186 суток на орбите (спросите у космонавта) - [23]
Трудно переоценить масштабы и сложность сборки и эксплуатации МКС. Я как-то слышал, что один из инженеров НАСА сравнил сборку МКС с процессом сборки контейнерного судна в Тихом океане после того, как оно по частям было разбросано по всему океану.
В:Что из себя представляют различные части космической станции?
О: Космическая станция состоит из нескольких герметизированных модулей, которые используются в качестве научных лабораторий, стыковочных портов, шлюзов, жилых отсеков и мест хранения.
Своеобразным «позвоночником» космической станции является так называемая ферма. Она состоит из двенадцати металлических конструкций, соединяющих важные части по всей длине станции (109 метров): системы энергоснабжения, охлаждения, связи, пространственного положения, контроля и др. В ферме расположены логистические платформы, в которых находятся многие запасные компоненты. К кормовой стороне фермы прикреплены радиаторы (панели, содержащие аммиак, этот газ позволяет избавляться от избыточного тепла на станции).
На каждом конце фермы стоят огромные солнечные батареи, они преобразуют солнечную энергию в электрическую. Ферма имеет шарнир, обеспечивающий вращение батарей на 360°, чтобы они постоянно были обращены к Солнцу. Площадь солнечных батарей составляет около 2500 квадратных метров (больше, чем суммарная площадь восьми баскетбольных площадок), и они вырабатывают 120 киловатт электрической энергии, которой хватило бы для обеспечения 40 домов среднего размера.
Роботизированная рука, про которую я все время говорю, – это дистанционный манипулятор (Space station remote manipulator system, SSRMS). Она была сконструирована в Канаде; с ее помощью производился захват и перемещение модулей при сборке МКС, а также перемещение космонавтов во время выхода в открытый космос. Любой конец роботизированной руки может служить опорной точкой, то есть она может «ходить» вокруг различных частей космической станции, в зависимости от того, где это необходимо. Одной из важнейших функций роботизированной руки является захват грузовых кораблей, которые не могут выполнить автоматическую стыковку с МКС.
Кроме американской лаборатории Destiny на МКС есть европейская лаборатория Columbus и японская лаборатория Kibo. Кроме того, на ферме расположены внешние платформы, предназначенные для исследований в суровых условиях космоса, а также экспериментальные приборы, такие как AMS-02 (магнитный альфа-спектрометр). AMS-02 предназначен для детекции антивещества в космических лучах и поиска свидетельств о существовании темной материи. В этом десятилетии Россия планирует запустить лабораторный модуль «Наука» вместе с европейской роботизированной рукой.
В общей сложности, в МКС более ста основных частей. На рисунке на с. 124 показаны все герметизированные модули Международной космической станции.
• Считается, что примерно 20 % всей массы Вселенной составляет темная материя, таинственный ингредиент, который ученые не могут увидеть, потому что он не излучает света или энергии. Хотя мы еще не обнаружили ее, мы знаем, что темная материя существует, потому что орбиты звезд и вращения галактик движутся под действием гравитационных эффектов, которые больше тех, что возникают, если учитывать массу только видимой материи. Темная материя – это и есть недостающая масса Вселенной. Столкновения между частицами темной материи должны создавать избыток заряженных частиц, и работа AMS-02 позволит обнаружить выбросы этих частиц; это поможет нам лучше понять это странное явление.
В:Но в чем же смысл? – Джереми Паксман, Newsnight
О: Мистер Паксман задал мне этот вопрос в ходе программы Newsnight в 2013 году. На этот вопрос можно ответить по-разному. Если не вдаваться в детали, я считаю, что у МКС есть две цели:
• Углубить свои научные познания, чтобы использовать их на благо всех людей на Земле
• Способствовать продвижению человека за пределы нашей планеты
Антиматерия – еще один загадочный строительный блок Вселенной. Ее частицы являются противоположностью обычной материи, то есть несут противоположный заряд. Эксперименты на МКС и на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе (Европейская организация по ядерным исследованиям) показывают, что при взаимодействии частиц вещества и антивещества происходит взрыв и высвобождается большое количество энергии. Вследствие этого некоторые ученые предположили, что антиматерию можно будет использовать в качестве эффективного источника топлива для космических аппаратов, но в настоящее время мы очень далеко от этого – сейчас количество энергетических (и денежных) затрат на получение антивещества намного превышает потенциальный энергетический выход реакции вещества с антивеществом.
Причина, по которой МКС является привлекательным местом для проведения научных исследований, заключается в том, что условия в космосе отличаются от условий на Земле, и когда вы меняете условия (или параметры) эксперимента, вы можете получить необычные результаты и изучать что-то совершенно новое. Гравитация – единственный параметр окружающей среды, который оставался постоянным в течение всего периода эволюции живой материи на Земле. Способность изменять это условие и изучать долгосрочные последствия невесомости – не только для живых организмов, но и с точки зрения влияния на множество физических и химических процессов – сделала МКС платформой для фундаментальных научных исследований. Результаты исследований, проведенных на станции, были опубликованы более чем в 1200 статьях в различных журналах; эти исследования увеличили наши знания, вывели технологии на новый уровень, улучшили здравоохранение и принесли пользу окружающей среде.
