Время прощаться: в 2030 году МКС прекратит свое существование

Самый дорогой построенный человеком объект, по версии Книги рекордов Гиннеса, скоро прекратит свое существование. Хотя изначально вывод из эксплуатации Международной космической станции (МКС) был запланирован на 2024 год, это случится лишь спустя шесть лет, в 2030-м. В NASA утвердили это решение и даже выбрали аппарат, который сведет станцию с орбиты — им станет Deorbit Vehicle, разработанный компанией SpaceX.

Мы уже рассказывали историю создания МКС и объясняли принцип ее работы. Теперь разберемся, почему пора попрощаться с ней навсегда.

Последние три года МКС становится все более «проблемной»

МКС начали эксплуатировать с 1998 года, когда состыковались американский и российский космические модули. С ноября 2000-го она непрерывно заселена людьми, и на сегодняшний день ее посетили более 270 астронавтов из 22 стран. В последнее время функционирование станции поддерживали 14 стран и пять космических агентств (США, Европы, Канады, Японии и россии) — именно они ранее согласовали ее работу и, соответственно, финансирование: сначала до 2024 года, затем еще на шесть лет.

Изначально срок службы ее оригинальных компонентов рассчитан на 30 лет, а на момент завершения работы возраст станции составит 32 года. МКС стареет гораздо быстрее, чем человеческое тело, и у этого необратимого процесса давно появились симптомы, которые невозможно игнорировать. Как минимум, потому что от них зависит безопасность не только астронавтов на станции, но и живущих на Земле людей.

Проблемы с герметичностью

Последние пять лет на борту МКС фиксируют утечки воздуха, и проблема лишь усугубляется. По результатам аудита NASA ее называют «главным риском безопасности», напрямую влияющим на возможность астронавтов оставаться на борту МКС до 2030 года.

Пострадавшая зона — в российском сегменте, в служебном модуле «Звезда». Хорошая новость заключается в том, что этот сегмент можно изолировать, плохая — что масштабы утечки растут. При историческом минимуме 0,09 кг и норме до 0,27 кг в день, в феврале 2024 года утечка достигала уже 1 кг за сутки, а еще спустя два месяца терялось 1,6 кг ежедневно. Хотя NASA называет ситуацию контролируемой, риски от утечки составляют пять баллов по пятибалльной шкале. А шансы на устранение проблемы крайне низки: ремонт и необходимое обслуживание затрудняются ввиду удаленного расположения станции — на расстоянии около 400 км от Земли.

Устаревшие скафандры

«Возрастные» изменения коснулись не только основных компонентов МКС, но и скафандров, что на ней используются. NASA называет их одноместными космическими кораблями, защищающими астронавтов от перегрева и охлаждения, радиации и космической пыли, удерживающими воду для питья и доставляющими кислород во время выхода в открытый космос. Снаряжение, используемое на станции, устарело. При работе с ним возникают проблемы — об этом заявил астронавт NASA и командир Crew 8 Мэттью Доминик по возвращении с МКС в октябре 2024-го. Он рассказал о скафандрах, которым уже несколько десятков лет. EMU (Extravehicular Mobility Unit) разработали еще в 1970-х, а приняли в эксплуатацию с 1980-х в программе Space Shuttle, а позже и на МКС. Проблемы с ними начали фиксировать в 2013-м. Наиболее серьезной стала утечка охлаждающей жидкости, когда шлем итальянского астронавта Луки Пармитано наполнился водой во время выхода в открытый космос.

Заложники на МКС

Космическому кораблю Starliner компании Boeing надлежало доставить двух американских астронавтов на МКС в начале июня 2024 года, а уже спустя восемь дней — вернуть их на Землю. Стыковка прошла успешно, но астронавты не добрались домой ни в июне, ни даже в феврале 2025 года, когда готовился этот материал. NASA в разоблачительном отчете обвинило Boeing в «несоблюдении стандартов контроля качества», из-за чего астронавты останутся на МКС как минимум до марта 2025 года.

Усилия, предпринимаемые в Boeing, месяцами оказывались неэффективными. Проблема заключалась в неправильно собранном куполе топливного бака с жидким кислородом. И хотя в Boeing утверждают, что капсула все еще может доставить астронавтов домой, этого так и не случилось в течение многих недель.

Астронавты на борту космической станции — в безопасности, и у них достаточно запасов еды, однако медики все активнее высказывают опасения относительно их здоровья. Первой начала терять вес Сунита Уильямс, а за ней и Барри Уилмор, что, вероятнее всего, вызвано естественными причинами ввиду длительного пребывания в условиях низкой гравитации. Кроме того, оба астронавта уже подверглись значительному воздействию радиации. В NASA тщательно следят за их здоровьем и ожидают возвращения на Землю, чтобы провести обследование.

Этот инцидент — не единственный: в ноябре 2024 года был госпитализирован весь экипаж из четырех астронавтов миссии Crew 8 сразу после их возвращения с МКС на борту космического корабля Dragon. NASA не обнародовало причины госпитализации — известно только, что под наблюдением медиков в больнице остался лишь один член экипажа.

Кент Ромингер, бывший астронавт и член комитета Консультативной группы по безопасности в аэрокосмической сфере (ASAP), заявил, что «и NASA, и SpaceX следует сосредоточиться на безопасной эксплуатации Crew Dragon и не принимать любые «нормальные» операции как должное». Он акцентировал на том, что безопасная эксплуатация требует значительного внимания к деталям, поскольку оборудование устаревает, а темпы его эксплуатации нарастают.

Два инцидента, произошедшие за короткий промежуток времени, не имеют непосредственного отношения к самой Международной космической станции, однако вынуждают использовать ее название в инфоповодах, напрямую связанных со здоровьем людей. А это лишь усиливает опасения относительно ее безопасности и пригодности к дальнейшей эксплуатации.

Напомним, частные компании Boeing и SpaceX, которые остаются сильнейшими конкурентами, еще в 2014 году заключили соглашения с NASA и начали искать пути отправки в космос коммерческих экипажей. Суммарно они получили на реализацию этих планов $6,8 млрд. Вероятно, интерес NASA к программе Boeing сократится, а сотрудничество со SpaceX продолжится — компания уже неоднократно успешно состыковывала свой космический аппарат с МКС.

Неконтролируемый космический мусор и другие проблемы на орбите

Космический мусор в 2021 году уже называли одной из глобальнейших проблем в космосе. Сейчас на низкой околоземной орбите за более чем 60-летнюю историю запусков накопилось десятки тысяч его фрагментов. Это мертвые спутники и их части, осколки от столкновений, а также хлам, появившийся в результате космической деятельности, например, при разделении ступеней.

За последние несколько лет ситуация значительно усугубилась, и к этому причастна МКС — как прямо, так и косвенно. Чем больше спутников запускают в космос, тем выше риск их столкновения с космической станцией. Крупные куски космического мусора заставляют ее совершать незапланированные маневры, чтобы избежать удара. А это приводит к увеличению расходов топлива (по разным оценкам, в среднем 10% сверх необходимого объема) и выливается в огромные финансовые затраты — до $1 млн на каждый маневр! В некоторых ситуациях астронавты вынуждены укрываться или корректировать сроки своих выходов в открытый космос. Это не простая предосторожность: в NASA утверждают, что даже микроскопическая частица космического мусора, попав в МКС, может привести к проблемам в ее работе.

Причиной незапланированных маневров становятся не только обломки, но и спутники, работающие на низкой околоземной орбите. В марте 2022 года МКС вынужденно маневрировала, чтобы избежать столкновения с аргентинским спутником земного наблюдения ÑuSat 17. А в ноябре 2021 года фрагмент мусора, оставленный противоспутниковой системой ASAT, вынудил членов экипажа МКС надеть скафандры в ожидании завершения инцидента.

Критика

Хотя маневры МКС не являются чем-то сверхъестественным, огромная космическая станция в последнее время внепланово движется чаще, чем когда-либо ранее. Это требует увеличения и без того значительных расходов на станцию — только NASA тратит на нее более $3 млрд в год (примерно треть всего бюджета на реализацию пилотируемых программ). Техническое обслуживание станции обходится слишком дорого и может быть неоправданно опасным в том числе из-за большого угла наклона ее орбиты. Если российской стороне это упрощает запуски, то для американской все ровно наоборот. Причем об этом было известно еще на этапе проектирования МКС, когда этот факт озвучили в Тихоокеанском астрономическом сообществе.

Высокие затраты, проблемы на орбите и безопасность астронавтов постоянно становятся поводами для критики МКС. В США часто звучат тезисы, мол, высвобожденные средства можно было бы с большей пользой потратить на беспилотные полеты для исследования ближнего космоса или реализацию научных программ на Земле. Тем более, что многие научные эксперименты, запланированные на МКС, можно было бы осуществить проще и дешевле на специальном самолете, движущемся по параболической траектории. Часть исследований невозможна просто потому, что на станцию сложно доставить соответствующую аппаратуру. А уже завершенные, в частности относительно влияния космических полетов на человека (нервную систему, биологические процессы, почечные камни), были восприняты скорее негативно. Причина — в их низкой практической пользе, ведь большинство космических программ в ближайшем будущем предполагают запуски беспилотных кораблей, не считая еще не ставших массовыми случаев космического туризма.

Как и любому старому космическому кораблю, МКС требуется ремонт и обслуживание, которые усложняются в том числе ее отдаленным расположением. В отчете «Управление рисками NASA для поддержания работы МКС до 2030 года» говорится, что все — от проблем с цепочкой поставок для ремонта до внезапного удара микрометеорита — представляет собой критические риски для станции.

Если все так плохо, почему МКС продолжит работать после 2024 года?

Несмотря на все факторы, которые буквально кричат о необходимости вывода МКС из эксплуатации, эта операция отложена до 2030 года, хотя изначально планировалась в 2024-м. Это объясняется тем, что для NASA и США Международная космическая станция служит символом и инструментом американского лидерства в космических науках и исследованиях. США, например, так демонстрируют свое технологическое превосходство и инновационные достижения на международной арене.

Помимо этого, поддержка МКС положительно влияет на развитие коммерческого сектора космонавтики, включая разработку космических технологий и услуг вплоть до строительства новых космических станций в будущем. Связанные с МКС наземные программы помогают привлекать интерес новых поколений к научным и инженерным специальностям. А это, опять же, необходимо для дальнейшего прогресса научно-технического потенциала страны. Иными словами, Вашингтон инвестирует в МКС, чтобы поддерживать конкурентоспособность государства на международной арене и эффективно противостоять россии с Китаем, также развивающим свои космические программы.

Китай постепенно превращается в еще одного полноправного игрока в космосе — всего за несколько лет страна самостоятельно осуществила все то, чего ранее добились США, и наконец завершила строительство своей космической станции «Тяньгун». Теперь на низкой околоземной орбите находится ее основной модуль «Тяньхе», и два экспериментальных — «Вэньтянь» и «Мэнтянь», предназначенные для исследований в области биомедицины, астрономии, физики и других наук.

«Тяньгун» предстоит проработать от 10 до 15 лет, после чего срок ее эксплуатации могут продлить по аналогии с МКС. Еще одно сходство заключается в том, что на борту китайской космической станции позволят другим странам проводить свои эксперименты, однако партнерство с NASA на данном этапе невозможно. Агентству запрещено это из соображений национальной безопасности в соответствии с «поправкой Вульфа», принятой Конгрессом в 2011 году. Впрочем, развитие международных отношений в сфере космоса не является главным приоритетом и для самого Китая. Он предпочитает использовать «Тяньгун» для демонстрации своих лидерских позиций, а также как символ независимости от космических программ и агентств других стран.

Завершение строительства станции «Тяньгун» уже позволило КНР стать полноправной космической державой. Ян Осбург, аэрокосмический инженер из Rand Corporation, отмечает: «Мы больше не можем считать само собой разумеющимся, что мы — влиятельные фигуры (big dogs) в космосе. Для США и союзников это сигнал к тому, чтобы не опускать руки». Он также высказал пожелание, что именно США должны задавать тон в космосе, а не авторитарные государства вроде Китая. И хотя Штаты не могут игнорировать эти важные геополитические последствия от начала работы «Тяньгун», по факту они не в силах противопоставить Китаю достойную альтернативу в ближайшем будущем. И это тоже способствовало сдвигу сроков завершения эксплуатации МКС, несмотря на то что та стареет и становится все более проблемной.

Как принималось решение о выводе с орбиты МКС

После завершения строительства МКС весила чуть более 420 000 кг. Если позволить такому крупному объекту неконтролируемо сойти с орбиты, это грозит катастрофой. Станцией управляют несколько стран, поэтому и решение о ее выводе из эксплуатации должно приниматься совместно. Изначально представители NASA обратились к российской стороне, так как именно она управляет движением космической станции. Однако предложенное ею решение оказалось нежизнеспособным — даже мощности всех ее «Прогрессов» (космических кораблей, которые используются для разгона) было бы недостаточно, чтобы организовать контролируемый сход.

Разобрать и спустить фрагменты МКС по частям тоже невозможно, так как изначально станция была спроектирована для сборки в космосе, но не наоборот. А сумма, в которую обошлась бы разборка и последующий спуск, согласно предварительным подсчетам, была бы непосильной для NASA. Это без учета того, что до сих пор не построен настолько большой космический корабль, способный опустить на Землю отдельные фрагменты станции. Этим же объясняются и сложности с ремонтом основных модулей, успевших износиться, — существующие на сегодня корабли могут доставить на МКС разве что солнечные панели и другое мелкое оборудование.

В результате международные партнеры договорились начать поиски подрядчика, который сведет МКС с орбиты, и поручили эту задачу NASA. А уже агентство выбрало частную компанию SpaceX, на тот момент обладающую успешным опытом полетов в космос. Вторую заявку тогда подавала компания Northrop Grumman — ведущий американский поставщик твердотопливных ракетных двигателей для национальной безопасности и обороны.

Для спуска МКС с орбиты SpaceX готовит свой космический корабль United States Deorbit Vehicle (USDV), представляющий собой усовершенствованную версию Dragon, и получит за это $843 млн. По завершении строительства владеть и управлять этим кораблем будет NASA. Ожидается, что экипаж USDV покинет МКС, когда высота ее орбиты снизится до 330 км. Станция будет плавно снижаться в течение шести месяцев до момента окончательного схода в Тихом океане — под эту задачу там уже найден участок шириной около 2000 км.

Что будет, когда МКС окончательно перестанет существовать

Вывод из эксплуатации МКС для NASA — это в первую очередь огромные высвобожденные суммы, даже если при этом агентство продолжит арендовать мощности на коммерческих космических станциях. Указанные средства пойдут на управление полетами, оплату труда сотрудников и поддержку ряда сопутствующих операций. Предполагаемая экономия уже в 2031 году составит $1,3 млрд и достигнет $1,8 млрд в 2033-м. «Эту сумму можно использовать для инициатив NASA по исследованию дальнего космоса, что позволит агентству глубже и быстрее изучить его. Также она может быть полезна для других программ NASA, в частности, миссий Artemis», — говорится в отчете о переходе МКС под названием International Space Station Transition Report.

В настоящий момент в США и NASA не обсуждают возможность строительства альтернативы МКС, вместо этого планируют развивать партнерские отношения с частными компаниями. В агентстве заявили о начале разработки космической станции, которая будет построена и останется в эксплуатации у одной из частных компаний — Axiom Space, Voyager Space или Blue Origin. Каждой из них NASA уже выделило по несколько сотен миллионов долларов, а также планирует предоставить их специалистам накопленную за много лет экспертизу.

Один из таких проектов — Orbital Reef, предложенный компанией Blue Origin Джеффа Безоса и ее партнером Sierra Space Corporation. Он предполагает строительство достаточно большой космической станции для научных экспериментов, космического туризма и даже размещения производственных мощностей. Компания Axiom Space, в 2022 году совершившая первый коммерческий полет на МКС, планирует построить собственную свободно перемещающуюся космическую станцию с исследовательской лабораторией и несколькими экзотическими объектами вроде киностудии.

Подобные амбициозные планы вынашивает и Northrop Grumman — предполагается, что ее космическая станция будет оснащена внешними роботизированными элементами управления, чтобы проводить техническое обслуживание вместо астронавтов. Согласно одним данным, NASA планирует в итоге выбрать единственного крупного партнера, по другим — намеревается работать сразу с несколькими частными компаниями. Впрочем, все проекты пока в зачаточном состоянии, и не могут рассчитывать на гарантированный успех даже в том случае, если уже получили финансирование от агентства — в любой момент планы каждой из сторон могут измениться.

Параллельно мы наблюдаем за развитием еще одного крупного проекта, в котором, помимо NASA, принимают участие еще несколько космических агентств — европейское, японское, канадское и дубайское. Итак, планируется до конца 2020-х годов построить космическую станцию Gateway (она же Lunar Gateway) за пределами низкой околоземной орбиты. Она будет играть важную роль в программе Artemis после 2024 года и позволит обеспечить присутствие человека на Луне и Марсе.

Международная космическая станция уже третье десятилетие подряд остается символом научно-технического прогресса. Она стала платформой для уникальных исследований и объединила усилия ученых из разных стран, показав, что космос может быть местом для мирного продуктивного взаимодействия. Однако, как и любой рукотворный предмет, МКС устарела и вынужденно сходит с орбиты и в прямом, и в переносном смысле. Но человечество не намерено останавливаться — наоборот, выбирает себе новые амбициозные цели в космосе и стремится к реализации не настолько масштабных, но не менее важных проектов.