لماذا يقع مدار محطة الفضاء الدولية بالضبط على مسافة حوالي 400 كم من الأرض؟.
لماذا ليس 600 كم ، أو 1000 ، أو 300 كم؟.
على مدى السنوات العشر الماضية ، تم الحفاظ على مدار محطة الفضاء الدولية على ارتفاع 390-420 كم مع انحرافات طفيفة.
النقطة المهمة هي أنه بسبب الابتعاد عن الاحتكاك مع الغلاف الجوي ، وإن كان هذا نادرًا جدًا ، فإن المحطة تتباطأ وتتناقص طوال الوقت. لذلك ، كل بضعة أشهر عليك تشغيل المحركات ورفع المدار. لكن لماذا لا تحتفظ بها في نطاق مختلف؟.
هناك مجموعة كاملة من الأسباب لذلك ، من التقنية البحتة إلى المالية ، والمدار على ارتفاع حوالي 400 كم هو الأمثل ، مع مراعاة كل منهم.
المعياران الرئيسيان لاختيار ارتفاع مدار محطة الفضاء الدولية هما تكلفة تشغيل المحطة عليه وقدرة مركبة فضائية معينة على الصعود إلى الارتفاع المطلوب. لذلك ، عندما تم تسليم رواد الفضاء إلى محطة الفضاء الدولية بواسطة المكوكات ، تم الحفاظ على مدار المحطة على ارتفاع 320-360 كم لأن المكوك ببساطة لم يتمكن من الوصول إلى ارتفاع 400 كم ، وهو يحمل أقصى حمولة. ولكن بالنسبة للمركبة الفضائية سويوز وكرو دراجون المستخدمة حاليًا ، فإن الطيران على ارتفاع 400 كيلومتر لا يمثل مشكلة.
من وجهة نظر تكلفة تشغيل المحطة: فكلما انخفض المدار ، كانت تكلفة كل رحلة إلى محطة الفضاء الدولية أرخص ، ولكن في نفس الوقت ، كلما انخفض المدار ، زاد الاحتكاك مع الغلاف الجوي ، مما يعني ان المحطة سوف تبطئ بشكل أسرع ومن الضروري تصحيح مداره في كثير من الأحيان اضافه لخطورة السقوط والاحتراق. تتطلب التعديلات المدارية المتكررة ، بدورها ، نفقات كبيرة من الوقود ، والتي تحتاج أيضًا إلى رفعها إلى المحطة ، والتي ، مرة أخرى ، ليست رخيصة. نتيجة لذلك ، من وجهة نظر تكاليف الرحلة وتعديلات المدار ، فإن ارتفاع 400 كم هو الأمثل.
بالإضافة إلى ذلك ، كلما انخفض المدار ، زادت خطورة أعطال المحرك ، والتي يتم من خلالها تصحيح المدار. على ارتفاع 300 كم ، قد لا يكون لديهم ببساطة الوقت لإصلاحها قبل أن تسقط المحطة بشكل نهائي في الغلاف الجوي. حدثت مثل هذه الأعطال عدة مرات في تاريخ محطة الفضاء الدولية ، وسمح احتياطي الارتفاع إما بإجراء إصلاحات بهدوء ، أو لتحضير تصحيح المدار باستخدام محركات المناورة بالمحطة.
بناءً على ما سبق ، يتضح أن المدار على ارتفاع حوالي 400 كم هو الأمثل في جميع الأحوال : التكاليف ضئيلة ، والتهديدات منخفضة ، وهناك جميع الشروط لإجراء التجارب. رفع مدار محطة الفضاء الدولية إلى أعلى لن يفيد العلم ، لكنه سيكلف الكثير من المال وانخفاضه ايضا.
أيضًا ، بدءًا من ارتفاع 500 كم ، يزداد مستوى الإشعاع الفضائي بشكل حاد ، مما يؤدي إلى رفع محطة الفضاء الدولية إلى هذا الارتفاع سيضر بصحة رواد الفضاء وأداء المعدات. سيتعين علينا إنشاء حماية إضافية ضد الإشعاع ، الأمر الذي سيتطلب استثمارات مالية تتناسب مع إنشاء محطة جديدة.
