Выше – смертельная радиация, ниже – пламя атмосферы: где на самом деле зависла МКС

Орбитальная высота Международной космической станции кажется простой цифрой в 400 километров, но за этим выбором стоит сложный баланс технических возможностей и природных факторов. Инженеры и учёные из разных стран рассчитывали каждую деталь, чтобы станция могла оставаться безопасной и при этом выполнять свою главную задачу — быть долговременной лабораторией на орбите.

Почему именно низкая орбита

МКС находится на так называемой низкой околоземной орбите (LEO). Такой выбор объясняется в первую очередь удобством доставки грузов и экипажей. Чем ниже находится станция, тем меньше энергии требуется ракетам для вывода кораблей на её траекторию. Это снижает стоимость запусков и делает эксплуатацию станции возможной на регулярной основе.

Однако слишком низкий полёт невозможен: плотные слои атмосферы начинают активно тормозить конструкцию, и станция быстро теряет высоту. В этом случае затраты на поддержание орбиты выросли бы многократно, а риск повреждений корпуса при трении об атмосферу стал бы критическим.

Атмосферное сопротивление и коррекция орбиты

Даже на высоте в 400 километров атмосфера всё ещё оказывает влияние. Станция постоянно теряет часть скорости, и её орбиту приходится корректировать с помощью двигателей или пристыкованных грузовых кораблей. Если этого не делать, через несколько месяцев МКС начала бы снижаться и в итоге вошла бы в плотные слои атмосферы.

Интересно, что инженеры намеренно выбрали высоту, при которой сопротивление воздуха ещё не слишком велико, но и не исчезает полностью. Это позволяет оставаться в зоне, где проще всего совмещать устойчивость орбиты и доступность запусков.

Опасность радиационных поясов

Если бы станцию подняли выше, её обитатели столкнулись бы с другой угрозой — радиационными поясами Ван Аллена. Эти зоны находятся начиная с высоты нескольких сотен километров и тянутся на десятки тысяч километров от Земли. Там скапливаются заряженные частицы, удерживаемые магнитным полем планеты.

Долгое пребывание в этой области крайне опасно для здоровья: высокий уровень радиации способен вызывать болезни и выводить из строя чувствительное оборудование. Чтобы обеспечить защиту экипажа на такой высоте, понадобились бы дополнительные тяжёлые экраны, что сделало бы станцию куда дороже и сложнее.

Стоимость запусков и масса кораблей

Экономика космических программ напрямую зависит от того, сколько топлива требуется для вывода груза на орбиту. Для доставки на 400 километров подходят существующие ракетоносители: и российские "Союзы", и американские Crew Dragon, и европейские грузовые корабли.

Если бы высота была больше, потребовались бы либо новые ракеты, либо сокращение полезной нагрузки. Это резко увеличило бы стоимость каждой миссии и поставило под сомнение саму идею международной станции, где всё держится на регулярной доставке припасов.

Роль исследований и наблюдений

Высота орбиты выбрана не только ради безопасности и экономии. С неё удобно проводить научные наблюдения за Землёй и космосом. Камеры и приборы станции фиксируют изменения климата, состояние атмосферы и океанов, исследуют поведение живых организмов в условиях микрогравитации.

Кроме того, такая орбита позволяет регулярно менять экипажи: окно для стыковки кораблей открывается чаще, чем на более высоких орбитах. Это упрощает график полётов и делает станцию действительно рабочей лабораторией, а не труднодоступным форпостом.

Компромиссное решение

Таким образом, орбита в 400 километров — это точка равновесия между несколькими факторами:
• безопасностью экипажа,
• защитой от радиации,
• доступностью запусков,
• затратами на поддержание полётов,
• научными задачами.

Станция расположена достаточно близко, чтобы до неё могли добраться современные ракеты, и достаточно высоко, чтобы минимизировать опасности от атмосферы. Этот компромисс сделал проект реальностью и позволил ему функционировать более двух десятилетий.