Jaká je výška orbitální dráhy ISS ze Země?

Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) nebo mezinárodní kosmická stanice je vesmírná orbita s posádkou, která se používá jako víceúčelové výzkumné středisko. Stanice se skládá ze 14 modulů v různých letech. Každá z nich má specifickou funkci: ložnice, laboratoře, skladovací prostory, tělocvičny. Výška dráhy ISS se neustále mění, v průměru činí 380 km. Práce stanice je zajištěna solárními panely umístěnými na plášti.

Modely MKS byly postaveny na Zemi. Pak každý z nich byl vypuštěn do vesmíru. Astronauti sbírali stanici nulovou gravitací. V současné době je hmotnost ISS více než čtyři stovky tun. Uvnitř modulů jsou úzké chodby, podél kterých se astronauti pohybují.

Prvky výpočtu

Během vývoje byla obzvláště pečlivě zvážena výška dráhy ISS. Aby se zabránilo pádu přístroje na Zemi a létání do vesmíru, vědci museli vzít v úvahu mnoho faktorů pro výpočet letové trajektorie: hmotnost samotné stanice, rychlost pohybu, možnost dokování lodí nákladem.

Oběžná dráha stanice

Mezinárodní kosmická loď létá na nízké oběžné dráze. Je to velmi nízká atmosféra a hustota částic je neobvykle nízká. Správně vypočtená nadmořská výška ISS je hlavní podmínkou pro úspěšný let na stanici. To zabraňuje negativnímu vlivu zemské atmosféry, zejména jejích hustých vrstev. Po provedení různých experimentů a provedení všech potřebných analytických výpočtů vědci dospěli k závěru, že je nejvhodnější spustit zařízení do zóny termosféry. Je dostatečně prostorný, aby zajistil bezpečnou existenci ISS. Termosféra začíná přibližně 85 km od povrchu Země a rozkládá se na 800 km.

Vlastnosti výpočtu oběžné dráhy

V této práci byli zahrnuti vědci různých profilů - matematici, fyzici, astronomové. Při výpočtu výšky dráhy ISS byly zohledněny následující faktory:

1. Radiace. Jak je známo, Slunce vyhazuje obrovské množství radioaktivních částic do vesmíru. Pouze malá část z nich dosáhla pozemských pozemských pozemků, protože planeta má ochrannou vrstvu atmosféry. V nadmořské výšce přes pět set kilometrů se radioaktivní úroveň stává nebezpečným pro zdraví. Podle předpisů nemůže astronaut během celého letu dostat více než jeden Sievert.
2. Doručení zásilky. Lodě, které dodávají nákladu do ISS, se mohou dostat do výšky 460 kilometrů. Mezi ně patří ruské vozy "Soyuz" a "Progress". Americké kosmické lodě Shuttles nemohou dokonce dosáhnout výšky 390 kilometrů, a tak je přestaly používat. To umožnilo zvýšit výšku oběžné dráhy ISS, aby se snížil vliv atmosféry Země na ni.
3. Úspory. Výpočty zohledňují ekonomické parametry. Čím vyšší je tedy oběžná dráha stanice, tím více paliva je potřebné k jejímu dosažení. Vzhledem k tomu, že nákladní lodě nemohou růst s velkým množstvím nákladu, měly by být přepravovány menší objemy. V důsledku toho by se zvýšila frekvence letů na stanici, což je velmi nákladné.
4. Řešení vědeckých problémů. Pro různé vědecké experimenty je výška oběžné dráhy ISS nad Zemí docela dost.
5. Prostorové úlomky. Prostorové úlomky (fragmenty nežádoucích stanic, které se rozhodly zničit v prostoru, konce životnosti a moduly) představují vážné nebezpečí pro stanici. Může snadno poškodit obložení. Z tohoto důvodu jsme zvolili výšku, kterou letí minimální množství odpadků.
   

Spuštění a let

Určení, v jaké výšce by měla být dráha ISS, měla být zohledněna její sklon a startovní bod. Nejvíce ideální volbou (z ekonomického hlediska) je spuštění lodi z rovníku ve směru hodinových ručiček. To je způsobeno dalšími indikátory rychlosti otáčení planety.

Další výhodná volba - start na sklon rovný šířce. Tento typ letu vyžaduje minimální množství paliva k provádění manévrů.

Při výběru místa startu pro stanici zastavilo mezinárodní společenství v Baikonuru. Nachází se v zeměpisné šířce 46 stupňů a úhel oběžné dráhy stanice je 51,66 stupňů. Kdyby letěl na stejnou šířku jako Baikonur, pak by stadium spuštěných raket padlo na Čínu nebo na území Mongolska. Z tohoto důvodu byla zvolena jiná zeměpisná šířka, která pokrývá většinu zemí účastnících se projektu.

Hmotnost stanice

Při určování oběžné dráhy důležitého prvku byla hmotnost lodě. Výška dráhy ISS a rychlost pohybu přímo závisí na jeho hmotnosti. Tento ukazatel se však pravidelně mění v důsledku aktualizací, přidávání nových modulů, návštěv vozidel nákladními loděmi. Z tohoto důvodu vědci navrhli stanici a vypočítali její oběžnou dráhu se schopností přizpůsobit letovou výšku i směr. To vezme v úvahu možnost otočení a provádění různých manévrů.

Korekce na oběžné dráze

Několikrát ročně provádějí vědci oběžné úpravy. To se obvykle provádí za účelem vytvoření balistických podmínek při ukotvení nákladních lodí. V důsledku dokování dochází ke změně hmotnosti stanice a také ke změnám rychlosti v důsledku výsledného tření. Výsledkem je, že řídící letové centrum je nuceno přizpůsobit nejen oběžnou dráhu, ale i rychlost pohybu a výšku. Změny se projevují hlavním motorem základního modulu. Ve správném okamžiku se rozsvítí a stanice zvyšuje nadmořskou výšku a rychlost letu.

Manévrovatelnost

Při výpočtu výšky dráhy ISS v km od Země byly vzaty v úvahu možné setkání s komiksy. Při kosmických rychlostech může dokonce malý zlomek vést k tragédii.

Na stanici existují speciální ochranné kryty, což však nezmenšilo potřebu vypočítat oběžnou dráhu, ve které se stanice zřídka setká s nečistotami. Pro toto bylo vytvořeno koridor. Je to dva kilometry nad trajektorií stanice a dvě menší. Ze země se provádí neustálé sledování zóny: středisko řízení letu hledá, aby se zabránilo vnikání nečistot do chodby. Čistota zóny se vypočte předem. Američané neustále sledují pohyb odpadků, uvidí, že se s touto stanicí nedotýkají. V případě nejmenší pravděpodobnosti incidentu je to předem oznámeno NASA, řízení ISS. Poté, co obdrželi informace o možné kolizi, vyslali je Američané do Ruského misijního kontrolního střediska. Jeho balistika připravuje možný manévrovací plán, aby se zabránilo kolizi. Velmi přesně vypočítává všechny akce a souřadnice. Po sestavení plánu se znovu ověří trajektorie letu a vyhodnotí se možnost kolize. Pokud jsou všechny výpočty prováděny správně, změní se loď. Nastavení rychlosti a nadmořské výšky se provádí ze Země bez účasti astronautů.

Pokud budou kosmické odpady zjištěny pozdě (po dobu 28 hodin nebo méně), není čas na výpočty. Pak ISS nechá kolizi v souladu se standardním manévrem pro zadání nové připravené dráhy. Pokud se tato možnost ukáže jako nemožná, loď vstoupí do jiné "nebezpečné" trajektorie. V takových případech jsou všichni zaměstnanci stanice umístěni do záchranného modulu a čekají na kolizi. Pokud se to nestane, astronauti se vrátí k povinnostem. Pokud dojde ke kolizi, záchranná loď Soyuz odskočí a vrátí astronauty domů na Zemi. V celé historii ISS existovaly tři případy, kdy tým čekal na možný incident, ale všechny skončily příznivě.

Rychlost letu

Jak je známo, výška dráhy ISS v km je asi 380-440 těchto jednotek a prostorová rychlost je 27 tisíc kilometrů za hodinu. S touto rychlostí letí přístroj kolem země za hodinu a půl a během jednoho dne se mu daří šestnáct kol.

Závažnost

Je to síla, kterou je velmi obtížné překonat. Gravity působí také na ISS. Je mnohem menší než na povrchu Země a je 90%. Aby se zabránilo pádu na planetu, loď se tangenciálně pohybuje obrovskou rychlostí - osm kilometrů za sekundu. Pokud se podíváte na noční oblohu, můžete vidět, že ISS létá kolem, a za 90 minut se znovu objeví na obloze. Za tuto a půl hodiny loď úplně letí kolem planety.

Mezinárodní vesmírná stanice je velmi nákladný projekt, na kterém se účastní mnoho zemí světa. Jeho cena je více než sto padesát miliard dolarů. Na kosmických lodích žijí kosmonauté a vědci. Provádí různé experimenty a výzkum. Každá osoba hraje důležitou roli na samotné stanici a je cenná pro svůj stav. Aby lidé a stanice ukládali, řídící střediska neustále monitorují dráhu letu, provádějí všechny potřebné výpočty oběžné dráhy a rychlost lodě, vypočítají možnosti manévrovacích možností. Takové výpočty pomáhají rychle reagovat na vznik komiků a dalších nepředvídaných situací.