Международная космическая станция (МКС)
История создания
Через 10 лет после первого космического полёта, совершенного Юрием Гагариным, в апреле 1971 года была выведена на орбиту первая в мире космическая орбитальная станция «Салют-1». Долговременные обитаемые станции (ДОС) были необходимы для научных исследований, в том числе, длительного воздействия невесомости на человеческий организм. Их создание явилось необходимым этапом при подготовке будущих полётов человека к другим планетам. Программа «Салютов» имела двойное назначение: космические станции «Салют-2», «Салют-3» и «Салют-5» предназначались для военных нужд – разведки и корректировки действий наземных войск.
В ходе выполнения программы «Салют» с 1971 по 1986 год были отработаны основные архитектурные элементы космических станций, использованные впоследствии в проекте новой долговременной орбитальной станции, которую разрабатывали НПО «Энергия» (с 1994 года РКК «Энергия») и конструкторское бюро «Салют» – ведущие предприятия советской космической отрасли. Новой ДОС на земной орбите стал «Мир», который был запущен в феврале 1986 года. Это была первая космическая станция с модульной архитектурой: её секции (модули) доставлялись на орбиту космическими кораблями по отдельности и уже на орбите собирались в единое целое. Планировалось, что сборка крупнейшей в истории космической станции завершится в 1990 году, а уже через пять лет на орбите её заменит другая ДОС – «Мир-2». Однако распад Советского Союза привёл к сокращению финансирования космической программы, поэтому Россия в одиночку не могла не только построить новую орбитальную станцию, но и поддерживать работоспособность станции «Мир».
У США опыт создания ДОС практически отсутствовал. В 1973-1974 годах на орбите работала американская станция Skylab, проект ДОС Freedom («Свобода») столкнулся с острой критикой со стороны Конгресса. В 1993 году вице-президент США Альберт Гор и премьер-министр России Виктор Черномырдин подписали соглашение о космическом сотрудничестве «Мир – Шаттл». Американцы согласились финансировать постройку последних двух модулей станции «Мир»: «Спектр» и «Природа». Кроме того, США с 1994 по 1998 год совершили 11 полетов к «Миру». Договор предусматривал и создание совместного проекта – Международной космической станции (МКС), причем изначально предполагалось называть ее «Альфа» (американский вариант) или «Атлант» (российский вариант).
Кроме Федерального космического агентства России (Роскосмоса) и Национального аэрокосмического агентства США (NASA), в проекте приняли участие Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA), Европейское космическое агентство (ESA, в него входят 17 стран-участниц), Канадское космическое агентство (CSA), а также космическое агентство Бразилии (AEB). Заинтересованность в участии в проекте МКС высказывали Индия и Китай.
В Вашингтоне 28 января 1998 года было подписано окончательное соглашение о начале строительства МКС. Первым модулем МКС стал базовый функционально-грузовой сегмент «Заря», выведенный на орбиту с опозданием в четыре месяца в ноябре 1998 года. В декабре 1998 года к «Заре» был пристыкован первый американский модуль Unity I. Опасение о будущем станции вызвало решение о продлении эксплуатации станции «Мир» до 2002 года, сделанное правительством Примакова на фоне ухудшившихся отношений с США из-за войны в Югославии и операции Великобритании и США в Ираке.
Однако последние космонавты покинули «Мир» в июне 2000 года, а 23 марта 2001 года станция была затоплена в Тихом океане, проработав в 5 раз больше планового срока. Российский модуль «Звезда», третий по счету, был пристыкован к МКС только в 2000 году, а в ноябре 2000 года на станцию прибыл первый экипаж из трёх человек: капитана американца Уильяма Шэперда (William Shepherd) и двух россиян: Сергей Крикалева и Юрия Гидзенко .
Общие характеристики станции
Вес МКС после завершения её строительства, по планам, составит более 400 тонн. По габаритам станция примерно соответствует футбольному полю. На звёздном небе её можно наблюдать невооружённым глазом – иногда станция является самым ярким небесным телом после Солнца и Луны. МКС вращается вокруг Земли на высоте около 340 километров, совершая вокруг неё 16 оборотов в сутки. На борту станции проводятся научные эксперименты по следующим направлениям: Конструкция станции и её модули
Как и «Мир», МКС имеет модульную структуру: разные её сегменты созданы усилиями стран – участниц проекта и имеют свою определённую функцию: исследовательскую, жилую или используются как хранилища. Некоторые из модулей, например, американские модули серии Unity, являются перемычками или служат для стыковки с транспортными кораблями. В достроенном виде МКС будет состоять из 14 основных модулей общим объёмом 1000 кубометров, на борту станции будет постоянно находиться экипаж из 6 или 7 человек.
Модуль «Заря»
Первый модуль станции весом 19,323 тонн был выведен на орбиту ракетой-носителем «Протон-К» 20 ноября 1998 года. Данный модуль использовался на раннем этапе строительства станции как источник электроэнергии, а также для управления ориентацией в пространстве и поддержания температурного режима. Впоследствии эти функции были переданы другим модулям, а «Заря» стала использоваться как склад. Создание этого модуля неоднократно откладывалось из-за нехватки средств у российской стороны и, в конечном итоге, он был построен на средства США в ГКНПЦ имени Хруничева и принадлежит NASA.
Модуль «Звезда»
Модуль «Звезда» является главным жилым модулем станции, на его борту находятся системы жизнеобеспечения и управления станцией. К нему стыкуются российские транспортные корабли «Союз» и «Прогресс». Модуль с опозданием в два года был выведен на орбиту ракетой-носителем «Протон-К» 12 июля 2000 года и состыкован 26 июля с «Зарей» и ранее выведенным на орбиту американским стыковочными модулем Unity-1. Модуль был частично построен ещё в 80-е годы для станции «Мир-2», его строительство было завершено на российские средства. Поскольку «Звезда» был создана в единственном экземпляре и являлась ключевой для дальнейшей эксплуатации станции, на случай неудачи при её запуске американцами был построен менее вместительный модуль-дублёр.
Модуль «Пирс»
Стыковочный модуль весом 3,480 тонн был изготовлен РКК «Энергия» и был запущен на орбиту в сентябре 2001 года. Он был построен на российские средства, служит для стыковки кораблей «Союз» и «Прогресс», а также для выхода в открытый космос.
Модуль «Поиск»
Стыковочный модуль «Поиск – Малый исследовательский модуль-2» (МИМ-2) практически идентичен «Пирсу». Он был запущен на орбиту в ноябре 2009 года.
Остальные модули
Россия планирует добавить на МКС помимо малого исследовательского модуля-1 (МИМ-1), второй многофункциональный лабораторный модуль (МЛМ), который создаётся ГКНПЦ имени Хруничева и после запуска в 2012 году должен стать самым большим лабораторным модулем станции весом более 20 тонн. Планируется, что в его состав войдет 11-метровый манипулятор, который сможет передвигать в космосе людей и оборудование. На МКС уже имеются лабораторные модули США (Destiny), ЕКА (Columbus) и Японии (Kibo). Они, как и основные узловые сегменты Harmony, Quest и Unity, выведены на орбиту шаттлами.
Экспедиции
С 2000 по ноябрь 2008 года МКС посетило 164 человека из 18 экспедиций, что является рекордом для космических станций (на «Мире» побывало только 104 человека). В рамках контракта на закупку Малайзией российского вооружения Роскосмос в 2007 году организовал полёт на МКС первого малайзийского космонавта – шейха Музафара Шукора.
Происшествия
Наиболее серьёзным происшествием стала катастрофа при посадке шаттла Columbia («Колумбия») 1 февраля 2003 года. Хотя «Колумбия» не стыковалась с МКС, проводя самостоятельные исследования, эта катастрофа привела к тому, что полёты шаттлов были прекращены и возобновились только в июле 2005 года. Это отодвинуло сроки завершения строительства станции и сделало российские корабли «Союз» и «Прогресс» единственным средством доставки космонавтов и грузов на станцию. Из других серьёзных происшествий можно выделить задымление в российском сегменте станции в 2006 году, отказы компьютеров в российских и американских сегментах в 2001 и 2007 году. Осенью 2007 года экипаж станции занимался починкой разрыва солнечной батареи, случившегося при её установке. В 2008 году в модуле «Звезда» дважды ломался санузел, что потребовало от экипажа соорудить временную систему сбора продуктов жизнедеятельности с использованием сменных ёмкостей. Критической ситуации не возникло из-за наличия резервного санузла на пристыкованном в том же году японском модуле «Кибо».
Права собственности и финансирование
По соглашению каждому участнику проекта принадлежат его сегменты на МКС. Россия владеет модулями «Звезда» и «Пирс», Япония – модулем «Кибо», ЕКА – модулем «Колумбус». Солнечные панели, которые после завершения строительства будут генерировать 110 кВт/час, и остальные модули принадлежат NASA. Первоначально стоимость станции оценивалась в 35 млрд. долларов, в 1997 году оценочная стоимость станции составляла уже 50 миллиардов, а в 1998 году – 90 миллиардов долларов. В 2008 году ЕКА оценивала её общую стоимость в 100 млрд. евро.
Критика
Несмотря на то, что МКС стала новой вехой в развитии международного сотрудничества в космосе, её проект неоднократно критиковался экспертами. Из-за проблем с финансированием и катастрофы «Колумбии» был отменёны ряд важных экспериментов, например, запуск японско-американского модуля с искусственной гравитацией. Практическая значимость проводимых на МКС экспериментов не оправдывала затрат на создание и поддержку функционирования станции. Назначенный в 2005 году главой NASA Майкл Гриффин, хотя и называл МКС «величайшим инженерным чудом», заявлял, что из-за станции уменьшается финансовая поддержка программ освоения космоса роботизированными аппаратами и полётов человека на Луну и Марс. Исследователи отмечали, что проект станции, предусматривавший сильно наклонённую орбиту, существенно удешевлял полеты к МКС «Союзов», но удорожал старты шаттлов.