Международная космическая станция ( МКС ) — крупная космическая станция , которая была собрана и поддерживается на низкой околоземной орбите совместными усилиями пяти космических агентств и их подрядчиков: NASA (США), Роскосмос (Россия), ESA (Европа), JAXA (Япония) и CSA (Канада). МКС — крупнейшая космическая станция из когда-либо построенных. Её основная цель — проведение экспериментов в условиях микрогравитации и космической среды . [10]
В операционном плане станция разделена на две секции: российский орбитальный сегмент (ROS), собранный Роскосмосом, и американский орбитальный сегмент (USOS), собранный NASA, JAXA, ESA и CSA. Яркой особенностью МКС является интегрированная ферменная конструкция , которая соединяет большие солнечные панели и радиаторы с герметичными модулями. Герметичные модули специализированы для исследований, проживания, хранения, управления космическими аппаратами и функций шлюза . Посещаемые космические аппараты стыкуются со станцией через ее восемь стыковочных и причальных портов . МКС поддерживает орбиту со средней высотой 400 километров (250 миль) [11] и облетает Землю примерно за 93 минуты, совершая 15,5 оборотов в день. [12]
Программа МКС объединяет два предыдущих плана по созданию пилотируемых станций на околоземной орбите: космическую станцию Freedom, запланированную Соединенными Штатами, и станцию Mir-2 , запланированную Советским Союзом. Первый модуль МКС был запущен в 1998 году. Основные модули были запущены ракетами Proton и Soyuz , а также системой запуска Space Shuttle . Первые долгосрочные резиденты, Expedition 1 , прибыли 2 ноября 2000 года. С тех пор станция непрерывно занята в течение 23 лет и 334 дней, что является самым длительным непрерывным присутствием человека в космосе. По состоянию на март 2024 года космическую станцию посетили 279 человек из 22 стран. [13] Ожидается, что МКС будет иметь дополнительные модули ( например, орбитальный сегмент Axiom ) и будет находиться в эксплуатации до конца 2030 года, после чего ее планируется вывести с орбиты специальным космическим кораблем NASA. [14] [update]
Когда в начале 1970-х годов космическая гонка подходила к концу, США и СССР начали рассматривать различные варианты потенциального сотрудничества в космосе. Кульминацией этого стал испытательный проект «Союз-Аполлон» 1975 года , первая стыковка космических кораблей двух разных космических держав. ASTP считалась успешной, и также рассматривались дальнейшие совместные миссии.
Одной из таких концепций была международная Skylab, которая предлагала запустить резервную космическую станцию Skylab B для миссии, в рамках которой экипажи кораблей Apollo и Soyuz совершили бы несколько визитов. [15] Более амбициозной была космическая лаборатория Skylab-Salyut, которая предлагала стыковку Skylab B с советской космической станцией Salyut . Сокращение бюджетов и рост напряженности в холодной войне в конце 1970-х годов привели к тому, что эти концепции отошли на второй план, как и другой план стыковки Space Shuttle с космической станцией Salyut. [16]
В начале 1980-х годов НАСА планировало запустить модульную космическую станцию под названием Freedom в качестве аналога космических станций «Салют» и «Мир» . В 1984 году ЕКА было приглашено принять участие в космической станции Freedom , и ЕКА одобрило лабораторию Columbus к 1987 году. [17] Японский экспериментальный модуль (JEM), или Kibō , был анонсирован в 1985 году как часть космической станции Freedom в ответ на запрос НАСА в 1982 году.
В начале 1985 года министры науки стран Европейского космического агентства (ЕКА) одобрили программу Columbus , самую амбициозную попытку в космосе, предпринятую этой организацией в то время. План, возглавляемый Германией и Италией, включал модуль, который должен был быть присоединен к Freedom , и с возможностью превратиться в полноценный европейский орбитальный форпост до конца века. [18]
Рост расходов поставил эти планы под сомнение в начале 1990-х годов. Конгресс не желал выделять достаточно денег на строительство и эксплуатацию Freedom и потребовал от NASA увеличить международное участие для покрытия растущих расходов, в противном случае они полностью отменят весь проект. [19]
Одновременно СССР проводил планирование космической станции «Мир-2» и начал строительство модулей для новой станции к середине 1980-х годов. Однако распад Советского Союза потребовал значительного сокращения этих планов, и вскоре «Мир-2» оказался под угрозой срыва. [20] Поскольку оба проекта космической станции оказались под угрозой, американские и российские официальные лица встретились и предложили объединить их. [21]
В сентябре 1993 года вице-президент США Эл Гор и премьер-министр России Виктор Черномырдин объявили о планах создания новой космической станции, которая в конечном итоге стала Международной космической станцией. [22] Они также договорились, готовясь к этому новому проекту, что Соединенные Штаты будут участвовать в программе «Мир», включая стыковку американских шаттлов в программе «Шаттл –Мир» . [23]Первоначально МКС планировалось использовать в качестве лаборатории, обсерватории и завода, а также для обеспечения транспортировки, обслуживания и базирования на низкой околоземной орбите для возможных будущих миссий на Луну, Марс и астероиды. Однако не все варианты использования, предусмотренные в первоначальном меморандуме о взаимопонимании между НАСА и Роскосмосом, были реализованы. [24] В Национальной космической политике США 2010 года МКС были даны дополнительные роли в коммерческих, дипломатических [25] и образовательных целях. [26]
МКС предоставляет платформу для проведения научных исследований, с питанием, данными, охлаждением и экипажем, доступными для поддержки экспериментов. Малые беспилотные космические аппараты также могут предоставлять платформы для экспериментов, особенно тех, которые связаны с невесомостью и воздействием космоса, но космические станции предлагают долгосрочную среду, где исследования могут проводиться потенциально десятилетиями, в сочетании с готовым доступом для исследователей-людей. [27] [28]
МКС упрощает индивидуальные эксперименты, позволяя группам экспериментов использовать одни и те же запуски и время экипажа. Исследования проводятся в самых разных областях, включая астробиологию , астрономию , физические науки , материаловедение , космическую погоду , метеорологию и исследования человека , включая космическую медицину и науки о жизни . [29] [30] [31] [32] Ученые на Земле имеют своевременный доступ к данным и могут предлагать экспериментальные модификации для экипажа. Если необходимы последующие эксперименты, регулярно запланированные запуски кораблей снабжения позволяют запускать новое оборудование с относительной легкостью. [28] Экипажи летают в экспедициях продолжительностью в несколько месяцев, обеспечивая примерно 160 человеко-часов в неделю с экипажем из шести человек. Однако значительное количество времени экипажа уходит на техническое обслуживание станции. [33]
Возможно, самым примечательным экспериментом МКС является альфа-магнитный спектрометр (AMS), который предназначен для обнаружения темной материи и ответа на другие фундаментальные вопросы о нашей Вселенной. По данным NASA, AMS так же важен, как и космический телескоп Хаббл . В настоящее время он пристыкован к станции, но не мог бы быть легко размещен на свободно летающей спутниковой платформе из-за его потребностей в мощности и пропускной способности. [34] [35] 3 апреля 2013 года ученые сообщили, что намеки на темную материю могли быть обнаружены AMS. [36] [37] [38] [39] [40] [41] По словам ученых, «первые результаты космического альфа-магнитного спектрометра подтверждают необъяснимый избыток высокоэнергетических позитронов в космических лучах, связанных с Землей». [ требуется цитата ]
Космическая среда враждебна для жизни. Незащищенное присутствие в космосе характеризуется интенсивным радиационным полем (состоящим в основном из протонов и других субатомных заряженных частиц солнечного ветра , в дополнение к космическим лучам ), высоким вакуумом, экстремальными температурами и микрогравитацией. [42] Некоторые простые формы жизни, называемые экстремофилами , [43] а также мелкие беспозвоночные, называемые тихоходками [44], могут выживать в этой среде в чрезвычайно сухом состоянии посредством высыхания .
Медицинские исследования улучшают знания о влиянии длительного пребывания в космосе на организм человека, включая атрофию мышц , потерю костной массы и сдвиг жидкости. Эти данные будут использованы для определения того, осуществимы ли продолжительные космические полеты человека и космическая колонизация . В 2006 году данные о потере костной массы и мышечной атрофии показали, что будет значительный риск переломов и проблем с движением, если астронавты приземлятся на планете после длительного межпланетного круиза, например, шестимесячного интервала, необходимого для путешествия на Марс . [45] [46]
Медицинские исследования проводятся на борту МКС по поручению Национального института космических биомедицинских исследований (NSBRI). Среди них выделяется исследование Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravity , в котором астронавты выполняют ультразвуковое сканирование под руководством удаленных экспертов. Исследование рассматривает диагностику и лечение заболеваний в космосе. Обычно на борту МКС нет врача, и диагностика заболеваний является сложной задачей. Ожидается, что дистанционно управляемое ультразвуковое сканирование найдет применение на Земле в экстренных ситуациях и в сельской местности, где доступ к обученному врачу затруднен. [47] [48] [49]
В августе 2020 года ученые сообщили, что бактерии с Земли, в частности бактерии Deinococcus radiodurans , которые обладают высокой устойчивостью к опасным факторам окружающей среды , выживают в течение трех лет в открытом космосе , на основе исследований, проведенных на Международной космической станции. Эти результаты подтверждают идею панспермии , гипотезу о том, что жизнь существует во всей Вселенной , распространяясь различными способами, включая космическую пыль , метеороиды , астероиды , кометы , планетоиды или загрязненные космические аппараты . [50] [51]
Дистанционное зондирование Земли, астрономия и исследования дальнего космоса на МКС значительно возросли в 2010-х годах после завершения американского орбитального сегмента в 2011 году. На протяжении более чем 20 лет программы МКС исследователи на борту МКС и на Земле изучали аэрозоли , озон , молнии и оксиды в атмосфере Земли, а также Солнце , космические лучи, космическую пыль , антиматерию и темную материю во Вселенной. Примерами экспериментов по дистанционному зондированию Земли, которые летали на МКС, являются Orbiting Carbon Observatory 3 , ISS-RapidScat , ECOSTRESS , Global Ecosystem Dynamics Investigation и Cloud Aerosol Transport System . Астрономические телескопы и эксперименты на МКС включают SOLAR , Neutron Star Interior Composition Explorer , Calorimetric Electron Telescope , Monitor of All-sky X-ray Image (MAXI) и Alpha Magnetic Spectrometer . [29] [52]
Гравитация на высоте МКС составляет примерно 90% от силы гравитации на поверхности Земли, но объекты на орбите находятся в непрерывном состоянии свободного падения , что приводит к кажущемуся состоянию невесомости . [53] Это воспринимаемое состояние невесомости нарушается пятью эффектами: [54]
Исследователи изучают влияние почти невесомой среды станции на эволюцию, развитие, рост и внутренние процессы растений и животных. В ответ на некоторые данные НАСА хочет исследовать влияние микрогравитации на рост трехмерных тканей, подобных человеческим, и необычных белковых кристаллов , которые могут быть сформированы в космосе. [29]
Исследование физики жидкостей в условиях микрогравитации позволит получить более совершенные модели поведения жидкостей. Поскольку жидкости могут быть почти полностью объединены в условиях микрогравитации, физики изучают жидкости, которые плохо смешиваются на Земле. Изучение реакций, которые замедляются из-за низкой гравитации и низких температур, улучшит наше понимание сверхпроводимости . [29]
Изучение материаловедения является важной исследовательской деятельностью МКС, с целью получения экономической выгоды за счет совершенствования методов, используемых на Земле. [55] Другие области интересов включают влияние низкой гравитации на горение, посредством изучения эффективности горения и контроля выбросов и загрязняющих веществ. Эти результаты могут улучшить знания о производстве энергии и привести к экономическим и экологическим выгодам. [29]
МКС предоставляет место в относительно безопасной низкой околоземной орбите для тестирования систем космических аппаратов, которые потребуются для длительных миссий на Луну и Марс. Это дает опыт в эксплуатации, обслуживании, ремонте и замене на орбите. Это поможет развить необходимые навыки для эксплуатации космических аппаратов вдали от Земли, снизить риски миссий и расширить возможности межпланетных космических аппаратов. [56] Ссылаясь на эксперимент MARS-500 , эксперимент по изоляции экипажа, проведенный на Земле, ЕКА заявляет: «В то время как МКС необходима для ответа на вопросы, касающиеся возможного воздействия невесомости, радиации и других специфических для космоса факторов, такие аспекты, как эффект длительной изоляции и ограничения, могут быть более адекватно рассмотрены с помощью наземного моделирования». [57] Сергей Краснов, руководитель программ пилотируемых космических полетов российского космического агентства Роскосмос, в 2011 году предположил, что «укороченная версия» MARS-500 может быть проведена на МКС. [58]
В 2009 году, отмечая ценность самой структуры партнерства, Сергей Краснов написал: «По сравнению с партнерами, действующими по отдельности, партнеры, развивающие взаимодополняющие возможности и ресурсы, могли бы дать нам гораздо больше гарантий успеха и безопасности освоения космоса. МКС помогает дальнейшему продвижению освоения околоземного пространства и реализации перспективных программ исследований и освоения Солнечной системы, включая Луну и Марс». [59] Пилотируемая миссия на Марс может стать многонациональным усилием с участием космических агентств и стран, не входящих в текущее партнерство по МКС. В 2010 году генеральный директор ЕКА Жан-Жак Дорден заявил, что его агентство готово предложить остальным четырем партнерам пригласить Китай, Индию и Южную Корею присоединиться к партнерству по МКС. [60] Руководитель НАСА Чарльз Болден заявил в феврале 2011 года: «Любая миссия на Марс, скорее всего, будет глобальным усилием». [61] В настоящее время федеральное законодательство США запрещает НАСА сотрудничать с Китаем в космических проектах без одобрения ФБР и Конгресса. [62]
Экипаж МКС предоставляет возможности для студентов на Земле, проводя разработанные студентами эксперименты, проводя образовательные демонстрации, позволяя студентам участвовать в классных версиях экспериментов МКС и напрямую вовлекая студентов с помощью радио и электронной почты. [63] [64] ЕКА предлагает широкий спектр бесплатных учебных материалов, которые можно загрузить для использования в классах. [65] На одном уроке студенты могут перемещаться по 3D-модели интерьера и экстерьера МКС и сталкиваться со спонтанными проблемами, которые нужно решать в режиме реального времени. [66]
Японское агентство по исследованию аэрокосмической техники (JAXA) стремится вдохновить детей «заниматься ремеслом» и повысить их «осознание важности жизни и их ответственности в обществе». [67] С помощью серии образовательных руководств учащиеся развивают более глубокое понимание прошлого и ближайшего будущего пилотируемых космических полетов, а также Земли и жизни. [68] [69] В экспериментах JAXA «Семена в космосе» мутационные эффекты космического полета на семена растений на борту МКС изучаются путем выращивания семян подсолнечника, которые летали на МКС около девяти месяцев. На первом этапе использования Кибо с 2008 по середину 2010 года исследователи из более чем дюжины японских университетов проводили эксперименты в различных областях. [70]
Культурные мероприятия являются еще одной важной целью программы МКС. Тецуо Танака, директор Центра космической среды и использования JAXA, сказал: «В космосе есть что-то, что трогает даже людей, не интересующихся наукой». [71]
Amateur Radio on the ISS (ARISS) — это волонтерская программа, которая поощряет студентов по всему миру заниматься карьерой в области науки, технологий, инженерии и математики с помощью возможностей любительской радиосвязи с экипажем МКС. ARISS — это международная рабочая группа, состоящая из делегаций из девяти стран, включая несколько стран Европы, а также Японию, Россию, Канаду и США. В районах, где радиооборудование не может быть использовано, спикерфоны соединяют студентов с наземными станциями, которые затем соединяют звонки с космической станцией. [72]
First Orbit — полнометражный документальный фильм 2011 года о «Востоке-1» , первом пилотируемом космическом полете вокруг Земли. Сравнив орбиту МКС с орбитой «Востока-1» как можно точнее с точки зрения наземной траектории и времени суток, режиссер-документалист Кристофер Райли и астронавт ЕКА Паоло Несполи смогли снять вид, который увидел Юрий Гагарин во время своего пионерского орбитального космического полета. Эти новые кадры были смонтированы вместе с оригинальными аудиозаписями миссии «Восток-1», полученными из Российского государственного архива. Несполи указан какоператор-постановщик этого документального фильма, поскольку он сам записал большую часть отснятого материала во время экспедиции 26/27. [ 73 ] Фильм был показан в рамках мировой премьеры на YouTube в 2011 году по бесплатной лицензии на сайте firstorbit.org . [74]
В мае 2013 года командир Крис Хэдфилд снял на борту станции музыкальный клип на песню Дэвида Боуи « Space Oddity », который был выложен на YouTube. [75] [76] Это был первый музыкальный клип, снятый в космосе. [77]
В ноябре 2017 года, участвуя в Экспедиции 52/53 на МКС, Паоло Несполи сделал две записи своего голоса (одну на английском, а другую на родном итальянском) для использования в статьях Википедии . Это был первый контент, сделанный в космосе специально для Википедии. [ 78] [79]
В ноябре 2021 года было анонсировано проведение виртуальной выставки под названием «Бесконечность», посвященной жизни на борту МКС. [80]
Международная космическая станция является продуктом глобального сотрудничества, ее компоненты производятся по всему миру.
Модули российского орбитального сегмента , включая «Зарю» и «Звезду» , были произведены в Государственном космическом научно-производственном центре имени М. В. Хруничева в Москве. «Звезда» была первоначально изготовлена в 1985 году как компонент для космической станции «Мир-2» , которая так и не была запущена. [81] [82]
Большая часть орбитального сегмента США , включая модули Destiny и Unity , интегрированную ферменную конструкцию и солнечные батареи , были построены в Центре космических полетов имени Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама , и на сборочном заводе Michoud в Новом Орлеане . [81] Эти компоненты прошли окончательную сборку и обработку для запуска в здании операций и проверки и на технологическом заводе космической станции (SSPF) в Космическом центре Кеннеди во Флориде. [83]
Орбитальный сегмент США также принимает модуль Columbus , предоставленный Европейским космическим агентством и построенный в Германии, модуль Kibō , предоставленный Японией и построенный в Космическом центре Цукуба и Институте космических и астронавтических наук , вместе с Canadarm2 и Dextre , совместным канадско-американским проектом. Все эти компоненты были отправлены в SSPF для подготовки к запуску. [81] [84]
Сборка Международной космической станции, крупнейшего проекта в области космической архитектуры , началась в ноябре 1998 года. [7]
Модули российского сегмента запускались и стыковались автономно, за исключением «Рассвета» . Другие модули и компоненты доставлялись космическим челноком , который затем должен был быть установлен астронавтами либо дистанционно с помощью роботизированных рук, либо во время выходов в открытый космос, более официально известных как внекорабельная деятельность (EVA). К 5 июня 2011 года астронавты совершили более 159 выходов в открытый космос для добавления компонентов к станции, в общей сложности проведя более 1000 часов в космосе. [85] [86]
Фундамент для МКС был заложен с запуском российского модуля «Заря» на ракете «Протон» 20 ноября 1998 года. «Заря» обеспечивала движение, управление ориентацией , связь и электропитание. Две недели спустя, 4 декабря 1998 года, американский модуль Unity был доставлен на борту космического челнока Endeavour на STS-88 и соединился с «Зарей» . Unity обеспечивал связь между российским и американским сегментами станции и должен был предоставить порты для соединения будущих модулей и космических кораблей.
Хотя соединение двух модулей, построенных на разных континентах странами, которые когда-то были непримиримыми соперниками, было важной вехой, эти два начальных модуля не имели систем жизнеобеспечения, и МКС оставалась беспилотной в течение следующих двух лет. В то время российская станция « Мир» все еще была обитаемой.
Переломный момент наступил в июле 2000 года с запуском модуля «Звезда» . Оснащенная жилыми помещениями и системами жизнеобеспечения, «Звезда» обеспечивала постоянное присутствие человека на борту станции. Первый экипаж, Экспедиция 1 , прибыл в ноябре на борту «Союза ТМ-31» . [87] [88]
В последующие годы МКС неуклонно расширялась, модули доставлялись как российскими ракетами, так и космическими челноками.
Экспедиция 1 прибыла на полпути между полетами Space Shuttle миссий STS-92 и STS-97 . Эти два полета каждый добавил сегменты Integrated Truss Structure станции , которая обеспечила станцию связью в Ku-диапазоне , дополнительным управлением ориентацией, необходимым для дополнительной массы USOS, и дополнительными солнечными батареями. [89] В течение следующих двух лет станция продолжала расширяться. Ракета «Союз-У» доставила стыковочный отсек «Пирс» . Космические челноки Discovery , Atlantis и Endeavour доставили американскую лабораторию Destiny и шлюз Quest , в дополнение к основному роботизированному манипулятору станции Canadarm2 и еще нескольким сегментам Integrated Truss Structure.
В 2003 году произошла трагедия с потерей космического челнока «Колумбия» , из-за которой прекратились полеты всех шаттлов и строительство МКС было остановлено.
Сборка возобновилась в 2006 году с прибытием STS-115 с Atlantis , который доставил второй комплект солнечных батарей станции. Еще несколько сегментов фермы и третий комплект батарей были доставлены на STS-116 , STS-117 и STS-118 . В результате значительного расширения возможностей генерации энергии станции стало возможным разместить больше модулей, и были добавлены модуль США Harmony и европейская лаборатория Columbus . Вскоре за ними последовали первые два компонента японской лаборатории Kibō . В марте 2009 года STS-119 завершил сборку интегрированной ферменной конструкции с установкой четвертого и последнего комплекта солнечных батарей. Последняя секция Kibō была доставлена в июле 2009 года на STS-127 , за которым последовал российский модуль Poisk . Американский модуль Tranquility был доставлен в феврале 2010 года во время STS-130 , вместе с Cupola , за которым последовал предпоследний российский модуль Rassvet , в мае 2010 года. Rassvet был доставлен космическим челноком Atlantis во время STS-132 в обмен на российскую доставку Proton финансируемого США модуля Zarya в 1998 году. [90] Последний герметичный модуль USOS, Leonardo , был доставлен на станцию в феврале 2011 года во время последнего полета Discovery , STS-133 . [91]
Новый российский основной исследовательский модуль «Наука» пристыковался в июле 2021 года [92] вместе с европейской роботизированной рукой, которая может перемещаться в различные части российских модулей станции. [93] Последнее пополнение России, модуль «Причал» , пристыковался в ноябре 2021 года. [94]
По состоянию на ноябрь 2021 года станция состоит из 18 герметичных модулей (включая шлюзы) и интегрированной ферменной конструкции.
МКС функционирует как модульная космическая станция, что позволяет добавлять или удалять модули из ее конструкции для повышения адаптивности.
Ниже представлена схема основных компонентов станции. Узел Unity напрямую присоединяется к лаборатории Destiny ; для ясности они показаны отдельно. Аналогичные случаи наблюдаются и в других частях конструкции.
Ключ к цветам фона поля:
Заря ( ‹См. Tfd› Русский : Заря , букв. 'Рассвет' [c] ), также известный как Функционально-грузовой блок ( ‹См. Tfd› Русский: Функционально-грузовой блок ), был первым компонентом МКС. Запущенный в 1998 году, он изначально служил источником питания, хранилищем, движителем и системой наведения МКС. По мере роста станции роль Зари в основном свелась к хранению, как внутри, так и во внешних топливных баках. [95]
Потомок космического корабля ТКС, использовавшегося в программе «Салют» , «Заря » была построена в России, но принадлежит Соединенным Штатам. Ее название, означающее «рассвет», символизирует начало новой эры международного космического сотрудничества. [96]
Unity , также известный как Node 1 , является первым компонентом МКС, построенным в США. [97] [98] Выступая в качестве соединения между российским и американским сегментами, этот цилиндрический модуль имеет шесть положений Common Berthing Mechanism ( вперед , назад , левый , правый , зенит и надир ) для крепления дополнительных модулей. Имея размеры 4,57 метра (15,0 футов) в диаметре и 5,47 метра (17,9 футов) в длину, Unity был построен из стали компанией Boeing для NASA в Центре космических полетов имени Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама . Это был первый из трех соединительных узлов — Unity , Harmony и Tranquility , — которые образуют структурный костяк американского сегмента МКС. [99]
.jpg/1280px-Zvezda_(tight_crop).jpg)
Звезда ( ‹ См. Tfd › ) — запущенная в июле 2000 года станция, являющаяся ядром российского орбитального сегмента МКС. Первоначально предоставляя необходимые жилые помещения и системы жизнеобеспечения , она впервые обеспечила непрерывное присутствие человека на борту станции. Хотя дополнительные модули расширили возможности МКС, «Звезда» остаётся центром управления и контроля для российского сегмента, и именно здесь собираются экипажи в случае чрезвычайных ситуаций. [100] [101] [102]
Потомок космического корабля ДОС программы «Салют», «Звезда» был построен РКК «Энергия» и запущен с помощью ракеты «Протон» . [103]
Лаборатория Destiny является основным исследовательским центром для экспериментов США на МКС. Первая постоянная орбитальная исследовательская станция NASA после Skylab, модуль был построен Boeing и запущен на борту космического челнока Atlantis во время STS-98 . Присоединенный к Unity в течение пяти дней в феврале 2001 года, Destiny с тех пор является центром научных исследований. [104] [105] [106]
В Destiny астронавты проводят эксперименты в таких областях, как медицина, инженерия, биотехнологии, физика, материаловедение и наука о Земле. Исследователи по всему миру получают пользу от этих исследований. В модуле также размещаются системы жизнеобеспечения, включая систему генерации кислорода . [107]
Совместный шлюзовой блок Quest позволяет осуществлять выход в открытый космос (EVA) с использованием либо американского космического аппарата для выхода в открытый космос (EMU), либо российского скафандра «Орлан» . [108]
До его установки проведение ВКД с МКС было затруднительным из-за множества системных и конструктивных различий. Только костюм «Орлан» можно было использовать из переходной камеры на модуле «Звезда» (которая не была специально построенным шлюзом), а EMU можно было использовать только из шлюза на посещающем космическом челноке, который не мог вместить «Орлан». [109]
Запущенный на борту космического челнока Atlantis во время STS-104 в июле 2001 года и прикрепленный к модулю Unity, Quest представляет собой конструкцию длиной 6,1 метра (20 футов), шириной 4,0 метра (13 футов), построенную компанией Boeing. [110] В нем размещается шлюз для выхода экипажа астронавтов, шлюз для оборудования для хранения скафандров, а также имеются помещения для размещения астронавтов во время их ночных процедур предварительной подготовки к дыханию, чтобы предотвратить декомпрессионную болезнь. [109]
Шлюзовая камера экипажа, созданная на основе космического челнока, оснащена необходимым оборудованием, таким как освещение, поручни и узел интерфейса Umbilical Interface Assembly (UIA), который обеспечивает системы жизнеобеспечения и связи для двух скафандров одновременно. Это могут быть либо два EMU, либо два скафандра Orlan, либо по одному скафандра каждой конструкции.
« Поиск » ( ‹ См . Tfd › ), также известный как Малый исследовательский модуль 2 ( ‹См. Tfd› ) , служит как вторичный шлюз на российском сегменте МКС и обеспечивает стыковку космических кораблей «Союз» и «Прогресс», облегчает передачу топлива с последнего. [111] Запущен 10 ноября 2009 года вместе с модифицированным космическим кораблем «Прогресс» , получившим название «Прогресс М-МИМ2» . [112] [113]
«Поиск» предоставляет помещения для обслуживания скафандров «Орлан» и оснащен двумя люками, открывающимися внутрь, что является изменением конструкции по сравнению с «Миром» , на котором возникла опасная ситуация, вызванная слишком быстрым открытием люка наружу из-за небольшого количества оставшегося давления воздуха в шлюзовой камере. [114] После вылета «Пирса» в 2021 году он стал единственным шлюзом на российском сегменте.
Harmony , или Node 2 , является центральным соединительным узлом американского сегмента МКС, связывающим американские, европейские и японские лабораторные модули. Его также называют «узлом обслуживания» МКС, поскольку он обеспечивает необходимую мощность, данные и системы жизнеобеспечения. В модуле также размещаются спальные помещения для четырех членов экипажа. [115]
Запущенный 23 октября 2007 года на борту космического челнока Discovery в рамках миссии STS-120 [116] [117], Harmony изначально был присоединён к Unity [118] [119], а затем 14 ноября 2007 года был перемещён на постоянное место в передней части лаборатории Destiny. [120] Это расширение значительно увеличило жилое пространство на МКС, ознаменовав собой ключевую веху в строительстве американского сегмента.
Tranquility , также известный как Node 3 , — модуль МКС. Он содержит системы контроля окружающей среды, системы жизнеобеспечения , туалет, тренажеры и наблюдательный купол .
Европейское космическое агентство и Итальянское космическое агентство заказали Tranquility у Thales Alenia Space . Церемония 20 ноября 2009 года передала право собственности на модуль NASA. [121] 8 февраля 2010 года NASA запустило модуль в ходе миссии STS-130 космического челнока .
«Колумбус» — научная лаборатория, входящая в состав МКС и являющаяся крупнейшим единовременным вкладом Европейского космического агентства в станцию.
Как и модули Harmony и Tranquility , лаборатория Columbus была построена в Турине , Италия, компанией Thales Alenia Space . Функциональное оборудование и программное обеспечение лаборатории были разработаны EADS в Бремене , Германия. Она также была интегрирована в Бремене перед тем, как была доставлена в Космический центр Кеннеди во Флориде на самолете Airbus Beluga . Она была запущена на борту космического челнока Atlantis 7 февраля 2008 года во время полета STS-122 . Она рассчитана на десять лет эксплуатации. Модуль контролируется Центром управления Columbus , расположенным в Немецком центре космических операций , входящем в Немецкий аэрокосмический центр в Оберпфаффенхофене недалеко от Мюнхена , Германия.
Европейское космическое агентство потратило 1,4 млрд евро (около 1,6 млрд долларов США ) на создание Columbus , включая эксперименты, которые он проводит, и наземную инфраструктуру управления, необходимую для их эксплуатации. [122]
Кибо ( яп .きぼう, букв. « надежда » ) , также известный как японский экспериментальный модуль , является японским исследовательским центром на МКС. Это самый большой отдельный модуль на МКС, состоящий из герметичной лаборатории, открытого объекта для проведения экспериментов в космической среде, двух отсеков для хранения и роботизированной руки. Присоединенный к модулю Harmony , Кибо собирался в космосе в течение трех миссий Space Shuttle: STS-123 , STS-124 и STS-127 . [123]
Cupola — это модуль обсерватории МКС , построенный ЕКА . Его название происходит от итальянского слова cupola , что означает « купол ». Его семь окон используются для проведения экспериментов, стыковок и наблюдений за Землей. Он был запущен на борту миссии Space Shuttle STS-130 8 февраля 2010 года и прикреплен к модулю Tranquility (Node 3). С прикрепленным Cupola сборка МКС достигла 85-процентного завершения. Центральное окно Cupola имеет диаметр 80 см (31 дюйм). [124]
Рассвет ( ‹See Tfd› Russian: Рассвет , букв. 'первый свет'), также известный как Малый исследовательский модуль 1 ( ‹See Tfd› Russian: Малый исследовательский модуль 1 ) и ранее известный как Грузовой стыковочный модуль , в основном используется для хранения грузов и в качестве стыковочного узла для посещающих космических кораблей на российском сегменте МКС. Рассвет заменил отмененный Стыковочно-хранительный модуль и использовал конструкцию, в значительной степени основанную на стыковочном модуле Мир, построенном в 1995 году.
«Рассвет» был доставлен 14 мая 2010 года космическим челноком «Атлантис» в ходе миссии STS-132 в обмен на доставку российским «Протоном» финансируемого США модуля «Заря» в 1998 году . [125] Вскоре после этого «Рассвет» был присоединён к «Заре» . [126]
Шлюзовая камера ШК рассчитана на полезную нагрузку габаритами до 1200 мм × 500 мм × 500 мм (47 дюймов × 20 дюймов × 20 дюймов), имеет объем 2,1 м 3 , вес 1050 кг и потребляет 1,5 кВт мощности на пике. Перед причаливанием МЛМ к МКС шлюзовая камера укладывается в составе МИМ1 . [127] 4 мая 2023 года в 01:00 UTC камера была перемещена манипулятором ERA и пришвартована к переднему активному стыковочному узлу герметичного стыковочного узла модуля «Наука» во время выхода в открытый космос ВКД-57. Она предназначена для использования:
Постоянный многоцелевой модуль Leonardo (PMM) — модуль Международной космической станции. Он был запущен в космос на борту космического челнока STS-133 24 февраля 2011 года и установлен 1 марта. Leonardo в основном используется для хранения запасных частей, расходных материалов и отходов на МКС, которые до этого хранились во многих разных местах на космической станции. Это также зона личной гигиены для астронавтов, которые живут в американском орбитальном сегменте . Leonardo PMM был многоцелевым логистическим модулем (MPLM) до 2011 года, но был модифицирован в его нынешнюю конфигурацию. Ранее он был одним из двух MPLM, используемых для доставки грузов на МКС и с нее с помощью космического челнока. Модуль был назван в честь итальянского полимата Леонардо да Винчи .
Расширяемый модуль активности Bigelow ( BEAM) — экспериментальный расширяемый модуль космической станции, разработанный Bigelow Aerospace по контракту с NASA для испытаний в качестве временного модуля на Международной космической станции (МКС) с 2016 по 2020 год. Он прибыл на МКС 10 апреля 2016 года, [130] был пристыкован к станции 16 апреля в узле Tranquility Node 3 и был расширен и герметизирован 28 мая 2016 года. В декабре 2021 года Bigelow Aerospace передала право собственности на модуль NASA в результате прекращения деятельности Bigelow. [131]
Международный стыковочный адаптер (IDA) — это адаптер стыковочной системы космического корабля, разработанный для преобразования APAS-95 в стыковочную систему NASA (NDS). IDA размещается на каждом из двух открытых герметичных стыковочных адаптеров (PMA) МКС, оба из которых подключены к модулю Harmony .
В настоящее время на борту станции установлены два международных стыковочных адаптера. Первоначально IDA-1 планировалось установить на PMA-2, расположенном в переднем порту Harmony, а IDA -2 — на PMA-3 в зените Harmony. После того, как IDA 1 был уничтожен в результате инцидента при запуске , IDA-2 был установлен на PMA-2 19 августа 2016 года, [132] а IDA-3 был позже установлен на PMA-3 21 августа 2019 года. [133]
Модуль шлюза NanoRacks Bishop — это коммерчески финансируемый модуль шлюза, запущенный на МКС на SpaceX CRS-21 6 декабря 2020 года. [134] [135] Модуль был построен NanoRacks , Thales Alenia Space и Boeing. [136] Он будет использоваться для развертывания CubeSats , малых спутников и других внешних полезных нагрузок для NASA, CASIS и других коммерческих и государственных клиентов. [137]
.jpg/1280px-Russian_Spacewalkers_dwarfed_by_the_Nauka_and_Prichal_modules_2_(cropped).jpg)
Наука ( ‹См. Tfd› Русский: Наука , букв. 'Science'), также известный как Многоцелевой лабораторный модуль, усовершенствованный ( ‹См. Tfd› Русский: Многоцелевой лабораторный модуль, усоверше́нствован́ный ), является финансируемым Роскосмосом компонентом МКС, который был запущен 21 июля 2021 года, 14:58 UTC. В первоначальных планах МКС Наука должна была использовать местоположение Стыковочно-укладочного модуля (DSM), но DSM позже был заменен модулем Рассвет и перемещен в надирный порт Зари . Наука была успешно пристыкована к надирному порту Звезды 29 июля 2021 года, 13:29 UTC, заменив модуль Пирс .
До прибытия «Причала» на его надирном порту имелся временный стыковочный адаптер для пилотируемых и беспилотных миссий, откуда непосредственно перед его прибытием он был снят уходящим космическим кораблем «Прогресс». [138]
Причал ( ‹См. Tfd› Русский: Причал , букв. «пирс») — 4-тонный (8800 фунтов) сферический модуль, который служит стыковочным узлом для российского сегмента МКС. Запущенный в ноябре 2021 года, «Причал» обеспечивает дополнительные стыковочные узлы для космических кораблей «Союз» и «Прогресс», а также потенциальных будущих модулей. «Причал» имеет шесть стыковочных узлов: передний, задний, левый, правый, зенитный и надирный. Один из этих узлов, оснащенный активной гибридной стыковочной системой, позволил ему состыковаться с модулем «Наука». Остальные пять узлов являются пассивными гибридными, что позволяет стыковать «Союз», «Прогресс» и более тяжелые модули, а также будущие космические корабли с модифицированными стыковочными системами. По состоянию на 2024 год передний, задний, левый и правый стыковочные узлы остаются закрытыми. Первоначально «Причал» планировалось как элемент ныне отмененного орбитального пилотируемого сборочно-экспериментального комплекса . [139] [140] [141] [142]
МКС имеет большое количество внешних компонентов, не требующих герметизации. Крупнейшим из них является Интегрированная ферменная конструкция (ИТС), на которой установлены основные солнечные батареи и тепловые радиаторы станции . [143] ИТС состоит из десяти отдельных сегментов, образующих конструкцию длиной 108,5 метров (356 футов). [7]
Станция должна была иметь несколько меньших внешних компонентов, таких как шесть роботизированных рук, три внешние складские платформы (ESP) и четыре логистических носителя ExPRESS (ELC). [144] [145] Хотя эти платформы позволяют проводить эксперименты (включая MISSE , STP-H3 и Robotic Refueling Mission ) в вакууме космоса, обеспечивая электроэнергией и обрабатывая экспериментальные данные локально, их основная функция заключается в хранении запасных орбитальных сменных блоков (ORU). ORU — это детали, которые можно заменить, когда они выходят из строя или истекает их проектный срок службы, включая насосы, резервуары для хранения, антенны и аккумуляторные блоки. Такие блоки заменяются либо астронавтами во время выхода в открытый космос, либо роботизированными руками. [146] Несколько миссий шаттлов были посвящены доставке ORU, включая STS-129 , [147] STS-133 [148] и STS-134. [149] По состоянию на январь 2011 года [update]использовался только один другой способ транспортировки ORU – японское грузовое судно HTV-2 , которое доставляло FHRC и CTC-2 с помощью своего открытого поддона (EP). [150] [ требуется обновление ]
Существуют также меньшие экспозиционные установки, установленные непосредственно на лабораторных модулях; экспозиционная установка Kibō служит внешним « крыльцом » для комплекса Kibō , [151] а установка на европейской лаборатории Columbus обеспечивает электропитание и передачу данных для таких экспериментов, как European Technology Exposure Facility [152] [153] и Atomic Clock Ensemble in Space . [154] Прибор дистанционного зондирования SAGE III-ISS был доставлен на станцию в феврале 2017 года на борту CRS-10 , [155] а эксперимент NICER был доставлен на борт CRS-11 в июне 2017 года. [156] Самая большая научная полезная нагрузка, установленная снаружи на МКС, — это альфа-магнитный спектрометр (AMS), эксперимент по физике элементарных частиц, запущенный на STS-134 в мае 2011 года и установленный снаружи на ITS. AMS измеряет космические лучи, чтобы искать доказательства темной материи и антиматерии. [157] [158]
Коммерческая платформа Bartolomeo External Payload Hosting Platform, произведенная Airbus, была запущена 6 марта 2020 года на борту CRS-20 и прикреплена к европейскому модулю Columbus . Она обеспечит 12 дополнительных внешних слотов для полезной нагрузки, дополняя восемь на ExPRESS Logistics Carriers , десять на Kibō и четыре на Columbus . Система предназначена для роботизированного обслуживания и не потребует вмешательства астронавтов. Она названа в честь младшего брата Христофора Колумба. [159] [160] [161]
В мае 2010 года оборудование для Nauka было запущено на STS-132 (в рамках соглашения с NASA) и доставлено шаттлом Atlantis . Оборудование весом 1,4 тонны было прикреплено к внешней стороне Rassvet (MRM-1). Оно включало запасной локтевой сустав для европейской роботизированной руки (ERA) (которая была запущена с Nauka ) и переносной рабочий пост ERA, используемый во время EVA, а также дополнительный радиатор RTOd и внутреннее оборудование вместе с герметичным экспериментальным воздушным шлюзом. [129]
Радиатор RTOd добавляет дополнительную охлаждающую способность Nauka , что позволяет модулю проводить больше научных экспериментов. [129]
ERA использовался для снятия радиатора RTOd с «Рассвета» и переноса его на «Науку» во время выхода в открытый космос VKD-56. Позже он был активирован и полностью развернут во время выхода в открытый космос VKD-58. [162] Этот процесс занял несколько месяцев. В августе 2023 года во время выхода в открытый космос VKD-60 также была передана переносная рабочая платформа, которая может крепиться к концу ERA, чтобы позволить космонавтам «ехать» на конце руки во время выходов в открытый космос. [163] [164] Однако даже после нескольких месяцев оснащения ВКД и установки радиатора тепла RTOd, шесть месяцев спустя, радиатор RTOd вышел из строя до активного использования «Науки» (цель установки RTOd — излучение тепла от экспериментов «Науки»). Неисправность, утечка, сделала радиатор RTOd непригодным для использования на «Науке». Это третья утечка радиатора МКС после утечек радиаторов «Союз МС-22» и «Прогресс МС-21» . Если запасной RTOd недоступен, эксперименты «Науки» будут вынуждены полагаться на основной пусковой радиатор «Науки», и модуль никогда не сможет быть использован на полную мощность. [165] [166]
Другое оснащение MLM представляет собой 4-сегментный внешний интерфейс полезной нагрузки, называемый средствами крепления крупногабаритных объектов (СККО). [167] Доставлено в двух частях на «Науку» кораблями «Прогресс МС-18» (часть СККО) и «Прогресс МС-21» (часть СККО) в рамках процесса оснащения активации модуля. [168] [169] [170] [171] Он был вывезен наружу и установлен на задней базовой точке ERA на «Науке» во время выхода в открытый космос ВКД-55. [172] [173] [174] [175]
Интегрированная ферменная конструкция (ИТС) служит основой для основной системы дистанционного манипулятора станции — мобильной системы обслуживания (МСО), которая состоит из трех основных компонентов:
На STS-134 к «Заре» было добавлено приспособление для захвата , чтобы Canadarm2 мог самостоятельно перемещаться по ROS. [149] Во время STS-134 также была установлена 15-метровая (50-футовая) система датчиков орбитальной стрелы (OBSS), которая использовалась для проверки теплозащитных плиток в миссиях Space Shuttle и которая может использоваться на станции для увеличения досягаемости MSS. [149] Персонал на Земле или на МКС может управлять компонентами MSS с помощью дистанционного управления, выполняя работу за пределами станции без необходимости выхода в открытый космос.
Японская система дистанционного манипулятора , которая обслуживает открытый объект Кибо , [179] была запущена на STS-124 и прикреплена к герметичному модулю Кибо . [180] Рука похожа на руку космического челнока, поскольку она постоянно прикреплена на одном конце и имеет фиксирующий концевой эффектор для стандартных захватных приспособлений на другом.
European Robotic Arm , который будет обслуживать ROS, был запущен вместе с модулем Nauka . [181] ROS не требует манипуляций с космическими аппаратами или модулями, поскольку все космические аппараты и модули стыкуются автоматически и могут быть сброшены одинаковым образом. Экипаж использует два грузовых крана «Стрела» ( ‹See Tfd› Russian : Стрела́ , букв. «Стрела») во время выхода в открытый космос для перемещения экипажа и оборудования вокруг ROS. Каждый кран «Стрела» имеет массу 45 кг (99 фунтов).
«Пирс» (рус. «Пирс») был запущен 14 сентября 2001 года в рамках миссии по сборке МКС 4R на российской ракете-носителе «Союз-У» с использованием модифицированного космического корабля «Прогресс» — «Прогресс М-СО1» в качестве верхней ступени. «Пирс» был отстыкован от «Прогресса МС-16» 26 июля 2021 года в 10:56 UTC и сведён с орбиты в тот же день в 14:51 UTC, чтобы освободить место для модуля «Наука» для присоединения к космической станции. До своего вылета «Пирс» служил основным российским шлюзом на станции, использовавшись для хранения и ремонта российских скафандров «Орлан».
В январе 2020 года NASA заключило с Axiom Space контракт на строительство коммерческого модуля для МКС. Контракт заключен в рамках программы NextSTEP2 . NASA договорилось с Axiom о заключении контракта с фиксированной ценой на строительство и поставку модуля, который будет прикреплен к переднему порту модуля Harmony (Node 2) космической станции . Хотя NASA ввело в эксплуатацию только один модуль, Axiom планирует построить целый сегмент, состоящий из пяти модулей, включая узловой модуль, орбитальный исследовательский и производственный комплекс, жилой комплекс для экипажа и «земную обсерваторию с большим окном». Ожидается, что сегмент Axiom значительно увеличит возможности и ценность космической станции, позволяя принимать более крупные экипажи и частные космические полеты других организаций. Axiom планирует преобразовать сегмент в автономную космическую станцию после вывода МКС из эксплуатации с намерением, что он станет преемником МКС. [182] [183] [184] Canadarm 2 также поможет пристыковать модули космической станции Axiom к МКС и продолжит свою работу на космической станции Axiom после вывода МКС из эксплуатации в конце 2020-х годов. [185]
По состоянию на декабрь 2023 года Axiom Space рассчитывает запустить первый модуль, Hab One, в конце 2026 года. [186]
Американский аппарат для спуска с орбиты — это предоставленный НАСА космический аппарат, предназначенный для выполнения управляемого спуска с орбиты и гибели станции после окончания срока ее эксплуатации в 2030 году. В июне 2024 года НАСА заключило с SpaceX контракт на строительство аппарата для спуска с орбиты. [187]
Несколько модулей, разработанных или запланированных для станции, были отменены в ходе программы МКС. Причины включают бюджетные ограничения, ненужность модулей и перепроектирование станции после катастрофы Колумбии в 2003 году . Американский модуль размещения центрифуг должен был проводить научные эксперименты в условиях различной степени искусственной гравитации . [188] Американский жилой модуль должен был служить жилыми помещениями станции. Вместо этого жилые помещения теперь разбросаны по всей станции. [189] Американский временный модуль управления и двигательный модуль МКС должны были заменить функции Звезды в случае неудачного запуска. [190] Два российских исследовательских модуля были запланированы для научных исследований. [ 191] Они должны были пристыковаться к российскому универсальному стыковочному модулю . [192] Российская научно-энергетическая платформа должна была поставлять электроэнергию российскому орбитальному сегменту независимо от солнечных батарей ITS.
Science Power Module 1 ( SPM-1 , также известный как NEM-1 ) и Science Power Module 2 ( SPM-2 , также известный как NEM-2 ) — это модули, которые изначально планировалось прибыть на МКС не ранее 2024 года и пристыковать к модулю «Причал» , который пристыкован к модулю «Наука» . [142] [193] В апреле 2021 года Роскосмос объявил, что NEM-1 будет перепрофилирован для работы в качестве основного модуля предлагаемой Российской орбитальной станции обслуживания (РОСС), запуск которого состоится не ранее 2027 года [194] и стыковка с автономно летающим модулем «Наука» . [195] [196] NEM-2 может быть преобразован в другой основной «базовый» модуль, который будет запущен в 2028 году. [197]
Разработано Bigelow Aerospace . В августе 2016 года Bigelow заключила соглашение с NASA о разработке полноразмерного наземного прототипа Deep Space Habitation на основе B330 в рамках второго этапа Next Space Technologies for Exploration Partnerships. Модуль был назван Expandable Bigelow Advanced Station Enhancement (XBASE), поскольку Bigelow надеялась протестировать модуль, прикрепив его к Международной космической станции. Однако в марте 2020 года Bigelow уволила всех 88 своих сотрудников, и по состоянию на февраль 2024 года [update]компания остается бездействующей и считается несуществующей, [198] [199] что делает маловероятным, что модуль XBASE когда-либо будет запущен.
В 2011 году было выдвинуто предложение о первой демонстрации в космосе достаточно масштабированной центрифуги для создания эффектов искусственной частичной гравитации. Она была разработана как модуль для сна для экипажа МКС. Проект был отменен в пользу других проектов из-за бюджетных ограничений. [200]
Критическими системами являются система управления атмосферой, система водоснабжения, системы продовольственного обеспечения, санитарно-гигиеническое оборудование, а также оборудование обнаружения и тушения пожаров. Системы жизнеобеспечения российского орбитального сегмента размещены в служебном модуле «Звезда» . Часть этих систем дополняется оборудованием в USOS. Лаборатория «Наука» имеет полный комплект систем жизнеобеспечения.
Атмосфера на борту МКС похожа на земную . [201] Нормальное давление воздуха на МКС составляет 101,3 кПа (14,69 фунтов на квадратный дюйм); [202] такое же, как на уровне моря на Земле. Атмосфера, подобная земной, обеспечивает комфорт экипажа и намного безопаснее, чем атмосфера с чистым кислородом, из-за повышенного риска возникновения пожара, подобного тому, который привел к гибели экипажа Аполлона-1 . [203] [ нужен лучший источник ] На всех российских и советских космических кораблях поддерживались атмосферные условия, подобные земным. [204]
Система «Электрон» на борту «Звезды» и аналогичная система в «Судьбе» генерируют кислород на борту станции. [205] У экипажа есть запасной вариант в виде баллонов с кислородом и канистр Solid Fuel Oxygen Generation (SFOG), системы химического генератора кислорода . [206] Углекислый газ удаляется из воздуха системой «Воздух» на «Звезде» . Другие побочные продукты человеческого метаболизма, такие как метан из кишечника и аммиак из пота, удаляются фильтрами с активированным углем . [206]
Частью системы управления атмосферой ROS является подача кислорода. Тройное резервирование обеспечивается блоком Elektron, твердотопливными генераторами и запасенным кислородом. Первичным источником кислорода является блок Elektron, который производит O 2 и H 2 путем электролиза воды и выбрасывает H 2 за борт. Система мощностью 1 кВт (1,3 л. с.) потребляет примерно один литр воды на члена экипажа в день. Эта вода либо привозится с Земли, либо перерабатывается из других систем. «Мир» был первым космическим аппаратом, использовавшим переработанную воду для производства кислорода. Вторичное снабжение кислородом обеспечивается сжиганием кислородопроизводящих картриджей Vika (см. также ISS ECLSS ). Каждая «свеча» разлагается в течение 5–20 минут при температуре 450–500 °C (842–932 °F), производя 600 литров (130 имп галлонов; 160 галлонов США) O 2 . Этот блок управляется вручную. [207]
Орбитальный сегмент США (USOS) имеет избыточные запасы кислорода из резервуара под давлением в шлюзовом модуле Quest , поставленном в 2001 году, дополненного десятью годами позже созданной ЕКА усовершенствованной системой замкнутого цикла (ACLS) в модуле Tranquility (узел 3), которая производит O2 путем электролиза. [208] Полученный водород соединяется с углекислым газом из атмосферы кабины и преобразуется в воду и метан.
Двусторонние солнечные батареи обеспечивают электроэнергией МКС. Эти двусторонние элементы собирают прямой солнечный свет с одной стороны и свет, отраженный от Земли, с другой, и более эффективны и работают при более низкой температуре, чем односторонние элементы, обычно используемые на Земле. [209]
Российский сегмент станции, как и большинство космических аппаратов, использует низковольтный постоянный ток напряжением 28 В от двух вращающихся солнечных батарей, установленных на Звезде . USOS использует постоянный ток напряжением 130–180 В от фотоэлектрической батареи USOS. Энергия стабилизируется и распределяется при напряжении 160 В постоянного тока и преобразуется в требуемые пользователю 124 В постоянного тока. Более высокое напряжение распределения позволяет использовать более мелкие и легкие проводники за счет безопасности экипажа. Два сегмента станции делят питание с преобразователями.
Солнечные батареи USOS расположены в виде четырех пар крыльев, для общей выработки от 75 до 90 киловатт. [2] Эти батареи обычно отслеживают Солнце, чтобы максимизировать выработку электроэнергии. Каждая батарея имеет площадь около 375 м 2 (4036 кв. футов) и длину 58 м (190 футов). В полной конфигурации солнечные батареи отслеживают Солнце, вращая альфа- кардан один раз за орбиту; бета-кардан отслеживает более медленные изменения угла Солнца к плоскости орбиты. Режим Night Glider выравнивает солнечные батареи параллельно земле ночью, чтобы уменьшить значительное аэродинамическое сопротивление на относительно низкой высоте орбиты станции. [210]
Первоначально станция использовала перезаряжаемые никель-водородные батареи ( NiH2 ) для непрерывного питания в течение 45 минут каждой 90-минутной орбиты, когда она затмевается Землей. Батареи перезаряжаются на дневной стороне орбиты. Они имели 6,5-летний срок службы (более 37 000 циклов заряда/разряда) и регулярно заменялись в течение предполагаемого 20-летнего срока службы станции. [211] Начиная с 2016 года, никель-водородные батареи были заменены литий-ионными батареями , которые, как ожидается, прослужат до конца программы МКС. [212]
Большие солнечные панели станции генерируют высокую разность потенциалов между станцией и ионосферой. Это может вызвать дугу через изолирующие поверхности и распыление проводящих поверхностей, поскольку ионы ускоряются плазменной оболочкой космического корабля. Чтобы смягчить это, плазменные контакторы создают токовые пути между станцией и окружающей космической плазмой. [213]
Системы и эксперименты станции потребляют большое количество электроэнергии, почти вся из которой преобразуется в тепло. Для поддержания внутренней температуры в рабочих пределах пассивная система терморегулирования (PTCS) сделана из внешних поверхностных материалов, изоляции, такой как MLI, и тепловых трубок. Если PTCS не справляется с тепловой нагрузкой, внешняя активная система терморегулирования (EATCS) поддерживает температуру. EATCS состоит из внутреннего, нетоксичного, контура водяного охлаждения, используемого для охлаждения и осушения атмосферы, который передает собранное тепло во внешний контур жидкого аммиака . Из теплообменников аммиак закачивается во внешние радиаторы, которые излучают тепло в виде инфракрасного излучения, затем аммиак возвращается обратно на станцию. [214] EATCS обеспечивает охлаждение всех герметичных модулей США, включая Kibō и Columbus , а также основную электронику распределения питания ферм S0, S1 и P1. Она может отводить до 70 кВт. Это намного больше, чем 14 кВт ранней внешней активной системы терморегулирования (EEATCS) с помощью раннего сервисера аммиака (EAS), которая была запущена на STS-105 и установлена на ферме P6. [215]
МКС использует различные системы радиосвязи для обеспечения телеметрии и научных данных между станцией и центрами управления полетами . Радиосвязь также используется во время процедур сближения и стыковки , а также для аудио- и видеосвязи между членами экипажа, диспетчерами полетов и членами семей. В результате МКС оснащена внутренними и внешними системами связи, используемыми для различных целей. [216]
Российский орбитальный сегмент в основном использует антенну «Лира» , установленную на станции «Звезда», для прямой наземной связи. [63] [217] Он также имел возможность использовать спутниковую систему ретрансляции данных «Луч» , [63] которая находилась в неисправном состоянии, когда была построена станция, [63] [218] [219], но была восстановлена до рабочего состояния в 2011 и 2012 годах с запуском «Луч-5А» и «Луч-5Б». [220] Кроме того, система «Восход-М» обеспечивает внутреннюю телефонную связь и радиосвязь УКВ-диапазона с наземным управлением. [221]
Орбитальный сегмент США ( USOS) использует две отдельные радиолинии: системы диапазона S (аудио, телеметрия, управление — расположены на ферме P1/S1) и диапазона K u (аудио, видео и данные — расположены на ферме Z1 ). Эти передачи направляются через американскую спутниковую систему слежения и ретрансляции данных (TDRSS) на геостационарной орбите , что позволяет осуществлять практически непрерывную связь в реальном времени с Центром управления полетами имени Кристофера К. Крафта-младшего (MCC-H) в Хьюстоне , штат Техас. [63] [222] [216] Каналы передачи данных для модулей Canadarm2, европейской лаборатории Columbus и японских модулей Kibō изначально также направлялись через системы диапазонов S и K u , при этом Европейская система ретрансляции данных и аналогичная японская система в конечном итоге должны были дополнить TDRSS в этой роли. [222] [223]
Радио UHF используется астронавтами и космонавтами, проводящими выходы в открытый космос, а также другими космическими аппаратами, которые стыкуются со станцией или отстыковываются от нее. [63] Автоматизированные космические аппараты оснащены собственным коммуникационным оборудованием; ATV использовал лазер, прикрепленный к космическому аппарату, и оборудование Proximity Communications, прикрепленное к Звезде, для точной стыковки со станцией. [224] [225]
Американский орбитальный сегмент МКС оснащен примерно 100 коммерческими готовыми ноутбуками, работающими под управлением Windows или Linux. [226] Эти устройства модифицированы для использования 28-вольтовой системы питания постоянного тока станции и оснащены дополнительной вентиляцией, поскольку тепло, выделяемое устройствами, может застаиваться в условиях невесомости. НАСА предпочитает поддерживать высокую унифицированность между ноутбуками, а запасные части хранятся на станции, чтобы астронавты могли ремонтировать ноутбуки при необходимости. [227]
Ноутбуки делятся на две группы: портативные компьютерные системы (PCS) и компьютеры поддержки станций (SSC).
Ноутбуки PCS работают под управлением Linux и используются для подключения к основному компьютеру управления и контроля станции (C&C MDM), который работает на Debian Linux, [228] коммутатор, сделанный из Windows в 2013 году для надежности и гибкости. [229] Основной компьютер контролирует критически важные системы, которые удерживают станцию на орбите и поддерживают жизнь. [226] Поскольку основной компьютер не имеет дисплея или клавиатуры, астронавты используют ноутбук PCS для подключения в качестве удаленных терминалов через адаптер USB- 1553 . [230] Основной компьютер пережил сбои в 2001, [231] 2007, [232] и 2017 годах. Сбой 2017 года потребовал выхода в открытый космос для замены внешних компонентов. [233]
Ноутбуки SSC используются для всего остального на станции, включая просмотр процедур, управление научными экспериментами, общение по электронной почте или видеочату, а также для развлечений во время простоя. [226] Ноутбуки SSC подключаются к беспроводной локальной сети станции через Wi-Fi , которая подключается к земле через диапазон Ku . Первоначально это обеспечивало скорость загрузки 10 Мбит/с и выгрузки со станции 3 Мбит/с, [234] НАСА модернизировало систему в 2019 году и увеличило скорость до 600 Мбит/с. [235] Члены экипажа МКС имеют доступ к Интернету . [236] [237]
Каждому постоянному экипажу присваивается номер экспедиции. Экспедиции длятся до шести месяцев, от запуска до расстыковки, «приращение» охватывает тот же период времени, но включает грузовой космический корабль и все виды деятельности. Экспедиции с 1 по 6 состояли из экипажей из трех человек. Экспедиции с 7 по 12 были сокращены до безопасного минимума в два человека после уничтожения шаттла NASA Columbia . Начиная с экспедиции 13 экипаж постепенно увеличивался до шести человек примерно в 2010 году. [238] [239] С прибытием экипажа на коммерческих кораблях США , начиная с 2020 года, [240] НАСА указало, что размер экспедиции может быть увеличен до семи членов экипажа, числа, для которого изначально была спроектирована МКС. [241] [242]
Геннадий Падалка , участник экспедиций 9 , 19/20 , 31/32 и 43/44 и командир экспедиции 11 , провёл в космосе больше времени, чем кто-либо другой, в общей сложности 878 дней, 11 часов и 29 минут. [ 243 ] Пегги Уитсон провела в космосе больше всего времени среди американцев, в общей сложности 675 дней, 3 часа и 48 минут во время её участия в экспедициях 5 , 16 и 50/51/52 и миссии Axiom 2. [ 244 ] [245 ]
Путешественников, которые платят за свой собственный полет в космос, Роскосмос и НАСА называют участниками космических полетов , а иногда называют «космическими туристами», термин, который они обычно не любят. [d] По состоянию на июнь 2023 года [update]МКС посетили тринадцать космических туристов; девять были доставлены на МКС на российском космическом корабле «Союз», а четыре были доставлены на американском космическом корабле SpaceX Dragon 2. Для миссий с одним туристом, когда профессиональные экипажи сменяются в количестве, не делящемся на три места в «Союзе», и член экипажа краткосрочного пребывания не отправляется, запасное место продается MirCorp через Space Adventures. Космический туризм был остановлен в 2011 году, когда Space Shuttle был выведен из эксплуатации, а размер экипажа станции был сокращен до шести человек, поскольку партнеры полагались на российские транспортные места для доступа на станцию. Расписание полетов «Союзов» увеличилось после 2013 года, что позволило совершить пять полетов «Союзов» (15 мест) при требуемых только двух экспедициях (12 мест). [253] Оставшиеся места должны были быть проданы примерно за 40 миллионов долларов США каждое гражданам, которые могли пройти медицинское обследование. ЕКА и НАСА критиковали частные космические полеты в начале работы МКС, и НАСА изначально сопротивлялось обучению Денниса Тито , первого человека, который заплатил за свой собственный перелет на МКС. [e]
Ануше Ансари стала первой женщиной, самостоятельно финансирующей полет на МКС, а также первой иранкой в космосе. Чиновники сообщили, что ее образование и опыт сделали ее гораздо больше, чем просто туристкой, и ее результаты в обучении были «превосходными». [254] Она изучала Россию и Европу, включая медицину и микробиологию, во время своего 10-дневного пребывания. Документальный фильм 2009 года « Космические туристы» рассказывает о ее путешествии на станцию, где она осуществила «вековую мечту человека: покинуть нашу планету как «нормальный человек» и отправиться в открытый космос». [255]
В 2008 году участник космического полета Ричард Гэрриот разместил тайник на борту МКС во время своего полета. [256] В настоящее время это единственный существующий неземной тайник. [257] В то же время на борту МКС был размещен Immortality Drive — электронная запись восьми оцифрованных последовательностей ДНК человека . [258]
После 12-летнего перерыва были осуществлены первые два частных космических полета на МКС, полностью посвященных космическому туризму. «Союз МС-20» был запущен в декабре 2021 года, доставив на борт космонавта Роскосмоса Александра Мисуркина и двух японских космических туристов под эгидой частной компании Space Adventures ; [259] [260] в апреле 2022 года компания Axiom Space зафрахтовала космический корабль SpaceX Dragon 2 и отправила своего собственного астронавта Майкла Лопеса-Алегриа и трех космических туристов на МКС для миссии Axiom 1 , [261] [262] [263] а затем в мае 2023 года еще одного туриста, Джона Шоффнера , вместе с астронавтом Пегги Уитсон и двумя саудовскими астронавтами для миссии Axiom 2. [ 264] [265]
Различные пилотируемые и беспилотные космические корабли поддерживали деятельность станции. Полеты к МКС включают 37 Space Shuttle, 89 Progress, [f] 71 Soyuz, 5 ATV , 9 HTV , 2 Boeing Starliner , 44 SpaceX Dragon [g] и 20 Cygnus missions. [266]
В настоящее время имеется восемь стыковочных портов для посещения космических кораблей, а также четыре дополнительных порта установлены, но еще не введены в эксплуатацию: [267]
Передние порты находятся спереди станции в соответствии с ее нормальным направлением движения и ориентацией ( ориентацией ). Кормовой порт находится сзади станции. Надир обращен к Земле, зенит — от Земли. Порт находится слева, если направить ноги к Земле и смотреть по направлению движения, а правый борт — справа.
Грузовой космический корабль, который будет осуществлять повторный вывод станции на орбиту, обычно стыкуется с кормовым или обращенным в надир портом.
По состоянию на 25 марта 2024 года [ref]космическую станцию посетили 280 человек из 23 стран, многие из них по нескольку раз. США отправили 163 человека, Россия — 58, Япония — 11, Канада — девять, Италия — шесть, Франция и Германия — по четыре, Саудовская Аравия , Швеция и Объединенные Арабские Эмираты — по два, а также по одному человеку из Беларуси , Бельгии , Бразилии , Дании , Израиля , Казахстана , Малайзии , Нидерландов , Южной Африки , Южной Кореи , Испании , Турции и Великобритании . [268]
Беспилотные космические полеты в основном осуществляются для доставки грузов, однако несколько российских модулей также пристыковались к форпосту после беспилотных запусков. Миссии по снабжению обычно используют российский космический корабль «Прогресс» , бывшие европейские вездеходы , японские аппараты «Коунотори» и американские космические корабли «Дракон » и «Сигнус» .
Все даты указаны по UTC . Даты отправления указаны как можно более ранние ( NET ) и могут измениться.
Все даты указаны по UTC . Даты запуска указаны как можно более ранние ( NET ) и могут измениться.
Российский космический корабль может автономно сближаться и стыковаться со станцией без вмешательства человека. Находясь примерно в 200 километрах (120 миль), космический корабль начинает получать радиосигналы от стыковочной навигационной системы «Курс» на станции. Когда космический корабль приближается к станции, лазерное оптическое оборудование точно выравнивает корабль со стыковочным портом и управляет конечным сближением. В то время как экипаж на МКС и космическом корабле следит за процедурой, их роль в основном надзорная, вмешательство ограничивается выдачей команд отмены в чрезвычайных ситуациях. Хотя первоначальные затраты на разработку были значительными, надежность системы и стандартизированные компоненты дали значительное снижение затрат для последующих миссий. [270]
Американский грузовой и пилотируемый космический корабль SpaceX Dragon 2 может автономно сближаться и стыковаться со станцией без вмешательства человека. Однако в пилотируемых миссиях Dragon астронавты имеют возможность вмешаться и управлять транспортным средством вручную. [271]
Другие автоматизированные грузовые космические корабли обычно используют полуавтоматический процесс при прибытии и отправлении со станции. Эти космические корабли получают команду приблизиться и припарковаться около станции. Как только экипаж на борту станции готов, космическому кораблю дается команда приблизиться к станции, чтобы его мог схватить астронавт с помощью роботизированной руки мобильной сервисной системы . Окончательное стыковка космического корабля со станцией достигается с помощью роботизированной руки (процесс, известный как причаливание). Космические корабли, использующие этот полуавтоматический процесс, включают американский Cygnus и японский HTV-X . Ныне выведенный из эксплуатации американский SpaceX Dragon 1 , европейский ATV и японский HTV также использовали этот процесс.
Перед стыковкой космического корабля с МКС управление навигацией и ориентацией ( GNC ) передается наземному управлению страны происхождения космического корабля. GNC настроена на то, чтобы позволить станции дрейфовать в космосе, а не запускать двигатели или поворачивать с помощью гироскопов. Солнечные панели станции повернуты ребром к прибывающему космическому кораблю, поэтому остатки от его двигателей не повреждают элементы. До его вывода из эксплуатации запуски шаттлов часто имели приоритет над запусками «Союзов», а иногда приоритет отдавался прибывающим «Союзам» с экипажем и критически важными по времени грузами, такими как материалы для биологических экспериментов. [272]
Орбитальные сменные блоки (ORU) — это запасные части, которые можно легко заменить, когда блок либо истекает свой проектный срок службы, либо выходит из строя. Примерами ORU являются насосы, резервуары для хранения, контроллерные блоки, антенны и аккумуляторные блоки. Некоторые блоки можно заменить с помощью роботизированных рук. Большинство из них хранятся за пределами станции, либо на небольших поддонах, называемых ExPRESS Logistics Carriers (ELC), либо на общих более крупных платформах, называемых External Stowage Platforms (ESP), на которых также проводятся научные эксперименты. Оба вида поддонов обеспечивают электроэнергией многие детали, которые могут быть повреждены холодом космоса и требуют нагрева. Более крупные логистические носители также имеют локальные сетевые соединения (LAN) для телеметрии, чтобы подключать эксперименты. Особое внимание к снабжению USOS ORU было уделено около 2011 года, до окончания программы шаттлов NASA, поскольку его коммерческие замены, Cygnus и Dragon, несут от одной десятой до одной четверти полезной нагрузки.
Неожиданные проблемы и сбои повлияли на сроки сборки станции и рабочие графики, что привело к периодам сокращения возможностей и, в некоторых случаях, могло привести к вынужденному отказу от станции по соображениям безопасности. Серьезные проблемы включают утечку воздуха из USOS в 2004 году, [273] выброс паров из генератора кислорода Elektron в 2006 году, [274] и отказ компьютеров в ROS в 2007 году во время STS-117 , что оставило станцию без двигателя, Elektron , Vozdukh и других операций системы контроля окружающей среды. В последнем случае было установлено, что первопричиной была конденсация внутри электрических разъемов, что привело к короткому замыканию. [275]
Во время STS-120 в 2007 году и после перемещения фермы P6 и солнечных батарей во время развертывания было отмечено, что солнечная батарея порвана и не раскрывается должным образом. [276] Скотт Паразински , которому помогал Дуглас Уилок , провел выход в открытый космос . Были приняты дополнительные меры предосторожности для снижения риска поражения электрическим током, поскольку ремонт проводился при солнечной батарее, подвергавшейся воздействию солнечного света. [277] За проблемами с батареей в том же году последовали проблемы с правым поворотным соединением Solar Alpha (SARJ), которое вращает батареи на правой стороне станции. Были отмечены чрезмерная вибрация и сильные скачки тока в приводном двигателе батареи, в результате чего было принято решение существенно ограничить движение правого SARJ, пока не будет выяснена причина. Проверки во время ВКД на STS-120 и STS-123 показали обширное загрязнение металлической стружкой и мусором в большой приводной шестерне и подтвердили повреждение больших металлических опорных поверхностей, поэтому соединение было заблокировано для предотвращения дальнейшего повреждения. [278] [279] Ремонт соединений был выполнен во время STS-126 со смазкой и заменой 11 из 12 подшипников качения на соединении. [280] [281]
В сентябре 2008 года повреждение радиатора S1 было впервые замечено на снимках «Союза». Первоначально проблема не считалась серьезной. [282] На снимках было видно, что поверхность одной из подпанелей отслоилась от центральной конструкции, возможно, из-за удара микрометеорита или мусора. 15 мая 2009 года аммиачная трубка поврежденной панели радиатора была механически отключена от остальной части системы охлаждения с помощью управляемого компьютером закрытия клапана. Затем этот же клапан использовался для выпуска аммиака из поврежденной панели, что исключило возможность утечки аммиака. [282] Также известно, что крышка двигателя служебного модуля ударилась о радиатор S1 после того, как ее сбросили во время выхода в открытый космос в 2008 году, но ее влияние, если таковое имело место, не было определено.
Ранним утром 1 августа 2010 года произошел сбой в контуре охлаждения A (правый борт), одном из двух внешних контуров охлаждения, в результате чего станция осталась с половиной своей нормальной охлаждающей мощности и нулевым резервированием в некоторых системах. [283] [284] [285] Проблема, по-видимому, была в модуле аммиачного насоса, который обеспечивает циркуляцию аммиачной охлаждающей жидкости. Несколько подсистем, включая два из четырех CMG, были отключены.
Плановые операции на МКС были прерваны серией выходов в открытый космос для решения проблемы с системой охлаждения. Первый выход в открытый космос 7 августа 2010 года для замены вышедшего из строя насосного модуля не был полностью завершен из-за утечки аммиака в одном из четырех быстроразъемных соединений. Второй выход в открытый космос 11 августа удалил вышедший из строя насосный модуль. [286] [287] Третий выход в открытый космос потребовался для восстановления нормальной функциональности контура А. [288] [289]
Система охлаждения USOS в значительной степени произведена американской компанией Boeing, [290] которая также является производителем вышедшего из строя насоса. [283]
Четыре главных коммутационных блока шины (MBSU, расположенных в ферме S0) управляют маршрутизацией питания от четырех крыльев солнечных батарей к остальной части МКС. Каждый MBSU имеет два канала питания, которые подают 160 В постоянного тока от батарей к двум преобразователям постоянного тока в постоянный (DDCU), которые обеспечивают питание 124 В, используемое на станции. В конце 2011 года MBSU-1 перестал отвечать на команды или отправлять данные, подтверждающие его работоспособность. Хотя он все еще правильно распределял питание, его планировалось заменить при следующем доступном выходе в открытый космос. Запасной MBSU уже был на борту, но выход в открытый космос 30 августа 2012 года не удалось завершить, когда болт, затягиваемый для завершения установки запасного блока, заклинил до того, как было обеспечено электрическое соединение. [291] Потеря MBSU-1 ограничила станцию до 75% ее нормальной мощности, что потребовало незначительных ограничений в нормальной работе, пока проблема не будет устранена.
5 сентября 2012 года во время второго шестичасового выхода в открытый космос астронавты Сунита Уильямс и Акихико Хосиде успешно заменили MBSU-1 и восстановили мощность МКС до 100%. [292]
24 декабря 2013 года астронавты установили новый аммиачный насос для системы охлаждения станции. Неисправная система охлаждения вышла из строя ранее в этом месяце, остановив многие научные эксперименты на станции. Астронавтам пришлось выдержать «мини-метель» аммиака во время установки нового насоса. Это был всего лишь второй выход в открытый космос в канун Рождества в истории NASA. [293]
Компоненты МКС эксплуатируются и контролируются соответствующими космическими агентствами в центрах управления полетами по всему миру, в первую очередь в Центре управления полетами имени Кристофера К. Крафта-младшего в Хьюстоне и Центре управления полетами RKA (ЦУП) в Москве, при поддержке Космического центра Цукуба в Японии, Центра операций с полезной нагрузкой и интеграции в Хантсвилле, штат Алабама, США, Центра управления Колумбусом в Мюнхене, Германия и Центра управления мобильной системой обслуживания в штаб-квартире Канадского космического агентства в Сент-Юбере, Квебек .
Жилое и рабочее пространство на Международной космической станции больше, чем дом с шестью спальнями (включая семь спальных помещений, две ванные комнаты, тренажерный зал и эркер с обзором на 360 градусов). [294]
Типичный день экипажа начинается с подъема в 06:00, за которым следуют действия после сна и утренний осмотр станции. Затем экипаж завтракает и принимает участие в ежедневном планировании с Центром управления полетами, прежде чем приступить к работе около 08:10. Затем следует первая запланированная тренировка дня, после которой экипаж продолжает работать до 13:05. После часового перерыва на обед, после обеда, после обеда, экипаж выполняет больше упражнений и работы, прежде чем в 19:30 экипаж выполняет свои предсмертные действия, включая ужин и конференцию экипажа. Запланированный период сна начинается в 21:30. Как правило, экипаж работает десять часов в день в будние дни и пять часов в субботу, а остальное время они отдают себе для отдыха или наверстывания упущенного. [295]
Часовой пояс, используемый на борту МКС, — всемирное координированное время (UTC). [296] Окна закрыты в ночные часы, чтобы создать впечатление темноты, поскольку на станции происходит 16 восходов и закатов солнца в день. Во время миссий посещения шаттлов экипаж МКС в основном следует времени, прошедшему с момента запуска миссии (MET), которое является гибким часовым поясом, основанным на времени запуска миссии шаттла. [297] [298] [299]
Станция предоставляет жилые помещения для каждого члена экипажа экспедиции, с двумя «спальными станциями» в Звезде , одной в Науке и еще четырьмя, установленными в Гармонии . [300] [301] [302] [303] Жилые помещения USOS представляют собой частные, примерно размером с человека, звуконепроницаемые кабинки. Жилые помещения ROS в Звезде включают небольшое окно, но обеспечивают меньшую вентиляцию и звукоизоляцию. Член экипажа может спать в жилом помещении в привязанном спальном мешке, слушать музыку, пользоваться ноутбуком и хранить личные вещи в большом ящике или в сетках, прикрепленных к стенам модуля. Модуль также предоставляет лампу для чтения, полку и рабочий стол. [304] [305] [306] У посещающих экипажей нет выделенного спального модуля, и они прикрепляют спальный мешок к доступному месту на стене. Можно спать свободно плавая по станции, но этого обычно избегают из-за возможности столкновения с чувствительным оборудованием. [307] Важно, чтобы помещения для экипажа хорошо проветривались; в противном случае астронавты могут проснуться с нехваткой кислорода и хватать ртом воздух, поскольку вокруг их голов образовался пузырь выдыхаемого ими углекислого газа. [304] Во время различных мероприятий на станции и отдыха экипажа освещение на МКС можно приглушить, выключить и отрегулировать цветовую температуру . [308] [309]
Отражение индивидуальных и экипажных характеристик особенно заметно в оформлении станции и в выражениях в целом, таких как религия. [310] Последнее создало определенную материальную экономию между станцией и Россией в частности. [311]
Микрообщество станции, а также общество в целом и, возможно, возникновение отдельных культур станции [312] изучаются путем анализа многих аспектов, от искусства до накопления пыли, а также археологического изучения того, как были выброшены материалы МКС. [313]
На USOS большая часть еды на борту запечатана в вакуумные пластиковые пакеты; банки редки, поскольку они тяжелые и дорогие в транспортировке. Консервированная еда не пользуется большим спросом у экипажа, а вкус ухудшается в условиях микрогравитации, [304] поэтому прилагаются усилия, чтобы сделать еду более вкусной, в том числе используя больше специй, чем при обычной готовке. Экипаж с нетерпением ждет прибытия любого космического корабля с Земли, поскольку они привозят свежие фрукты и овощи. Принимаются меры, чтобы еда не образовывала крошек, и жидкие приправы предпочтительнее твердых, чтобы избежать загрязнения оборудования станции. Каждый член экипажа имеет индивидуальные пакеты с едой и готовит ее на камбузе , где есть два подогревателя пищи, холодильник (добавлен в ноябре 2008 года) и диспенсер для воды, который обеспечивает подогретую и необогретую воду. [305] Напитки предоставляются в виде обезвоженного порошка, который смешивается с водой перед употреблением. [305] [306] Напитки и супы пьют из пластиковых пакетов с соломинками, а твердую пищу едят ножом и вилкой, прикрепленными к подносу с магнитами, чтобы они не уплыли. Любая уплывающая еда, включая крошки, должна быть собрана, чтобы не допустить засорения воздушных фильтров и другого оборудования станции. [306]
Душевые кабины на космических станциях были введены в начале 1970-х годов на станциях Skylab и Salyut 3. [314] : 139 В начале 1980-х годов на станции Salyut 6 экипаж жаловался на сложность принятия душа в космосе, что было ежемесячным занятием. [315] На МКС нет душа; вместо этого члены экипажа моются с помощью струи воды и влажных салфеток, с мылом, подаваемым из контейнера, похожего на тюбик зубной пасты. Экипажи также снабжены шампунем без смывания и съедобной зубной пастой для экономии воды. [307] [316]
На МКС есть два космических туалета , оба российской конструкции, расположенные в Звезде и Спокойствии . [305] Эти отсеки для отходов и гигиены используют систему всасывания с вентилятором, похожую на систему сбора отходов космического челнока. Сначала астронавты пристегиваются к сиденью унитаза, которое оснащено подпружиненными ограничительными планками для обеспечения хорошей герметизации. [304] Рычаг приводит в действие мощный вентилятор, и всасывающее отверстие открывается: поток воздуха уносит отходы. Твердые отходы собираются в отдельные пакеты, которые хранятся в алюминиевом контейнере. Полные контейнеры передаются на космический корабль Прогресс для утилизации. [305] [317] Жидкие отходы отводятся с помощью шланга, подключенного к передней части унитаза, с анатомически правильными «адаптерами для воронки для мочи», прикрепленными к трубке, чтобы мужчины и женщины могли пользоваться одним и тем же туалетом. Отведенная моча собирается и передается в систему рекуперации воды, где она перерабатывается в питьевую воду. [306] В 2021 году с прибытием модуля «Наука» на МКС появился третий туалет. [318]
12 апреля 2019 года НАСА сообщило о медицинских результатах исследования Astronaut Twin Study . Астронавт Скотт Келли провел год в космосе на МКС, в то время как его близнец провел год на Земле. Было отмечено несколько долгосрочных изменений, в том числе связанных с изменениями в ДНК и познании , когда одного близнеца сравнивали с другим. [319] [320]
В ноябре 2019 года исследователи сообщили, что астронавты испытывали серьезные проблемы с кровотоком и тромбами на борту МКС, основываясь на шестимесячном исследовании 11 здоровых астронавтов. Результаты могут повлиять на долгосрочные космические полеты, включая миссию на планету Марс, по словам исследователей. [321] [322]
МКС частично защищена от космической среды магнитным полем Земли . На среднем расстоянии около 70 000 км (43 000 миль) от поверхности Земли, в зависимости от солнечной активности, магнитосфера начинает отклонять солнечный ветер вокруг Земли и космической станции. Солнечные вспышки по-прежнему представляют опасность для экипажа, который может получить предупреждение всего за несколько минут. В 2005 году во время первоначального «протонного шторма» солнечной вспышки класса X-3 экипаж 10-й экспедиции укрылся в более защищенной части ROS, предназначенной для этой цели. [323] [324]
Субатомные заряженные частицы, в первую очередь протоны космических лучей и солнечного ветра, обычно поглощаются атмосферой Земли. Когда они взаимодействуют в достаточном количестве, их эффект виден невооруженным глазом в явлении, называемом полярным сиянием . За пределами атмосферы Земли экипажи МКС подвергаются воздействию примерно одного миллизиверта каждый день (примерно год естественного воздействия на Земле), что приводит к более высокому риску заболевания раком. Радиация может проникать в живую ткань и повреждать ДНК и хромосомы лимфоцитов ; будучи центральными для иммунной системы , любое повреждение этих клеток может способствовать снижению иммунитета, испытываемого астронавтами. Радиация также была связана с более высокой частотой катаракты у астронавтов. Защитное экранирование и лекарства могут снизить риски до приемлемого уровня. [45]
Уровень радиации на МКС составляет от 12 до 28,8 миллирад в день, [325] что примерно в пять раз больше, чем у пассажиров и членов экипажа авиалиний, поскольку электромагнитное поле Земли обеспечивает почти такой же уровень защиты от солнечной и других видов радиации на низкой околоземной орбите, как и в стратосфере. Например, во время 12-часового полета пассажир авиалинии будет подвергаться воздействию 0,1 миллизиверта радиации, или 0,2 миллизиверта в день; это одна пятая от уровня, которому подвергается астронавт на НОО. Кроме того, пассажиры авиалиний подвергаются такому уровню радиации в течение нескольких часов полета, в то время как экипаж МКС подвергается воздействию в течение всего своего пребывания на борту станции. [326]
There is considerable evidence that psychosocial stressors are among the most important impediments to optimal crew morale and performance.[327] Cosmonaut Valery Ryumin wrote in his journal during a particularly difficult period on board the Salyut 6 space station: "All the conditions necessary for murder are met if you shut two men in a cabin measuring 18 feet by 20 [5.5 m × 6 m] and leave them together for two months."
NASA's interest in psychological stress caused by space travel, initially studied when their crewed missions began, was rekindled when astronauts joined cosmonauts on the Russian space station Mir. Common sources of stress in early US missions included maintaining high performance under public scrutiny and isolation from peers and family. The latter is still often a cause of stress on the ISS, such as when the mother of NASA astronaut Daniel Tani died in a car accident, and when Michael Fincke was forced to miss the birth of his second child.
A study of the longest spaceflight concluded that the first three weeks are a critical period where attention is adversely affected because of the demand to adjust to the extreme change of environment.[328] ISS crew flights typically last about five to six months.
The ISS working environment includes further stress caused by living and working in cramped conditions with people from very different cultures who speak a different language. First-generation space stations had crews who spoke a single language; second- and third-generation stations have crew from many cultures who speak many languages. Astronauts must speak English and Russian, and knowing additional languages is even better.[329]
Due to the lack of gravity, confusion often occurs. Even though there is no up and down in space, some crew members feel like they are oriented upside down. They may also have difficulty measuring distances. This can cause problems like getting lost inside the space station, pulling switches in the wrong direction or misjudging the speed of an approaching vehicle during docking.[330]
The physiological effects of long-term weightlessness include muscle atrophy, deterioration of the skeleton (osteopenia), fluid redistribution, a slowing of the cardiovascular system, decreased production of red blood cells, balance disorders, and a weakening of the immune system. Lesser symptoms include loss of body mass, and puffiness of the face.[45]
Sleep is regularly disturbed on the ISS because of mission demands, such as incoming or departing spacecraft. Sound levels in the station are unavoidably high. The atmosphere is unable to thermosiphon naturally, so fans are required at all times to process the air which would stagnate in the freefall (zero-G) environment.
To prevent some of the adverse effects on the body, the station is equipped with: two TVIS treadmills (including the COLBERT); the ARED (Advanced Resistive Exercise Device), which enables various weightlifting exercises that add muscle without raising (or compensating for) the astronauts' reduced bone density;[331] and a stationary bicycle. Each astronaut spends at least two hours per day exercising on the equipment.[304][305] Astronauts use bungee cords to strap themselves to the treadmill.[332][333]
Hazardous molds that can foul air and water filters may develop aboard space stations. They can produce acids that degrade metal, glass, and rubber. They can also be harmful to the crew's health. Microbiological hazards have led to a development of the LOCAD-PTS (a portable test system) which identifies common bacteria and molds faster than standard methods of culturing, which may require a sample to be sent back to Earth.[334] Researchers in 2018 reported, after detecting the presence of five Enterobacter bugandensis bacterial strains on the ISS (none of which are pathogenic to humans), that microorganisms on the ISS should be carefully monitored to continue assuring a medically healthy environment for astronauts.[335][336]
Contamination on space stations can be prevented by reduced humidity, and by using paint that contains mold-killing chemicals, as well as the use of antiseptic solutions. All materials used in the ISS are tested for resistance against fungi.[337] Since 2016, a series of ESA-sponsored experiments have been conducted to test the anti-bacterial properties of various materials, with the goal of developing "smart surfaces" that mitigate bacterial growth in multiple ways, using the best method for a particular circumstance. Dubbed "Microbial Aerosol Tethering on Innovative Surfaces" (MATISS), the programme involves deployment of small plaques containing an array of glass squares covered with different test coatings. They remain on the station for six months before being returned to earth for analysis.[338] The most recent and final experiment of the series was launched on 5 June 2023 aboard the SpaceX CRS-28 cargo mission to ISS, comprising four plaques. Whereas previous experiments in the series were limited to analysis by light microsocopy, this experiment uses quartz glass made of pure silica, which will allow spectrographic analysis. Two of the plaques were returned after eight months and the remaining two after 16 months.[339]
In April 2019, NASA reported that a comprehensive study had been conducted into the microorganisms and fungi present on the ISS. The experiment was performed over a period of 14 months on three different flight missions, and involved taking samples from 8 predefined locations inside the station, then returning them to earth for analysis. In prior experiments, analysis was limited to culture-based methods, thus overlooking microbes which cannot be grown in culture. The present study used molecular-based methods in addition to culturing, resulting in a more complete catalog. The results may be useful in improving the health and safety conditions for astronauts, as well as better understanding other closed-in environments on Earth such as clean rooms used by the pharmaceutical and medical industries.[340][341]
Space flight is not inherently quiet, with noise levels exceeding acoustic standards as far back as the Apollo missions.[342][343] For this reason, NASA and the International Space Station international partners have developed noise control and hearing loss prevention goals as part of the health program for crew members. Specifically, these goals have been the primary focus of the ISS Multilateral Medical Operations Panel (MMOP) Acoustics Subgroup since the first days of ISS assembly and operations.[344][345] The effort includes contributions from acoustical engineers, audiologists, industrial hygienists, and physicians who comprise the subgroup's membership from NASA, Roscosmos, the European Space Agency (ESA), the Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA), and the Canadian Space Agency (CSA).
When compared to terrestrial environments, the noise levels incurred by astronauts and cosmonauts on the ISS may seem insignificant and typically occur at levels that would not be of major concern to the Occupational Safety and Health Administration – rarely reaching 85 dBA. But crew members are exposed to these levels 24 hours a day, seven days a week, with current missions averaging six months in duration. These levels of noise also impose risks to crew health and performance in the form of sleep interference and communication, as well as reduced alarm audibility.
Over the 19 plus year history of the ISS, significant efforts have been put forth to limit and reduce noise levels on the ISS. During design and pre-flight activities, members of the Acoustic Subgroup have written acoustic limits and verification requirements, consulted to design and choose the quietest available payloads, and then conducted acoustic verification tests prior to launch.[344]: 5.7.3 During spaceflights, the Acoustics Subgroup has assessed each ISS module's in flight sound levels, produced by a large number of vehicle and science experiment noise sources, to assure compliance with strict acoustic standards. The acoustic environment on ISS changed when additional modules were added during its construction, and as additional spacecraft arrive at the ISS. The Acoustics Subgroup has responded to this dynamic operations schedule by successfully designing and employing acoustic covers, absorptive materials, noise barriers, and vibration isolators to reduce noise levels. Moreover, when pumps, fans, and ventilation systems age and show increased noise levels, this Acoustics Subgroup has guided ISS managers to replace the older, noisier instruments with quiet fan and pump technologies, significantly reducing ambient noise levels.
NASA has adopted most-conservative damage risk criteria (based on recommendations from the National Institute for Occupational Safety and Health and the World Health Organization), in order to protect all crew members. The MMOP Acoustics Subgroup has adjusted its approach to managing noise risks in this unique environment by applying, or modifying, terrestrial approaches for hearing loss prevention to set these conservative limits. One innovative approach has been NASA's Noise Exposure Estimation Tool (NEET), in which noise exposures are calculated in a task-based approach to determine the need for hearing protection devices (HPDs). Guidance for use of HPDs, either mandatory use or recommended, is then documented in the Noise Hazard Inventory, and posted for crew reference during their missions. The Acoustics Subgroup also tracks spacecraft noise exceedances, applies engineering controls, and recommends hearing protective devices to reduce crew noise exposures. Finally, hearing thresholds are monitored on-orbit, during missions.
There have been no persistent mission-related hearing threshold shifts among US Orbital Segment crewmembers (JAXA, CSA, ESA, NASA) during what is approaching 20 years of ISS mission operations, or nearly 175,000 work hours. In 2020, the MMOP Acoustics Subgroup received the Safe-In-Sound Award for Innovation for their combined efforts to mitigate any health effects of noise.[346]
An onboard fire or a toxic gas leak are other potential hazards. Ammonia is used in the external radiators of the station and could potentially leak into the pressurised modules.[347]
The ISS is currently maintained in a nearly circular orbit with a minimum mean altitude of 370 km (230 mi) and a maximum of 460 km (290 mi),[348] in the centre of the thermosphere, at an inclination of 51.6 degrees to Earth's equator with an eccentricity of 0.007.[citation needed] This orbit was selected because it is the lowest inclination that can be directly reached by Russian Soyuz and Progress spacecraft launched from Baikonur Cosmodrome at 46° N latitude without overflying China or dropping spent rocket stages in inhabited areas.[349][350] It travels at an average speed of 28,000 kilometres per hour (17,000 mph), and completes 15.5 orbits per day (93 minutes per orbit).[3][351] The station's altitude was allowed to fall around the time of each NASA shuttle flight to permit heavier loads to be transferred to the station. After the retirement of the shuttle, the nominal orbit of the space station was raised in altitude (from about 350 km to about 400 km).[352][353] Other, more frequent supply spacecraft do not require this adjustment as they are substantially higher performance vehicles.[28][354]
Atmospheric drag reduces the altitude by about 2 km a month on average. Orbital boosting can be performed by the station's two main engines on the Zvezda service module, or Russian or European spacecraft docked to Zvezda's aft port. The Automated Transfer Vehicle is constructed with the possibility of adding a second docking port to its aft end, allowing other craft to dock and boost the station. It takes approximately two orbits (three hours) for the boost to a higher altitude to be completed.[354] Maintaining ISS altitude uses about 7.5 tonnes of chemical fuel per annum[355] at an annual cost of about $210 million.[356]
The Russian Orbital Segment contains the Data Management System, which handles Guidance, Navigation and Control (ROS GNC) for the entire station.[357] Initially, Zarya, the first module of the station, controlled the station until a short time after the Russian service module Zvezda docked and was transferred control. Zvezda contains the ESA built DMS-R Data Management System.[358] Using two fault-tolerant computers (FTC), Zvezda computes the station's position and orbital trajectory using redundant Earth horizon sensors, Solar horizon sensors as well as Sun and star trackers. The FTCs each contain three identical processing units working in parallel and provide advanced fault-masking by majority voting.
Zvezda uses gyroscopes (reaction wheels) and thrusters to turn itself. Gyroscopes do not require propellant; instead they use electricity to 'store' momentum in flywheels by turning in the opposite direction to the station's movement. The USOS has its own computer-controlled gyroscopes to handle its extra mass. When gyroscopes 'saturate', thrusters are used to cancel out the stored momentum. In February 2005, during Expedition 10, an incorrect command was sent to the station's computer, using about 14 kilograms of propellant before the fault was noticed and fixed. When attitude control computers in the ROS and USOS fail to communicate properly, this can result in a rare 'force fight' where the ROS GNC computer must ignore the USOS counterpart, which itself has no thrusters.[359][360][361]
Docked spacecraft can also be used to maintain station attitude, such as for troubleshooting or during the installation of the S3/S4 truss, which provides electrical power and data interfaces for the station's electronics.[362]
The low altitudes at which the ISS orbits are also home to a variety of space debris,[363] including spent rocket stages, defunct satellites, explosion fragments (including materials from anti-satellite weapon tests), paint flakes, slag from solid rocket motors, and coolant released by US-A nuclear-powered satellites. These objects, in addition to natural micrometeoroids,[364] are a significant threat. Objects large enough to destroy the station can be tracked, and therefore are not as dangerous as smaller debris.[365][366] Objects too small to be detected by optical and radar instruments, from approximately 1 cm down to microscopic size, number in the trillions. Despite their small size, some of these objects are a threat because of their kinetic energy and direction in relation to the station. Spacewalking crew in spacesuits are also at risk of suit damage and consequent exposure to vacuum.[367]
Ballistic panels, also called micrometeorite shielding, are incorporated into the station to protect pressurised sections and critical systems. The type and thickness of these panels depend on their predicted exposure to damage. The station's shields and structure have different designs on the ROS and the USOS. On the USOS, Whipple Shields are used. The US segment modules consist of an inner layer made from 1.5–5.0 cm-thick (0.59–1.97 in) aluminium, a 10 cm-thick (3.9 in) intermediate layers of Kevlar and Nextel (a ceramic fabric),[368] and an outer layer of stainless steel, which causes objects to shatter into a cloud before hitting the hull, thereby spreading the energy of impact. On the ROS, a carbon fibre reinforced polymer honeycomb screen is spaced from the hull, an aluminium honeycomb screen is spaced from that, with a screen-vacuum thermal insulation covering, and glass cloth over the top.[369]
Space debris is tracked remotely from the ground, and the station crew can be notified.[370] If necessary, thrusters on the Russian Orbital Segment can alter the station's orbital altitude, avoiding the debris. These Debris Avoidance Manoeuvres (DAMs) are not uncommon, taking place if computational models show the debris will approach within a certain threat distance. Ten DAMs had been performed by the end of 2009.[371][372][373] Usually, an increase in orbital velocity of the order of 1 m/s is used to raise the orbit by one or two kilometres. If necessary, the altitude can also be lowered, although such a manoeuvre wastes propellant.[372][374] If a threat from orbital debris is identified too late for a DAM to be safely conducted, the station crew close all the hatches aboard the station and retreat into their spacecraft in order to be able to evacuate in the event the station was seriously damaged by the debris. Partial station evacuations have occurred on 13 March 2009, 28 June 2011, 24 March 2012, 16 June 2015,[375] November 2021,[376] and 27 June 2024.[377]
The November 2021 evacuation was caused by a Russian anti-satellite weapon test.[378][379] NASA administrator Bill Nelson said it was unthinkable that Russia would endanger the lives of everyone on ISS, including their own cosmonauts.[380]
The ISS is visible in the sky to the naked eye as a visibly moving, bright white dot, when crossing the sky and being illuminated by the Sun, during twilight, the hours after sunset and before sunrise, when the station remains sunlit, outside of Earth's shadow, but the ground and sky are dark.[381] It crosses the skies at latitudes between the polar regions.[382] Depending on the path it takes across the sky, the time it takes the station to move across the horizon or from one to the other may be short or up to 10 minutes, while likely being only visible part of that time because of it moving into or out of Earth's shadow. It then returns around every 90 minutes, with the time of the day that it crosses the sky shifting over the course of some weeks, and therefore before returning to twilight and visible illumination.
Because of the size of its reflective surface area, the ISS is the brightest artificial object in the sky (excluding other satellite flares), with an approximate maximum magnitude of −4 when in sunlight and overhead (similar to Venus), and a maximum angular size of 63 arcseconds.[383]
Tools are provided by a number of websites such as Heavens-Above (see Live viewing below) as well as smartphone applications that use orbital data and the observer's longitude and latitude to indicate when the ISS will be visible (weather permitting), where the station will appear to rise, the altitude above the horizon it will reach and the duration of the pass before the station disappears either by setting below the horizon or entering into Earth's shadow.[384][385][386][387]
In November 2012 NASA launched its "Spot the Station" service, which sends people text and email alerts when the station is due to fly above their town.[388] The station is visible from 95% of the inhabited land on Earth, but is not visible from extreme northern or southern latitudes.[349]
Under specific conditions, the ISS can be observed at night on five consecutive orbits. Those conditions are 1) a mid-latitude observer location, 2) near the time of the solstice with 3) the ISS passing in the direction of the pole from the observer near midnight local time. The three photos show the first, middle and last of the five passes on 5–6 June 2014.
Using a telescope-mounted camera to photograph the station is a popular hobby for astronomers,[389] while using a mounted camera to photograph the Earth and stars is a popular hobby for crew.[390] The use of a telescope or binoculars allows viewing of the ISS during daylight hours.[391]
Transits of the ISS in front of the Sun, particularly during an eclipse (and so the Earth, Sun, Moon, and ISS are all positioned approximately in a single line) are of particular interest for amateur astronomers.[392][393]
Involving five space programs and fifteen countries,[394] the International Space Station is the most politically and legally complex space exploration programme in history.[394] The 1998 Space Station Intergovernmental Agreement sets forth the primary framework for international cooperation among the parties. A series of subsequent agreements govern other aspects of the station, ranging from jurisdictional issues to a code of conduct among visiting astronauts.[395]
Brazil was also invited to participate in the programme, the only developing country to receive such an invitation. Under the agreement framework, Brazil was to provide six pieces of hardware, and in exchange, would receive ISS utilization rights. However, Brazil was unable to deliver any of the elements due to a lack of funding and political priority within the country. Brazil officially dropped out of the ISS programme in 2007.[396][397]
Following the 2022 Russian invasion of Ukraine, continued cooperation between Russia and other countries on the International Space Station has been put into question. Roscosmos Director General Dmitry Rogozin insinuated that Russian withdrawal could cause the International Space Station to de-orbit due to lack of reboost capabilities, writing in a series of tweets, "If you block cooperation with us, who will save the ISS from an unguided de-orbit to impact on the territory of the US or Europe? There's also the chance of impact of the 500-ton construction in India or China. Do you want to threaten them with such a prospect? The ISS doesn't fly over Russia, so all the risk is yours. Are you ready for it?"[398] (This latter claim is untrue: the ISS flies over all parts of the Earth between 51.6 degrees latitude north and south, approximately the latitude of Saratov.) Rogozin later tweeted that normal relations between ISS partners could only be restored once sanctions have been lifted, and indicated that Roscosmos would submit proposals to the Russian government on ending cooperation.[399] NASA stated that, if necessary, US corporation Northrop Grumman has offered a reboost capability that would keep the ISS in orbit.[400]
On 26 July 2022, Yury Borisov, Rogozin's successor as head of Roscosmos, submitted to Russian President Putin plans for withdrawal from the programme after 2024.[401] However, Robyn Gatens, the NASA official in charge of the space station, responded that NASA had not received any formal notices from Roscosmos concerning withdrawal plans.[402]
Originally the ISS was planned to be a 15-year mission.[403]Therefore, an end of mission had been worked on,[404] but was several times postponed due to the success and support for the operation of the station.[405] As a result, the oldest modules of the ISS have been in orbit for more than 20 years, with their reliability having decreased.[404] It has been proposed to use funds instead elsewhere, for example for a return to the Moon.[405] According to the Outer Space Treaty, the parties are legally responsible for all spacecraft or modules they launch.[406] An unmaintained station would pose an orbital and re-entry hazard.
Russia has stated that it plans to pull out of the ISS program after 2025.[407] However, Russian modules will provide orbital station-keeping until 2028.[404]
The US planned in 2009 to deorbit the ISS in 2016.[405] But on 30 September 2015, Boeing's contract with NASA as prime contractor for the ISS was extended to 30 September 2020. Part of Boeing's services under the contract related to extending the station's primary structural hardware past 2020 to the end of 2028.[408] In July 2018, the Space Frontier Act of 2018 was intended to extend operations of the ISS to 2030. This bill was unanimously approved in the Senate, but failed to pass in the U.S. House.[409][410] In September 2018, the Leading Human Spaceflight Act was introduced with the intent to extend operations of the ISS to 2030, and was confirmed in December 2018.[411][412][413] Congress later passed similar provisions in its CHIPS and Science Act, signed into law by U.S. President Joe Biden on 9 August 2022.[414][415]
If until 2031 Commercial LEO Destinations providers are not sufficient to accommodate NASA's projects, NASA is suggesting to extend ISS operations beyond 2031.[416]
NASA considered originally several possible disposal options: natural orbital decay with random reentry (as with Skylab), boosting the station to a higher altitude (which would delay reentry), and a controlled de-orbit targeting a remote ocean area.[417]
NASA determined that random reentry carried an unacceptable risk of producing hazardous space debris that could hit people or property and re-boosting the station would be costly and could also create hazards.
Prior to 2010, plans had contemplated using a slightly modified Progress spacecraft to de-orbit the ISS. However, NASA concluded Progress would not be adequate for the job, and decided on a spacecraft specifically designed for the job.[418]
In January 2022, NASA announced a planned date of January 2031 to de-orbit the ISS using the "U.S. Deorbit Vehicle" and direct any remnants into a remote area of the South Pacific Ocean that has come to be known as the spacecraft cemetery.[419] NASA plans to launch the deorbit vehicle in 2030, docking at the Harmony forward port.[420] The deorbit vehicle will remain attached, dormant, for about a year as the station's orbit naturally decays to 220 km (140 mi). The spacecraft would then conduct one or more orientation burns to lower the perigee to 150 km (93 mi), followed by a final deorbiting burn.[421][422]
NASA began planning for the deorbit vehicle after becoming wary of Russia pulling out of the ISS abruptly, leaving the other partners with few good options for a controlled reentry.[423] In June 2024, NASA selected SpaceX to develop the U.S. Deorbit Vehicle, a contract potentially worth $843 million. The vehicle will consist of an existing Cargo Dragon spacecraft which will be paired with a significantly lengthened trunk module which will be equipped with 46 Draco thrusters (instead of the normal 16) and will carry 30,000 kg (66,000 lb) of propellant, nearly six times the normal load. NASA is still working to secure all the necessary funding to build, launch and operate the deorbit vehicle.[14][423]
The follow-up to NASA's program/strategy is the Commercial LEO Destinations Program, meant to allow private industry to build and maintain their own stations, and NASA procuring access as a customer, starting in 2028.[424] Similarly, the ESA has been seeking new private space stations to provide orbital services, as well as retrieve materials, from the ISS.[425][426] Currently Axiom Station is being planned to be assembled docked to the ISS, as a segment of the ISS, starting sometime after 2024.[404] Additionally there even have been suggestions in the commercial space industry that the ISS could be converted to commercial operations after it is retired by government entities,[427] including turning it into a space hotel.[405]
Russia previously has planned to use its orbital segment for the construction of its OPSEK station after the ISS is decommissioned. The modules under consideration for removal from the current ISS included the Multipurpose Laboratory Module (Nauka), launched in July 2021, and the other new Russian modules that are proposed to be attached to Nauka. These newly launched modules would still be well within their useful lives in 2024.[428] At the end of 2011, the Exploration Gateway Platform concept also proposed using leftover USOS hardware and Zvezda 2 as a refuelling depot and service station located at one of the Earth–Moon Lagrange points. However, the entire USOS was not designed for disassembly and will be discarded.[429]
Western space industry has suggested in 2022 using the ISS as a platform to develop orbital salvage capacities, by companies such as CisLunar Industries working on using space debris as fuel,[430] instead of plunging it into the ocean.[407]
NASA has stated that by July 2024 it has not seen any viable proposals for reuse of the ISS or parts of it.[416]
The ISS has been described as the most expensive single item ever constructed.[431] As of 2010, the total cost was US$150 billion. This includes NASA's budget of $58.7 billion ($89.73 billion in 2021 dollars) for the station from 1985 to 2015, Russia's $12 billion, Europe's $5 billion, Japan's $5 billion, Canada's $2 billion, and the cost of 36 shuttle flights to build the station, estimated at $1.4 billion each, or $50.4 billion in total. Assuming 20,000 person-days of use from 2000 to 2015 by two- to six-person crews, each person-day would cost $7.5 million, less than half the inflation-adjusted $19.6 million ($5.5 million before inflation) per person-day of Skylab.[432]
The ISS has become an international symbol of human capabilities, particularly human cooperation and science,[433] defining a cooperative international approach and period, instead of a looming commercialized and militarized interplanetary world.[434]
Beside numerous documentaries such as the IMAX documentaries Space Station 3D from 2002,[435] or A Beautiful Planet from 2016,[436] and films like Apogee of Fear (2012)[437] and Yolki 5 (2016)[438][439] the ISS is the subject of feature films such as The Day After Tomorrow (2004),[440] Love (2011),[441] together with the Chinese station Tiangong 1 in Gravity (2013),[442] Life (2017),[443] and I.S.S. (2023).[444]
In 2022, the movie The Challenge (Doctor's House Call) was filmed aboard the ISS, and was notable for being the first feature film in which both professional actors and director worked together in space.[445]
This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain.In the Space Station Processing Facility at NASA's Kennedy Space Center, an overhead crane moves the Kibo Japanese Experiment Module – Pressurized Module toward the payload canister (lower right). The canister will deliver the module, part of the payload for space shuttle Discovery's STS-124 mission, to Launch Pad 39A. On the mission, the STS-124 crew will transport the Kibo module as well as the Japanese Remote Manipulator System to the International Space Station to complete the Kibo laboratory. The launch of Discovery is targeted for May 31.
So this is Node 2 ... this is where four out of six of us sleep.
This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain.Ondler said in the briefing that the first of those modules is now scheduled to launch to the ISS at the end of 2026, about a year later than the company previously announced.
A commercial capability would allow the station's crew to grow from six to seven by providing a four-seat vehicle for emergency departures in addition to the three-seat Russian Soyuz capsules in use today.
In fact, we're designed on the U.S. side to take four crew. The ISS design is actually for seven. We operate with six because first, we can get all our work done with six, and second, we don't have a vehicle that allows us to fly a seventh crew member. Our requirement for the new vehicles being designed is for four seats. So I don't expect us to go down in crew size. I would expect us to increase it.
Docking is when one incoming spacecraft rendezvous with another spacecraft and flies a controlled collision trajectory in such a manner so as to align and mesh the interface mechanisms. The spacecraft docking mechanisms typically enter what is called soft capture, followed by a load attenuation phase, and then the hard docked position which establishes an air-tight structural connection between spacecraft. Berthing, by contrast, is when an incoming spacecraft is grappled by a robotic arm and its interface mechanism is placed in close proximity of the stationary interface mechanism. Then typically there is a capture process, coarse alignment and fine alignment and then structural attachment.
NASA scientists compared the astronaut to his earthbound twin, Mark. The results hint at what humans will have to endure on long journeys through space.
And some of the things we have to worry about in space are fire ... or if we had some type of toxic atmosphere. We use ammonia for our radiators so there is a possibility that ammonia could come into the vehicle.
Jim Cooney ISS Trajectory Operations Officer
This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates text from this source, which is in the public domain. This article incorporates public domain material from websites or documents of the National Aeronautics and Space Administration.
This article incorporates public domain material from Building ISS. National Archives and Records Administration.
Media from Commons
News from Wikinews
Quotations from Wikiquote
Texts from Wikisource
Textbooks from Wikibooks
Resources from Wikiversity
Travel information from Wikivoyage.svg/1280px-Flag_of_Canada_(Pantone).svg.png){kind=small}
Canadian Space Agency Archived 4 April 2009 at the Wayback Machine
European Space Agency Archived 13 May 2020 at the Wayback Machine
Centre national d'études spatiales (National Centre for Space Studies) Archived 28 February 2020 at the Wayback Machine
German Aerospace Center. Archived 7 November 2020 at the Wayback Machine.
Italian Space Agency Archived 9 August 2020 at the Wayback Machine
Japan Aerospace Exploration Agency Archived 20 July 2011 at the Wayback Machine
S.P. Korolev Rocket and Space Corporation Energia. Archived 27 June 2017 at the Wayback Machine. Russian Federal Space Agency. Archived 27 June 2021 at the Wayback Machine.
National Aeronautics and Space Administration Archived 7 September 2005 at the Wayback Machine
.svg/1280px-Flag_of_Belgium_(civil).svg.png){kind=small}
.svg/1280px-Flag_of_Switzerland_(Pantone).svg.png){kind=small}
