13 глупых вопросов про МКС: почему не падает на Землю и есть ли туалет
Международную космическую станцию можно наблюдать с Земли невооруженным глазом. Она выглядит как яркая точка белого цвета, которая быстро движется и напоминает самолет — только без мигающих огней. При этом с МКС увидеть самолеты нельзя. Почему? На этот и другие вопросы о станции отвечает эксперт Pro Космоса Игорь Афанасьев.
МКС — крупнейший космический аппарат, когда-либо построенный человеком. Идея ее создания появилась в далеком 1984 году, а строительство стартовало в 1998-м. Сегодня она представляет собой гигантское сооружение массой 440 тонн и размером с футбольное поле. Можно ли на станцию попасть обычному человеку, есть ли на ней туалеты и сколько она стоит? Собрали все, что вы всегда хотели узнать, но стеснялись спросить.
Полный гид по МКС: скорость, размеры, где находится
Откуда на МКС кислород и куда девается углекислый газ
Кислород на станции получают несколькими методами.
Часть кислорода привозят с Земли на грузовых кораблях, таких как «Прогресс» или Dragon. Его доставляют в баллонах в виде сжатого газа, так же как азот и воздух, которые служат для поддержания нормального давления атмосферы на МКС. Эти газы нужны для компенсации утечек и потерь воздуха, особенно во время выхода членов экипажа в открытый космос. Смесь кислорода и азота, которая получается таким образом, циркулирует по станции.
Кислород также получают путем электролиза воды. Вода, которая образуется при переработке урины или конденсата влаги из атмосферы (она возникает в процессе дыхания экипажа), разлагается под действием электрического тока на водород и кислород. На МКС для этого используются две подобные системы — российская «Электрон» и американская OGS. Энергия для их работы генерируется солнечными батареями станции, а вода поступает из системы регенерации, из конденсата атмосферной влаги (СРВ-К2М) или при очистке урины.
Кроме того, на МКС кислород получают при работе твердотопливных генераторов кислорода. Это установка, внутри которой находится картридж (известный как «кислородная шашка») из смеси твердых веществ — хлората натрия и порошка железа. При поджигании эта смесь нагревается до температуры около 600°C и тлеет, разлагаясь и выделяя кислород. Такие системы служат резервными источниками кислорода.
Углекислый газ удаляется из атмосферы с помощью специальных поглотителей на основе молекулярных сит, в которых он оседает. После насыщения поглотители соединяются с внешней средой станции, и углекислый газ сбрасывается в вакуум.
Почему МКС видно с Земли, а самолет с МКС — нет?
МКС выглядит как яркая звезда на ночном небе, потому что ее размеры и площадь поверхности, отражающей солнечный свет, значительно больше, чем у самолета. Напротив, летящие самолеты не заметны на большинстве снимков, сделанных с МКС. Это связано с тем, что они движутся с достаточно большой скоростью на высоте 8-12 километров, в то время как МКС обращается на высоте 450 километров. Из-за такого большого расстояния видимый размер самолета с орбиты становится настолько малым, что его невозможно разглядеть без использования камеры с мощным оптическим зумом.
Самолет с МКС увидеть (и даже сфотографировать) можно, если направить камеру с большим оптическим зумом точно на место, где он в данный момент пролетает. Тогда оптика может приблизить изображение настолько, чтобы маленький самолет становится различим. К слову, на снимках, полученных с автоматических спутников дистанционного зондирования Земли иногда можно увидеть изображения летящих самолетов, но очень редко — аппаратура этих космических аппаратов обладает высоким разрешением, но узкой полосой обзора.
Еще один способ увидеть самолеты с МКС — отслеживание инверсионных следов. Длинные инверсионные следы, которые могут растягиваться на десятки километров, лучше видны с орбиты, чем сами самолеты.
Сколько стоит МКС
Еще в 2023 году аналитики подсчитали, что общая стоимость создания и поддержания МКС превышает $150 млрд. В эту гигантскую сумму включены все расходы, связанные с проектированием, строительством и эксплуатацией станции на протяжении всего периода существования.
Сколько лететь до МКС
Время полета до МКС зависит от выбранной схемы. Например, сверхбыстрый полет «Союза МС» занимает чуть больше трех часов — за это время корабль совершает два витка по околоземной орбите. В 2010-е годы была распространена четырёхвитковая схема — тогда она считалась сокращённой, и полет занимал шесть часов. До этого российские корабли следовали классической схеме, и полет длился двух суток. За это время корабль делал 34 оборота вокруг Земли.
Чем короче время полета до МКС, тем комфортнее пребывание экипажа — космонавты адаптируются к невесомости уже на станции, а не в корабле. Считается, что сокращенная или сверхбыстрая схема будет полезна в будущем, когда нужно будет, например, стыковаться с разгонными модулями для полетов к Луне.
Хотя по техническим характеристикам американские пилотируемые корабли Crew Dragon могут добраться до станции за то же время, что и «Союзы», они достигают МКС примерно за сутки или больше: продолжительность перелета зависит от выбора момента старта, планирования маневров и расхода топлива. Время полета для американцев не в приоритете.
Сколько стоит полет на МКС
Точно назвать стоимость полета на МКС сложно. Цены зависят от многих факторов, в том числе от длительности миссии.
После закрытия программы Space Shuttle и до начала полетов американских коммерческих кораблей NASA платило России за доставку своих астронавтов на МКС на корабле типа «Союз». Прямых данных о сумме нет, но эксперты, используя разные схемы расчетов, оценивали ее в $60–85 млн за место при перелете туда и возвращении на Землю. Сумма менялась с годами.
Для коммерческих космонавтов, включая туристов и людей, отправляющихся в космос в «командировку» — по заданию пославшей их организации (например, информагентства для ведения репортажей с орбиты или фармацевтической фирмы для выполнения биотехнологических экспериментов в невесомости), стоимость тоже не называется. Но по неофициальным данным (в основном полученным во время интервью с космическими туристами), полет на «Союзе» и пребывание на МКС стоят от $20 до $50 млн и больше. Эта цена включает запуск, возвращение, пребывание на станции (обычно 8–12 дней), базовую программу тренировок в Звездном городке. В стоимость также входят питание, воздух, вода и доступ к Wi-Fi на МКС.
За сколько МКС облетает вокруг Земли
МКС облетает Землю, делая полный оборот вокруг нашей планеты в среднем за 92 минуты 38 секунд. Таким образом за сутки станция совершает 15,502 оборота вокруг Земли.
Что делают на МКС
Космонавты и астронавты на МКС выполняют разнообразные задачи. Они проводят научные исследования, обслуживают станцию, занимаются спортом и взаимодействуют с центрами управления на Земле.
В условиях невесомости можно изучать влияние факторов космического полета на организм человека, исследовать физико-химические процессы и поведение материалов. Значительную часть времени экипаж наблюдает за Землей и окружающим космическим пространством, а также поддерживает связь с центрами управления и следит за работой МКС.
Космонавты проверяют, чинят или заменяют компоненты систем станции. При прибытии грузовых кораблей они разгружают доставленное оборудование. Если нужно, выходят в открытый космос для установки научных приборов снаружи станции, или устраняют повреждения на наружной поверхности.
Чтобы подготовиться к возвращению на Землю, экипаж занимается спортом на специализированных тренажерах.
Чем космонавты питаются на МКС: не борщом из «тюбика»
Космические туристы на МКС получают уникальный опыт орбитального полета. Обычно они отправляются в космос просто для удовольствия и получения новых впечатлений, но также могут принимать участие в научных экспериментах и проектах вместе с профессиональными космонавтами и в наблюдении за Землей с высоты орбиты. Какие-то эксперименты для научной программы им предлагают, какие-то они набирают сами. Все эксперименты четко планируются на Земле и согласуются со всеми странами-участницами МКС: они должны быть безопасны для станции и членов экипажа.
Какая температура за бортом МКС
На этот вопрос ответить и просто, и сложно. С одной стороны, принято считать, что за пределами космической станции царит вакуум, то есть полное отсутствие газовой среды, которая могла бы передавать тепло через конвекцию или теплопроводность. В связи с этим можно утверждать, что вакуум не обладает температурой в привычном понимании, так как в нем невозможно провести измерение с помощью термометра.
С другой стороны, космическое пространство на высоте полета МКС нельзя назвать абсолютно пустым. В нем присутствуют остатки атмосферного газа, состоящие как из молекул, так и из ионов. Хотя их плотность чрезвычайно низкая, они все же оказывают влияние на объекты и процессы, происходящие в космосе. Эта разреженная часть верхней атмосферы, известная как тропосфера, имеет температуру, которую можно измерить с помощью высокоточных приборов. Однако из-за крайне низкой плотности газа она практически не оказывает влияния на температуру самой станции.
При этом реальная температура снаружи МКС зависит от освещенности. На освещенной Солнцем стороне станции температура может достигать +121 °C, в то время как в тени Земли она опускается до −157 °C.
Почему МКС не падает на Землю
МКС движется по круговой орбите — то есть летит со скоростью около восьми километров в секунду вдоль поверхности Земли на высоте около 450 километров. Станция удерживается на этой орбите благодаря равновесию между гравитацией и инерцией, вызванной ее скоростью. Объект, обладающий достаточной горизонтальной скоростью, постоянно притягивается к Земле, но из-за кривизны планеты ее поверхность все время «удаляется» от него. Спутники постоянно находятся в состоянии свободного падения, но их скорость позволяет им не достигать поверхности Земли.
Однако без дополнительных мер МКС из-за своих значительных размеров начнет быстро замедляться даже в верхних слоях атмосферы с низкой плотностью, потеряет скорость и в конечном итоге войдет в атмосферу и разрушится.
Нужно ли МКС топливо для полета в космосе
Двигаясь по орбите со скоростью, равной «первой космической», МКС продолжает свой путь по инерции, не расходуя топливо. Однако топливо все же необходимо — для поддержания высоты орбиты. Из-за взаимодействия с разреженными слоями земной атмосферы станция постепенно теряет скорость, что приводит к снижению орбиты.
Чтобы компенсировать этот эффект и удерживать станцию на нужной высоте, регулярно проводятся коррекции орбиты с использованием ракетных двигателей. Эти двигатели работают на топливе, которое доставляют грузовые корабли. Последние также периодически поднимают орбиту МКС с помощью своих двигателей.
Есть ли туалет на МКС
На МКС есть туалеты, причем их несколько, в российском и в американском сегментах станции. Для удаления отходов в космосе используется принцип пылесоса: вместо воды применяется поток воздуха, который направляет отходы в специальные контейнеры. Жидкие отходы, такие как моча или конденсат атмосферной влаги, отправляются потом в систему регенерации, где они преобразуются в техническую воду. Твердые отходы собираются в пластиковые пакеты, которые затем укладываются в алюминиевые контейнеры, опустевшие после разгрузки транспортных грузовых кораблей.
Как функционирует туалет на МКС? Космонавт закрепляется на сиденье унитаза с помощью специальных ремней и фиксирует ноги. Включается мощный вентилятор, создающий воздушный поток, направленный от человека. Для сбора жидких отходов служит специальный шланг с насадкой, который направляет мочу в контейнер для дальнейшей переработки в техническую воду. Твердые отходы собираются в устройстве, похожем на унитаз, куда вставляется пластиковый пакет. Воздушный поток направляет фекалии в этот мешок. После заполнения мешки упаковываются в алюминиевые контейнеры, которые затем отправляются на Землю на грузовых кораблях, сгорающих в атмосфере при входе в плотные слои.
Все этапы полета грузового корабля: от старта до сгорания в атмосфере
Как попасть на МКС
Есть несколько путей, чтобы попасть на МКС (или вообще в космос). Можно стать профессиональным космонавтом (например, после карьеры летчика или участвуя в отборе желающих стать космонавтом, что называется, «среди людей с улицы»): в этом случае нужно пройти профессиональную подготовку в таких организациях, как Роскосмос или NASA.
Однако есть возможность отправиться в космическое путешествие в качестве туриста или коммерческого космонавта, оплатив многомиллионный тур через такие компании, как SpaceX и Axiom Space. В рамках такого тура участники проходят специальную медицинскую подготовку и тренировки, хотя и не в том объеме, что профессиональные космонавты.
Как пройти отбор и попасть в отряд Роскосмоса
Можно ли с МКС запустить спутник
С МКС можно запускать аппараты форм-фактора «кубсат» (CubeSat) — спутники, созданные из стандартизированных блоков-юнитов в форме куба со стороной 10 см, которые содержат служебные системы и научные приборы. Их масса обычно невелика и зависит от количества таких юнитов, но они способны решать ряд довольно серьезных научных или прикладных задач.
Запуски выполняются с помощью роботизированных манипуляторов МКС, специализированных пусковых устройств типа установленного на японском модуле KIBO, либо вручную космонавтами во время работы в открытом космосе.
Цели таких запусков включают научные исследования, образовательные проекты для студентов и школьников, а также радиолюбительскую связь.
Кстати, вы знали, что будет, если запустить с МКС бумажный самолетик? Ответ на этот вопрос нашли японские ученые.
