на каком топливе летает мкс

Энергию какого топлива использует МКС для полёта и работы на орбите Земли

Уже более 20 лет на орбите Земли работает самый дорогой в истории освоения космоса проект – Международная космическая станция (МКС). Этот орбитальный научный комплекс постоянно движется вокруг планеты со скоростью 28 тыс. км/ч. Естественно, что для полёта с таким ускорением станции требуется топливо.

Специалисты рассказали, на каком «горючем» летает и работает на земной орбите МКС.

На каком топливе летает МКС

Орбита, по которой Международная космическая станция летает вокруг Земли, расположена на высоте 400-450 км от поверхности планеты. Это относительно низкая высота, а значит, 390-тонной МКС постоянно приходится бороться с земной гравитацией – поддерживать установленную скорость примерно 8 км/сек. Для разгона станции, а также для корректировки её движения, положения и совершения манёвров, она снабжена 42 двигателями.

Все они работают на одном виде топлива: самовоспламеняющемся 2-компонентном, состоящем из горючего – несимметричного диметилгидразина, а также его окислителя – азотного тетраксида. Всего МКС имеет 16 топливных баков общей ёмкостью 6 тыс. 100 кг – по 8 резервуаров для каждого компонента. В 5 из них горючее и окислитель находятся под высоким давлением, а в остальных 3 – под низким.

Какие двигатели есть на МКС

Что касается «моторов», которых на МКС всего 42, то основными из них являются пара жидкостных реактивных двигателей коррекции и сближения (ДКС) многократного включения типа 11Д442 с мощностью (тягой) 417+16 килограмм-сил (кгс) каждый.

При помощи этих агрегатов можно корректировать орбиту станции во время её полёта, создавая дополнительное ускорение. Кроме такого режима тяги, эти жидкостные реактивные двигатели (ЖРД) имеют ещё и режим перекачки топлива, во время которого они могут перемещать горючее из баков с низким давлением в баки с давлением высоким.

Для стабилизации основного функционально-грузового блока (ФГБ) станции используют 24 ЖРД многократного включения типа 11Д45-8. Каждый из них обеспечивает тягу 40+2,0 кгс. В классификации эти «моторы» обозначаются как ДПС – двигатели причаливания и стабилизации.

Для стыковки МКС с космическими кораблями типа Space shuttle или Crew Dragon станция оснащена 16 двигателями точной стабилизации (ДТС) многократного включения 17Д58Э. Как и все агрегаты, эти тоже имеют вытеснительную систему подачи горючего. Каждый из 16 ДТС имеет мощность 1,36+0,06 килограмм-сил.

На каком топливе работает МКС

Большинство приборов и оборудования на борту МКС работают от электрической энергии, которой станцию обеспечивают солнечные панели. В настоящее время суммарно они могут вырабатывать 160 вольт, которые после прохождения через DDCU (преобразователь тока) трансформируются в напряжение 140 В постоянного тока.

Такой ток используется на американском сегменте МКС. Для других международных модулей напряжение изменяется в зависимости от потребности аппаратуры. К примеру, в японском модуле некоторое оборудование требует напряжение 124 В, другое – 50 или 28 вольт.

Российский сегмент МКС работает с напряжением 28 В. Такой стандарт тока был принят ещё в советской космонавтике. На предшественнице МКС – станции «МИР» – космонавтам приходилось поднимать «отечественные» 28 вольт до значения 120 В, чтобы обеспечить работу оборудования американских модулей.

Источник

Топливо и система двигателей

На МКС имеются три типа реактивных двигателей: двигатели коррекции и сближения (ДКС), двигатели причаливания и стабилизации (ДПС) и двигатели точной стабилизации (ДТС).
В качестве двигателей коррекции и сближения (ДКС) используются два жидкостных реактивных двигателя типа 11Д442 многократного включения. Система подачи компонентов топлива – турбонасосная, имеющая два режима работы: режим тяги и режим перекачки. С помощью этих двигателей осуществляется коррекция орбиты МКС на этапе автономного полета, а система подачи обеспечивает также перекачку топлива из баков с низким давлением в баки с высоким давлением. Каждый из ДКС имеет тягу 417+ 16 кгс.
В качестве двигателей причаливания и стабилизации (ДПС) используются 24 жидкостных реактивных двигателя типа 1 1Д45 8 многократного включения с вытеснительной системой подачи компонентов топлива. Эти двигатели предназначены для стабилизации ФГБ. Каждый из ДПС имеет тягу 40 + 2,0 кгс.
Точная стабилизация МКС, необходимая при стыковке с кораблем «Спейс шаттл», обеспечивается с помощью 16 жидкостных реактивных двигателей типа 17Д58Э многократного включения с вытеснительной системой подачи компонентов топлива. Каждый из двигателей точной стабилизации (ДТС) имеет тягу 1,36 + 0,06 кгс.
Топливная система предназначена для хранения компонентов топлива и подачи их к двигателям.
Для двигателей МКС используется самовоспламеняющееся двухкомпонентное топливо, состоящее из горючего и окислителя. Горючее – несимметричный диметилгидразин, окислитель – азотный тетраксид.
Топливная система включает в себя две подсистемы: низкого давления и высокого давления. Подсистема низкого давления предназначена для хранения компонентов топлива и подачи их к двигателям большой тяги – ДКС. Подсистема высокого давления предназначена для хранения компонентов топлива и подачи их к двигателям малой тяги – ДПС и ДТС.
Горючее и окислитель хранятся в 16 топливных баках (по 8 баков для каждого компонента). В пяти баках горючее и в пяти баках окислитель находятся под высоким давлением, в остальных под низким.
Все баки вмещают в себя 6100 кг топлива. МКС запускается с частично заправленными баками, содержащими 3800 кг топлива. Дозаправка баков на орбите осуществляется от грузовых кораблей снабжения через гидравлические разъемы в стыковочных агрегатах. Такие разъемы имеются на нижнем стыковочном узле, который находится на ГА, а также на осевом стыковочном узле в передней части ПГО.

Источник

Энергетическая система Международной космической станции

Всю свою энергию МКС получает от Солнца. Как и Земля, станция находится на расстоянии в примерно 149 миллионов километров от ближайшей звезды. На этой дистанции возможно извлекать более киловатта энергии с каждого квадратного метра. Энергия на станции собирается солнечными панелями, которые используют фотоэффект для получения непосредственно электричества. Основными потребителями электроэнергии на станции являются системы терморегуляции, насосы, системы обработки воздуха, оборудование для связи.

На фермах американского сегмента МКС расположено восемь крыльев с солнечными панелями для выработки электроэнергии. Остальные беловатые прямоугольники — это не фотоэлементы, а радиаторы для рассеивания излишнего тепла. Каждое из восьми крыльев содержит по две панели, каждая из панелей состоит из 16400 ячеек, расположенных на примерно 105 квадратных метрах. Общая площадь всех 16 панелей составляет 1680 квадратных метров. В начале эксплуатации вырабатывалось 124 киловатта энергии, но сейчас типичным является значение в 80 кВт — электрические элементы деградируют из-за ионизирующего излучения. Разумеется, значение мощности меняется в зависимости от положения относительно Солнца.

Пример реальных выдаваемых тока и напряжения для каждого из восьми крыльев. Согласно этим данным, панели вырабатывают примерно 52 киловатта энергии.

Названия каждого из крыльев

Российские модули полностью автономны. Их не доставлял космический челнок, поэтому они имеют свои системы контроля, связи и маневрирования, есть у них и солнечные панели. Первым модулем МКС стала «Заря» или ФГБ/FGB, как его называют все астронавты. Две панели 10,67×3,35 метров и 6 никель-кадмиевых батарей «Зари» могут предоставлять в среднем 3 киловатта мощности. Сейчас солнечные панели этого модуля свёрнуты, чтобы не мешаться радиаторам на ферме американского сегмента. Солнечные панели «Звезды» раскрыты, их максимальная мощность составляет 13,8 киловатт, которые трудно достичь из-за тени от американского сегмента.

Сейчас солнечные панели на ферме вырабатывают примерно 160 вольт, которые проходят через устройство преобразования постоянного тока (DDCU). На выходе получается 124 вольта постоянного тока, это напряжение используется в американском сегменте. В DDCU используется преобразователь Вайнберга. Напряжение может опускаться и в дальнейшем при использовании в других международных модулях, к примеру, некоторое японское оборудование требует 124 вольт, некоторое 28, некоторое 50.

Для российского сегмента напряжение опускают до 28 вольт постоянного тока — подобное значение исторически закрепилось в советской и российской космонавтике. В ранние периоды развития МКС приходилось поднимать российские 28 вольт до 120 для использования в американских модулях.

Розетки расположены в различных модулях станции. Вот так выглядят Utility Outlet Port (UOP) для получения 120 вольт.

Так выглядят розетки на 28 вольт в российском сегменте.

МКС совершает виток вокруг Земли примерно за полтора часа и часто находится в тени. Во то время, когда станция освещена, солнечные панели собирают энергию, небольшая часть которой сохраняется для последующего использования в аккумуляторных батареях в блоке BCDU (Battery Charge/Discharge Unit). На каждую из 16 панелей приходится по 6 никель-водородных батарей. Сохранённая энергия используется после входа в тень Земли. Кстати, срок жизни этих батарей составляет всего 6,5 лет, то есть их приходится менять. Первый комплект продержался почти 10 лет — 50 тысяч циклов зарядки-разрядки вместо 38 тыс. проектных.

Источник

Как летает МКС. Вопросов больше, чем ответов

Особенность термосферы в том, что температура с высотой повышается и при этом может значительно колебаться. Выше 500 км возрастает уровень солнечной радиации, который может запросто вывести из строя технику и негативно повлиять на здоровье космонавтов. Поэтому МКС выше 400 км не поднимается.

По словам самих космонавтов, на высоте 400 км, на которой летает МКС, температура постоянно меняется в зависимости от светотеневой обстановки. Когда МКС находится в тени, температура за бортом опускается до –150°, а если она под прямыми лучами солнца, то температура повышается до +150°. И это уже даже не парилка в бане! Как при такой температуре космонавты вообще могут находиться в открытом космосе? Неужели их спасает супер термокостюм?

Какая температура внутри МКС?

Как влияет радиация на космонавтов в МКС?

Как влияет космическая пыль и мусор на МКС?

Почему МКС не падает?

Откуда на МКС электроэнергия?

Как происходит стыковка МКС с кораблями?

Совершенно не понятно, как на такой безумной скорости удается состыковать МКС с кораблями, посылаемыми с Земли? Это же колоссальный и просто фантастический труд! Мне не удалось найти внятного этому объяснения. Если кто-то знает об этом, пожалуйста, поделитесь информацией. Очень интересно. И вообще, если у вас есть еще интересная информация о работе космической станции, пишите об этом.

Для написания статьи использовались следующие материалы:

Источник

10 интересных фактов о Международной космической станции

Международная космическая станция (МКС) – это совместный международный проект, в котором участвуют 14 стран, среди которых: США, России, Канады, Японии, а также несколько европейских стран, выступающих под эгидой Европейского космического агентства. Ее проектирование началось в 1984 году, с приказа президента США Рональда Рейгана, велевшего NASA за 10 лет разработать и построить новую орбитальную космическую станцию. К началу 90-х готов стало понятно, что масштабность и дороговизна проекта не позволит США самостоятельно ее создать. Фактическое строительство станции началось в 1998 году, когда подключившаяся к проекту Россия, вывела на орбиту первый элемент МКС — функционально-грузовой блок «Заря».

Из космоса открывается фантастический вид.

С тех пор к проекту в разное время присоединялись другие страны, строя и добавляя в конструкцию МКС свои собственные модули. В итоге МКС «располнела» до 460 тонн и занимает площадь футбольного поля. Сегодня поговорим о 10 интересных фактах о МКС, о которых вы, возможно, и не знали.

Она на самом деле падает

Международная космическая станция.

Есть такая штука, как гравитация. Международная космическая станция находится примерно в 400-450 километрах над поверхностью Земли, где сила гравитации всего на 10 процентов ниже той, что мы испытываем на нашей планете. Этого вполне достаточно, чтобы станция упала на Землю. Так почему она не падает?

МКС на самом деле падает. Однако благодаря тому, что скорость падения станции практически равна скорости, с которой она двигается вокруг Земли, то она падает по круговой орбите. Другими словами, благодаря центробежной силе она падает не вниз, а вбок, то есть вокруг Земли. То же самое происходит с нашим естественным спутником, Луной. Она также падает вокруг Земли. Центробежная сила, возникающая при движении Луны вокруг Земли, компенсирует силу гравитации между Землей и Луной.

Постоянное падение МКС на самом деле объясняет, почему экипаж на борту находится в невесомости, несмотря на то, что гравитация внутри станции присутствует. Поскольку скорость падения МКС компенсируется скоростью ее вращения вокруг Земли, космонавты, находясь внутри станции, фактически никуда не двигаются. Они просто парят. Тем не менее МКС время от времени все-таки снижается, приближаясь к Земле. Чтобы это компенсировать, центр управления станцией проводит корректировку ее орбиты, кратковременно запуская двигатели и выводя на прежнюю высоту.

На МКС Солнце встает каждые 90 минут

Восход солнца на МКС.

Международная космическая станция совершает один полный оборот вокруг Земли каждые 90 минут. Благодаря этому ее экипаж каждые 90 минут наблюдает восход Солнца. Ежесуточно люди на борту МКС видят по 16 восходов и по 16 закатов. Космонавты, которые проводят на станции 342 суток, успевают увидеть 5472 восходов и 5472 закатов. За то же время находящийся на Земле человек увидит только 342 восхода и 342 заката.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

Что интересно, экипаж станции не видит ни рассветов, ни сумерек. Однако они могут четко видеть терминатор – линию, разделяющую те части Земли, где в настоящий момент разное время суток. На Земле же находящиеся вдоль этой линии люди в это время наблюдают за рассветом или сумерками.

У первого малазийского астронавта на борту МКС возникли проблемы с молитвой

Первый малазийский астронавт.

Первым малазийским астронавтом стал Шейх Музафар Шукор. 10 октября 2007 года он отправился в девятидневный полет на МКС. Однако перед его полетом он и его страна столкнулись с необычной проблемой. Шукор – мусульманин. Это значит, что ему необходимо молиться 5 раз в день, как того требует Ислам. Кроме того, вышло так, что полет проходил во время месяца Рамадан, когда мусульмане должны поститься.

Помните, мы говорили о том, что на МКС астронавты встречают восход и закат каждые 90 минут? Это оказалось большой проблемой для Шокура, поскольку ему в этом случае было бы сложно определить время молитвы – в Исламе оно определяется расположением Солнца в небе. Кроме того, при молитве мусульмане должны повернуться в сторону Каабы в Мекке. На МКС направление к Каабе и Мекке будет меняться каждую секунду. Таким образом во время молитвы Шукор мог находиться сначала в направлении Каабы, а затем параллельно ей.

Малазийское космическое агентство Angkasa собрало 150 исламских священнослужителей и ученых для того, чтобы найти решение этой проблеме. В итоге собрание пришло к выводу, что Шокуру следует начинать свою молитву повернувшись в сторону Каабы, а затем игнорировать любые изменения. Если определить положение Каабы ему не удается, то он может смотреть в любую сторону, где она, по его мнению, может находиться. Если и это вызовет затруднения, то он может просто повернуться в сторону Земли и делать все то, что считает нужным.

Кроме того, ученые и священнослужители согласились с тем, что нет необходимости в том, чтобы Шокур преклонял колени во время молитвы, если это сложно сделать в невесомости на борту МКС. Так же нет необходимости проводить омовение водой. Ему разрешили просто вытереть свое тело мокрым полотенцем. Ему также позволили сократить количество молитв – с пяти до трех. Так же решили, что Шокуру не нужно поститься, поскольку в Исламе путешественники освобождены от поста.

Кому принадлежит МКС

Исследование космоса сулит большое будущее.

Как указывалось ранее, Международная космическая станция не принадлежит какой-то единственной нации. Она принадлежит США, России, Канаде, Японии и ряду европейский стран. Каждая из этих стран или групп стран, если речь идет о Европейском космическом агентстве, владеет определенными частями МКС вместе с модулями, которые они туда отправили.

Сама МКС разделена на два основных сегмента: американский и российский. Право использования российского сегмента принадлежит исключительно России. Американцы позволяют пользоваться своим сегментом другим странам. Большинство стран, вовлеченных в развитие МКС, в частности США и Россия, перенесли свою земную политику в космос.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

Результат этого оказался наиболее неприятным в 2014 году, после того как США ввели санкции против России и разорвали отношения с несколькими российскими предприятиями. Одним из таких предприятий оказался «Роскосмос» — российский эквивалент NASA. Однако тут возникла большая проблема.

Так как NASA закрыла программу космических шаттлов, ей приходится всецело полагаться на «Роскосмос» по вопросам доставки и возвращения их астронавтов с МКС. Если «Роскосмос» выйдет из этого соглашения и откажется с помощью своих ракет и космических аппаратов доставлять и возвращать американских астронавтов с МКС, NASA окажется в очень затруднительном положении. Сразу после того как NASA разорвало отношение с «Роскосмосом», заместитель председателя правительства России Дмитрий Рогозин написал в «Твиттере», что США теперь могут отправлять на МКС своих астронавтов с помощью батутов.

На МКС нет прачечной

На МКС работает не один человек.

На борту Международной космической станции нет стиральной машины. Но, даже если бы она была, то у экипажа все равно нет лишней воды, которую можно использовать для стирки. Один из вариантов решения проблемы – брать с собой достаточное количество одежды, чтобы ее хватило на весь полет. Но такая роскошь бывает не всегда.

Доставка на МКС груза весом в 450 граммов обходится в 5-10 тысяч долларов, и никто не хочет тратить столько денег на доставку обычной одежды. Экипаж, возвращающийся на Землю, так же не может забрать с собой старую одежду – в космическом аппарате мало места. Решение? Сжечь все дотла.

Следует понять, что экипаж МКС не нуждается в ежедневной смене одежды, как это делам мы на Земле. Если не брать в расчет физические упражнения (о которых мы поговорим ниже), космонавтам на МКС не приходится сильно напрягаться в условиях микрогравитации. Температура организма на МКС тоже контролируется. Все это позволяет людям носить одну и ту же одежду до четырех дней, прежде чем они решат ее сменить.

Россия время от времени запускает беспилотные космические аппараты для доставки новых припасов на МКС. Эти корабли могут совершать полеты только в одну сторону и не могут вернуться обратно на Землю (по крайней мере целыми). Как только они пристыковываются к МКС, экипаж станции разгружает доставленные припасы, а затем заполняет пустой космический аппарат различным мусором, отходами и грязной одеждой. Затем аппарат отстыковывается и падает на Землю. Сам корабль и все что находится на его борту сгорает в небе над Тихим океаном.

Экипаж МКС много занимается

Тренировка на орбите.

Экипаж Международной космический станции практически постоянно теряет костную и мышечную массу. Месяцами проводя время в космосе, они теряют около двух процентов запасов минеральных веществ в костях конечностей. Звучит не очень много, но эта цифра быстро растет. Обычная миссия на МКС может занимать до 6 месяцев. В результате некоторые члены экипажа могут терять до 1/4 части костной массы в некоторых частях их скелета.

Космические агентства пытаются найти способ снизить эти потери, заставляя экипаж проводить ежедневные двухчасовые физические упражнения. Несмотря на это, космонавты все равно теряют мышечную и костную массу. Поскольку тренируется практически каждый космонавт, которого регулярно отправляют на МКС, у космических агентств нет контрольных групп, с помощью которых можно было бы определить эффективность таких тренировок.

Тренажеры на орбитальной станции тоже отличаются от тех, что мы привыкли использовать на Земле. Различие в гравитации диктует необходимость в использовании только специальных тренажеров для физических упражнений.

Есть ли туалет на МКС?

Туалет на орбите — дело не простое.

В первое время существования Международной космической станции астронавты и космонавты использовали и делились одним и тем же оборудованием, аппаратурой, едой и даже туалетами. Все начало меняться примерно в 2003 году, после того, как Россия стала требовать от других стран оплату за то, что их астронавты пользуются их оборудованием. В свою очередь другие страны стали требовать оплаты с России за то, что ее космонавты пользуются их оборудованием.

Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.

Ситуация накалилась в 2005 году, когда Россия стала брать с NASA деньги за доставку американских астронавтов на МКС. США взамен запретили российским астронавтом использовать американское оборудование, аппаратуру и туалеты.

В данный момент на МКС находится 3 санузла. Два стационарных и один переносной. Один из них (в американском секторе) оснащен системой регенерации непитьевой воды из мочи. Этот туалет был заказан США у России за 19 миллионов долларов, т.к. разработать собственный оказалось значительно дороже.

Сам унитаз выглядит похожим на привычный нам, но оснащен специальными креплениями для ног и бедер, а так же имеет специальную воздушную систему засасывания отходов жизнедеятельности человека. Специальная пружина притягивает космонавта к унитазу, а мощный поток воздуха дает возможность не расплескать все что из него выходит. После всасывания все отходы расщепляются на кислород и воду, а затем запускаются в замкнутый цикл космической станции.

Источник