Недавно один из подписчиков нашего телеграм-канала задал мне следующий вопрос:
Почему Международная Космическая Станция находится именно на расстоянии около 400 км от Земли? Почему не 600 км, 1000 км или 300 км?
За последние 10 лет орбита МКС была поддерживаема в диапазоне высоты 390-420 км с незначительными колебаниями. Однако всё дело в том, что из-за взаимодействия с разреженной атмосферой станция непрерывно замедляется и теряет высоту. Это приводит к тому, что каждые несколько месяцев необходимо проводить маневры, чтобы скорректировать орбиту. Но почему именно такой диапазон высот был выбран?
Для этого существует целый спектр причин, начиная от технических и заканчивая финансовыми, и именно орбита вблизи 400 км оказывается оптимальной с учетом всех факторов.
Две основные основания для выбора высоты орбиты МКС: это экономические затраты на её поддержание и возможность различных космических судов достичь необходимой высоты. Например, когда астронавты доставлялись на МКС шаттлами, её орбиту поддерживали на высоте 320-360 км, так как шаттлы были ограничены в способности подняться на высоту 400 км с максимальной полезной нагрузкой. В то время как современные корабли "Союз" и "Crew Dragon" могут без проблем достигнуть высоты 400 км.
С точки зрения экономии, чем ниже орбита, тем меньше затраты на доставку к МКС, но вместе с тем, чем ниже орбита, тем сильнее действует атмосферное сопротивление, что приводит к уменьшению скорости и высоты орбиты. Частые коррекции орбиты требуют больше топлива, которое в свою очередь также должно быть поднято на станцию, что является дорогостоящим процессом. В итоге, с точки зрения экономики, оптимальной оказывается орбита примерно на высоте 400 км.
Более того, чем ниже орбита, тем больше риски, связанные с поломками маневровых двигателей, используемых для коррекции орбиты. На высоте 300 км ремонт может быть затруднен из-за ограниченного времени, прежде чем станция начнет погружение в атмосферу. В истории МКС уже случались случаи поломок, и наличие запаса высоты позволяло провести ремонт или подготовить коррекцию с помощью кораблей.
Итак, исходя из всех данных, орбита на высоте около 400 км считается оптимальной с учетом затрат, безопасности и возможности проведения научных экспериментов. Поднятие МКС выше не принесло бы значительных научных выгод, но потребовало бы больших финансовых вложений.
Следует также отметить, что начиная с высоты 500 км сильно возрастает уровень космической радиации, что может негативно повлиять на здоровье астронавтов и работоспособность оборудования. Это потребовало бы создания дополнительной защиты, что также требовало бы значительных затрат, сопоставимых со строительством новой космической станции.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
