Космический корабль… это словосочетание заставляет трепетать сердце любого любителя фантастики: поклонники «StarTreck» сразу же представляют «Энтерпарйз», фанаты «Звёздных Врат» – «Дедал» и «Прометей», а любители творчества И.Ефремова вспомнят «Тёмное пламя». И конечно, все эти корабли развивают субсветовую скорость, входят в гиперпространство и вытворяют другие замечательные вещи, позволяющие землянам достигать отдалённых галактик… Увы, до всего это человечеству пока ещё далеко. Так что спустимся с небес на… околоземную орбиту и посмотрим, что у нас есть сейчас.
На сегодняшний день космические корабли – это вид космических аппаратов, задача которых – доставлять грузы и людей на околоземную орбиту. Для автоматических грузовых кораблей, который доставляют на космические станции топливо, научное оборудование, воду, воздух) на этом всё и заканчивается, а вот пилотируемые корабли, доставляющие туда людей, ещё и возвращают их обратно на Землю. К слову, К.Э.Циолковский, говоря о создании таких аппаратов, дал им более поэтическое название – «небесные корабли».
Исходя из возлагаемых на него задач, космический корабль состоит из двух частей. Первая часть – спускаемый аппарат, представляющий собой небольшую кабину с входным люком и иллюминаторами (и то, и другое закрывается наглухо). Хоть эта часть и называется спускаемым аппаратом, возвращение космонавтов на Землю – не единственное её назначение. Здесь же они находятся во время взлёта. Это самая маленькая часть корабля, ведь в нём должны поместиться только сами космонавты и небольшой багаж: записи результатов исследований, плёнки с отснятыми материалами, лабораторное оборудование и личные вещи членов экипажа.
Другая часть корабля, которая на Землю не возвращается, включает в себя орбитальный отсек и приборный отсек. В орбитальном отсеке космонавты проводят большую часть времени, они работают и отдыхают. Он больше, чем спускаемый аппарат, и всё же здесь весьма тесно.
Приборный отсек можно назвать «мозгом» корабля. Здесь находится компьютер, помогающий управлять кораблём – ведь человеку это сложно делать на такой скорости. Специальные приборы – гироскопы – поддерживают ориентацию корабля. Здесь же находится система жизнеобеспечения, которая поддерживает температуру в корабле, забирает из воздуха избыточную влагу и углекислый газ и выделяет кислород.
Есть в космическом корабле и двигатели. На первый взгляд, они ему не нужны – взлетает космический корабль не сам по себе, его выводит ракета-носитель, действующая по принципу реактивного движения, и дальше корабль движется за счёт того ускорения, которое она ему придала, и земного тяготения. Двигатели же посредством коротких импульсов корректируют его орбиту. Особый вид двигателя – тормозная двигательная установка. Почему установка тормозная? Чтобы вернуться на Землю, скорость, которую придала кораблю ракета-носитель, надо погасить, и для этого требуется немалое, вот это и делает двигательная тормозная установка. Правда, горючего при этом тратится на порядок меньше, чем при взлёте, поскольку корабль в определённой степени «тормозят» плотные слои атмосферы, а вот если бы атмосферы не было – горючего потребовалось столько же, сколько для взлёта. И всё же корабль, проходя через атмосферу, нагревается так, что только спускаемый аппарат и остаётся – остальное сгорает.
Это, можно сказать, «классическая» схема космического корабля. Следует заметить, что такой корабль не лишён недостатков: во-первых, он одноразовый (что весьма расточительно), во-вторых, посадка спускаемого аппарата неуправляема – его потом нужно искать. Поэтому в США и СССР создали новый вид пилотируемых космических кораблей – многоразовые. В США таким кораблём стал «Шаттл», в нашей стране – «Буран». И тот, и другой способны маневрировать в атмосфере и приземляться в заданном месте, так что спускаемый аппарат таким кораблям не нужен. Советский «Буран» совершил первый и единственный полёт в беспилотном режиме – им управлял бортовой компьютер – и удачно приземлился, но по экономическим соображениям проект был закрыт. Что же касается «Шаттла», то он служил верой и правдой много лет.
Полноразмерный макет пилотируемого транспортного космического корабля нового поколения (ПТКК НП) рассчитан на комфортный полет четырех человек с большим запасом продовольствия и воды.
Рассмотрим его поближе.
«Это как бы корабль класса luxury, предназначенный для облета Луны. Есть и другой вариант, оснащенный шестью ложементами «Казбек» предыдущего поколения: он будет летать к МКС. Таким образом, РКК «Энергия» предлагает варианты корабля для дальнего и краткосрочного полетов», - говорит президент Центра промышленного дизайна и инноваций университета МИСиС Владимир Пирожков.
Разработанный в России пилотируемый транспортный космический корабль нового поколения оснащен комфортабельным туалетом, а астронавты НАСА во время полета на своем новом корабле «Орион» будут вынуждены пользоваться памперсами.
«Важный момент, выгодно отличающий новый российский космический корабль от американского, - это наличие АСУ (ассенизационно-санитарное устройство). Наверное, не нужно объяснять, насколько комфортнее пользоваться АСУ, чем памперсами, которые предусмотрены для астронавтов «Ориона».
Туалет будет скрываться за шторкой в правом нижнем углу. Пока там пусто, это ведь макет:
Кроме того, сейчас на российском сегменте Международной космической станции (МКС) ограниченное количество санузлов, поэтому оснащенный дополнительным «космическим туалетом» корабль лишним точно не будет:
Новый корабль позволит космонавтам вставать в полный рост. Это важное отличие от испытываемого сейчас компанией «Локхид Мартин» по заказу НАСА нового американского космического корабля «Орион», в котором астронавты вынуждены находиться в полусогнутом состоянии, что совсем некомфортно.
И «Орион», и наш корабль имеют форму усеченного конуса, однако американский вариант ниже по высоте, поэтому астронавты могут лететь в нем только полулежа. Во время работы авиакосмического салона МАКС-2013 специалисты «Локхид Мартин» осмотрели новую российскую разработку, и подтвердили, что в «Орионе» нельзя распрямиться в полный рост.
По словам Пирожкова, в настоящее время разработаны две основные версии нового космического корабля.
Полномасштабный макет ПТКК НП уже не концепт, а практически готовый корабль, первый испытательный запуск которого в беспилотном режиме планируется провести в 2017 - начале 2018 года, а пилотируемый - ближе к 2020 году.
Корабль нового поколения - многоразовый, и рассчитан на проведение до десяти полетов, как к МКС, так и на орбиту Луны. Головной разработчик - РКК «Энергия» при участии университета «МИСиС».
Немного деталей:
Складывающийся держатель для ног регулируется двумя кнопками по бокам - просто и удобно.
Крепеж для туалета. Специальный бачок во время процесса будет прикрыт плотной шумоизоляционной шторкой:
Пульт управления кораблем:
Российский корабль получил также принципиально новые полетные кресла из углепластика. В этом направлении дизайнер плотно поработал с подмосковным НПО «Звезда» - известным на весь мир разработчиком и изготовителем ложементов «Казбек» и полетных скафандров «Сокол» для космических кораблей «Союз».
«Благодаря применению композитных материалов, нам удалось сэкономить на каждом кресле от 15 до 20 килограммов веса, в результате чего на борт можно взять дополнительный запас воды или продуктов питания».
В отличие от ложементов «Казбек» предыдущего поколения, новые кресла рассчитаны на человека любой комплекции, и регулируются по всем антропометрическим направлениям. Конструкция кресел такова, что ложемент, по-прежнему изготавливаемый индивидуально для каждого космонавта, вкладывается внутрь их многоразового корпуса, что очень удобно. На этапе взлета космонавтам в любом случае надо будет находиться в полетных скафандрах, а после вывода на орбиту их можно будет снять.
Вот такая красота!
Человечество осваивает космическое пространство пилотируемыми кораблями уже более полувека. Увы, за это время оно, образно говоря, недалеко уплыло. Если сравнить Вселенную с океаном, мы всего лишь бродим у кромки прибоя по щиколотку в воде. Однажды, правда, решились поплавать немного поглубже (лунная программа "Аполлон"), и с тех пор живем воспоминаниями об этом событии как о высочайшем достижении.
До сих пор космические корабли в основном служат транспортом доставки на и обратно на Землю. Максимальная продолжительность автономного полета, достижимая многоразовым челноком "Спейс Шаттл", составляет всего лишь 30 дней, да и то теоретически. Но, быть может, космические корабли будущего станут гораздо совершеннее и универсальнее?
Уже лунные экспедиции "Аполлонов" наглядно показали, что требования к грядущим космолетам могут разительно отличаться от заданий для "космических такси". Лунная кабина "Аполлона" имела очень мало общего с обтекаемыми кораблями и не была рассчитана на полет в планетной атмосфере. Некоторое представление о том, как будут выглядеть космические корабли будущего, фото американских астронавтов дают более чем наглядно.
Самый серьезный фактор, который сдерживает эпизодическое исследование человеком Солнечной системы, не говоря уже об организации на планетах и их спутниках научных баз, - радиация. Проблемы возникают даже с лунными миссиями, длящимися от силы неделю. А полуторагодовой полет на Марс, который, казалось, вот-вот состоится, отодвигается все дальше и дальше. Исследования автоматами показали смертельно опасный для человека на всей трассе межпланетного перелета. Так что космические корабли будущего неизбежно обзаведутся серьезной противорадиационной защитой в сочетании со специальными медико-биологическими мерами для экипажа.
Понятно, что чем быстрее он доберется до места назначения, тем лучше. Но для быстрого полета нужны мощные двигатели. А для них, в свою очередь, высокоэффективное топливо, которое не занимало бы много места. Поэтому химические маршевые двигатели уже в ближайшем будущем уступят место ядерным. Если же ученым удастся укрощение антивещества, т. е. перевод массы в световое излучение, космические корабли будущего обретут В этом случае речь пойдет уже о достижении релятивистских скоростей и межзвездных экспедициях.
Еще одним серьезным препятствием на пути освоения человеком Вселенной станет длительное обеспечение его жизнедеятельности. Всего лишь за сутки человеческий организм потребляет немало кислорода, воды и пищи, выделяет твердые и жидкие отходы, выдыхает углекислый газ. Брать с собой на борт полный запас кислорода и продуктов бессмысленно из-за их огромного веса. Проблему решает бортовая замкнутая Однако до сих пор все эксперименты на эту тему не увенчались успехом. А без замкнутой СЖО немыслимы годами летящие сквозь пространство космические корабли будущего; картинки художников, конечно, поражают воображение, но не отражают реальное положение дел.
Итак, все проекты космолетов и звездолетов пока еще далеки от реального воплощения. И человечеству придется смириться с изучением Вселенной космонавтами под прикрытием и получением информации от автоматических зондов. Но это, конечно же, временно. Космонавтика не стоит на месте, и косвенные признаки показывают, что в этой сфере деятельности человечества зреет большой прорыв. Так что, возможно, космические корабли будущего будут построены и совершат первые полеты уже в XXI веке.
О нем многие слышали, но почти ничего не видели. На него возлагают надежды и с ним связывают будущее российской пилотируемой космонавтики. В этом космическом корабле будут применены лучшие инженерные разработки и технические решения – это будет настоящее творение инженерной и дизайнерской мысли. Подобного космическая отечественная отрасль еще не создавала. Пора взглянуть на «Федерацию» и выбрать место для будущего полета. Описание корабля и большой фото эксклюзив.
Новый космический корабль «Федерация», который должен прийти на смену пилотируемым кораблям серии «Союз», также ранее известный, как Перспективная пилотируемая транспортная система (ППТС), в данный момент находится в активной разработке, но уже сейчас можно посмотреть полноценный стендовый экземпляр.
Подробная информация о космическом корабле «Федерация»
Предназначен для доставки людей и грузов на находящиеся на околоземной орбите орбитальные станции и к Луне. Для «Федерации» принято модульное построение базового корабля в виде функционально законченных элементов - возвращаемого аппарата и двигательного отсека. Корабль будет бескрылым, с многоразовой возвращаемой частью усечённо-конической формы и одноразовым цилиндрическим агрегатно-двигательным отсеком, и будет широко использовать системы, проектировавшиеся в РКК «Энергия» для «Клипера» (многоцелевого пилотируемого космического корабля). Максимальный экипаж «Федерации» составит 6 человек (при полётах к Луне – до 4 человек).
Общее описание и технические характеристики
Масса доставляемого на орбиту груза - 500 кг, масса возвращаемого на Землю груза - 500 кг и более, при меньшем экипаже. Длина корабля - 6,1 м, максимальный диаметр корпуса - 4,4 м, масса при околоземных орбитальных полётах - 12 т (при полётах на окололунную орбиту - 16,5 т), масса возвращаемой части - 4,23 т (включая системы мягкой посадки - 7,77 т), Объём герметичного отсека - 18 м³. Длительность автономного полёта корабля - до 30 дней.
Новые конструкционные материалы, с улучшенными прочностными характеристиками, и углепластики снизят массу конструкции космического корабля на 20-30 % и позволят продлить срок его эксплуатации. Бытовые отсеки будут просто пристыковываться, в зависимости от той задачи, которая будет стоять перед «Федерацией».
При взлёте на экипаж должны воздействовать перегрузки не более 4 g, а во время посадки в штатном режиме не более 3 g. Корабль также должен быть многоразовым (до 10 полётов в космос) и иметь надёжность не ниже 0,995. На новом корабле стыковка с МКС может производиться в день его запуска, как на «Союз ТМА-М», который мог стыковаться через шесть часов после запуска.
Система управления и связь
Управление пилотируемым кораблём будет осуществляться с помощью современных пультов управления на основе жидкокристаллических дисплеев с «гибкими» меню и форматами отображения данных. Обеспечение связи, пеленгации и навигации будет выполняться в режиме реального времени через спутниковый контур. Оборудование «Федерации» для связи будет работать через многофункциональную космическую систему ретрансляции «Луч», в которой используются спутники-ретрансляторы.
Двигатели и стыковочный узел
Корабль будет оснащён твердотопливными двигателями тягой 22.5 тс и однокомпонентными двигателями на перекиси водорода тягой 75 кгс. «Федерация» получит систему стыковки от «Союзов». Учитывая требования к кораблю, а также опыт разработки всех существующих систем стыковки, для нового корабля была выбрана модифицированная стыковочная система «штырь-конус». Эта система используется только на «Союзах», «Прогрессах» и российских модулях МКС, а также на европейском грузовом корабле ATV.
Термозащита
Комбинированное терморегулирующее покрытие «Термалокс» будет поддерживать заданный тепловой баланс, а также обеспечит электростатическую защиту космического аппарата. Нанесение терморегулирующего покрытия на внешнюю поверхность космического аппарата будет будет осуществляться по методу газотермического напыления.
Санузел
«Федерация» будет оснащена ассенизационно-санитарным устройством (АСУ), в то время как астронавты НАСА на корабле «Орион» будут пользоваться подгузниками. Специальный бачок во время полёта будет крепиться четырьмя болтами к поверхности корабля, он будет прикрыт плотной шумоизоляционной шторкой.
Ракета-носитель
Изначально планировалось, что запускать «Федерацию» будут на РН «Русь-М», но в 2011 году проект закрыли. Возникла необходимость в создании новой сверхтяжёлой ракеты. В 2014 году идею создания такой ракеты одобрил Владимир Путин и её включили в проект Федеральной космической программы на 2016-2025 годы. На начальном этапе планируется использовать для запусков ракету-носитель «Ангара-А5».
Система посадки
Спускаемый аппарат будет приземляться с помощью трёх парашютов и реактивной системы мягкой посадки. Парашюты будут раскрываться на высоте ~1 км, твёрдотопливные ракетные двигатели будут уменьшать скорость снижения с высоты ~50 м. Посадка будет осуществляться на амортизированные опоры, за счёт чего исключается падение спускаемого аппарата на бок после касания грунта, характерное для космического корабля «Союз».
Фотографии. Марина Лысцева
Никто не может с уверенностью подтвердить или опровергнуть факт существования внеземных цивилизаций. Скептики убеждены, что если бы во Вселенной существовали обитаемые миры с могущественными технологиями, их представители уже давно бы посетили Солнечную систему и дали бы о себе знать. Остается лишь ждать братьев по разуму, которые прилетят на Землю на своих сверхскоростных звездолетах.
Другие исследователи считают, что в ближайшем будущем ждать прилета инопланетных гостей не приходится. Более того, земляне при нынешнем состоянии науки и техники также не смогут выйти далеко за пределы Солнечной системы. Дело в том, что самые ближайшие к Земле звезды, в районе которых можно было бы ожидать встречи с инопланетным разумом, находятся на расстоянии нескольких десятков световых лет от Солнца.
Преодолеть расстояние даже за время жизни нескольких сменяющих друг друга поколений самый современный космический корабль землян не в состоянии. Принципы реактивного движения, положенные в основу нынешнего ракетостроения, позволяют перемещаться с приемлемой скоростью лишь в пределах «домашней» звездной системы. Да и то такие путешествия могут растянуться на годы и даже десятилетия.
Межзвездный беспилотный аппарат Voyager, уже покинувший пределы Солнечной системы, сможет добраться до ближайшей звезды лишь за 17 тыс. лет.
И все же специалисты в области исследования космического пространства уже сейчас целенаправленно работают над проектами космических кораблей, способных совершить межзвездные путешествия. Никто досконально не знает, как конкретно будет выглядеть первый управляемый человеком аппарат, который отправится к другим звездам. Сегодня можно говорить лишь об общих принципах построения межзвездных кораблей, основываясь на достигнутом уровне развития технологий.
Космический корабль будущего
По всей видимости, главным элементом межзвездного корабля станет энергетическая установка. Наиболее перспективными конструкциями специалисты до сих пор считают ракетные двигатели, использующие термоядерные реакции. Еще в 70-е годы минувшего столетия был разработан такого корабля под названием «Дедал». Предполагалось, что он возьмет на борт около 50 тыс. тонн топлива. Габариты корабля должны были превысить размеры высоких небоскребов.
На пилотируемом межзвездном транспорте будет предусмотрена часть, пригодная для обитания человека. В ходе длительного перелета экипажу и возможным пассажирам придется вести самую обычную жизнь. Существуют проекты, которые предусматривают создание на корабле состояния искусственной гравитации.
Вполне возможно, что часть полезной площади космического корабля будут занимать оранжереи, где станут произрастать растения, пригодные для употребления в пищу.
Внешний вид межзвездного корабля вовсе не должен напоминать современную космическую ракету или орбитальную станцию. Это будет функциональный комплекс, состоящий из множества частей, имеющих самую причудливую форму. По всей видимости, такому массивному кораблю не придется стартовать с поверхности планеты. Его удобнее собирать на околоземной орбите, откуда он и отправится в путешествие.
Внешний вид корабля не останется неизменным в ходе перелета к звездам. Законы развития техники гласят, что рано или поздно наступает этап создания динамичных и саморазвивающихся систем. Это означает, что межзвездный корабль будет способен менять свой облик в течение полета, отбрасывая отработавшие свое системы и приспосабливаясь к изменяющимся условиям. Но постройка подобного технологического «чуда», по всей видимости, состоится лишь в отдаленном будущем.