16 вещей, которые вы не знали о Международной космической станции — чуде инженерной мысли
Международная космическая станция снова стала популярна: за последнее время вышло два фильма (российский нашумевший на весь мир «Вызов» и американский «МКС — I.S.S») и готовится к премьере сериал «Созвездие». МКС стала абсолютным мировым символом и неотъемлемой частью массовой культуры. Все мы знаем, что орбитальная лаборатория — это вершина новаторской инженерной мысли, о которой говорят с момента ее появления на орбите Земли. Но, оказывается, нам известно не все об этом чуде. Станция таит в себе множество малоизвестных фактов.
1. Чудо инженерных достижений
Nasa
Многоцелевой космический исследовательский комплекс вращается вокруг нашей планеты, делая один виток примерно за 90 минут. И это происходит непрерывно на протяжении более 25 лет. И несмотря на возникающие неисправности, начиная от поломки туалета и заканчивая утечками воздуха, космолаборатория продолжает работать и по сей день.
Международная орбитальная станция — пример невероятной инженерной мысли и человеческой изобретательности. В ней собраны все самые новаторские изобретения и технологии, вплоть до уникальных мер пожарной безопасности и создания условий для микрогравитации, а также сложных систем рециркуляции воды.
2. Космонавты пьют эспрессо
Даже находясь в космосе, человеку может захотеться рано утром выпить чашечку горячего кофе. К счастью, на МКС есть настоящая эспресс-машина, созданная для работы в невесомости, которую доставили на станцию в 2015 году.
Кофемашину назвали ISSpresso (ISS — англоязычная аббревиатура МКС). Аппарат — это результат совместного сотрудничества итальянской кофейной компании Lavazza, инженерной фирмы Argotec и Итальянского космического агентства.
Роскосмос / Nasa
Устройство работает с использованием чашки-непроливайки Space Cup (NASA) и специально разработанной кофейной капсулы, содержащей кофе. Экипаж вставляет эти компоненты в ISSpresso, и затем кофемашина производит напиток.
3. Могут ли хакеры взломать МКС?
Роскосмос
Роскосмос, Nasa и другие космические агентства приняли множество мер, чтобы обеспечить защиту МКС от атак хакеров. Да-да, этих сетевых преступников боятся даже в космосе. В качестве главной меры безопасности станция изолирована от общедоступных сетей Интернета. Но это не значит, что там нет доступа во Всемирную паутину. Да, сеть доступна, но она медленная, и, по сути, это зеркальная версия обычного Интернета.
То есть трафик фильтруется через специальные серверы, проводя передачу данных по зашифрованным каналам связи. Для устойчивости и безопасности сетевого подключения проводится регулярное обновление программного обеспечения, а также внедрены межсетевые экраны и системы обнаружения вторжений. У американцев есть даже специальное руководство космической безопасности. Этот каталог-справочник подробно описывает меры контроля и способы создания надежной кибербезопасности.
4. Есть ли на станции микробы и бактерии?
Nasa
На фото: астронавт NASA, бортинженер 65-й экспедиции Меган Макартур вытирает поверхность, чтобы собрать образец микроорганизмов, присутствующих на МКС, для анализа и отслеживания в рамках исследования Microbial Tracking-3.
Космонавты и их груз регулярно завозят на МКС микробы, что создало на станции уникальную микробную среду с момента ее первого витка вокруг Земли в 1999 году.
Более двухсот миссий внесли свой вклад в эту особую микробную популяцию в космической лаборатории, за которой, кстати, следят ученые, проводя различные исследования. Ограниченная космическая среда, а также ослабленная иммунная система космонавтов и более агрессивные бактерии приводят к тому, что простуда в космосе протекает намного хуже, чем на Земле.
С каталогом бактерий, живущих на МКС, можно ознакомиться здесь. На основе этих исследований космические агентства ведут разработки мер безопасности для космонавтов. Особенно это актуально для тех, кто выполняет долгосрочные космические миссии.
5. Есть ли на МКС плесень?
Продолжая тему о микроорганизмах, стоит также отметить, что экипаж МКС постоянно ведет борьбу с плесенью. Из-за высокой влажности, отсутствия гравитации и закрытой среды плесень растет на станции быстрее, чем на Земле. И эта проблема требует особых протоколов очистки.
Первый зарегистрированный случай роста плесени на МКС произошел еще в 2004 году, когда в образце, взятом из кулера для воды, было обнаружено присутствие плесени Aspergillus и Penicillium. Экипажу пришлось чистить дозатор и следить за уровнем влажности в помещении, чтобы предотвратить дальнейший рост.
Nasa
На фото плесень на МКС. В этом месте сушилась спортивная одежда космонавтов.
В 2011 году еще одна подобная проблема возникла, когда плесень была обнаружена в японском модуле МКС. Экипажу пришлось чистить вентиляцию перекисью водорода и менять воздушный фильтр, чтобы предотвратить распространение грибов.
В 2016 году также был зафиксирован рост плесени.
6. Чем пахнет на станции?
Роскосмос
Несмотря на тщательную очистку воздуха, в космической лаборатории, по словам экипажа, не очень приятные запахи. Внутри пахнет озоном, порохом, антисептиком, мусором, человеческим телом и т. д.
Также плохо пахнет из туалета, который предназначен для переработки мочи в питьевую воду; однако после завершения этого процесса немного отходов жизнедеятельности все же остается. Система испаряет остатки мочи, и выхлопные газы могут иметь неприятный запах, несмотря на тщательную фильтрацию.
Но, как говорят космонавты, со временем они привыкают ко всем запахам и уже их не чувствуют.
7. Как на станции добывают воду?
Nasa
На фото слева: космонавт ЕКА (Европейского космического агентства) немец Маттиас Маурер заменяет емкость для сбора мочи, которая будет переработана в воду. Справа — астронавт NASA Кайла Бэррон держит фильтр переработки различных жидкостей в воду
Доставка воды на МКС — дело непростое и недешевое, требующее нестандартного подхода к переработке уже существующей на борту воды. В прошлом году в ходе испытания системы жизнеобеспечения была достигнута степень восстановления воды на 98%.
Эта система собирает сточные воды и отправляет их на установку водоочистки (WPA), которая производит питьевую воду. В одном специализированном компоненте используются усовершенствованные осушители для улавливания влаги, попадающей в воздух кабины от дыхания и пота экипажа.
В процессе очистки специальные датчики проверяют чистоту воды и в случае ее непригодности снова отправляют на цикл переработки. Также система добавляет йод в уже очищенную воду для предотвращения роста микробов и хранит ее для экипажа. Каждому члену экипажа требуется около 4,5 литров воды в день для потребления, приготовления пищи и гигиены, например чистки зубов.
8. Модуль МКС «Купол»
Nasa
Астронавт NASA, бортинженер 68-й экспедиции Джош Кассада внутри модуля «Купол».
МКС совершила свой первый виток вокруг Земли в 1998 году. Но тогда на станции не было знаменитого американского модуля «Купол» — панорамного обзорного купола, состоящего из семи прозрачных иллюминаторов, потому что изначально его не было в проекте космической лаборатории.
Фото: Википедия
Вид на Землю из модуля «Купол».
Купол установили только в 2010 году, он подарил космонавтам превосходный вид на Землю и космос. Кстати, мало кто знает о том, что аппарат имеет защитные ставни (заслонки), которые закрываются, чтобы защитить окна от потенциальных ударов микрометеоритов.
9. Угрожает ли станции космический мусор?
Nasa / esa.int
След от удара микрометеора.
То, что МКС может столкнуться с космическим мусором, волнует многих, в том числе и киношников, которые любят снимать космические катастрофы. Особенно им полюбились сюжеты, где крошечный астероид или небольшой кусочек мусора, прошив обшивку станции, превращает ее в огромную кучу космического мусора. Но на самом деле лаборатория не так-то и проста, потому что устроена намного сложнее, чем кажется.
В 2016 году «чешуйка краски или небольшой металлический фрагмент размером не более нескольких тысячных миллиметра» попал в окно купола, оставив на стекле скол.
Действительно, микрометеоры и обломки время от времени врезаются в МКС, и это нормально, учитывая, что космическая станция является самым тяжелобронированным космическим кораблем, когда-либо построенным человечеством. Но не все летающие частицы и куски мусора безопасны для станции; например, предметы диаметром более 1 сантиметра, летящие со скоростью, превышающей 29?000 километров в час, скорее всего, пробили бы корпус лаборатории, что, понятно, было бы очень плохо.
10. Как тушат пожары на МКС
ЦПК
Пожары в космосе могут быть особенно опасными из-за отсутствия гравитации, которая влияет на поведение и распространение пламени. На МКС есть специально разработанные огнетушители, которые созданы для условий микрогравитации. Для тушения пожара используют смесь микрораспыленной воды и газообразного азота (или, проще говоря, мелкий водяной туман).
Nasa
Эти огнетушители работают в любом положении и имеют удлинитель для работы в закрытых помещениях, обеспечивая эффективную пожарную безопасность в уникальной среде космостанции. Разработка этих огнетушителей была результатом совместных усилий компаний ADA Technologies, Wyle и космического агентства NASA. Азотно-водяные огнетушители были доставлены на борт МКС в 2016 году, заменив классические устройства пожаротушения CO2.
11. Есть ли у МКС двигатели?
Роскосмос / NASA
На фото космический корабль “Прогресс”. Пристыковка.
Время от времени станции требуется толчок, чтобы сохранять нужную траекторию по орбите и поддерживать высоту. Несмотря на то, что МКС оснащена собственными двигателями, их недостаточно для мощных маневров лаборатории из-за ограниченного запаса топлива, необходимой мощности, чтобы сохранять бортовые ресурсы для других важных операций (таких как управление ориентацией в пространстве и маневров с целью предотвращения столкновений с космическим мусором).
Поэтому вместо стационарных двигателей для обеспечения внешнего ускорения используются мощные силовые установки пристыкованных космических кораблей, которые изначально и спроектированы, и разработаны для таких задач. Кстати, они для работы используют собственное топливо, что сводит к минимуму нагрузку на ресурсы МКС.
Nasa
Грузовой корабль Cygnus компании Northrop Grumman.
При этом российский «Прогресс» в настоящее время является единственным космическим кораблем, официально разрешенным для маневров станции. Есть и другие космические корабли, такие как «Сигнус» компании Northrop Grumman и российская «Звезда», которые могут быть использованы для придания движения (или для торможения) лаборатории, но официально их применение не санкционировано для этой цели. Кроме того, для работы двигателей модуля «Звезда» требуется дополнительная подготовка («Прогресс» должен заправлять «Звезду» топливом для этой задачи).
Nasa не нравится такая ситуация, поэтому они планируют использовать свой корабль. Для этого американское агентство проводило испытания по работе служебного модуля Cygnus.
12. Как на станции сохраняют тепло?
Юлия Пересильд / Роскосмос
Внешняя оболочка МКС выдерживает быстрые температурные перепады, пока станция вращается вокруг Земли, постоянно переходя от солнечного света к темноте каждые 45 минут. Внутри же тепло не поднимается вверх и не циркулирует, как это обычно происходит на Земле под действием силы тяжести. Поэтому лаборатория оснащена сложной системой терморегулирования, позволяющей управлять температурными изменениями за бортом, обеспечивая внутри комфортный климат.
Инфографика переведена через онлайн-переводчик Яндекс.
EKA
Система терморегуляции стабилизирует экстремальные температурные нагрузки, используя внутренний водяной контур для поглощения тепла внутри кабины, продуктов жизнедеятельности космонавтов и оборудования. Затем это тепло через теплообменники передается во внешний контур, наполненный аммиаком.
Внутри МКС поддерживается температура от 18 до 23 градусов по Цельсию, обеспечивая (достаточно) приемлемые условия для космонавтов и для безопасности бортового оборудования.
13. Размеры станции больше, чем кажется
Nasa
Тесные внутренние отсеки и узкие проходы орбитальной станции создают впечатление, что она относительно небольшая, но на самом деле лаборатория удивительно большая. Жилая и рабочая зоны МКС больше частного дома с шестью спальнями, гостиной, двумя туалетными комнатами и тренажерным залом.
Внешне станция также впечатляет своими габаритами: размах крыльев солнечной батареи составляет 109 метров, что превышает длину Airbus A380, крупнейшего в мире пассажирского самолета, размах крыльев которого 80 метров.
Nasa
Длина МКС составляет 109 метров от одного конца до другого, что соответствует длине футбольного поля. Кроме того, на борту находится более 12 км проводов, которые образуют на станции электроэнергетическую систему. Общий вес МКС — около 445075 кг.
14. Как и когда будут утилизировать МКС?
NASA
МКС планируется вывести из эксплуатации к 2030 году, но нелегкая утилизация орбитальной лаборатории будет недешевым мероприятием (планируется затопить ее в необитаемой части Тихого океана). Чтобы захватить станцию ??и втянуть ее в атмосферу Земли (контролируемый вход), необходим космический буксир. Проблема в том, что предлагаемый спускаемый аппарат будет стоить 1 миллиард долларов. Это будет самый дорогой мусоровоз в мире.
15. Кто дольше всего пробыл на МКС (в космосе)?
Роскосмос
Недавно российский космонавт Олег Кононенко установил мировой рекорд по суммарному пребыванию в космосе. Он в ходе пяти космических полетов провел в космосе 878 суток 11 часов 29 минут 48 секунд.
Олег является командиром отряда космонавтов «Роскосмоса» и в настоящий момент проводит свой пятый космический полет, работая на МКС. Его экспедиция, согласно планам российского космического агентства, должна завершиться 23 сентября 2024 года). В итоге суммарно Кононенко проведет в космосе 1110 суток.
16. Какие исследования проводятся Россией на МКС?
Роскосмос
На борту российского сегмента орбитальной станции проводятся многочисленные эксперименты и исследования. Вот краткий список некоторых из них:
«Адамант» — экспериментальное и теоретическое исследование фундаментальных механизмов управления сажеобразованием в сферических диффузионных газовых пламенах в условиях микрогравитации.
«Взаимодействие-2» — изучается влияние многонационального состава экипажей на межличностное и межгрупповое взаимодействие.
«Вектор-МБИ-1» — в рамках этого исследования выявляются особенности вестибулярной стимуляции в условиях невесомости.
«Визир» — исследование в рамках фото-, видеорегистрации в небесной сфере, в открытом космосе, в атмосфере и на поверхности Земли, регистрации текущего положения и ориентации в пространстве.
«Идентификация» — исследование нагрузок на конструкцию МКС.
«Коррекция» — исследование и разработка эффективных средств профилактики неблагоприятных изменений в костях космонавтов в условиях невесомости.
«Кардиовектор» — исследование влияния невесомости на деятельность сердечно-сосудистой системы человека.
