Яркая “звезда” в космосе, Международная космическая станция — МКС, поспособствовала научным открытиям в области медицины, физики, химии и многих других отраслях. А для ее работы были созданы технологии, которые позднее начали использовать на Земле.
У одного из экипажей МКС был обычный рабочий день, часть которого занимали научные эксперименты в самых разных областях. Но именно в этот день, столь похожий на все остальные, астронавты открыли стабильно горящее холодное пламя. Ученые сожгли капли топлива в рамках эксперимента по тушению пламени (FLEX), и произошло нечто неожиданное. Капля гептанового топлива, похоже, угасла, однако на самом деле продолжала гореть без видимого пламени при температурах в 2,5 раза ниже, чем обычная свеча.
Открытие стабильно горящего холодного пламени — одно из исследований, проведенных экипажами в течение 20 лет на Международной космической станции. Это первый международный проект такого рода, объединивший усилия разных стран, многолетний опыт в освоении космического пространства.
Проект позволил астронавтам жить в космосе месяцами, что дало сильный толчок развитию науки и технологий, способных решить проблемы человечества на Земле и способствовать колонизации околоземного пространства в будущем.
Этот материал рассказывает историю МКС и в чем ее польза для человечества.
История создания МКС
Рональд Рейган, 40-й президент США, во время “космической гонки” между Советским Союзом и Соединенными Штатами Америки за первенство в освоении космоса в 1984 году принял судьбоносное решение — построить космическую станцию в течение ближайших 10 лет.
“Космическая станция позволит совершить качественный скачок в наших исследованиях в области науки, связи, металлов и жизненно важных лекарств, которые могут быть произведены только в космосе. Мы хотим, чтобы наши друзья помогли нам справиться с этими проблемами, и после разделили все плоды совместной работы. NASA будет приглашать другие страны к участию, чтобы мы могли укрепить мир, добиться процветания и расширить свободу для всех, кто разделяет наши цели”, — сказал Рейган, объявляя о решении строительства новой орбитальной станции.
В заявлении Рейгана шла речь о космическом корабле-лаборатории для долговременного пребывания человека на околоземной орбите, проведения научных исследований, важных как для будущего человечества на Земле, так и для изучения космоса.
Проект, о котором заявил Рейган, это не первая орбитальная станция. В рамках “космической гонки” США уже выводили на орбиту проект Skylab, в 1973 году, чтобы провести больше двух сотен экспериментов в области биомедицины, солнечной астрономии. Среди наиболее важных были исследования физиологических реакций космонавтов на длительные космические полеты.
Некоторые исследования, проведенные на Skylab, были награждены Нобелевской премией.
Так, Риккардо Джаккони, известный американский астрофизик итальянского происхождения, в 2002 году получил половину Нобелевской премии по физике за исследование рентгеновской астрономии, включая изучение Солнца на борту Skylab, что способствовало рождению рентгеновской астрономии. Это раздел астрономии, который занимается изучением рентгеновского наблюдения и обнаружения астрономических объектов.
Станцию на околоземную орбиту отправили не только США, но и Советский Союз. Первая советская орбитальная программа “Салют” была нацелена на проведение долгосрочных исследований проблем жизни в космосе и различных астрономических и биологических экспериментов.
Наиболее активная фаза строительства пришлась на конец 1990-х. К проекту, как и планировалось, присоединились и другие страны: Канада, Япония и Европейское космическое агентство, которое тогда представляло 13 стран.
Собирать МКС начали в ноябре 1998 года. Первым был модуль “Заря”, который доставили с помощью ракеты “Протон”. Еще через две недели шаттл Endeavour доставил к нему модуль Unity и два стыковочных адаптера. Всего для строительства проекта понадобилось более 40 полетов в космос, чтобы собрать 16 модулей, в которых по несколько месяцев смогли бы находиться астронавты стран-участниц.
Общими усилиями разных стран МКС была возведена. Стоимость проекта составила более $100 млрд. Став самым дорогим в истории космонавтики, он попал в Книгу рекордов Гиннеса.
Сейчас МКС напоминает огромный конструктор с большим количеством отсеков. По размеру станция сравнима с полем для американского футбола, весом около 450 000 кг. Она движется со скоростью около 28 000 км/ч на высоте 420 км над Землей.
Первыми в ноябре 2000 года на ее борт ступили три астронавта: Уильям Шеперд, Юрий Гидзенко и Сергей Крикалев. Их миссия продлилась 136 дней и предполагала запуск многих систем на станции, а пребывание было менее комфортным, чем сейчас.
Шеперд, американский астронавт, сравнил условия проживания с кемпингом. “У нас не было очистки CO2, не было кондиционера и уборки, как это было нужно. Это вызвало некоторую озабоченность. Наше производство O2 не работало. Было много вещей, очень ограниченных с точки зрения их надежности. Много простых или почти самодельных систем жизнеобеспечения нам пришлось довести до большего количества возможностей”, — вспоминал он в интервью NASA в 2010 году.
Как устроена МКС
Станция — многомодульный проект, где расположены лаборатории для научных исследований, жилые зоны для астронавтов, а также другая инфраструктура, необходимая как для жизни в космосе, так и для связи с Землей.
Последнюю астронавты используют, чтобы сообщать о результатах исследований или о внештатных ситуациях, таких как, например, столкновение с космическим мусором.
Свободное время астронавты проводят за рутиной и хобби: читают книги, слушают музыку, ведут дневники. Канадский астронавт Крис Хэдфилд даже написал книгу, в которой поделился опытом работы на МКС.
Астронавты рассказывают о своей миссии на станции и через социальные сети, используя интернет. Майк Массимино 12 мая 2009 года стал первым человеком в космосе, отправившим “твит” — публикацию в социальной сети Twitter. “Запуск был потрясающим!! Я чувствую себя прекрасно, много работаю и наслаждаюсь великолепными видами, приключение на всю жизнь началось!” — написал он.
Также астронавты записывают видео для YouTube, в которых рассказывают о жизни на орбите или демонстрируют выходы в открытый космос.
В течение одной миссии экипажи проводят в космосе в среднем 182 дня. Впрочем, некоторые участники пробыли на станции намного дольше. Скотт Келли стал рекордсменом по продолжительности пребывания в космосе за один полет — 340 дней. А Пегги Уитсон была в космосе еще дольше — в сумме 665 дней.
Какую пользу принесло появление орбитальной станции
Исследования — главная задача МКС. Они проводятся в областях медицины, физики, химии и многих других.
К примеру, исследования на станции в области медицины помогли лучше изучить мышечную дистрофию — патологический процесс в организме, который характеризуется поражением мышечных структур.
Важной для науки была проверка возможности вырастить овощи и зелень на МКС, которая увенчалась успехом. Уже сейчас астронавты выращивают салат в лаборатории.
В 2018 году Лаборатория холодного атома NASA стала первой, кто произвел на околоземной орбите пятое состояние вещества, называемое конденсатом Бозе — Эйнштейна (БЭК). Лаборатория холодного атома, лаборатория фундаментальной физики на Международной космической станции, охлаждает атомы до ультрахолодных температур, чтобы изучить их основные физические свойства способами, которые были бы невозможны на Земле.
Всего за 20 лет работы проекта было проведено 2 500 экспериментов, результаты которых могут пригодиться человечеству в недалеком будущем.
Полезными могут стать не только исследования, но и технологии, созданные для МКС. Это, например, системы очистки воды, которые позволили использовать воду многократно и не зависеть от поставок с Земли.
В недалеком будущем количество и назначение космических станций существенно изменится.
Так, новыми исследованиями займутся в лаборатории Китайской космической станции. Она уже изучает жизнь и биотехнологии в космосе, физику жидкости и горения в микрогравитации и другие.
Уже сейчас обсуждается проект-курорт Voyager Station. На станции для космических туристов будут расположены отели, рестораны и смотровые площадки для наблюдения за Землей. Ее строительство планируется в 2026 году.
Срок эксплуатации МКС — до 2024 года. Но, без сомнений, его продлят. И станция продолжит кружить вокруг Земли, а на ее борту сделают еще немало открытий.
