Международная космическая станция

20 ноября 1998 года был выведен на орбиту первый элемент МКС — функционально-грузовой блок «Заря», который был построен в России по заказу и за деньги НАСА. Запуск был произведён при помощи Российской ракеты «Протон-К» (ФГБ) Модуль входит в состав Российского сегмента МКС, в то же время является собственностью НАСА.

7 декабря 1998 года шаттл «Индевор» пристыковал к модулю «Заря» американский модуль «Юнити».

10 декабря 1998 года был открыт люк в модуль «Юнити», и Роберт Кабана и Сергей Крикалёв, как представители США и России, вошли внутрь станции.

26 июля 2000 года к функционально-грузовому блоку «Заря» был пристыкован служебный модуль (СМ) «Звезда».

2 ноября 2000 года транспортный пилотируемый корабль (ТПК) «Союз ТМ-31» доставил на борт МКС экипаж первой основной экспедиции.

7 февраля 2001 года экипажем шаттла «Атлантис» в ходе миссии STS-98 к модулю «Юнити» присоединён американский научный модуль «Дестини».

18 апреля 2005 года глава НАСА Майкл Гриффин на слушаниях сенатской комиссии по космосу и науке заявил о необходимости временного сокращения научных исследований на американском сегменте станции. Это требовалось для высвобождения средств на форсированную разработку и постройку нового пилотируемого корабля (CEV). Новый пилотируемый корабль был необходим для обеспечения независимого доступа США к станции, поскольку после катастрофы «Колумбии» 1 февраля 2003 года США временно не имели такого доступа к станции до июля 2005 года, когда возобновились полёты шаттлов. После катастрофы «Колумбии» количество членов долговременных экипажей МКС было сокращено с трёх до двух. Это было связано с тем, что снабжение станции материалами, необходимыми для жизнедеятельности экипажа, осуществлялось только российскими грузовыми кораблями «Прогресс» и его грузоподъёмности было недостаточно для полноценного снабжения астронавтов.

26 июля 2005 года полёты шаттлов возобновились успешным стартом шаттла «Дискавери». До планируемого конца эксплуатации шаттлов (2010 год) предусматривалось совершить 17 полётов. В ходе этих полётов на МКС было доставлено оборудование и модули, необходимые как для достройки станции, так и для модернизации части оборудования, в частности — канадского манипулятора.

Второй полёт шаттла после катастрофы «Колумбии» (Шаттл «Дискавери» STS-121) состоялся в июле 2006 года. На этом шаттле на МКС прибыл немецкий космонавт Томас Райтер, который присоединился к экипажу долговременной экспедиции МКС-13. Таким образом, в долговременной экспедиции на МКС после трёхлетнего перерыва вновь стали работать три космонавта.

Стартовавший 9 сентября 2006 года челнок «Атлантис» доставил на МКС два сегмента ферменных конструкций МКС, две панели солнечных батарей, а также радиаторы системы терморегулирования американского сегмента.

23 октября 2007 года на борту шаттла «Дискавери» прибыл американский модуль «Гармония», его временно пристыковали к модулю «Юнити». После перестыковки 14 ноября 2007 года модуль «Гармония» был на постоянной основе соединён с модулем «Дестини». Построение основного американского сегмента МКС завершилось.

В 2008 году станция увеличилась на две лаборатории: 11 февраля был пристыкован модуль «Коламбус», созданный по заказу Европейского космического агентства, а 14 марта и 4 июня были пристыкованы два из трёх основных отсеков лабораторного модуля «Кибо», разработанного Японским агентством аэрокосмических исследований — герметичная секция «Экспериментального грузового отсека» (ELM PS) и герметичный отсек (PM).

В 2008—2009 гг. начата эксплуатация новых транспортных кораблей: «ATV» (Европейское космическое агентство, первый запуск состоялся 9 марта 2008 года, полезный груз — 7,7 тонны, один полёт в год) и «H-II Transport Vehicle» (Японское агентство аэрокосмических исследований; первый запуск состоялся 10 сентября 2009 года, полезный груз — 6 тонн, один полёт в год).

С 29 мая 2009 года начал работу долговременный экипаж МКС-20 численностью шесть человек, доставленный в два приёма: первые три человека прибыли на «Союз ТМА-14», затем к ним присоединился экипаж «Союз ТМА-15»[20]. В немалой степени увеличение экипажа произошло благодаря тому, что увеличились возможности доставки грузов на станцию.

12 ноября 2009 года к станции пристыкован малый исследовательский модуль МИМ-2, разработанный на базе стыковочного узла «Пирс» и незадолго до запуска получивший название «Поиск». Это был четвёртый модуль российского сегмента станции. Возможности модуля позволяют производить на нём некоторые научные эксперименты[21], а также одновременно выполнять функцию причала для российских кораблей[22].

18 мая 2010 года к МКС был успешно пристыкован российский малый исследовательский модуль «Рассвет» (МИМ-1). Операция по пристыковке «Рассвета» к российскому функционально-грузовому блоку «Заря» была осуществлена манипулятором американского космического челнока «Атлантис», а затем манипулятором МКС[23][24].

16 апреля 2016 года к МКС (к модулю «Транквилити») был пристыкован модуль BEAM, разработанный частной космической компанией Bigelow Aerospace, — первый модуль МКС, разработанный частной фирмой[25]. Модуль используется для проведения экспериментов по измерению уровня радиации и воздействия микрочастиц[26].

26 июля 2021 года в 10:56 UTC от МКС был отстыкован модуль Пирс.

29 июля 2021 года в 16:30 по московскому времени Роскосмос успешно произвёл стыковку многоцелевого лабораторного модуля (МЛМ) «Наука» с российским сегментом МКС. После стыковки двигатели модуля "Наука" незапланированно включились, что привело к вращению МКС в трёх плоскостях и приостановке большинства наблюдений за космосом из-за смены ориентации МКС. 30 июля 2021 года ориентация МКС восстановлена [27][28].

См. также информацию из других источников[29][30][31].

В феврале 2010 года Многосторонний совет по управлению Международной космической станцией подтвердил, что не существует никаких известных на этом этапе технических ограничений на продолжение эксплуатации МКС после 2015 года, а администрация США предусмотрела дальнейшее использование МКС по меньшей мере до 2020 года[32]. НАСА и Роскосмос рассматривали продление этого срока по меньшей мере до 2024 года[33], с возможным продлением до 2027 года[34]. В мае 2014 года вице-премьер России Дмитрий Рогозин заявил, что Россия не намерена продлевать эксплуатацию Международной космической станции после 2020 года[35]. В 2015 году Роскосмос и НАСА договорились о продлении сроков эксплуатации Международной космической станции до 2024 года[36]. Ведутся переговоры о продлении срока службы до 2028 или 2030 года[37].

В 2011 году были завершены полёты многоразовых кораблей типа «Space Shuttle».

22 мая 2012 года с космодрома на мысе Канаверал запущена ракета-носитель «Falcon 9» с частным космическим грузовым кораблём «Dragon», который состыковался с МКС 25 мая. Это был первый в истории испытательный полёт к Международной космической станции частного космического корабля.

18 сентября 2013 года впервые сблизился с МКС и был пристыкован частный автоматический грузовой космический корабль снабжения «Сигнус».

16 мая 2016 года с 7:35 до 9:10 мск Международная космическая станция (МКС) совершила свой 100-тысячный виток вокруг Земли[38].

19 августа 2016 года на американском сегменте МКС поверх гермоадаптера-2 был пристыкован новый международный стыковочный адаптер IDA-2, предназначенный для стыковки пилотируемых кораблей, запускаемых по программе НАСА.

Летом 2017 года на станцию доставлен и установлен на транспортно-складской палете-2 прибор «Найсер», предназначенный для наблюдения пульсаров.

13 апреля 2018 года астронавты, находящиеся на борту Международной космической станции, произвели процедуру установки 314-килограммового набора инструментов Space Storm Hunter, предназначенного для изучения земных гроз и штормов[39].

3 марта 2019 года к МКС в тестовом режиме пристыковался частный космический корабль Crew Dragon от компании SpaceX.

31 мая 2020 года в 17:17 мск к МКС прибыл Crew Dragon уже с двумя астронавтами на борту. Это был первый запуск пилотируемого американского космического корабля за девять лет.

Центры контроля МКС

В сентябре 2019 года на МКС была обнаружена утечка воздуха выше нормы. Последовательная герметизация отсеков станции — как российского, так и американского сегментов — позволила установить, что кислород утекает из промежуточной камеры российского модуля «Звезда»[40].

11 марта 2021 года российские космонавты заделали в модуле «Звезда» две трещины герметиком, но это не помогло — в изолированной переходной камере давление снизилось за 11,5 часа на 52 мм — до 678 мм ртутного столба, тогда как на станции давление составляет 730 мм ртутного столба[41].

21 апреля 2021 года руководитель полёта российского сегмента Международной космической станции Владимир Соловьёв сообщил СМИ, что до 80% оборудования служебных и бортовых систем российского сегмента полностью выработали свой ресурс[42].

Незадолго до 12 мая 2021 года в передвижную обслуживающую систему Канадарм2 попал небольшой осколок орбитального мусора, повредивший его тепловые одеяла и одну из стрел. На его работу, по-видимому, это не повлияло[43].

18 июля 2021 года представитель консультативного совета НАСА по аэрокосмической безопасности Дэвид Уэст сообщил, что в российском модуле «Звезда» определили несколько возможных мест утечки воздуха. Три из них были заделаны накладками или герметиком, но это не снизило темп утечки кислорода с МКС[44].

14 июля 2021 года давление в промежуточной камере модуля «Звезда» составило 473 мм ртутного столба, 20 июля — 273 мм, 25 июля — 200 мм, 28 июля (накануне стыковки с модулем «Наука») — 167 мм, а 29 июля — 160 мм[45].

29 июля 2021 года многофункциональный лабораторный модуль «Наука» был пристыкован в автоматическом режиме к надирному стыковочному узлу служебного модуля «Звезда» на место модуля «Пирс», который был отстыкован и затоплен. Спустя несколько часов после стыковки самопроизвольно запустились двигатели ориентации модуля «Наука», что привело к развороту МКС на 45 ° и к потере связи с Центром управления полётами дважды, на 4 и на 7 минут. После выработки топлива двигатели «Науки» отключились. Международная космическая станция не получила повреждений из-за ЧП[46].

31 июля 2021 года экипаж Международной космической станции заявил о падении давления в промежуточной камере модуля «Звезда» до 154 мм ртутного столба, весной оно было на уровне 405 мм ртутного столба[47].

На российском модуле МКС установят научный комплекс «Мониторинг всего неба» для создания уточнённой карты всего звёздного неба. Комплекс будет составлять карту расположения всех объектов на небесной сфере в течение трёх лет[48].

Россия выйдет из проекта Международной космической станции (МКС) в 2025 году и сосредоточит усилия над своей национальной космической станцией[49].

В 2024 году американская компания Axiom Space планирует пристыковать к модулю «Гармония» первый коммерческий модуль, а к нему — два других, и использовать их для космического туризма (рассматриваются и варианты с бо́льшим числом модулей). После закрытия проекта МКС сегмент Аксиом планируется дооснастить независимой СЖО, отстыковать, и использовать как коммерческую орбитальную станцию.

Вывод из эксплуатации

В случае принятия решения об окончании эксплуатации станции планируется сведение её с орбиты. В данное время согласовано финансирование и эксплуатация МКС по 2024 год включительно, рассматривается дальнейший цикл продления до 2028 (2030) года. В конце 2021 года американская сторона продлила срок эксплуатации станции до 2030 года[50].

Станцию, как и другие космические объекты, должны затопить в Тихом океане, выбрав для этого несудоходный район. По предварительным оценкам, несгоревшими останутся около 120 тонн обломков при общей массе космической станции более 400 тонн. Траектория снижения МКС с высоты 400 км состоит из нескольких этапов. Когда она достигнет 270-километровой орбиты, время снижения до поверхности Земли займёт примерно месяц. Разделение станции порционно на высотах в 110, 105 и 75 километров позволит расширить зону падения обломков до 6 тысяч километров. Какие установки будут задействованы для ликвидации МКС, пока не определено, рассматриваются варианты с двигателями модуля «Звезда» либо комбинацией нескольких «Прогрессов»[51].

Рассматривались предложения отделения в 2024 году от МКС российского сегмента из трёх модулей («лабораторный модуль», узловой модуль, «научно-энергетический модуль») и создание на их базе национальной космической станции[52]. .

В основу устройства станции заложен модульный принцип. Сборка МКС происходит путём последовательного добавления к комплексу очередного модуля или блока, который соединяется с уже доставленным на орбиту.

На декабрь 2021 года в состав МКС входит 15 основных модулей (российские — «Заря», «Звезда», «Поиск», «Рассвет», «Наука», «Причал»; американские — «Юнити», «Дестини», «Квест», «Гармония», «Транквилити», «Купола», «Леонардо»; европейский «Коламбус»; японский «Кибо», состоящий из двух частей) а также экспериментальный модуль «BEAM»[53] и шлюзовой модуль для запуска малых спутников «Бишоп».

 Видеохронология установки модулей МКС (русские субтитры)

На схеме изображены все основные и второстепенные модули, которые являются частью станции (закрашенные) или планируются для доставки (незакрашенные):

Расположение модулей относительно друг друга иногда меняется. На схеме показано их текущее расположение. Синим цветом показаны герметичные части станции и пристыкованные к ней корабли. Забортные конструкции показаны жёлтым и красным цветом. Сверху на схеме — кормовая часть станции. Слева находится зенит, справа — надир (направление к Земле).

На схеме изображены:

• «Заря» — функционально-грузовой модуль «Заря», первый из доставленных на орбиту модулей МКС. Масса модуля — 20 тонн, длина — 12,6 м, диаметр — 4 м, объём — 80 м³. Оборудован реактивными двигателями для коррекции орбиты станции и большими солнечными батареями. Срок эксплуатации модуля несколько раз продлевался и на 2019 год модуль сертифицирован до 2028 года с учётом плановых замен оборудования[54]. Модуль принадлежит США, хотя технически интегрирован в российский сегмент МКС[55]. Произведён «ГКНПЦ им. М. В. Хруничева» по заказу корпорации Boeing, которая выступала в качестве субподрядчика НАСА при производстве и запуске модуля[56];
• «Звезда» — служебный модуль «Звезда», в котором располагаются системы управления полётом, системы жизнеобеспечения, энергетический и информационный центр, а также каюты для космонавтов. Масса модуля — 24 тонны. Модуль разделён на пять отсеков и имеет четыре стыковочных узла. Все его системы и блоки — российские, за исключением бортового вычислительного комплекса, созданного при участии европейских и американских специалистов. На модуле по настоянию американской стороны смонтирована противометеоритная панель[57];
• МИМ-1 и МИМ-2 — малые исследовательские модули, два российских грузовых модуля «Поиск» и «Рассвет», предназначенные для хранения оборудования, необходимого для проведения научных экспериментов. «Поиск» пристыкован к зенитному (то есть направленному от Земли) стыковочному узлу модуля Звезда, а «Рассвет» — к надирному (то есть направленному к Земле) порту модуля «Заря»[23];
• Гермоадаптер (PMA) — герметичный стыковочный переходник, предназначенный для соединения между собой модулей МКС, и для обеспечения стыковок шаттлов;
• «Транквилити» — модуль МКС, выполняющий функции жизнеобеспечения. Содержит системы по переработке воды, регенерации воздуха, утилизации отходов и др. Соединён с модулем «Юнити»[58][59];
• «Юнити» — первый из трёх соединительных модулей МКС, выполняющий роль стыковочного узла и коммутатора электроэнергии для модулей «Квест», «Нод-3», фермы Z1 и стыкующихся к нему через Гермоадаптер-3 транспортных кораблей;
• «Пирс» — порт причаливания, предназначавшийся для осуществления стыковок российских «Прогрессов» и «Союзов»; до июля 2021 года был установлен на модуле «Звезда». Был отстыкован 26 июля 2021, на его место был установлен модуль «Наука»;
• Фермы — объединённая ферменная структура, на элементах которой установлены солнечные батареи, панели радиаторов и дистанционные манипуляторы. Также предназначена для негерметичного хранения грузов и различного оборудования;
• Внешние складские платформы (ESP) — внешние складские платформы: три внешние негерметичные платформы, предназначенные исключительно для хранения грузов и оборудования;
• Транспортно-складские палеты (ELC) — четыре негерметичные платформы, закреплённые на фермах 3 и 4, предназначенные для размещения оборудования, необходимого для проведения научных экспериментов в вакууме. Обеспечивают обработку и передачу результатов экспериментов по высокоскоростным каналам на станцию[60];
• «Канадарм2», или «Мобильная обслуживающая система» — канадская система дистанционных манипуляторов, служащая в качестве основного инструмента для разгрузки транспортных кораблей и перемещения внешнего оборудования[61];
• «Декстр» — канадская система из двух дистанционных манипуляторов, служащая для перемещения оборудования, расположенного вне станции;
• «Квест» — специализированный шлюзовой модуль, предназначенный для осуществления выходов космонавтов и астронавтов в открытый космос с возможностью предварительного проведения десатурации (вымывания азота из крови человека);
• «Гармония» — соединительный модуль, выполняющий роль стыковочного узла и коммутатора электроэнергии для трёх научных лабораторий и стыкующихся к нему через Гермоадаптер-2 транспортных кораблей. Содержит дополнительные системы жизнеобеспечения;
• «Коламбус» — европейский лабораторный модуль, в котором, помимо научного оборудования, установлены сетевые коммутаторы (хабы), обеспечивающие связь между компьютерным оборудованием станции. Пристыкован к модулю «Гармония»;
• «Дестини» — американский лабораторный модуль, состыкованный с модулем «Гармония»;
• «Кибо» — японский лабораторный модуль, состоящий из трёх отсеков и одного основного дистанционного манипулятора. Самый большой модуль станции. Предназначен для проведения физических, биологических, биотехнологических и других научных экспериментов в герметичных и негерметичных условиях. Кроме того, благодаря особой конструкции позволяет проводить незапланированные эксперименты. Пристыкован к модулю «Гармония»;

Обзорный купол МКС

• «Купол» — прозрачный обзорный купол. Его семь иллюминаторов (самый большой имеет 80 см в диаметре) используются для проведения экспериментов, наблюдения за космосом и Землёй, при стыковке космических аппаратов, а также как пульт управления главным дистанционным манипулятором станции. Место для отдыха членов экипажа. Разработан и изготовлен Европейским космическим агентством. Установлен на узловой модуль «Транквилити»[59];
• Герметичный многофункциональный модуль (Permanent Multipurpose Module, PMM) — складское помещение для хранения грузов, пристыкован к модулю «Транквилити». Это один из двух грузовых модулей, периодически доставлявшихся на орбиту шаттлами для дооснащения МКС необходимым научным оборудованием и прочими грузами. Модули «Леонардо» и «Рафаэль», имеющие общее название «Многоцелевой модуль снабжения», стыковались к надирному порту «Юнити». Переоборудованный модуль «Леонардо» начиная с марта 2011 года постоянно входит в число модулей станции[62];
• Международные стыковочные адаптеры (IDA, сокращение от англ. International Docking Adapter) — международные стыковочные адаптеры-переходники, предназначенные для преобразования системы стыковки АПАС-95 в систему стыковки НАСА. Первый присоединён к PMA-2 в 2016 году, второй — к PMA-3 в 2019 году;
• «BEAM» — экспериментальный развёртываемый жилой модуль МКС, разработанный частной космической компанией Bigelow Aerospace, — первый модуль МКС, разработанный частной фирмой. Модуль изначально использовался для проведения экспериментов по измерению уровня радиации и воздействия микрочастиц, а затем — в качестве склада. Пристыкован к узловому модулю «Транквилити»[63].
• «Наука» — российский многофункциональный лабораторный модуль (запуск произошёл 21 июля 2021 года), где предусмотрены условия для хранения научного оборудования, проведения научных экспериментов, временного проживания экипажа. На модуле закреплён Европейский манипулятор ERA и Узловой модуль «Причал».

После пристыковки в конце 2021 года модуля «Причал», станция имеет 12 стыковочных узлов, играющих роль портов: 8 для приёма грузовых и пилотируемых космических кораблей и 4 для пристыковки в будущем новых модулей (но пригодных и для приёма кораблей):

• 8 портов ССВП на российском сегменте: 5 ССВП-М8000 на модуле «Причал» (4 из них предназначены для стыковки новых модулей), и по одному ССВП-Г4000 на модулях «Звезда», «Поиск» и «Рассвет»[64], и
• 4 на американском сегменте: 3 на модуле «Гармония» (2 из которых оборудованы адаптером IDA) и 1 на модуле «Юнити».

Кроме них имеется неиспользуемый зенитный стыковочный узел модуля «Транквилити»[65], а также

• 1 шлюзовой люк шлюзового модуля «Квест» для ВКД,
• 1 стыковочный узел для периодически отстыковываемого шлюзового модуля «Бишоп» для запуска малых спутников и
• 1 стыковочный узел для шлюзового модуля на гермоадаптере модуля «Наука».

Поскольку граф стыковки модулей станции имеет структуру дерева (то есть в нём отсутствуют циклы), она всегда имеет на один межмодульный переход меньше, чем число её модулей. Так, на декабрь 2021 года она имеет 14 постоянно открытых межмодульных переходов, и с учётом трёх гермоадаптеров РМА — 17 внутренних стыковочных узлов, не считая лишь изредка открываемых люков сообщения с модулями «BEAM» и «Бишоп» и фермой Z1.

Помимо межмодульных узлов, в некоторых крупных модулях («Заря», «Звезда», «Наука», «Кибо») имеются внутримодульные люки, способные отделять герметичные адаптеры этих модулей от их остальной части.

Наибольшее количество стыковочных узлов (6) имеют узловые модули «Юнити», «Гармония», «Транквилити» и «Причал». Столько же стыковочных узлов имеет созданный для МКС, но так и не запущенный Node-4, судьба которого пока неясна.

Стандартный внутренний диаметр стыковочных узлов российского сегмента — 80 см; люков CBM американского — 127 см.

Иллюминатор модуля «Дестини»

Крупнейшим оптическим шлюзом станции является созданный в Италии 7-иллюминаторный модуль Купол американского сегмента, с центральным круглым иллюминатором из кварцевого стекла диаметром 800 мм и толщиной 100 мм, и 6 трапециевидными вокруг него[66][67]. Второй, ещё более крупный купол планируется установить в сегменте Аксиом.

Кроме «Купола», в станции имеется много отдельных иллюминаторов: например, 14 в модуле «Звезда»[68], 2 в модуле «Поиск», диаметром 228 мм[69], 2 более крупных в модуле «Кибо»[70], в модуле «Дестини» — крупный надирный иллюминатор диаметром 510 мм[71], в модуле «Наука» — крупнейший в российском сегменте, диаметром 426 мм[72]. Российский сегмент после запуска модуля «Наука» имеет 20 иллюминаторов[73].

Иллюминаторы снабжены защитными кожухами, закрытие которых управляется изнутри. Со временем иллюминаторы изнашиваются: от столкновения с микрочастицами космического мусора на их внешней поверхности появляются каверны и царапины[74]. Для борьбы с порчей разработан специальный состав, которым будут покрывать внешнюю поверхность иллюминаторов[75][76]. Пока же их периодически чистят в ходе ВКД с помощью специальных инструментов[77].

МКС в 2001 году. Видны солнечные батареи модулей «Заря» и «Звезда», а также ферменная конструкция P6 с американскими солнечными батареями

Солнечная батарея на МКС

Единственным источником электрической энергии для МКС является Солнце, свет которого солнечные батареи станции преобразуют в электроэнергию[78].

В российском сегменте МКС используется постоянное напряжение 28 вольт[79][80], аналогичное применяемому на космических кораблях «Спейс Шаттл»[81] и «Союз»[82]. Электроэнергия вырабатывается непосредственно солнечными батареями модулей «Заря» и «Звезда», а также передаётся с американского сегмента в российский через преобразователь напряжения ARCU (American-to-Russian converter unit) и в обратном направлении через преобразователь напряжения RACU (Russian-to-American converter unit)[83][84]. При разработке проекта станции планировалось, что российский сегмент станции будет обеспечиваться электроэнергией с помощью российского модуля «Научно-энергетическая платформа» (НЭП), но в 2001 году её создание было остановлено из-за нехватки средств, в то же время планировалась её доставка на МКС американским шаттлом в конце 2004 года.[85][86] После катастрофы шаттла «Колумбия» в 2003 году программа сборки станции и график полётов шаттлов были пересмотрены. Среди прочего, отказались от доставки НЭП, американская сторона предложила подачу электроэнергии со своего сегмента в российский сегмент; поэтому в данный момент большая часть электроэнергии производится солнечными батареями американского сектора[78][87].

В американском сегменте солнечные батареи организованы следующим образом: две гибкие складные панели солнечных батарей образуют так называемое крыло солнечной батареи (Solar Array Wing, SAW), всего на ферменных конструкциях станции размещено четыре пары таких крыльев. Каждое крыло имеет длину 35 м и ширину 11,6 м, а его полезная площадь составляет 298 м², при этом вырабатываемая им суммарная мощность может достигать 32,8 кВт[78][88]. Солнечные батареи генерируют первичное постоянное напряжение от 115 до 173 вольт, которое затем с помощью блоков DDCU (англ. Direct Current to Direct Current Converter Unit) трансформируется во вторичное стабилизированное постоянное напряжение величиной 124 вольта. Это стабилизированное напряжение непосредственно используется для питания электрооборудования американского сегмента станции[89].

Станция совершает один оборот вокруг Земли примерно за 90 минут (исходя из последних TLE данных станции

29.05.2021 1:42:19

[90][91][92] на 29 мая 2021 за 92,32 минуты, то есть за 1 час 32 минуты 58 секунд) и около половины этого времени проводит в тени Земли, где солнечные батареи не работают. Тогда её электроснабжение происходит от буферных аккумуляторных батарей, которые восполняют заряд при выходе МКС из земной тени. Срок службы первоначальных никель-водородных аккумуляторных батарей 6,5 лет; ожидается, что за время жизни станции их будут неоднократно заменять[78][93]. Первая замена аккумуляторных батарей была осуществлена в ходе полёта шаттла «Индевор» STS-127 в июле 2009 года. Новый цикл замены был начат после доставки первой группы аккумуляторных батарей грузовым кораблём HTV Kounotori 6 в декабре 2016 года, вторая группа, не последняя, была доставлена в сентябре 2018 года HTV Kounotori 7.

При нормальных условиях солнечные батареи американского сектора отслеживают Солнце, чтобы увеличить до максимума выработку энергии. Солнечные батареи наводятся на Солнце с помощью приводов «Альфа» и «Бета». На станции установлено два привода «Альфа», которые поворачивают вокруг продольной оси ферменных конструкций сразу несколько секций с расположенными на них солнечными батареями: первый привод поворачивает секции от P4 до P6, второй — от S4 до S6. Каждому крылу солнечной батареи соответствует свой привод «Бета», который обеспечивает вращение крыла относительно его продольной оси[78][94].

Когда МКС находится в тени Земли, солнечные батареи переводятся в режим Night Glider mode («Режим ночного планирования»), при этом они поворачиваются краем по направлению движения, чтобы уменьшить сопротивление атмосферы, которая присутствует на высоте полёта станции[94].

29 апреля 2019 года на Международной космической станции зафиксировали проблему в системе энергоснабжения. Как сообщило НАСА, команды работают над выявлением причины и восстановлением электропитания в системе, непосредственной причины для беспокойства за экипаж станции нет[95].

Притяжение Земли на высоте орбиты станции составляет 88-90 % от притяжения на уровне моря[Комм 3]. Состояние невесомости обусловлено постоянным свободным падением МКС, которое, согласно принципу эквивалентности, равнозначно отсутствию притяжения. Однако состояние тел на станции несколько отличается от полной невесомости (и зачастую описывается как микрогравитация) из-за четырёх эффектов:

• Тормозящее давление остаточной атмосферы.
• Вибрационные ускорения из-за работы механизмов и перемещения экипажа станции.
• Коррекция орбиты.
• Приливные ускорения относительно центра тяжести станции ввиду неоднородности гравитационного поля Земли.

Все эти факторы создают квазистатические ускорения, достигающие значений 10⁻⁶ g, и высокочастотные колебания ускорения с амплитудой до 10⁻² g[96][97].

На станции поддерживается атмосфера, близкая к земной[98]. Нормальное атмосферное давление на МКС — 101,3 килопаскаля, такое же, как на уровне моря на Земле. Атмосфера на МКС не совпадала с атмосферой, поддерживаемой в шаттлах, поэтому после пристыковки космического челнока происходило выравнивание давлений и состава газовой смеси по обе стороны шлюза[99]. Примерно с 1999 по 2004 годы в NASA существовал и разрабатывался проект IHM (Inflatable Habitation Module), в котором планировалось использование давления атмосферы на станции для развёртывания и создания рабочего объёма дополнительного обитаемого модуля. Корпус этого модуля предполагалось изготовить из кевларовой ткани с герметичной внутренней оболочкой из газонепроницаемого синтетического каучука. Однако в 2005 году по причине нерешённости большинства проблем, поставленных в проекте (в частности, проблемы защиты от частиц космического мусора), программа IHM была закрыта.

Передача телеметрии и обмен научными данными между станцией и центрами управления полётом осуществляется с помощью радиосвязи. Кроме того, средства радиосвязи используются во время операций по сближению и стыковке, их применяют для аудио- и видеосвязи между членами экипажа и с находящимися на Земле специалистами по управлению полётом, а также родными и близкими космонавтов. Таким образом, МКС оборудована внутренними и внешними многоцелевыми коммуникационными системами[100].

Российский сегмент МКС поддерживает связь с Землёй напрямую с помощью радиоантенны «Лира», установленной на модуле «Звезда»[101][102]. «Лира» даёт возможность использовать спутниковую систему ретрансляции данных «Луч»[101]. Эту систему использовали для связи со станцией «Мир», но в 1990-х годах она пришла в упадок и в настоящее время не применяется[101][103][104][105]. Для восстановления работоспособности системы в 2012 году был запущен «Луч-5А». В мае 2014 года на орбите действуют 3 спутника многофункциональной космической системы ретрансляции «Луч» — «Луч-5А», «Луч-5Б» и «Луч-5В». В 2014 году запланирована установка на российский сегмент станции специализированной абонентской аппаратуры[106][107][108].

Другая российская система связи, «Восход-М», обеспечивает телефонную связь между модулями «Звезда», «Заря», «Пирс», «Поиск» и американским сегментом, а также УКВ-радиосвязь с наземными центрами управления, используя для этого внешние антенны модуля «Звезда»[109][110].

В американском сегменте для связи в S-диапазоне (передача звука) и Ku-диапазоне (передача звука, видео, данных) применяются две отдельные системы, расположенные на ферменной конструкции Z1. Радиосигналы от этих систем передаются на американские геостационарные спутники TDRSS, что позволяет поддерживать практически непрерывный контакт с центром управления полётами в Хьюстоне[100][101][111]. Данные с «Канадарм2», европейского модуля «Коламбус» и японского «Кибо» перенаправляются через эти две системы связи, однако американскую систему передачи данных TDRSS со временем дополнят европейская спутниковая система (EDRS) и аналогичная японская[111][112]. Связь между модулями осуществляется по внутренней цифровой беспроводной сети[113].

Во время выходов в открытый космос космонавты используют УКВ-передатчик дециметрового диапазона. УКВ-радиосвязью также пользуются во время стыковки или расстыковки космические аппараты «Союз», «Прогресс», HTV, ATV и «Спейс шаттл» (шаттлы применяли также передатчики S- и Ku-диапазонов посредством TDRSS). С её помощью эти космические корабли получают команды от центров управления полётом или от членов экипажа МКС[101]. Автоматические космические аппараты оборудованы собственными средствами связи. Так, корабли ATV используют во время сближения и стыковки специализированную систему Proximity Communication Equipment (PCE), оборудование которой располагается на ATV и на модуле «Звезда». Связь осуществляется через два полностью независимых радиоканала S-диапазона. PCE начинает функционировать, начиная с относительных дальностей около 30 километров, и отключается после стыковки ATV к МКС и перехода на взаимодействие по бортовой шине MIL-STD-1553. Для точного определения относительного положения ATV и МКС используется система установленных на ATV лазерных дальномеров, делающая возможной точную стыковку со станцией[114][115].

Станция оборудована примерно сотней портативных компьютеров ThinkPad от IBM и Lenovo, моделей A31 и T61P, работающих под управлением операционной системы Debian GNU/Linux[116]. Это обычные серийные компьютеры, которые, однако, были доработаны для применения в условиях МКС; в частности, в них переделаны разъёмы, система охлаждения, учтено используемое на станции бортовое напряжение 28 вольт, а также выполнены требования безопасности для работы в невесомости[117]. С января 2010 года на станции для американского[118] сегмента организован прямой доступ в Интернет[119]. Компьютеры на борту МКС соединены с помощью Wi-Fi в беспроводную сеть и связаны с Землёй на скорости 3 Мбит/c (МКС-Земля) и 10 Мбит/с (Земля-МКС), что сравнимо с домашним ADSL-подключением[120].

Космический туалет на модуле «Звезда»

На МКС 3 санузла: европейского, американского и российского производства. Они находятся на модулях «Звезда» и «Транквиллити». Унитаз на ОС предназначен как для мужчин, так и для женщин, выглядит точно так же, как на Земле, но имеет ряд конструктивных особенностей. Унитаз снабжён фиксаторами для ног и держателями для бёдер, в него вмонтированы мощные воздушные насосы. Космонавт пристёгивается специальным пружинным креплением к сидению унитаза, затем включает мощный вентилятор и открывает всасывающее отверстие, куда воздушный поток уносит все отходы.

Воздух из туалетов перед попаданием в жилые помещения обязательно фильтруется для очистки от бактерий и запаха[121].

В декабре 2020 года, кораблём Cygnus CRS NG-14 на станцию доставлен и установлен туалет американского производства — UWMS (Universal Waste Management System), который установлен в модуле «Транквиллити»[122]. С прибытием в 2021 году на станцию модуля «Наука», количество туалетов было доведено до четырёх.

На МКС используется среднее время по Гринвичу (GMT). Через каждые 16 восходов/закатов закрываются иллюминаторы станции, чтобы создать иллюзию ночного затемнения. Команда обычно просыпается в 7 часов утра (UTC), и обычно работает около 10 часов каждый будний день и около пяти часов — каждую субботу[123]. Во время визитов шаттлов экипаж МКС следовал Mission Elapsed Time (MET) — общему полётному времени шаттла, которое не было привязано к конкретному часовому поясу, а считалось исключительно от времени старта космического челнока[124][125]. Экипаж МКС заранее сдвигал время своего сна перед прибытием челнока и возвращался к прежнему режиму после его отбытия.

В меню на МКС с 10 августа 2015 года была официально включена свежая зелень (салат латук), выращенная в условиях микрогравитации на орбитальной плантации Veggie[126] Многие СМИ сообщали, что космонавты впервые попробовали собственно выращенную еду, но аналогичный эксперимент ранее был проведён на станции «Мир»[127][128].

График высоты МКС

Высота орбиты МКС постоянно изменяется. За счёт трения о разрежённую атмосферу происходит постепенное торможение и потеря высоты[132]. Атмосферное сопротивление снижает высоту в среднем примерно на 2 км в месяц.

Орбита станции корректируется с помощью собственных двигателей (до лета 2000 года — ФГБ «Заря», после — СМ «Звезда») и двигателей приходящих транспортных кораблей, которые также производят дозаправку топлива[133]. Одно время ограничивались компенсацией снижения. В последнее время высота орбиты неуклонно растёт[134].

Для того, чтобы снизить до минимума влияние атмосферы, станцию надо было поднять до 390—400 км. Однако для увеличения общей полезной нагрузки американских шаттлов[135] её приходилось удерживать ниже, корректируя лишь пару раз в год[136].

Если ранее в среднем для удержания МКС на орбите 350 км в год требовалось 8600 кг топлива, то с повышением её до 400 км требуется только 3600 кг[137]. Так например, только три грузовых корабля ATV — «Жюль Верн» (2008), «Иоганн Кеплер» (2011) и «Эдоардо Амальди» (2012) — вместе выполнили 25 манёвров, чтобы обеспечить приращение скорости 67 м/с при расходе 8400 кг топлива. Расход топлива для управления ориентацией при этом дополнительно составил 1926 кг. Увеличение массы МКС на 40 % в период сборки с 2008 по 2011 год также привело к увеличению затрат топлива для коррекции[133].

В связи с окончанием программы полёта шаттлов ограничение высоты было снято[138]. Повышение орбиты позволило существенно сэкономить на доставке топлива и тем самым увеличить количество продуктов питания, воды и других полезных грузов, доставляемых транспортными кораблями[137].

В составе станции находятся три специальных научных модуля — американская лаборатория «Дестини», запущенная в феврале 2001 года, европейский исследовательский модуль «Коламбус», доставленный на станцию в феврале 2008 года, и японский исследовательский модуль «Кибо». В европейском исследовательском модуле оборудованы 10 стоек, в которых устанавливаются приборы для исследований в различных разделах науки. Некоторые стойки специализированы и оборудованы для исследований в области биологии, биомедицины и физики жидкостей. Остальные стойки — универсальные, в них оборудование может меняться в зависимости от проводимых экспериментов.

Японский исследовательский модуль «Кибо» состоит из нескольких частей, которые последовательно доставлялись и монтировались на орбите. Первый отсек модуля «Кибо» — герметичный экспериментально-транспортный отсек (англ. JEM Experiment Logistics Module — Pressurized Section) был доставлен на станцию в марте 2008 года, в ходе полёта шаттла «Индевор» STS-123. Последняя часть модуля «Кибо» была присоединена к станции в июле 2009 года, когда шаттл доставил на МКС негерметичный экспериментально-транспортный отсек (англ. Experiment Logistics Module, Unpressurized Section)[139].

Россия имеет на орбитальной станции два «Малых исследовательских модуля» (МИМ) — «Поиск» и «Рассвет». Кроме того, в 2021 году на МКС доставлен многофункциональный лабораторный модуль «Наука» (МЛМ). Полноценными научными возможностями обладает только последний, количество научной аппаратуры, размещённой на двух МИМ, минимально.

Международная природа проекта МКС способствует проведению совместных научных экспериментов. Наиболее широко подобное сотрудничество развивают европейские и российские научные учреждения под эгидой ЕКА и Федерального космического агентства России. Известными примерами такого сотрудничества стали эксперимент «Плазменный кристалл», посвящённый физике пылевой плазмы, и проводимый Институтом внеземной физики Общества Макса Планка, Институтом высоких температур и Институтом проблем химической физики РАН, а также рядом других научных учреждений России и Германии[140][141], медико-биологический эксперимент «Матрёшка-Р», в котором для определения поглощённой дозы ионизирующих излучений используются манекены — эквиваленты биологических объектов, созданные в Институте медико-биологических проблем РАН и Кёльнском институте космической медицины[142].

Российская сторона также является подрядчиком при проведении контрактных экспериментов ЕКА и Японского агентства аэрокосмических исследований. Например, российские космонавты проводили испытания робототехнической экспериментальной системы ROKVISS (англ. Robotic Components Verification on ISS — испытания робототехнических компонентов на МКС), разработанной в Институте робототехники и механотроники, расположенном в Веслинге, неподалёку от Мюнхена, Германия[143][144].

Сравнение между горением свечи на Земле (слева) и в условиях микрогравитации на МКС (справа)

В 1995 году среди российских научных и образовательных учреждений, промышленных организаций был объявлен конкурс на проведение научных исследований на российском сегменте МКС. По одиннадцати основным направлениям исследований было получено 406 заявок от восьмидесяти организаций. После оценки специалистами РКК «Энергия» технической реализуемости этих заявок в 1999 году была принята «Долгосрочная программа научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте МКС». Программу утвердили президент РАН Ю. С. Осипов и генеральный директор Российского авиационно-космического агентства (ныне ФКА) Ю. Н. Коптев. Первые исследования на российском сегменте МКС были начаты первой пилотируемой экспедицией в 2000 году[145].

Согласно первоначальному проекту МКС, предполагалось выведение двух крупных российских исследовательских модулей (ИМ). Электроэнергию, необходимую для проведения научных экспериментов, должна была предоставлять Научно-энергетическая платформа (НЭП). Однако из-за недофинансирования и задержек при строительстве МКС все эти планы были отменены в пользу постройки единственного научного модуля, не требовавшего больших затрат и дополнительной орбитальной инфраструктуры. Значительная часть исследований, проводимых Россией на МКС, является контрактной или совместной с зарубежными партнёрами.

В настоящее время на МКС проводятся различные медицинские, биологические, физические исследования[146].

Вирус Эпштейна — Барр, показанный с помощью техники окрашивания флюоресцентными антителами

США проводят широкую программу исследований на МКС. Многие из этих экспериментов являются продолжением исследований, проводившихся ещё в полётах шаттлов с модулями «Спейслаб» и в совместной с Россией программе «Мир — Шаттл». В качестве примера можно привести изучение патогенности одного из возбудителей герпеса, вируса Эпштейна — Барр. По данным статистики, 90 % взрослого населения США являются носителями латентной формы этого вируса. В условиях космического полёта происходит ослабление работы иммунной системы, вирус может активизироваться и стать причиной заболевания члена экипажа. Эксперименты по изучению вируса были начаты в полёте шаттла STS-108[147].

Солнечная обсерватория, установленная на модуле «Коламбус»

На европейском научном модуле «Коламбус» предусмотрено 10 унифицированных стоек для размещения полезной нагрузки (ISPR). Часть из них, по соглашению, будет использоваться в экспериментах НАСА. Для нужд ЕКА в стойках установлено следующее научное оборудование: лаборатория Biolab для проведения биологических экспериментов, лаборатория Fluid Science Laboratory для исследований в области физики жидкости, установка для экспериментов по физиологии European Physiology Modules, а также универсальная стойка European Drawer Rack, содержащая оборудование для проведения опытов по кристаллизации белков (PCDF).

Во время STS-122 были установлены и внешние экспериментальные установки для модуля «Коламбус»: выносная платформа для технологических экспериментов EuTEF и солнечная обсерватория SOLAR. Планируется добавить внешнюю лабораторию по проверке ОТО и теории струн Atomic Clock Ensemble in Space[148][149].

В программу исследований, проводимых на модуле «Кибо», входит изучение процессов глобального потепления на Земле, озонового слоя и опустынивания поверхности, проведение астрономических исследований в рентгеновском диапазоне.

Запланированы эксперименты по созданию крупных и идентичных белковых кристаллов, которые призваны помочь понять механизмы болезней и разработать новые методы лечения. Кроме этого, будет изучаться действие микрогравитации и радиации на растения, животных и людей, а также будут проводиться опыты по робототехнике, в области коммуникаций и энергетики[150].

В апреле 2009 года японский астронавт Коити Ваката на МКС провёл серию экспериментов, которые были отобраны из числа предложенных простыми гражданами[151].

По программам НАСА идёт разработка коммерческих проектов

• CST-100 Starliner — пилотируемый аппарат компании Boeing, способный выводить на орбиту до 7 космонавтов (испытательный беспилотный полёт к МКС запланирован не ранее мая 2022 года, пилотируемый — не ранее 2 полугодия 2022 года); первый запуск 20 декабря 2019 года был неудачным.
• Dream Chaser — многоразовый орбитальный космоплан для доставки и возвращения грузов (2022 год).

JAXA

• HTV-X — модифицированная версия грузового аппарата HTV (не ранее 2022 года).

Роскосмос

• «Орёл» — российский пилотируемый корабль (не ранее 2024 года).

• Российско-европейский корабль Crew Space Transportation System создавался на основе «Союзов» для ротации экипажей и доставки грузов (не ранее 2017 года, отменён)[155].
• Предполагалось, что частью программы НАСА под названием Commercial Orbital Transportation Services станет космический корабль K-1 Vehicle, созданный Rocketplane Kistler, его полёт был запланирован на 2009 год. 18 октября 2007 года НАСА разорвало соглашение с Rocketplane Kistler, так как компания не смогла привлечь дополнительные средства от частных инвесторов и удовлетворить требованиям герметичности для грузового модуля[156]. Впоследствии НАСА объявило, что оставшиеся из переданных проекту 175 миллионов долларов могут быть доступны другим компаниям[157]. 19 февраля 2008 года НАСА выделила Orbital Sciences Corporation 170 млн долларов на разработку космического корабля «Сигнус» в рамках своей программы COTS[158].
• Также предполагалось, что кораблём для ротации экипажей и доставки грузов сможет стать с 2012 года российский космический челнок «Клипер», однако с 1 июня 2006 года в РКК «Энергия» все работы над этим кораблём были остановлены[159].

Отверстие в панели радиатора шаттла Индевор STS-118, образовавшееся в результате столкновения с космическим мусором

Поскольку МКС движется по сравнительно невысокой орбите, существует определённая вероятность столкновения станции или космонавтов, выходящих в открытый космос, с так называемым космическим мусором. К таковому могут быть причислены как крупные объекты вроде ракетных ступеней или выбывших из строя спутников, так и мелкие вроде шлака от твердотопливных ракетных двигателей, хладагентов из реакторных установок спутников серии УС-А, иных веществ и объектов[160]. Кроме того, дополнительную угрозу таят в себе природные объекты наподобие микрометеоритов[161]. Учитывая космические скорости на орбите, даже малые объекты способны нанести серьёзный урон станции, а в случае возможного попадания в скафандр космонавта микрометеориты могут пробить оболочку скафандра и вызвать разгерметизацию.

Чтобы избежать подобных столкновений, с Земли ведётся удалённое наблюдение за передвижением элементов космического мусора. Если на определённом расстоянии от МКС появляется такая угроза, экипаж станции получает соответствующее предупреждение, и выполняется так называемый «разворот (манёвр) уклонения» (англ. Debris Avoidance Manoeuvre). Двигательная установка выдаёт импульс, уводящий станцию на более высокую орбиту во избежание столкновения. Если опасность обнаружена слишком поздно, экипаж эвакуируется из МКС на космических кораблях «Союз». Частичная эвакуация по указанной причине происходила на МКС несколько раз, в частности, 6 апреля 2003, 13 марта 2009[162], 29 июня 2011[163] и 24 марта 2012 года[164].

В отсутствие массивного атмосферного слоя, который окружает людей на Земле, космонавты на МКС подвергаются более интенсивному облучению постоянными потоками космических лучей. За сутки члены экипажа получают дозу радиации в размере около 1 миллизиверта, что примерно равнозначно облучению человека на Земле за год[165]. Это приводит к повышенному риску развития злокачественных опухолей у космонавтов, а также ослаблению иммунной системы. Ослабление иммунитета космонавтов может способствовать распространению инфекционных заболеваний среди членов экипажа, особенно в замкнутом пространстве станции. Несмотря на предпринятые попытки по улучшению механизмов радиационной защиты, уровень проникновения радиации не сильно изменился по сравнению с показателями предыдущих исследований, проводившихся, например, на станции «Мир».

Во время мощных солнечных вспышек поток ионизирующего излучения на МКС может резко возрастать; при этом в некоторых случаях время от момента предупреждения экипажа может составлять лишь несколько минут. Так, 20 января 2005 года во время мощной солнечной вспышки и последовавшей через 15 минут после неё протонной бури экипаж МКС был вынужден перейти в укрытие в российском сегменте станции[166][167].

В ходе проверки внешней обшивки МКС на соскобах с поверхности корпуса и иллюминаторов были обнаружены следы жизнедеятельности морского планктона. Также подтвердилась необходимость очистки внешней поверхности станции в связи с загрязнениями от работы двигателей космических аппаратов[168].

Обложка Межправительственного соглашения о космической станции, подписанного Дэниелом Голдином (бывшим директором НАСА)

Правовая структура, регулирующая юридические аспекты космической станции, является разноплановой и состоит из четырёх уровней:

• Первым уровнем, устанавливающим права и обязанности сторон, является «Межправительственное соглашение о космической станции» (англ. Space Station Intergovernmental Agreement — IGA), подписанное 29 января 1998 года пятнадцатью правительствами[Комм 4] участвующих в проекте стран — Канадой, Россией, США, Японией и одиннадцатью государствами — членами Европейского космического агентства (Бельгией, Великобританией, Германией, Данией, Испанией, Италией[Комм 5], Нидерландами, Норвегией, Францией, Швейцарией и Швецией). В статье № 1 этого документа отражены основные принципы проекта:
  Это соглашение — долгосрочная международная структура на основе искреннего партнёрства, для всестороннего проектирования, создания, развития и долговременного использования обитаемой гражданской космической станции в мирных целях, в соответствии с международным правом[169]. При написании этого соглашения за основу был взят «Договор о космосе» от 1967 года[170], ратифицированный 98 странами, который заимствовал традиции международного морского и воздушного права[171].
• Первый уровень партнёрства положен в основу второго уровня, который называется «Меморандумы о взаимопонимании» (англ. Memoranda of Understanding — MOUs). Эти меморандумы представляют собой соглашения между НАСА, ФКА, ЕКА, ККА и JAXA. Меморандумы используются для более подробного описания ролей и обязанностей партнёров. Причём, поскольку НАСА является назначенным управляющим МКС, напрямую между этими организациями отдельных соглашений нет, только с НАСА.
• К третьему уровню относятся бартерные соглашения или договорённости о правах и обязанностях сторон — например, коммерческое соглашение 2005 года между НАСА и Роскосмосом, в условия которого входили одно гарантированное место для американского астронавта в составе экипажей кораблей «Союз» и часть полезного объёма для американских грузов на беспилотных «Прогрессах».
• Четвёртый правовой уровень дополняет второй («Меморандумы») и вводит в действие отдельные положения из него. Примером его является «Кодекс поведения на МКС», который был разработан во исполнение пункта 2 статьи 11 Меморандума о взаимопонимании — правовые аспекты обеспечения субординации, дисциплины, физической и информационной безопасности и другие правила поведения для членов экипажа[172].

Структура собственности проекта не предусматривает для её членов чётко установленного процента на использование космической станции в целом. Согласно статье № 5 (IGA), юрисдикция каждого из партнёров распространяется только на тот компонент станции, который за ним зарегистрирован, а нарушения правовых норм персоналом внутри или вне станции подлежат разбирательству согласно законам той страны, гражданами которой те являются.

Интерьер модуля «Заря»

Трейси Колдвэл в «Куполе»

Соглашения об использовании ресурсов МКС более сложные. Российские модули «Звезда», «Наука», «Поиск» и «Рассвет» изготовлены и принадлежат России, которая сохраняет право на их использование (аналогично и с модулем «Пирс» до затопления 26 июля 2021 г.). Модуль «Заря» был построен и доставлен на орбиту российской стороной, но сделано это было на средства США, поэтому собственником данного модуля на сегодняшний день официально является НАСА. Для использования российских модулей и других компонентов станции страны-партнёры используют дополнительные двусторонние соглашения (вышеупомянутые третий и четвёртый правовые уровни).

Остальная часть станции (модули США, европейские и японские модули, ферменные конструкции, панели солнечных батарей и два робота-манипулятора) по согласованию сторон используются следующим образом (в % от общего времени использования):

1. «Коламбус» — 51 % для ЕКА, 49 % для НАСА (46,7% НАСА и 2,3% ККА);
2. «Кибо» — 51 % для JAXA, 49 % для НАСА (46,7% НАСА и 2,3% ККА);
3. «Дестини» — 100 % для НАСА (99,7% НАСА и 2,3% ККА).

В дополнение к этому:

• НАСА может использовать 100 % площади ферменных конструкций;
• По соглашению с НАСА, ККА может использовать 2,3 % любых нероссийских компонентов[173];
• Рабочее время экипажа, мощность от солнечных батарей, пользование вспомогательными услугами (погрузка/разгрузка, коммуникационные услуги) — 76,6 % для НАСА, 12,8 % для JAXA, 8,3 % для ЕКА и 2,3 % для ККА.

До полёта первого космического туриста не существовало нормативной базы, регулирующей полёты в космос частных лиц. Но после полёта Денниса Тито страны-участницы проекта разработали «Принципы, касающиеся процессов и критериев отбора, назначения, подготовки и сертификации членов основных экипажей МКС и экспедиций посещения», которые определили такое понятие, как «Космический турист», и все необходимые вопросы для его участия в экспедиции посещения. В частности, такой полёт возможен только при наличии специфических медицинских показателей, психологической пригодности, языковой подготовки и денежного взноса[174].

В той же ситуации оказались и участники первой космической свадьбы в 2003 году, поскольку подобная процедура также не регулировалась никакими законами[175].

В 2000 году республиканское большинство в Конгрессе США приняло законодательный акт о нераспространении ракетных и ядерных технологий в Иране, согласно которому, в частности, США не могли приобретать у России оборудование и корабли, необходимые для строительства МКС. Однако после катастрофы «Колумбии», когда судьба проекта зависела от российских «Союзов» и «Прогрессов», 26 октября 2005 года конгресс был вынужден принять поправки в этот законопроект, снимающие все ограничения для «любых протоколов, соглашений, меморандумов о взаимопонимании или контрактов», до 1 января 2012 года[176][177].

Оценивая проект в целом, больше всего расходов НАСА составляют комплекс мероприятий по обеспечению полётов и затраты на управление МКС. Другими словами, текущие эксплуатационные расходы составляют гораздо бо́льшую часть из потраченных средств, чем затраты на строительство модулей и других устройств станции, на подготовку экипажей и на корабли доставки. (см. ниже)

Расходы НАСА на МКС без учёта затрат на «Шаттлы» (см. ниже) с 1994 по 2005 год составили 25,6 миллиарда долларов[179]. На 2005 и 2006 годы пришлось примерно 1,8 миллиарда долларов.

Оценить постатейный перечень затрат НАСА можно, например, по опубликованному космическим агентством документу[180], из которого видно, как распределились 1,8 миллиарда долларов, потраченных НАСА на МКС в 2005 году:

• Исследование и разработка нового оборудования — 70 миллионов долларов. Эта сумма была, в частности, направлена на разработки навигационных систем, на информационное обеспечение, на технологии по снижению загрязнения окружающей среды.
• Обеспечение полётов — 800 миллионов долларов. В эту сумму вошли, из расчёта на каждый корабль: 125 млн долларов на программное обеспечение, выходы в открытый космос, снабжение и техническое обслуживание челноков; дополнительно 150 млн долларов были потрачены на сами полёты, бортовое радиоэлектронное оборудование и на системы взаимодействия экипажа и корабля; оставшиеся 250 млн долларов пошли на общее управление МКС.
• Запуски кораблей и проведение экспедиций — 125 млн долларов на предстартовые операции на космодроме; 25 млн долларов на медицинское обслуживание; 300 млн долларов израсходовано на управление экспедициями;
• Программа полётов — 350 миллионов долларов потрачены на выработку программы полётов, на обслуживание наземного оборудования и программного обеспечения, для гарантированного и бесперебойного доступа на МКС.
• Грузы и экипажи — 140 миллионов долларов были потрачены на приобретение расходных материалов, а также на возможность осуществлять доставку грузов и экипажей на российских «Прогрессах» и «Союзах». Согласно заявлению вице-президента США Майкла Пенса, стоимость одного места на корабле «Союз» в 2018 г. обходилась НАСА около 85 миллионов долларов.[181]

Принимая во внимание планы НАСА на период с 2011 по 2017 год (см. выше), в первом приближении среднегодовой расход составляет 2,5 млрд долларов, что на последующий период с 2006 по 2017 годы составит 27,5 миллиардов долларов. Зная расходы на МКС с 1994 по 2005 год (25,6 миллиарда долларов) и сложив эти цифры, получим итоговый официальный результат — 53 миллиарда долларов.

В эту сумму не входят значительные затраты на проектирование космической станции «Фридом» в 1980-х и начале 1990-х годов и участие в совместной программе с Россией по использованию станции «Мир» в 1990-х годах. Наработки этих двух проектов многократно использовались при строительстве МКС.

ЕКА вычислило, что его вклад за 15 лет существования проекта составит 9 млрд евро[182]. Затраты на модуль «Коламбус» превышают 1,4 млрд евро (приблизительно 2,1 млрд долларов), включая затраты на наземные системы контроля и управления. Полные затраты на разработку ATV составляют приблизительно 1,35 млрд евро[183], при этом каждый запуск «Ариан-5» стоит приблизительно 150 млн евро.

Разработка японского экспериментального модуля, главного вклада JAXA в МКС, стоила приблизительно 325 миллиардов иен (примерно 2,8 миллиарда долларов)[184].

В 2005 году JAXA ассигновало приблизительно 40 миллиардов иен (350 миллионов USD) в программу МКС[185]. Ежегодные эксплуатационные расходы японского экспериментального модуля составляют 350—400 миллионов долларов. Кроме того, JAXA обязалось разработать и запустить транспортный корабль H-II, полная стоимость разработки которого — 1 миллиард долларов. Расходы JAXA за 24 года участия в программе МКС превысят 10 миллиардов долларов.

Значительная часть бюджета Российского космического агентства расходуется на МКС. С 1998 года было совершено более трёх десятков полётов кораблей «Союз» и «Прогресс», которые с 2003 года стали основными средствами доставки грузов и экипажей. Однако вопрос, сколько Россия тратит на станцию (в долларах США), не прост. Существующие в настоящее время 2 модуля на орбите — производные программы «Мир», и поэтому затраты на их разработку намного ниже, чем для других модулей, однако в таком случае, по аналогии с американскими программами, следует также учесть затраты на разработку соответствующих модулей станции «Мир». Кроме того, обменный курс между рублём и долларом не даёт адекватно оценить действительные затраты Роскосмоса.

Примерное представление о расходах российского космического агентства на МКС можно получить, исходя из его общего бюджета, который на 2005 год составил 25,156 миллиарда рублей, на 2006 — 31,806, на 2007 — 32,985 и на 2008 — 37,044 миллиарда рублей[186]. Таким образом, на станцию уходит менее полутора миллиардов долларов США в год.

Канадское космическое агентство (Canadian Space Agency, CSA) является постоянным партнёром НАСА, поэтому Канада с самого начала участвует в проекте МКС. Вклад Канады в МКС — это мобильная система техобслуживания, состоящая из трёх частей: подвижной тележки, которая может передвигаться вдоль ферменной конструкции станции, робота-манипулятора «Канадарм2» (Canadarm2), который установлен на подвижной тележке, и специального манипулятора «Декстр» (Dextre). По оценкам, за прошедшие 20 лет CSA вложило в станцию 1,4 миллиарда канадских долларов[187].