Назад на Землю. Что мне открыла жизнь в космосе о нашей родной планете и о миссии по защите Земли - Николь Стотт

на самом деле вовсе не то, чем пахнет космос – это результат газовыделения, вызванного окислением. В космосе атомарный кислород (отдельные атомы) может задерживаться на таких материалах, как ткань скафандра, инструменты и люк стыковочного узла корабля. Когда эти одиночные атомы кислорода соединяются внутри с кислородом атмосферы (O2), получается озон (O3), который, как говорят, и вызывает запах.

С самых первых космических полетов NASA занималось разработкой защиты астронавтов от материалов, которые выделяют газ. В отличие от построек на Земле, космические корабли не имеют возможности впускать снаружи свежий воздух. МКС также спроектирована герметичной, поэтому в космосе, в отличие от наших земных домов, нельзя проветрить помещение, открыв окно.

Любые материалы, применяющиеся для создания интерьера космической станции, все компоненты, используемые в научных экспериментах, и все, что отправляют в космос для экипажа (включая одежду и средства гигиены и даже мой набор для акварели), оценивают не только на горючесть, но и на способность выделять газы и потенциальную токсичность для экипажа.

Помимо того, что для предотвращения попадания в атмосферу станции токсичных веществ, для чего строго ограничены виды материалов, разрешенных для использования в ней, система обеспечения космической станции воздухом непрестанно фильтрует и очищает его, поддерживая чистоту. Кроме того, постоянно ведется контроль состава воздуха (поддерживается концентрация не только необходимых для дыхания азота и кислорода, контролируется содержание вредных химических веществ типа бензола, метанола и толуола), чтобы он был безопасен для экипажа. Если какой-либо из компонентов выходит за пределы безопасного для здоровья диапазона, звучит сигнал тревоги.

Те же проблемы существуют и у нас дома, на земле, и технология, разработанная для мониторинга качества воздуха в космосе, и работы систем фильтрации, теперь адаптированы для дома. Эти системы, которые только начинают набирать популярность, помогут нам легче понимать и управлять качеством воздуха в наших жилищах и на рабочих местах. Несмотря на то, что обычно мы можем открыть окно, чтобы подышать свежим воздухом, присутствие ЛОС представляет для нас на земле не меньшую угрозу, чем в космосе. И точно так же, как на космических кораблях, нам надо тщательно выбирать материалы, которые мы приносим домой.

Еще один интересный результат разработки космических технологий, улучшающих качество воздуха в помещениях на земле, косвенно связан с изучением выращивания сельскохозяйственных культур на космической станции. Эти растения культивируют, проверяя, что пригодится нам однажды, когда мы отправимся на Марс и будем жить там. Ученые, работающие над этим исследованием, заметили, что накопление природного гормона этилена уничтожает растения в ограниченном пространстве камер для выращивания. Чтобы решить эту проблему, они разработали и успешно протестировали в космосе систему удаления этилена, которая также устраняла вирусы, бактерии и плесень. Затем коммерческие компании адаптировали систему очистки воздуха для применения на Земле. Технологию теперь используют по всему миру в больницах и других медицинских учреждениях с целью повышения качества воздуха для пациентов и удаления вредных микробов и бактерий, а также на грузовиках, перевозящих продовольствие, в продуктовых магазинах, чтобы продлить срок хранения товаров, и в винных погребах для подавления плесени. Методика в целом эффективна для очистки воздуха от плесени, грибка, микробов и нежелательных запахов в повседневной жизни, в том числе и в наших домах[22].

Основная внешняя угроза тонкому металлическому корпусу космической станции, в котором находится вся необходимая нам для жизни среда, – микрометеороиды и орбитальный мусор[23]. В NASA любят аббревиатуры, обозначая ими даже то, что способно повредить нашу космическую станцию, поэтому мы называем все это ММОМ (микрометеороиды и орбитальный мусор).

Как видно из названия, ММОМ состоит из миллионов частиц межпланетной пыли и искусственного мусора в космосе. С одной стороны, микрометеороиды кажутся довольно интересными, ведь они имеют внеземное происхождение, а это означает, что попадают к нам из космоса, где движутся по орбите вокруг Солнца. Если их орбита пересекается с земной, они попадают в нашу атмосферу и не сгорают в ней, а падают на Землю в качестве микрометеоритов. С другой стороны, микрометеороиды не так уж хороши, потому что, как в случае падающей звездой, которую я видела из иллюминатора МКС, всегда есть риск, что они повредят космический корабль.

Кроме того, растет угроза со стороны техногенного мусора в космосе, обычно его называют «космическим мусором». Он варьируется от крупных предметов, вроде фрагментов ракет, космических кораблей и спутников, до очень мелких обломков, типа частиц краски с космических кораблей. Всему этому мусору предстоит приблизиться к планете и сгореть в атмосфере Земли, но пока он вращается вокруг планеты вместе с нами и нашим космическим кораблем. Если орбиты совпадут, части мусора могут попасть в нас. При движении со скоростью более 28 000 км/ч даже крупинка краски может быть опасна.

Здесь, на земле, обнаружением, отслеживанием и учетом космического мусора заняты несколько научных и военных организаций. В Соединенных Штатах это в основном осуществляет Сеть космического наблюдения США, входящая в состав Космических сил страны. Подобные организации также отслеживают все, что может представлять угрозу для нашего космического корабля. Под их наблюдением более 23 тыс. известных искусственных объектов размером более 10 см, вращающихся вокруг нашей планеты. Размер этих объектов позволяет отслеживать их; однако, по оценкам, в космосе насчитывается более 500 тыс. объектов размером от 1 до 10 см, недоступных наблюдению сегодня. К счастью, объекты размером всего 3 мм могут быть идентифицированы наземными радарами, что позволяет ученым хотя бы с точки зрения статистики оценить количество более мелких фрагментов, пусть даже отследить их невозможно. Большая часть мусора находится на расстоянии 2 тыс. км от поверхности земли на так называемой низкой околоземной орбите (НОО), в районе, где находится множество спутников, включая МКС. (Орбита МКС проходит на высоте примерно от 320 до 480 км.)

Учитывая, что планета окружена орбитальным мусором, для безопасного запуска ракеты сквозь него в космос требуется тщательное просчитывать оптимальное место и время пуска. В NASA за создание «окна запуска», которое определяет безопасное время для запусков, отвечает группа инженеров – сотрудников по динамике полета. Они высчитывают «окно» времени по двум основным критериям: куда именно ракета должна попасть в космосе (например, для стыковки с космической станцией или для посадки марсохода на Марс) и какие отслеживаемые фрагменты или другие космические аппараты могут встретиться на ее пути.

Помимо систем отслеживания ММОМ, металлический корпус МКС имеет специальную защиту и, основываясь на получаемых с земли данных, мы можем изменять высоту орбиты станции, чтобы избежать потенциального столкновения. В худшем случае мы можем укрыться на корабле «Союз» (это русский модуль, который может использоваться как спускаемый аппарат) и вернуться на землю, если угроза