На какой высоте и с какой скоростью летит МКС

Четыреста километров высоты и двадцать семь тысяч шестьсот километров в час. Это два числа, которые определяют Международную космическую станцию, и ни одно из них не случайно: каждое является прямым следствием другого.

Высота: около 400 километров, но не постоянная

МКС летит по так называемой низкой околоземной орбите, обычно на высоте от 400 до 420 километров над уровнем моря. Для сравнения: это примерно расстояние от Мадрида до Валенсии, только направленное вертикально вверх.

Эта цифра не фиксированная, и в этом самое интересное. На такой высоте атмосфера все еще присутствует. Ее крайне мало, но достаточно, чтобы непрерывно тормозить 420-тонный объект, движущийся со скоростью почти восемь километров в секунду. Из-за этого торможения станция теряет от пятидесяти до ста метров высоты в сутки.

Если ничего не предпринимать, через несколько лет она войдет в плотные слои атмосферы. Поэтому периодически проводятся маневры коррекции орбиты (ребусты), во время которых двигатели пристыкованного корабля подталкивают станцию, возвращая ее на рабочую высоту. Так что наблюдать, как высота постепенно снижается, а затем резко возрастает — совершенно нормальное явление.

Почему именно 400 километров

Это компромисс между тремя противоречивыми факторами.

• Ниже — трение резко возрастает, и для поддержания орбиты потребовалось бы гораздо больше топлива.
• Выше — начинает сказываться радиационный пояс Ван Аллена с куда более опасными уровнями излучения для экипажа и электроники.
• Стоимость доставки: каждый дополнительный километр высоты делает дороже каждый грузовой и пилотируемый полет, а их в течение года совершается немало.

Высота в 400 километров — это точка, где эти три фактора пересекаются наилучшим образом.

Скорость: 27 600 км/ч, и это не выбор

В более привычных величинах это 7,66 километра в секунду. За то время, пока вы читаете это предложение, станция успевает преодолеть около тридцати километров.

И вот мысль, которую сложнее всего уложить в голове: такая скорость — не прихоть конструкторов. Для каждой орбитальной высоты существует единственная скорость, позволяющая удерживаться на орбите, и на высоте 400 километров она именно такая. Если бы станция летела медленнее, она бы упала. Если бы быстрее — поднялась бы на более высокую орбиту.

И есть кое-что еще более контринтуитивное: МКС непрерывно падает на Землю. Гравитация на этой высоте составляет около 90% от той, что вы ощущаете на поверхности, так что притяжение практически такое же. Но фокус в том, что станция летит вперед настолько быстро, что пока она падает, искривленная поверхность планеты уходит у нее из-под ног с той же скоростью. Она никогда не касается поверхности. Это и есть орбита: бесконечное падение «мимо» цели.

Отсюда же берется и невесомость. Космонавты парят не потому, что там нет гравитации, а потому, что они падают вместе со станцией — в точности так же, как парили бы вы в падающем лифте.

Что эти цифры означают на практике

На такой скорости МКС совершает полный оборот вокруг Земли примерно каждые 92 минуты. Это около шестнадцати витков в сутки, а значит, для тех, кто находится на борту, каждые двадцать четыре часа наступает шестнадцать рассветов и шестнадцать закатов.

Она пересекает Пиренейский полуостров от края до края менее чем за две минуты. Преодолевает расстояние от Мадрида до Нью-Йорка примерно за двадцать минут. А за то время, пока длится видимый пролет над вашим домом — от трех до шести минут, — она успевает пролететь над двумя или тремя странами.

Именно эта скорость позволяет безошибочно узнать станцию при взгляде с Земли. Самолету требуется куда больше времени, чтобы пересечь небосвод; МКС же делает это за считаные минуты — по прямой линии, не мигая и в абсолютной тишине. Все признаки для опознания собраны в руководстве по наблюдениям.

Как увидеть это своими глазами

Все эти цифры перестают быть абстракцией, как только вы видите их на практике. На трекере в реальном времени можно отслеживать обновляющиеся координаты, высоту и скорость, а также наблюдать, как высота орбиты постепенно снижается неделя за неделей вплоть до очередной коррекции.

Следующий шаг — взглянуть на небо в нужный момент: узнайте время ближайшего видимого пролета над вашим городом с помощью калькулятора расписания. Когда вы увидите эту яркую точку, пересекающую небо за четыре минуты, 27 600 км/ч перестанут казаться сухой строчкой из энциклопедии.

Если вы хотите глубже разобраться в лежащей в основе физике, мы подробно объясняем ее в статье о том, как устроена орбита МКС.

Четыреста километров вверх и восемь километров в секунду вперед. Эти два числа объясняют практически все остальное.

Изображения: обложка, МКС с борта шаттла Atlantis (STS-135, крупный план) — НАСА (общественное достояние). В тексте, Первые лучи орбитального рассвета освещают атмосферу Земли (iss074e0089802) — Космический центр имени Джонсона НАСА (общественное достояние).