы, снижение количества красных кровяных телец, нарушение баланса и ослабление иммунной системы. Менее выраженные симптомы включают потерю массы тела и отечность лица.
На МКС регулярно нарушается сон из-за требований миссии, например приходящих или уходящих кораблей. Уровень шума на станции неизбежно высок. Атмосфера не может термосифон естественным образом, поэтому всегда требуются вентиляторы для обработки воздуха, который может застаиваться в среде свободного падения (нулевой гравитации).
Для предотвращения некоторых неблагоприятных воздействий на организм станция оборудована: двумя беговыми дорожками TVIS (включая COLBERT); ARED (Advanced Resistive Exercise Device), который позволяет выполнять различные упражнения с тяжелой атлетикой, которые наращивают мышцы без увеличения (или компенсации) пониженной плотности костей космонавтов; и стационарный велосипед. Каждый космонавт проводит не менее двух часов в день, тренируясь на оборудовании. Астронавты используют эластичные шнуры, чтобы прикрепить себя к беговой дорожке.
На борту космических станций могут образовываться опасные плесени, которые могут загрязнять воздух и фильтры для воды. Они могут произносить кислоты, разрушающие металл, стекло и резину. Они также могут нанести вред здоровью экипажа. Микробиологические опасности привели к разработке LOCAD-PTS, который определяет обычные бактерии и плесень быстрее, чем стандартные методы культивирования, которые могут потребовать отправки образца обратно на Землю. В 2018 году исследователи сообщили, что после обнаружения на МКС пяти штаммов бактерий Enterobacter bugandensis (ни один из которых не является патогенным для человека), необходимо тщательно контролировать микроорганизмы на МКС. продолжать обеспечивать здоровую с медицинской точки зрения окружающую среду для космонавтов.
Загрязнение космических станций можно предотвратить за счет снижения влажности и использования краски, содержащей химические вещества, убивающие плесень, а также использования антисептических растворов. Все материалы, используемые на МКС, проверены на устойчивость к грибам.
. В апреле 2019 года НАСА сообщило, что было проведено всестороннее исследование микроорганизмов и грибов, присутствующих на МКС. Результаты могут быть полезны для улучшения состояния здоровья и безопасности космонавтов.
Космический полет по своей природе не является тихим, а уровень шума превышает акустические стандарты еще в Apollo миссии. По этой причине НАСА и международные партнеры Международной космической станции разработали цели контроля шума и потери слуха в рамках программы охраны здоровья членов экипажа. В частности, эти цели были в центре внимания Подгруппы по акустике Многосторонней медицинской комиссии по эксплуатации МКС (MMOP) с первых дней сборки и эксплуатации МКС. Работа включает вклады инженеров-акустиков, аудиологов, промышленных гигиенистов и врачей, входящих в состав подгруппы из НАСА, Российского космического агентства (RSA), Европейское космическое агентство (ESA), Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) и Канадское космическое агентство (CSA).
По сравнению с земной средой, уровни шума, производимые космонавтами и космонавтами на МКС, могут показаться незначительными и обычно возникают на уровнях, которые не будут иметь большого значения для Управления по охране труда - редко достигает 85 дБА. Ежемесячно через 24 часа в неделю. Эти уровни шума также создают риск для здоровья экипажа и обеспечивают снижение уровня шума слышимости.
За более чем 19-летнюю историю существования МКС были предприняты значительные усилия по ограничению и снижению уровней. шума на МКС. Во время проектирования и предполетных работ членов подгруппы по акустике написаны акустические пределы и требования к проверке, проведены консультации по проектированию и выбору наиболее тихих доступных полезных полезных нагрузок, а затем проведены акустические проверочные испытания перед запуском. Уровни шума в полете каждого модуля МКС, соответствующие строгим акустическим стандартам. Акустическая среда на МКС изменилась, когда во время ее строительства были добавлены дополнительные модули, а также по мере приближения космических аппаратов к МКС. Подгруппа акустики отреагировала на этом динамическом графике операций, успешно разработала и применила акустические покрытия, поглощающие материалы, шумозащитные экраны и виброизоляторы для снижения уровня шума. Более того, когда насосы, вентиляторы и системы вентиляции стареют и демонстрируют повышенный уровень шума, эта подгруппа по акустике рекомендовала менеджерам МКС заменить старые, более шумные инструменты на бесшумные вентиляторы и насосы, что значительно снизило уровень окружающего шума.
НАСА принял Рекомендуемые образцы риска повреждений (Основанные на рекомендациях Национального института охраны труда и Всемирной организации здравоохранения ). Подгруппа MMOP Акустика изменила свой подход к управлению рисками шума в этой уникальной среде, применив или изменив наземные подходы к профилактике потери слуха, чтобы установить эти консервативные пределы. Одним из новаторских подходов стал инструмент НАСА для оценки воздействия шума (NEET), в котором воздействие шума рассчитывается на основе задачи, чтобы определить потребность в устройстве защиты слуха (HPD). Руководство по использованию HPD, обязательное или рекомендованное, затем документируется в реестре шумовой опасности и публикуется для справок экипажей во время их миссий. Подгруппа по акустике также отслеживает превышение уровня шума космических аппаратов, применяет инженерные меры и рекомендует средства защиты органов слуха для снижения воздействия шума на экипаж. Наконец, пороги слышимости контролируются на орбите во время миссий.
Не было устойчивых изменений порога слышимости, связанных с миссией, среди членоважей американского орбитального сегмента (JAXA, CSA, ESA, NASA) в течение, что приближается к 20 годам работы миссии МКС, или почти 175 000 часов работы. В 2020 году подгруппа MMOP Acoustics получила награду Safe-In-Sound Award за инновации за совместные усилия по уменьшению любого воздействия на здоровье.
Пожар на борту или утечка токсичного газа - другие потенциальные опасности. Аммиак используется во внешних радиаторах станции и раннего может попасть в герметичные модули.
МКС находится на почти круговой орбите с минимальной средней высотой 330 км (205 миль) и максимальным 410 км (255 миль) в центре термосферы, на наклонении 51,6 градуса к экватору Земли. Эта орбита была выбрана, потому что это наименьшее наклонение, которое может быть достигнуто напрямую российскими космическими кораблями Союз и Прогресс, запущенными с космодрома Байконур на 46 ° северной широты без пролета. Китай или сброс отработанных ступеней ракет в населенных пунктах. Он движется со средней скоростью 27 724 км в час (17 227 миль в час) и совершает 15,54 витков в день (93 минуты на орбиту). Высота станции позволяет снижать примерно во время полета шаттла НАСА. После вывода из эксплуатации шаттла номинальная орбита космической станции была поднята по высоте. В этой настройке используются другие, более часто используемые корабли снабжения не нуждаются в этой настройке.
Орбитальное форсирование может осуществляться двумя главными двигателями станции на служебном модуле Звезда или российским или европейским космическим кораблем, пришвартованным к кормовой части «Звезды». Автоматизированное транспортное средство сконструировано с помощью добавления второго стыковочного порта на его кормовой части, что позволяет другим кораблям пристыковаться и ускорить станцию. Для завершения разгона на большую высоту примерно две орбиты (три часа). Для поддержания высоты МКС используется около 7,5 тонн химического топлива в год при ежегодных затратах около 210 миллионов долларов.
Орбиты МКС, показанные в апреле 2013 годаРоссийский орбитальный сегмент содержит систему управления данными, которая обеспечивает наведение, Навигация и управление (ROS GNC) для всей станции. Первоначально «Заря», первый модуль станции, контролирул станцию до тех пор, пока не пристыковался российский служебный модуль «Звезда» и ему было передано управление. "Звезда" содержит созданную ЕКА Систему управления данными DMS-R. Используя два отказоустойчивых компьютера (FTC), «Звезда» вычисляет положение станции и орбитальную траекторию, используя резервные датчики горизонта Земли, датчики горизонта Солнца, а также трекеры Солнца и звезд. Каждый FTC предоставляет три идентичных процессора.
"Звезда" использует гироскопы (реактивные колеса ) и двигатели, чтобы разворачиваться. Гироскопы не требуют пропеллента; Это они используют электричество для «хранения» импульса в маховиках, поворачиваясь в направлении, противоположном движению станции. USOS имеет собственные гироскопы с компьютерным управлением, чтобы справиться с его лишней массой. Когда гироскопы «насыщают», двигатели используются для компенсации воспроизводенного импульса. В феврале 2005 года на компьютер станции была отправлена неверная команда с расходом около 14 килограммов топлива, прежде чем неисправность обнаружена и устранена. Когда компьютер управления ориентацией в ROS и USOS должен задействовать двигатель, это может привести к редкой «силовой борьбе», когда компьютер ROS, GNC должен включить аналог USOS, который сам не имеет двигателей.
Пристыкованный космический корабль может также установить для поддержания положения станции, например, для поиска и устранения неисправностей или во время установки фермы S3 / S4, которая обеспечивает электрическое питание и интерфейсы данных для электроники станции.
Низкие высоты, на которых орбиты МКС также являются домом для различных космические обломков, в том числе ступени ракет, неработающие спутники, фрагменты взрыва (включая материалы испытаний противоспутникового оружия ), краска хлопья, шлак твердотопливных ракетных двигателей и охлаждающая жидкость, выделяемая спутниками с ядерной ракетой US-A. Эти объекты, помимо природных микрометеороидов, дополнительные значительную угрозу. Объекты, достаточно большие, чтобы разрушить станцию, можно уменьшить, и они не так опасны, как более мелкие обломки. Объекты, слишком маленькие, их можно было проверить оптическими и радиолокационными приборами, примерно на 1 см до микроскопических, исчисляются триллионами. Несмотря на свой размер, некоторые из этих возможностей предлагают опасность энергии из-за их кинетической и направления по отношению к станции. Экипаж, выходящий в открытый космос в скафандрах, также подвержен риску повреждения скафандра и последующего воздействия вакуума.
Баллистические панели, также называемые микрометеоритными экранами, встроенные в станцию для защиты под давлением секций и критических систем. Тип и толщина этих панелей зависит от их предполагаемых повреждений. Щиты и конструкция станции имеют различный дизайн на ROS и USOS. В USOS используются щиты Уиппла. Модули сегмента США состоят из внутреннего слоя толщиной 1,5–5,0 см, промежуточных слоев толщиной 10 см из кевлара и Nextel и внешнего слоя из нержавеющей стали, который заставляет объекты разбиваться в облако до удара о корпус, тем распространяя энергию удара. На ROS сотовый экран из армированного углеродным волокном полимера отделен от корпуса, алюминиевый сотовый экран отделен от него, с вакуумным теплоизоляционным покрытием экрана и стеклотканью поверх.
Пример управления рисками : модель НАСА, показывающая районы с высоким риском столкновения с Международной космической станцией.Космический мусор отслеживается дистанционно с, и экипаж станции может быть земли уведомлен. При необходимости двигатели на российском орбитальном сегменте может проверить орбитальную высоту станции, избегая попадания обломков. Эти маневры по попаданию мусора (DAM) не имеют редкость, если вычислительные модели показывают, что обломки будут приближаться на определенное опасное расстояние. К концу 2009 года было выполнено ДАМ. Обычно для поднятия орбиты на один-два километра используется орбитальной скорости порядка 1 м / с. При необходимости повысить можно также снизить, хотя при таком маневре расходуется топливо. Если угроза от орбитального мусора обнаруживается слишком поздно для DAM, экипаж станции закрывает все люки на борту станции и отступает в свой космический корабль «Союз», чтобы иметь возможность эвакуироваться в случае аварии. Станция была серьезно повреждена обломками. Эта частичная эвакуация станции произошла 13 марта 2009 г., 28 июня 2011 г., 24 марта 2012 г. и 16 июня 2015 г.
МКС видна невооруженным глазом как медленно движущаяся яркая белая точка из-за отраженного солнечного света, и ее можно увидеть в часы после захода солнца и перед восходом солнца, когда станция остается солнечно, но земля и небо темные. МКС требуется около 10 минут, чтобы перейти от одного горизонта к другому, и она будет видна только часть этого времени из-за перемещения в тень Земли или из нее. Из-за размера отражающей поверхности МКС является самым ярким искусственным объектом в небе (похожа на Венеру) с приблизительной максимальной величиной , равной −4. МКС, как и многие спутники, включая созвездие Иридиум, также может вызывать вспышку, яркость которых до 16 большой яркости Венеры, когда солнечный свет отражается от отражающих поверхностей. МКС также видна средь бела дня, хотя и с гораздо большим трудом.
Инструменты предоставления веб-сайтов, таких как Heavens-Above (см. Просмотр в реальном времени ниже), а также приложениями для смартфонов, которые используют орбитальные данные, а также долгота и широта наблюдателя, чтобы указать, когда МКС будет видна (если позволяет погода), где станция будет, по-видимому, подниматься, высоту над горизонтом, которую она достигает, и продолжительность пролета до станции исчезает либо за горизонтом, либо в тени Земли.
В ноябре 2012 года НАСА запустило службу «Найдите станцию», которая отправляет людям текстовые сообщения и оповещения по почте, когда станция должна пролететь над их городок. Станция видна с 95% населенных пунктов Земли, но не видна с крайних северных или южных широт.
Камера на телескопе для фотографирования станции - популярное хобби для астрономов, а съемка Земли и звезд на камеру - популярное хобби для команды. Использование телескопа или бинокля позволяет наблюдать за МКС в дневное время.
Некоторые астрономы-любители также используют телескопические линзы для фотографирования МКС, проходящего мимо Солнца, иногда делая это во время затмение (и поэтому Солнце, Луна и МКС расположены примерно на одной линии). Один из примеров - во время солнечного затмения 21 августа, когда в одном месте в Вайоминге во время затмения были сделаны изображения МКС. Похожие изображения были сделаны НАСА из Вашингтона.
Парижский инженер и астрофотограф Тьерри Лего, известный своими фотографиями космических кораблей, проходящих мимо Солнца, в 2011 году отправился в Оман, чтобы сфотографировать Солнце, Луну и космическую станцию, выстроившись в линию. Лего, получивший награду Мариуса Жакметтона от Société astronomique de France в 1999 году, и другие любители используют веб-сайты, которые предсказывают, когда МКС пройдет мимо Солнца или Луны и из какого места эти проходы будут видны.
Международная космическая станция, в которой участвуют пять космических программ и пятнадцать стран, является наиболее политически и юридически сложным исследованием космоса программа по истории. Межправительственное соглашение по космической станции 1998 года устанавливает основные рамки международного сотрудничества между сторонами. Ряд последующих соглашений регулируют и другие аспекты работы станции, от вопросов юрисдикции до кодекса поведения приезжих космонавтов.
Согласно Внешнему Договор по космосу, Соединенные Штаты и Россия несут юридическую ответственность за все запущенные ими модули. Естественный орбитальный спад со случайным входом в атмосферу (как в случае с Skylab ), подъем станции на большую высоту (что может задержать вход) и управляемый целевой спуск с орбиты в удаленную зону океана рассматривались как варианты утилизации МКС.. По состоянию на конец 2010 года предпочтительным планом является использование слегка модифицированного космического корабля "Прогресс" для снятия с орбиты МКС. Этот план рассматривался как самый простой, дешевый и с максимальным запасом.
Орбитальный пилотируемый сборочно-экспериментальный комплекс (ОПСЕК) ранее предполагалось построить из модулей российского орбитального сегмента. после вывода МКС из эксплуатации. Рассматриваемые для удаления с действующей МКС модули включают Многоцелевой лабораторный модуль (Наука), запуск которого запланирован на весну 2021 года с мая 2020 года, и другие новые российские модули, которые предлагается прикрепить к Науке. Эти недавно запущенные модули еще будут хорошо служить в течение своего срока службы в 2024 году.
В конце 2011 года концепция Exploration Gateway Platform также предлагала использовать оставшееся оборудование USOS и Звезду 2 в качестве заправки. депо и сервисная станция, расположенные в одной из точек Земля-Луна Лагранжа. Однако весь USOS не был предназначен для разборки и будет выброшен.
В феврале 2015 года Роскосмос объявил, что он останется частью программы ISS до 2024 года. Девятью месяцами ранее - в ответ на санкции США против Россия в связи с аннексией Крыма - заместитель премьер-министра России Дмитрий Рогозин заявил, что Россия отклонит запрос США о продлении срока использования орбитальной станции после 2020 года и будет поставлять ракетные двигатели только для США для запусков невоенных спутников.
28 марта 2015 года российские источники объявили, что Роскосмос и НАСА договорились о сотрудничестве в разработке замены нынешней МКС. Игорь Комаров Об этом заявил глава Роскосмоса в сопровождении администратора НАСА Чарльза Болдена. В заявлении, предоставленном SpaceNews 28 марта, официальный представитель НАСА Дэвид Уивер сказал, что агентство высоко оценило приверженность России расширению МКС, но не подтвердило никаких планов относительно будущей космической станции.
30 сентября 2015 года Boeing's контракт с НАСА в качестве генерального подрядчика МКС был продлен до 30 сентября 2020 года. Часть услуг Boeing по контракту будет связана с расширением основного структурного оборудования станции после 2020 года до конца 2028 года.
Что касается расширения МКС 15 ноября 2016 года генеральный директор РКК "Энергия" Владимир Солнцев заявил: "Возможно, МКС будет постоянно получать ресурсы. Сегодня мы обсуждали возможность использования станции до 2028 года", и обсуждение будет продолжено при новой администрации президента. Также высказывались предположения, что станцию можно будет перевести в коммерческую эксплуатацию после ее вывода из эксплуатации государственными учреждениями.
В июле 2018 года Закон о космических рубежах 2018 года был предназначен для продления срока эксплуатации МКС до 2030 года. Законопроект был единогласно одобрен в Сенате, но не прошел в Палате представителей США. В сентябре 2018 г. был принят Закон о ведущих пилотируемых космических полетах с намерением продлить срок эксплуатации МКС до 2030 г. и был подтвержден в декабре 2018 г.
МКС описывалась как самый дорогой из когда-либо построенных предметов. По состоянию на 2010 год общая стоимость составила 150 миллиардов долларов США. Это включает в себя бюджет НАСА в размере 58,7 млрд долларов (без поправки на инфляцию) для станции с 1985 по 2015 год (72,4 млрд долларов в долларах 2010 года), 12 млрд долларов России, 5 млрд долларов Европы, 5 млрд долларов Японии, 2 млрд долларов Канады и стоимость 36 полетов шаттлов. на строительство станции стоимостью 1,4 миллиарда долларов каждая, или 50,4 миллиарда долларов в целом. Предполагая, что с 2000 по 2015 год бригады из двух-шести человек будут использовать 20 000 человеко-дней, каждый человеко-день будет стоить 7,5 миллиона долларов, что меньше половины от 19,6 миллиона долларов с поправкой на инфляцию (5,5 миллиона долларов до инфляции) на человеко-день Skylab..
Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства.