Международная космическая станция — лаборатория на орбите
ЧЕРЕЗ пару лет, смотря на небо в ясную ночь, вы сможете увидеть не только луну и звезды, но и искусственную «звезду» — космический объект, сияющий подобно планете. Это будет колоссальное, в два футбольных поля, произведение человеческих рук. Сегодня оно находится еще в стадии строительства и названо «самым грандиозным инженерным проектом со времен создания пирамид». Что же это?
В итоге это будет Международная космическая станция (МКС) — постоянная научно-исследовательская лаборатория в космосе, плод труда более 100 000 человек. Большинство из них работают в Канаде, России и Соединенных Штатах, другие — в Бельгии, Бразилии, Великобритании, Германии, Дании, Испании, Италии, Нидерландах, Норвегии, Франции, Швейцарии, Швеции и Японии. По завершении строительства длина МКС составит 88 метров, ширина — 109 метров, а по объему жилых и рабочих помещений станция сравнится с двумя реактивными лайнерами «Боинг-747». Вес этого сооружения в конечном счете будет 520 тонн, а на его создание потребуется по меньшей мере 50 миллиардов долларов!
Некоторые критики, которых беспокоит то, что на научные исследования будут затрачены такие огромные средства, называют МКС «небесной прорвой». Ее защитники, напротив, считают, что на станции будут большие возможности для научных исследований в области медицины, а также для создания новых высококачественных промышленных материалов и средств связи. Но прежде чем астронавты закрепят научное оборудование на стенах станции, ее саму необходимо собрать по блокам — прямо в космосе!
Космическая стройка
Гигантские размеры станции не позволяют произвести ее сборку на Земле, поскольку там она не выдержит своего собственного веса. Ученые решили эту проблему так: созданные на Земле модули будут соединены на орбите и составят космическую станцию. Потребуется 45 запусков российских ракет-носителей и американских «Спейс шаттлов», чтобы доставить элементы станции на орбиту.
Сборка станции — беспрецедентная задача, постоянно изменяющая картину космической стройки. Экипажам предстоит соединить более 100 модулей непосредственно на орбите, куда будут доставляться все необходимые материалы. Большую часть операций международные экипажи должны выполнять вручную, для чего потребуется сотни часов работы в открытом космосе.
Запуск первого элемента МКС — 20-тонного модуля «Заря», созданного в России,— был произведен 20 ноября 1998 года с космодрома «Байконур» в Казахстане. Модуль был снабжен запасом топлива, необходимым для поддержания на орбите как самой «Зари», так и других, присоединяемых к ней модулей. Через 20 дней после старта «Зари» «Спейс шаттл» («Эндэвр») вывел на орбиту американский соединительный узел «Юнити».
Совершив первые операции по космической сборке в декабре 1998 года, экипаж «Эндэвра» получил представление о предстоящей работе. Во время сближения с «Зарей» на высоте 400 километров от Земли астронавт Нэнси Карри управляла 15-метровым манипулятором, который захватил 20-тонный модуль и пристыковал его к «Юнити». Затем астронавты Джерри Росс и Джеймс Ньюман проложили на поверхности модулей электрические, компьютерные и гидравлические коммуникации, через которые будет передаваться электроэнергия, проходить питьевая вода и вода в системе охлаждения воздуха. Для выполнения этих задач астронавтам потребовалось сделать три выхода в открытый космос общей длительностью более 21 часа.
Каждые несколько недель ракеты и «Шаттлы» будут доставлять на МКС новые модули, и постепенно из одного российского модуля «Заря» станция превратится в 520-тонную конструкцию. Поддерживать орбиту станции, постоянно увеличивающейся в размерах, будет нелегко, поскольку для этого необходимо компенсировать силу земного притяжения. Так, существует постоянная опасность, что станция упадет на Землю. Чтобы удерживать станцию на нужной высоте, ее будут посещать «Спейс шаттлы» и включением двигателей производить коррекцию орбиты.
Состояние близкое к невесомости играет важную роль в проводимых на борту МКС научных исследованиях. Сила земного притяжения на высоте станции в миллион раз меньше той, что мы испытываем на поверхности Земли. На Земле брошенный карандаш пролетит расстояние 2 метра за полсекунды. А на борту космической станции на это уйдет десять минут! Как же станция может служить лабораторией и как проводимые на ней исследования повлияют на нашу повседневную жизнь?
Лаборатория на орбите
Строительство МКС должно быть завершено в 2004 году. Тогда в этом огромном «доме», состоящем из множества модулей, будут жить экипажи до семи человек. Некоторые из них пробудут на станции несколько месяцев. МКС станет символическим «окном во Вселенную»: ее экипаж будет выполнять множество различных экспериментов, авторы которых — ученые со всего мира.
Например, в условиях, где сила притяжения очень мала, корни растений не растут вглубь, а листья не тянутся вверх. Поэтому ученые планируют провести эксперименты, выясняющие, как невесомость влияет на жизнь растений. А кристаллы белков в космосе вырастают более симметричными и бо́льших размеров. Поэтому на борту станции можно вырастить более чистые кристаллы. Полученные сведения помогут ученым найти лекарства против болезней, вызываемых определенными белками. В условиях, близких к невесомости, возможно производство материалов, которые на Земле создать почти невозможно.
Пребывание в среде, где сила притяжения очень мала, вредно для костей и мышц человека. По словам бывшего астронавта Майкла Клиффорда, «научные эксперименты частично посвящены изучению длительного воздействия условий космоса на человеческий организм». По меньшей мере одно из исследований будет посвящено тому, как предотвратить процесс разрушения костных тканей.
Знания о том, как долгое пребывание в космосе влияет на человека, возможно, однажды будут необходимы для подготовки длительных полетов на Марс. «Это довольно долгое путешествие,— признал Клиффорд.— Мы хотим, чтобы астронавты смогли вернуться в полном здравии».
К тому же сторонники МКС утверждают, что проводимые на ее борту исследования позволят глубже изучить основные элементы, из которых состоит все живое. Такие исследования, возможно, помогут найти новые методы лечения рака, диабета, эмфиземы и расстройств иммунной системы. В космических лабораториях МКС будет биореактор для выращивания клеточных культур, подобных естественным тканям организма. Ученые будут глубже изучать заболевания человека и искать эффективные методы их лечения. Через находящийся на борту иллюминатор, размером 50 сантиметров, будут проводиться наблюдения за атмосферными газами, гибнущими коралловыми рифами, а также за ураганами и другими земными явлениями природы.
«Лаборатория для мирных целей»?
Но для некоторых ревностных защитников МКС этот проект — не просто лаборатория в космосе. Ее создание они рассматривают как исполнение слов, начертанных на табличке, которую оставили на Луне астронавты во время программы «Аполлон»: «Мы здесь во имя мира для всех людей». Семидесятилетний астронавт Джон Гленн, назвав МКС «лабораторией для мирных целей», добавил: «[Она] даст возможность 16 странам сотрудничать в космосе, вместо того чтобы замышлять зло друг против друга на Земле». Как и многие другие, он считает, что МКС научит людей разных стран совместно трудиться над научными и техническими проектами, осуществить которые невозможно отдельно для каждой из этих стран, но пользу эти проекты принесут всем участникам.
Многие, однако, не представляют себе, как люди могут мирно сотрудничать в космосе, если они не в состоянии делать этого на Земле. Тем не менее создание МКС свидетельствует о человеческом стремлении шагнуть в неизведанное и больше узнать о космосе. Тяга к приключениям и жажда открытий побудила людей взяться за этот грандиозный проект.
[Рамка/Иллюстрации, страницы 15—17]
ОСНОВНЫЕ ВЕХИ ИСТОРИИ КОСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
1869 год: Американец Эдвард Эверетт Хейл опубликовал рассказ «Кирпичная луна» о полете пилотируемого космического спутника, сделанного из кирпичей («The Brick Moon»).
1923 год: Румын Герман Оберт изобрел термин «космическая станция», под которым подразумевалась базовая точка для полетов на Луну и Марс.
1929 год: В своей книге «Проблема космических путешествий» Герман Потокник предложил план космической станции («The Problem of Space Travel»).
1950-е годы: Специалист в области ракетной техники Вернер фон Браун дал описание напоминающей по форме колесо космической станции с высотой орбиты 1 730 километров.
1971 год: В Советском Союзе состоялся запуск первой в истории космической станции «Салют-1». Три космонавта провели на борту станции 23 дня.
1973 год: Осуществлен запуск первой американской космической станции «Скайлэб», на борту которой размещались три экипажа. В данный момент этой станции в космосе уже не существует.
1986 год: Советский Союз вывел на орбиту космическую станцию «Мир», работа которой осуществляется в постоянно пилотируемом режиме.
1993 год: По инициативе Соединенных Штатов многие страны, включая Россию и Японию, начали совместную работу над Международной космической станцией (МКС).
1998—1999 годы: Состоялся запуск первых модулей МКС — на год позже намеченного срока.
[Иллюстрации]
Вверху: так по представлению художника будет выглядеть построенная станция в 2004 году.
Состоялась стыковка модулей «Заря» и «Юнити».
Астронавты Росс и Ньюман совершают третий выход в открытый космос.
Один из многочисленных стартов «Спейс шаттла».
«Скайлэб».
«Мир».
[Сведения об источнике]
Страницы 15—17: NASA photos