Испытание стирального порошка и лекарство от рака: зачем нужна и как устроена самая далёкая научная лаборатория — МКС
Международная космическая станция проводит как государственные, так и коммерческие исследования, а также принимает туристов. Во сколько она обходится, какие исследования там проводят и сколько стоит слетать или провести эксперимент на МКС.
12 апреля 2021 года Россия заявила, что откажется от использования МКС и создаст собственную орбитальную станцию. Три года назад подобные заявления делали представители США. Больше 20 лет МКС функционирует и используется разными странами. За это время космонавты провели на ней больше 3000 экспериментов и приняли 7 космических туристов.
Хронология событий и цель запуска МКС
СССР первым в мире создал и запустил долговременную орбитальную станцию «Cалют» в 1971 году. За шесть месяцев космонавты провели картографирование звёздного неба и медицинские эксперименты.
Эти исследования раскрыли потенциал корабля как космической лаборатории. Поэтому с 1973 по 1986 год СССР запустил ещё шесть проектов подобного типа.
В то время единственной орбитальной станцией США была Skylab, запущенная в 1973 году. Последняя экспедиция к аппарату прошла в 1974 году. Поэтому с середины 70-х NASA предлагало СССР использовать американский космический корабль Space Shuttle для перевозки экипажей и грузов на «Салюты», а взамен проводить на них свои исследования. Но договориться не получилось.
Предыстория создания МКС:
- В 1984 году правительство США решило построить свою космическую лабораторию Freedom. Однако у NASA не было большого опыта в создании таких кораблей, а сам проект был дорогим.
- В 1986 году СССР отправил в космос первую модульную станцию «Мир» — конструкцию, собранную на орбите из отдельных модулей.
- В 1990 году проект Freedom решили переработать, чтобы уменьшить расходы и расширить международное участие.
- В середине 1992 года ракетно-космическое агентство «Энергия» разработало программу создания космического аппарата следующего поколения «Мир-2». Но денег на строительство у России не было.
- В том же году Россия и США подписали соглашение о сотрудничестве и разработали программу «Мир-Шаттл», которая предусматривала полёты американских кораблей Space Shuttle к российской космической станции «Мир».
В 1993 году российское ракетно-космическое агентство предложило американским коллегам создать международную космическую станцию. И уже через год стороны подписали контракт о запуске.
Начало строительства МКС проходило в три этапа:
- 20 ноября 1998 года Россия запустила первый модуль для сборки МКС — «Заря». Хотя это блок российского сегмента МКС, он принадлежит США, поскольку финансировало строительство NASA.
- 4 декабря того же года к «Заре» пристыковался американский модуль Unity, через него проходят системы коммуникации и жизнеобеспечения.
- 26 июля 2000 года к «Заре» присоединился модуль «Звезда», который управляет российским сегментом МКС и может корректировать траекторию станции.
С 2000 по 2021 год в состав МКС вошли 16 основных модулей: пять российских, семь американских, европейский Columbus, японский Kibo, состоящий из двух частей, и экспериментальный BEAM.
Астронавтов на МКС доставляли российские корабли «Союз» и американские Space Shuttle. Однако в 2011 году США перестала использовать шаттлы, так как они устарели, а запуск обходился в $1,5 млрд. С того времени только российские аппараты доставляли астронавтов на МКС.
По последним контрактам между «Роскосмосом» и NASA, одно место для американского астронавта стоило почти $90 млн. Но с 2020 года США может доставлять своих сотрудников на МКС с помощью корабля Crew Dragon компании SpaceX.По подсчётам американского космического агентства, доставка одного космонавта на станцию со SpaceX стоит гораздо дешевле. Цена варьируется, но при полном заполнении корабля может быть меньше $60 млн на человека.
В 2021 году МКС — это орбитальная станция, космический исследовательский комплекс и крупнейший международный проект. В нём участвуют 15 членов, из которых пять — основные: Россия, США, Япония, Европейское космическое агентство и Канада.
Основные задачи экипажа МКС — это исследования в области медицины, астрофизики и биологии, а также изучение материалов и биопрепаратов в условиях микрогравитации.
Изначально страны планировали использовать станцию до 2015 года, затем дважды продлили срок работы: до 2020 и 2024 годов. В 2021 году обсуждается возможность эксплуатации МКС до 2030-го.
Исследования на МКС
В 2021 году у четырёх космических агентств есть лаборатории на международной станции:
- Американского NASA.
- Европейского космического агентства (ЕКА).
- Японского JAXA.
- Российского «Роскосмоса».
Космонавты разных стран провели на станции больше 3000 экспериментов. Самые популярные области исследований: инженерные науки, физика, биология и медицина. По мнению Брендона Ренделла из отдела NASA в Космическом центре Джонсона, основных причин для проведения научных исследований на МКС четыре.
Микрогравитационная среда
Она помогает учёным понять, насколько важны другие физические факторы, влияющие на исследования на Земле. На МКС можно «исключить» гравитацию из эксперимента и лучше понять суть физических явлений.
Например, на рост белковых кристаллов, выращенных на Земле, действует сила тяжести, которая может менять способ выстраивания молекул в кристалле. В невесомости, на борту космической станции, получаются кристаллы белков очень высокого качества.