რატომ არ ვარდება ISS ორბიტიდან? რატომ განიცდიან ადამიანები უწონადობას სივრცეში? ფაქტები ISS-ის შესახებ

კითხვაზე, თუ რატომ არიან ობიექტები, ისევე როგორც თავად ასტრონავტები, უწონად მდგომარეობაში ორბიტაზე ყოფნისას, ხშირად შეგიძლიათ მოისმინოთ არასწორი პასუხები. სინამდვილეში, სივრცეში არის მიზიდულობის ძალა, რადგან ეს არის ის, რაც ატარებს პლანეტებს.

გრავიტაციის მოქმედების გარეშე, გალაქტიკებს შეეძლოთ უბრალოდ დაფრინდნენ ერთმანეთისგან ყველა მიმართულებით. სინამდვილეში, უწონაობა ხდება სიჩქარის არსებობის გამო.

დაცემა "დედამიწასთან ახლოს"

სინამდვილეში, ასტრონავტები, ისევე როგორც სხვა ობიექტები, რომლებიც დედამიწის ორბიტაზე არიან, ეცემა. თუმცა, ეს დაცემა არ ხდება ჩვეულებრივი გაგებით (დედამიწაზე, ორბიტალური სიჩქარით), არამედ თითქოს დედამიწის გარშემო.

უფრო მეტიც, მათი მოძრაობა უნდა იყოს მინიმუმ ჩვიდმეტნახევარი მილი საათში. დედამიწასთან შედარებით აჩქარებისას, გრავიტაცია აქ გადააქვს მოძრაობის ტრაექტორიას, მიმართავს მას ქვევით, ასე რომ, ფრენის დროს ასტრონავტები ვერასოდეს შეძლებენ დედამიწასთან მინიმალური მიდგომის გადალახვას. და იმის გამო, რომ ასტრონავტების აჩქარება კოსმოსური სადგურის აჩქარებას უტოლდება, ისინი უწონად მდგომარეობაში არიან.

ან რატომ არ ვარდება თანამგზავრები? თანამგზავრის ორბიტა არის დელიკატური ბალანსი ინერციასა და გრავიტაციას შორის. მიზიდულობის ძალა განუწყვეტლივ უბიძგებს თანამგზავრს დედამიწისკენ, ხოლო თანამგზავრის ინერცია ცდილობს მის მოძრაობას სწორი შეინარჩუნოს. გრავიტაცია რომ არ არსებობდეს, თანამგზავრის ინერცია მას დედამიწის ორბიტიდან პირდაპირ კოსმოსში გაუგზავნიდა. თუმცა, ორბიტის თითოეულ წერტილში, გრავიტაცია თანამგზავრს აკავშირებს.

ინერციასა და გრავიტაციას შორის ბალანსის მისაღწევად, თანამგზავრს უნდა ჰქონდეს მკაცრად განსაზღვრული სიჩქარე. თუ ის ძალიან სწრაფად დაფრინავს, ინერცია გადალახავს გრავიტაციას და თანამგზავრი ტოვებს ორბიტას. (ე.წ. მეორე გაქცევის სიჩქარის გამოთვლა, რომელიც თანამგზავრს საშუალებას აძლევს დატოვოს დედამიწის ორბიტა, მნიშვნელოვან როლს თამაშობს პლანეტათაშორისი კოსმოსური სადგურების გაშვებაში.) თუ თანამგზავრი ძალიან ნელა მოძრაობს, გრავიტაცია მოიგებს ინერციას და თანამგზავრი იმარჯვებს. დაეცემა დედამიწაზე. ეს არის ზუსტად ის, რაც მოხდა 1979 წელს, როდესაც ამერიკულმა ორბიტალურმა სადგურმა Skylab-მა დაიწყო დაცემა დედამიწის ატმოსფეროს ზედა ფენების მზარდი წინააღმდეგობის შედეგად. გრავიტაციის რკინის მჭიდში მოხვედრილი სადგური მალევე დაეცა დედამიწას.

სიჩქარე და მანძილი

იმის გამო, რომ დედამიწის გრავიტაცია სუსტდება მანძილის მატებასთან ერთად, თანამგზავრის ორბიტაზე შესანარჩუნებლად საჭირო სიჩქარე მერყეობს სიმაღლეზე. ინჟინრებს შეუძლიათ გამოთვალონ, რამდენად სწრაფად და რა სიმაღლეზე უნდა ბრუნავდეს თანამგზავრი. მაგალითად, გეოსტაციონარული თანამგზავრი, რომელიც ყოველთვის მდებარეობს დედამიწის ზედაპირის ერთი და იგივე წერტილის ზემოთ, უნდა გააკეთოს ერთი ორბიტა 24 საათში (რაც შეესაბამება დედამიწის ერთი ბრუნვის დროს მისი ღერძის გარშემო) 357 კილომეტრის სიმაღლეზე.

გრავიტაცია და ინერცია

თანამგზავრის დაბალანსება გრავიტაციასა და ინერციას შორის შეიძლება სიმულირებული იყოს მასზე დამაგრებულ თოკზე წონის ბრუნვით. დატვირთვის ინერცია მიდრეკილია აშოროს მას ბრუნვის ცენტრიდან, ხოლო თოკის დაძაბულობა, რომელიც მოქმედებს როგორც გრავიტაცია, ინარჩუნებს დატვირთვას წრიულ ორბიტაზე. თუ თოკი მოჭრილია, ტვირთი გაფრინდება სწორი გზის გასწვრივ მისი ორბიტის რადიუსზე პერპენდიკულარული.

საერთაშორისო კოსმოსური სადგური (ISS) არის ფართომასშტაბიანი და, ალბათ, ყველაზე რთული ტექნიკური პროექტი მის ორგანიზაციაში კაცობრიობის მთელ ისტორიაში. ყოველდღე ასობით სპეციალისტი მთელს მსოფლიოში მუშაობს იმისთვის, რომ ISS სრულად შეასრულოს თავისი მთავარი ფუნქცია - იყოს სამეცნიერო პლატფორმა უსაზღვრო სივრცისა და, რა თქმა უნდა, ჩვენი პლანეტის შესასწავლად.

როდესაც უყურებთ ახალ ამბებს ISS-ის შესახებ, ბევრი კითხვა ჩნდება იმის შესახებ, თუ როგორ შეუძლია კოსმოსურ სადგურს ზოგადად მუშაობა კოსმოსის ექსტრემალურ პირობებში, როგორ დაფრინავს ის ორბიტაზე და არ ეცემა, როგორ შეუძლიათ მასში ცხოვრება მაღალი ტემპერატურისა და მზის გამოსხივების გარეშე. .

ამ თემის შესწავლისა და ყველა ინფორმაციის ერთად შეგროვების შემდეგ, უნდა ვაღიარო, რომ პასუხების ნაცვლად კიდევ უფრო მეტი კითხვა მივიღე.

რა სიმაღლეზე დაფრინავს ISS?

ISS დაფრინავს თერმოსფეროში დედამიწიდან დაახლოებით 400 კმ სიმაღლეზე (ინფორმაციისთვის, დედამიწიდან მთვარემდე მანძილი დაახლოებით 370 ათასი კმ-ია). თავად თერმოსფერო არის ატმოსფერული ფენა, რომელიც, ფაქტობრივად, ჯერ კიდევ არ არის საკმაოდ სივრცე. ეს ფენა ვრცელდება დედამიწიდან 80 კმ-დან 800 კმ-მდე.

თერმოსფეროს თავისებურება ის არის, რომ ტემპერატურა იზრდება სიმაღლესთან ერთად და შეიძლება მნიშვნელოვნად მერყეობდეს. 500 კმ-ზე მაღლა იზრდება მზის რადიაციის დონე, რამაც შეიძლება ადვილად დააზიანოს აღჭურვილობა და უარყოფითად იმოქმედოს ასტრონავტების ჯანმრთელობაზე. ამიტომ ISS არ ადის 400 კმ-ზე ზემოთ.

ასე გამოიყურება ISS დედამიწიდან

რა არის ტემპერატურა ISS-ის გარეთ?

ამ თემაზე ძალიან ცოტა ინფორმაციაა. სხვადასხვა წყარო სხვაგვარად ამბობს. ამბობენ, რომ 150 კმ დონეზე ტემპერატურამ შეიძლება მიაღწიოს 220-240°-ს, ხოლო 200 კმ-ზე 500°-ზე მეტს. ზევით ტემპერატურა აგრძელებს მატებას და 500-600 კმ დონეზე უკვე სავარაუდოდ 1500°-ს აჭარბებს.

თავად კოსმონავტების თქმით, 400 კმ სიმაღლეზე, სადაც ISS დაფრინავს, ტემპერატურა მუდმივად იცვლება სინათლისა და ჩრდილის პირობებიდან გამომდინარე. როდესაც ISS ჩრდილშია, გარეთ ტემპერატურა ეცემა -150°-მდე, ხოლო თუ ის მზის პირდაპირ შუქზეა, ტემპერატურა +150°-მდე იზრდება. და ეს უკვე აღარ არის ორთქლის ოთახი აბანოში! როგორ შეიძლება ასტრონავტები კოსმოსში იყვნენ ასეთ ტემპერატურაზე? არის თუ არა ეს მართლაც სუპერ თერმული კოსტუმი, რომელიც ზოგავს მათ?

ასტრონავტის მუშაობა კოსმოსში +150°-ზე

რა არის ტემპერატურა ISS-ის შიგნით?

გარე ტემპერატურისგან განსხვავებით, ISS-ის შიგნით შესაძლებელია ადამიანის სიცოცხლისთვის შესაფერისი სტაბილური ტემპერატურის შენარჩუნება - დაახლოებით +23°. უფრო მეტიც, როგორ კეთდება ეს, სრულიად გაუგებარია. მაგალითად, თუ გარეთ +150°-ია, როგორ შეგიძლიათ გააციოთ ტემპერატურა სადგურის შიგნით ან პირიქით და მუდმივად შეინარჩუნოთ ის ნორმალური?

როგორ მოქმედებს რადიაცია ISS-ზე ასტრონავტებზე?

400 კმ სიმაღლეზე ფონური გამოსხივება ასჯერ მეტია ვიდრე დედამიწაზე. ამიტომ, ISS-ზე ასტრონავტები, როდესაც აღმოჩნდებიან მზიან მხარეს, იღებენ რადიაციის დონეს რამდენჯერმე აღემატება მიღებულ დოზას, მაგალითად, გულმკერდის რენტგენიდან. მზის მძლავრი აფეთქებების დროს კი სადგურის მუშაკებს შეუძლიათ ნორმაზე 50-ჯერ მეტი დოზის მიღება. როგორ ახერხებენ ისინი ასეთ პირობებში დიდხანს მუშაობას, ასევე საიდუმლო რჩება.

როგორ მოქმედებს კოსმოსური მტვერი და ნამსხვრევები ISS-ზე?

NASA-ს მონაცემებით, დედამიწის დაბალ ორბიტაზე დაახლოებით 500 ათასი დიდი ნამსხვრევებია (გატარებული ეტაპების ნაწილები ან კოსმოსური ხომალდების და რაკეტების სხვა ნაწილები) და ჯერჯერობით უცნობია რამდენი მსგავსი პატარა ნამსხვრევებია. მთელი ეს „კარგი“ დედამიწის გარშემო ბრუნავს 28 ათასი კმ/სთ სიჩქარით და რატომღაც არ იზიდავს დედამიწას.

გარდა ამისა, არის კოსმოსური მტვერი - ეს არის ყველა სახის მეტეორიტის ფრაგმენტები ან მიკრომეტეორიტები, რომლებიც მუდმივად იზიდავს პლანეტას. უფრო მეტიც, მაშინაც კი, თუ მტვრის ნაჭერი მხოლოდ 1 გრამს იწონის, ის იქცევა ჯავშნის გამჭოლი ჭურვში, რომელსაც შეუძლია სადგურში ხვრელის გაკეთება.

ისინი ამბობენ, რომ თუ ასეთი ობიექტები ISS-ს მიუახლოვდებიან, ასტრონავტები სადგურის კურსს ცვლიან. მაგრამ მცირე ნამსხვრევებს ან მტვერს თვალყურის დევნება შეუძლებელია, ამიტომ გამოდის, რომ ISS მუდმივად დიდი საფრთხის წინაშეა. როგორ უმკლავდებიან ამას ასტრონავტები, კვლავ გაურკვეველია. გამოდის, რომ ისინი ყოველდღიურად დიდ საფრთხეს უქმნიან სიცოცხლეს.

კოსმოსური ნამსხვრევების ხვრელი შატლში Endeavor STS-118 ჰგავს ტყვიის ხვრელს

რატომ არ ვარდება ISS?

სხვადასხვა წყარო წერს, რომ ISS არ ეცემა დედამიწის სუსტი მიზიდულობისა და სადგურის გაქცევის სიჩქარის გამო. ანუ დედამიწის გარშემო ბრუნავს 7,6 კმ/წმ სიჩქარით (ინფორმაციისთვის, ISS-ის რევოლუციის პერიოდი დედამიწის ირგვლივ მხოლოდ 92 წუთი 37 წამია), ISS, როგორც ჩანს, მუდმივად აცდენს და არ ეცემა. გარდა ამისა, ISS-ს აქვს ძრავები, რომლებიც საშუალებას აძლევს მას მუდმივად შეცვალოს 400 ტონიანი კოლოსის პოზიცია.

ჩვენ ვსაუბრობთ იმაზე, რომ ნებისმიერ ობიექტზე, რომელიც მდებარეობს დედამიწასთან ახლოს, გავლენას ახდენს მისი გრავიტაციული ძალა. და თუ ასეა, მაშინ ის დიდხანს ვერ დარჩება თავის ორბიტაზე და აუცილებლად დაეცემა ზედაპირზე, თუ მანამდე არ დაიწვება ატმოსფეროს ზედა ფენებში. იგივე ბედი, თეორიულად, უნდა ეწიოს ISS-საც, რომელიც პლანეტის ზედაპირიდან 400 კილომეტრში მდებარეობს. მაგრამ ასეთი მნიშვნელოვანი მანძილიც კი ვერ ათავისუფლებს კოსმოსურ სადგურს დედამიწის მიზიდულობის ძალისგან. მაგრამ მაშინ როგორ რჩება ის სტაციონარულ ორბიტაზე ამდენ ხანს?

ჯერ გავარკვიოთ რა არის საერთაშორისო კოსმოსური სადგური. ეს არის რთული მოდულური დიზაინი, იწონის 400 ტონას. თუ მის ზომაზე ვსაუბრობთ, ის დაახლოებით იგივეა, რაც ამერიკული ფეხბურთის მოედანი. ასეთი სტრუქტურის აწყობას 13 წელი დასჭირდა. ამ ხნის განმავლობაში ჩატარდა უზარმაზარი სამუშაო, რომელიც მოიცავს: პროგრესის კოსმოსური სატვირთო გემების, ამერიკული შატლების და კოსმოსში გამავალი ასტრონავტების მრავალრიცხოვან გაშვებას. საერთაშორისო კოსმოსური სადგური ამჟამად 150 მილიარდ დოლარზე მეტი ღირს. სადგურზე მუდმივად ექვსი ასტრონავტი იმყოფება, რომლებიც მსოფლიოს სხვადასხვა ქვეყნის წარმომადგენლები არიან.

მაგრამ მოდით დავუბრუნდეთ ჩვენს თავდაპირველ კითხვას და შევეცადოთ გაერკვნენ, რატომ არ ეცემა სადგური, გრავიტაციის გავლენის ქვეშ, დედამიწის ზედაპირზე.

ფაქტობრივად, ნელ-ნელა ეცემა. წლის განმავლობაში მისი კლება ორ კილომეტრს აღწევს. და რომ არა ორბიტის კორექტირება, ჩვენ მას დიდი ხნის წინ დავემშვიდობებოდით. ეს არის დროული კორექტირება, რომელიც საშუალებას აძლევს ISS დარჩეს სტაციონარული ორბიტაზე. არ დაიჯერებთ, მაგრამ ასეთ რთულ და მძიმე დიზაინს აქვს უმაღლესი მობილურობა. მას შეუძლია შეცვალოს ორბიტალური პარამეტრები, გადაადგილდეს ყველა მიმართულებით და საჭიროების შემთხვევაში გადაბრუნდეს კიდეც, რათა, მაგალითად, თავიდან აიცილოს სხვადასხვა კოსმოსური ობიექტები, რომლებიც მოიცავს კოსმოსურ ნამსხვრევებს.

ყველა მოძრაობა ხორციელდება სპეციალური ძრავების გამოყენებით, სახელწოდებით გიროდინები. სადგურზე ოთხი მათგანია. სადგურის ორიენტაციისთვის ან მისი ორბიტის დასარეგულირებლად, დედამიწიდან მიიღება ბრძანება მათი გაშვების შესახებ, რის შემდეგაც სადგური იწყებს მოძრაობას. ასეთ საპასუხისმგებლო ოპერაციაზე პასუხისმგებელია სპეციალური ოპერატორი. მისი პასუხისმგებლობა მოიცავს არა მხოლოდ ISS-ის ორბიტის დროულ რეგულირებას, არამედ მისი უსაფრთხოების უზრუნველყოფას მეტეორიტებთან და კოსმოსურ ნამსხვრევებთან შეჯახების თავიდან ასაცილებლად. მსგავსი გამაძლიერებლები და ძრავები ხელმისაწვდომია პროგრესის სატვირთო კოსმოსურ ხომალდზე, რომელიც დგას ISS-თან. მათი დახმარებით თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეასწოროთ მისი ორბიტა.

ოპერატორი ასევე აკონტროლებს სადგურის წონას. ამის გარეშე შეუძლებელია ჰეროდინების ბიძგის ზუსტად გამოთვლა, რომელიც არ უნდა იყოს 1 მ/წამზე ნაკლები. სადგურის მასა მუდმივად იცვლება. როგორც წესი, ეს ხდება შემდეგი „პროგრესის“ სატვირთო გემის ჩასმის მომენტში, რომელიც აწვდის ტვირთს ბორტზე. კოსმონავტები არანაირ მონაწილეობას არ იღებენ სადგურის დაგეგმილი გადაადგილების პროცესში. ყველაფერს აკონტროლებს ოპერატორი დედამიწიდან.