Kakšna je višina ISS orbite od Zemlje?

ISS ali mednarodna vesoljska postaja je vesoljsko plovilo s posadko, ki se uporablja kot večnamenski raziskovalni center. Postaja sestavlja štirinajst modulov, ki delujejo v različnih letih. Vsak od njih opravlja določeno funkcijo: spalnice, laboratoriji, skladišča, telovadnice. Višina ISS orbite se stalno spreminja, v povprečju je 380 km. Delo postaje zagotavljajo solarni kolektorji, ki so nameščeni na ohišju.

Moduli MKS so bili zgrajeni na Zemlji. Nato je bil vsak od njih sproščen v vesolje. Astronavti so zbrali postajo brez gravitacije. Trenutno je teža ISS več kot štiristo ton. Znotraj modulov so ozki hodniki, po katerih se premikajo astronavti.

Elementi izračuna

V času razvoja je bila višina ISS orbite posebej pazljiva. Da bi preprečili, da bi naprava padla na Zemljo in letela v vesolje, so morali znanstveniki upoštevati številne dejavnike za izračun trajektorije leta: težo same postaje, hitrost gibanja, možnost pristajanja ladij s tovorom.

Krožna postaja

Mednarodna vesoljska ladja leti v nizko zemeljsko orbito. To je zelo nizko ozračje in gostota delcev je nenavadno majhna. Pravilno izračunana višina ISS orbite je glavni pogoj za uspešen polet postaje. To preprečuje negativni vpliv Zemljine atmosfere, zlasti njenih gostih plasti. Po izvedbi različnih eksperimentov in izvedbi vseh potrebnih analitičnih izračunov so znanstveniki prišli do zaključka, da je napravo najbolje sprožiti v termosferno cono. Je dovolj prostorna, da zagotavlja varen obstoj ISS. Termosfera se začne približno 85 km od površine Zemlje in se razteza na 800 km.

Značilnosti izračuna orbite

V tem delu so sodelovali znanstveniki različnih profilov - matematiki, fiziki, astronomi. Pri izračunu višine orbite ISS so bili upoštevani naslednji dejavniki:

1. Sevanje. Kot je znano, Sonce v vesolje vrže ogromne količine radioaktivnih delcev. Le majhen del teh doseže Zemljanov, saj ima planet zaščitno plast ozračja. Na nadmorski višini nad petsto kilometrov postaja radioaktivna raven nevarna za zdravje. V skladu s predpisi lahko astronavt med celotnim poletom prejme največ enega Sievert-a.
2. Dostava dostave. Ladje, ki prevažajo tovor na ISS, se lahko dvignejo na višino 460 kilometrov. Med njimi so ruska vozila "Soyuz" in "Progress". Ameriška vesoljska plovila ne morejo niti doseči višine 390 kilometrov, zato so jih prenehali uporabljati. To je omogočilo dvig nadmorske višine orbite ISS, da bi se zmanjšal vpliv zemeljske atmosfere na njej.
3. Prihranki. Izračuni upoštevajo ekonomske parametre. Torej, višje kot je orbita postaje, več goriva potrebujemo, da ga dosežemo. Ker se tovorne ladje ne morejo dvigniti z veliko količino tovora, bi bilo treba prevoziti manjše količine. Posledično bi se povečala pogostost letov do postaje, kar je zelo drago.
4. Reševanje znanstvenih problemov. Za različne znanstvene poskuse je dovolj visoka višina ISS orbite nad Zemljo.
5. Vesoljski odpadki. Vesoljski odpadki (fragmenti nezaželenih postaj, ki so se odločili uničiti v vesolju, fazah in modulih ob koncu življenjske dobe) predstavljajo resno nevarnost za postajo. Z lahkoto lahko poškoduje opremo. Iz tega razloga smo izbrali višino, na kateri je minimalna količina smeti.
   

Začetek in let

Pri določanju višine, ki bi jo morala biti orbita ISS, se je upošteval njegov nagib in točko zagona. Najbolj idealna možnost (z gospodarskega vidika) je, da se ladja sprosti iz ekvatorja v smeri urinega kazalca. To je posledica dodatnih indikatorjev hitrosti vrtenja planeta.

Še ena prednostna možnost - zagon pri naklonu, ki je enak širini. Ta vrsta leta zahteva minimalno gorivo za izvajanje manevrov.

Mednarodna skupnost se je odločila za lokacijo za zagon postaje. Nahaja se na zemljepisni širini 46 stopinj, orbitni kot postaje pa je 51,66 stopinj. Če bi letela na isti zemljepisni širini kot Baikonur, bi faze lansiranih raket padle na Kitajsko ali na ozemlje Mongolije. Zaradi tega je bila izbrana drugačna širina, ki zajema večino držav, ki sodelujejo v projektu.

Masa postaje

Pri določanju orbite pomembne komponente je bila teža ladje. Višina orbite ISS in hitrost gibanja sta neposredno odvisna od njegove mase. Toda ta kazalnik se občasno spreminja zaradi posodobitev, dodatkov novih modulov, obiskov vozil z tovornimi ladjami. Zaradi tega so znanstveniki načrtovali postajo in izračunali svojo orbito z zmožnostjo prilagajanja višine leta in smeri. To upošteva možnost obratov in izvajanje različnih manevrov.

Korekcija orbite

Večkrat na leto znanstveniki izvajajo orbite. To se običajno stori za ustvarjanje balističnih pogojev pri priklopu tovornih ladij. Zaradi priklopa se spremeni masa postaje, hitrost pa se spremeni tudi zaradi trenja. Zato je center za nadzor letenja prisiljen prilagoditi ne samo orbito, temveč tudi hitrost gibanja in višino. Spremembe nastanejo prek glavnega motorja osnovnega modula. V pravem trenutku se vklopijo in postaja poveča višino in hitrost leta.

Manevrske sposobnosti

Pri izračunu višine orbite ISS v km od Zemlje smo upoštevali možna srečanja s komičnimi ostanki. Pri kozmičnih hitrostih lahko celo majhen fragment povzroči tragedijo.

Na postaji so posebni ščitniki za zaščito, vendar to ni zmanjšalo potrebe po izračunu orbite, v kateri se bo postaja redko srečevala z razbitinami. Za to je bil ustvarjen koridor. To je dva kilometra nad potjo same postaje in dve manj. Iz Zemlje se izvaja stalno spremljanje območja: center za nadzor letenja naj bi preprečil vstop vesoljskih odpadkov na koridor. Čistoča območja se izračuna vnaprej. Američani nenehno spremljajo gibanje smeti, vidijo, da ne trči ob postajo. V primeru celo najmanjše verjetnosti incidenta, se to vnaprej sporoči NASA-i, upravljanju ISS. Po prejemu informacij o možnem trku jih Američani pošljejo v Ruski center za nadzor misij. Njegova balistika pripravlja možen manevrski načrt, da bi se izognila trčenju. Izračuna zelo natančno vsa dejanja in koordinate. Po pripravi načrta se ponovno preveri pot letenja in oceni možnost trka. Če so vsi izračuni opravljeni pravilno, ladja spremeni smer. Prilagoditev hitrosti in nadmorske višine se izvaja z Zemlje brez sodelovanja astronavtov.

Če bodo vesoljski odpadki odkriti pozno (za 28 ur ali manj), potem ni časa za izračune. Nato bo ISS trčil v skladu s standardnim manevrom za vnašanje vnaprej pripravljene nove orbite. Če se ta možnost izkaže za nemogočo, bo ladja vstopila v drugo »nevarno« pot. V takih primerih so vsi delavci v postaji nameščeni v reševalni modul in čakajo na trčenje. Če se to ne zgodi, se astronavti vrnejo k svojim dolžnostim. Če pride do trčenja, bo reševalna ladja Sojuz odstranila in vrnila astronavte domov na Zemljo. V celotni zgodovini ISS so bili trije primeri, ko je ekipa čakala na možen incident, vendar so se vsi končali ugodno.

Hitrost leta

Kot je znano, je višina orbite ISS v km približno 380-440 teh enot, hitrost prostora pa je 27 tisoč kilometrov na uro. S to hitrostjo aparat le okoli ure in pol leti okoli Zemlje in v enem dnevu uspe narediti šestnajst krogov.

Gravitacija

To je sila, ki jo je zelo težko premagati. Gravitacija deluje tudi na ISS. Je veliko manjša kot na površini Zemlje in je 90%. Da bi se izognili padanju na planet, se ladja premika tangencialno z ogromno hitrostjo - osem kilometrov na sekundo. Če pogledate v nočno nebo, lahko vidite, da je ISS poletela mimo in v 90 minutah se bo spet pojavila na nebu. Za to uro in pol je ladja popolnoma letela okoli planeta.

Mednarodna vesoljska postaja je zelo drag projekt, v katerem sodelujejo številne države sveta. Njena cena je več kot sto petdeset milijard dolarjev. Na vesoljskem plovilu živi kozmonavti in znanstveniki. Izvajajo različne eksperimente in raziskave. Vsaka oseba ima pomembno vlogo na postaji in je dragocena za njeno stanje. Da bi rešili ljudi in postajo, nadzorni centri nenehno spremljajo pot leta, opravijo vse potrebne izračune orbite in hitrosti ladje, izračunajo možne možnosti za manevre. Taki izračuni pripomorejo k hitremu odzivu na nastanek komičnih delcev in drugih nepredvidenih situacij.