Высота орбиты МКС находится в диапазоне 390-417 км. Для выбора этой оптимальной высоты существуют три очень веские причины: стоимость доставки грузов и топлива, трение об атмосферу и радиация.
Стоимость доставки – один из важнейших параметров для выбора орбиты. Понятно, что чем ниже орбита, тем дешевле доставка топлива, людей, оборудования, воды и продуктов питания.
Изначально орбита МКС была ниже и находилась на высоте около 340 км, так как старые американские шаттлы в принципе не могли подняться выше с максимальной полезной нагрузкой. Но когда эти шаттлы заменили на новые, появилась возможность поднять орбиту станции.
Зачем же ее вообще надо поднимать? Оказывается, что чем ниже орбита, тем выше трение МКС об разреженные слои атмосферы. Это приводит к тому, что станция начинает замедляться и медленно падать на поверхность. Чтобы скорректировать орбиту необходимо заставить двигатели работать с большей мощностью, кроме того задействовать шаттлы, которые будут периодически выправлять орбиту МКС.
Если сравнить цифры, то удерживание станции на высоте 350 км требует более 8500 кг топлива, а на высоте 400 км – немногим более 3500 кг. Как видите, разница получается ощутимой.
Понятно, что более высокие орбиты потребуют еще меньшего количества топлива. Почему бы не поднять станцию выше? Но тут добавляется третий важный фактор – радиация. На высоте 500 км радиация становится смертельно опасной для находящихся на станции людей и вредной для оборудования. На такой орбите станция потребовала бы серьезной дополнительной защиты, что дорого и трудоемко.
МКС создавали для того, чтобы ученые из разных стран могли проводить исследования, связанные с изучением материалов и процессов в космическом пространстве. Высоты 400 км достаточно для чистоты эксперимента, поэтому в поднятии орбиты на 500 км необходимости нет.
Думаю, что теперь понятно, почему высота орбиты МКС около 400 км на сегодняшний день является оптимальной как с финансовой точки зрения, так и с целью сохранения здоровья находящихся на ней людей.