МКС упадет с неба через десять лет. Что ее заменит?

Поскольку NASA планирует вывести орбитальную лабораторию из эксплуатации, эти четыре частные космические станции находятся в стадии разработки.

В настоящее время Международная космическая станция вращается вокруг Земли на высоте примерно 418 км со скоростью в ~7,7 км/с. Полный оборот занимает ~90мин. За более чем два десятилетия службы, станция стала исследовательским центром микрогравитации. Ученые использовали её для изучения болезни Альцгеймера и рака, проведения исследований нашей планеты из космоса, получения дополнительной информации о влиянии длительных полетов на человеческий организм и проведения тысячи других экспериментов. Однако МКС не будет существовать вечно. Нагрузка на первичную конструкцию накапливалась с течением времени. В прошлом году НАСА объявило, что деятельность станции завершится в 2030 году, после чего она упадет в Тихий океан.

Еще одним фактором, который может ограничить срок службы МКС, является напряженность между Россией и другими странами, эксплуатирующими станцию, включая США, Европу, Японию и Канаду. В апреле прошлого года Роскосмос пригрозил прекратить сотрудничество с другими странами на МКС в ответ на западные санкции против России. Прошлым летом глава Роскосмос заявил, что страна покинет МКС после 2024 года, хотя в июле агентство Reuters сообщало, что уход России может произойти намного позже. Россия эксплуатирует 6 из 17 модулей МКС, включая двигательную установку космической станции.

Элис Горман, космический археолог из Flinders University в Австралии, уверена, что МКС может продолжать свое существование даже после 2030 года, если это потребуется. Однако, НАСА планирует начать переход на коммерческие космические станции уже к концу десятилетия. В 2020 году НАСА выделило Axiom Space 140 миллионов долларов на изготовление одного модуля для прикрепления к МКС, который в конечном итоге может стать частью новой, свободно летающей станции. Позднее, в конце 2021 года, НАСА выделило Blue Origin, Nanoracks и Northrop Grumman 130 млн долларов, 160 млн долларов и 125,6 млн долларов соответственно, на разработку проектов своих собственных космических станций.

"Надеемся, что переход на коммерческую станцию не помешает НАСА продолжать исследования и разработку технологий, а также освободит средства для последующих миссий на Луну и Марс", - говорит Мэтт Ондлер, технический директор Axiom.

Но коммерческие станции не будут только размещать астронавтов НАСА и проводить научные исследования. Сегодня 14 стран работают вместе над управлением МКС, в мире насчитывается 77 космических агентств. Многие из них заинтересованы в полетах космонавтов для своих национальных нужд.

Большие вопросы, которые остаются в отношении станций, заключаются в том, сколько из них окажутся на орбите и будет ли существовать рынок для их поддержки. Китайская космическая станция Tiangong уже работает, а Индия, как и Россия, объявила о планах по созданию собственной станции.

Космическая станция Axiom

По крайней мере, часть станции Axiom может оказаться в космосе первой. Организация планирует запустить модуль, который будет прикреплен непосредственно к МКС в 2025 году. За ним последуют еще три модуля. Каждый модуль сам по себе является космическим кораблем. После того как ракета доставит каждый модуль на орбиту, он встретится со стареющей космической станцией. Первые модули будут получать энергию и некоторое тепловое управление от МКС.

Первый модуль будет иметь жизнеобеспечение, необходимое для размещения четырех членов экипажа в каждом. Второй модуль будет оснащен системой связи. В третьем модуле будет располагаться исследовательский и производственный комплекс. Дело в том что сплавы, используемые в высоконагруженных деталях высокопроизводительных двигателей, могут быть в два раза прочнее, если их изготовить в космосе. Кристаллические структуры некоторых сплавов идеально выравниваются при охлаждении в микрогравитации. Четвертый модуль будет обладать энергетическими и тепловыми возможностями. Его солнечные батареи будут поглощать энергию для получения электричества, модуль будет выделять избыточное тепло и содержать шлюз станции, который астронавты смогут использовать для выхода в открытый космос.

"Как только мы получим четвертый модуль, у нас появится полная возможность быть независимыми от МКС", - говорит Мэтт Ондлер. Тогда станция Axiom сможет отделиться от МКС и независимо функционировать на орбите.

Космическая станция Northrop Grumman

Вместо того чтобы создавать космическую станцию с нуля, Northrop Grumman использует уже созданные объекты для своего проекта. Компания уже разрабатывает модуль Habitation and Logistics Outpost (HALO) для Gateway. В то время как астронавты будут посещать Gateway всего на несколько недель или максимум на пару месяцев за раз, на окололунной станции экипаж будет находиться круглый год, поэтому астронавтам там потребуется больше места. Первый модуль типа HALO будет запущен на орбиту в 2028 или 2029 году. В нем будет находиться обслуживающий компонент, который будет поддерживать станцию на орбите и избегать объектов на ее пути. Вскоре после этого к станции смогут временно пристыковаться две версии космического корабля Cygnus, который компания уже использует для доставки грузов на МКС. Эти корабли обеспечат дополнительное пространство для хранения, проживания экипажа и научных исследований. Первоначальный модуль предназначен для предоставления услуг, аналогичных тем, которые предоставляют клиенты, пользующиеся услугами МКС, но в то же время Northrop Grumman ищет новых потенциальных партнеров. Компания обращается к странам, которые хотят участвовать в космической деятельности, но не имеют отношения к МКС. Станция компании будет иметь возможность добавить дополнительные более крупные модули, также основанные на конструкции HALO, если возникнет потребность, будь то туризм, производство или наука. Хотя НАСА добилось больших научных продвижений на МКС, есть некоторые темы, которые необходимо продолжать изучать, например, влияние микрогравитации на организм человека в течение длительного времени.

Станция Orbital Reef компании Blue Origin

Компания Blue Origin уверенно представляет свою космическую станцию Orbital Reef в качестве бизнес-парка в космосе. Согласно концепции станции, основной модуль будет функционировать как вестибюль, к которому будут прикреплены модули для проживания и исследования. Ядро станции будет соединено с мачтой, украшенной солнечными панелями для сбора энергии, а также с большим радиатором, похожим на плавник, который будет отводить избыточное тепло. Ядро и мачта также будут обеспечивать работу систем контроля окружающей среды и связи, а также наведения, навигации и управления станцией. Компания Blue Origin разработала зонирование космической станции таким образом, чтобы астронавты не работали там, где они отдыхают. Один из модулей будет иметь воздушный шлюз, который астронавты будут использовать для выхода в открытый космос. Также, на станцию смогут причаливать дополнительные транспортные средства. Кроме научных экспериментов и производства, компания Blue Origin планирует использовать станцию "Orbital Reef" для различных целей, включая индустрию развлечений - от кинопроизводства до спортивного комплекса. Внутренний объем станции, несмотря на значительно меньшее количество модулей, чем на МКС, будет на 90% больше, чем у МКС, и на станции смогут жить до десяти астронавтов после того, как к ней присоединятся два модуля. Важно отметить, что станцию смогут посетить не только астронавты, но и артисты или туристы.

Starlab от Voyager Space и Nanoracks

В отличие от других космических станций, которые состоят из отдельных модулей, станции "Voyager Space" и "Starlab" компании "Nanoracks" будут запущены вместе. Комплекс включает в себя модуль среды обитания, стыковочный узел, установку управления, роботизированную руку и солнечные батареи, которые развернутся после запуска. Пространство внутри цилиндрического модуля обитания разделено на три этажа, предназначенных для размещения экипажа, проведения исследований и производства. На борту станции находятся научная лаборатория Starlab и Nanoracks - копия лаборатории, которая расположена на Земле, в Университете штата Огайо. Перед началом исследований на орбите посетители могут поработать с оборудованием и познакомиться с лабораторией на Земле.

В целом, коммерческие космические станции являются одним из ключевых направлений в развитии космической индустрии и предоставляют широкий спектр возможностей для инноваций и экономического роста. Так что нет ничего страшного в том что МКС приходит в негодность. Человечество продолжает идти вперед!