Kiedy statek kosmiczny leci po orbitach bliskich Ziemi, na jego pokładzie panują warunki, jakich człowiek zwykle nie spotyka na Ziemi. Pierwszym z nich jest długotrwała nieważkość.
Jak wiadomo, ciężar ciała to siła, z jaką działa ono na podporę. Jeżeli zarówno ciało, jak i podpora poruszają się swobodnie pod wpływem grawitacji z tym samym przyspieszeniem, czyli swobodnie spadają, wówczas ciężar ciała zanika. Ta właściwość swobodnie spadających ciał została ustalona przez Galileusza. Napisał: „Czujemy ciężar na ramionach, gdy próbujemy powstrzymać go przed swobodnym opadaniem. Ale jeśli zaczniemy zjeżdżać w dół z taką samą prędkością, jak ciężar leżący na naszych plecach, to jak może nas on uciskać i obciążać? To tak, jakbyśmy chcieli uderzyć włócznią kogoś, kto biegnie przed nami z tą samą prędkością, z jaką porusza się włócznia.
Kiedy statek kosmiczny porusza się po niskiej orbicie okołoziemskiej, znajduje się w stanie swobodny spadek. Urządzenie cały czas spada, ale nie może dosięgnąć powierzchni Ziemi, ponieważ nadano mu taką prędkość, że powoduje nieskończony obrót wokół niego (rys. 1). Jest to tzw. pierwsza prędkość ucieczki (7,8 km/s). Naturalnie wszystkie przedmioty znajdujące się na urządzeniu tracą na wadze, czyli następuje stan nieważkości.
Ryż. 1. Pojawienie się nieważkości na statku kosmicznym
Stan nieważkości można odtworzyć na Ziemi, ale tylko przez krótkie okresy czasu. Wykorzystują do tego np. wieże o zerowej grawitacji - wysokie budynki, do którego pojemnik badawczy swobodnie wpada. Ten sam stan występuje na pokładzie samolotu lecącego z wyłączonymi silnikami po specjalnych trajektoriach eliptycznych. Na wieżach stan nieważkości trwa kilka sekund, w samolotach – kilkadziesiąt sekund. Na pokładzie statku kosmicznego stan ten może trwać w nieskończoność.
Ten stan całkowitej nieważkości jest idealizacją warunków, które faktycznie istnieją lot w kosmos. W rzeczywistości stan ten zostaje zakłócony z powodu różnych małych przyspieszeń działających na statek kosmiczny podczas lotu orbitalnego. Zgodnie z II zasadą Newtona pojawienie się takich przyspieszeń oznacza, że na wszystkie obiekty znajdujące się na statku kosmicznym zaczynają działać małe siły masowe, w wyniku czego zostaje naruszony stan nieważkości.
Małe przyspieszenia działające na statek kosmiczny można podzielić na dwie grupy. Do pierwszej grupy zaliczają się przyspieszenia związane ze zmianami prędkości ruchu samego urządzenia. Na przykład z powodu oporu górne warstwy atmosferze, gdy pojazd porusza się na wysokości około 200 km, doświadcza przyspieszenia rzędu 10 –5 g 0 (g 0 to przyspieszenie ziemskie w pobliżu powierzchni Ziemi równe 981 cm/s 2 ). Kiedy silniki statku kosmicznego zostaną włączone w celu przeniesienia go na nową orbitę, on również doświadcza przyspieszenia.
Do drugiej grupy zaliczają się przyspieszenia związane ze zmianami orientacji statek kosmiczny w przestrzeni kosmicznej lub przy ruchach masowych na pokładzie. Przyspieszenia te występują podczas pracy silników systemu orientacji, podczas ruchów astronautów itp. Zazwyczaj wielkość przyspieszeń wytwarzanych przez silniki orientacji wynosi 10 –6 - 10 –4 g 0. Przyspieszenia wynikające z różne aktywności astronautów, mieszczą się w przedziale 10 –5 - 10 –3 g 0 .
Mówiąc o nieważkości, autorzy niektórych popularne artykuły, dedykowane technologia kosmiczna, używaj terminów „mikrograwitacja”, „świat bez grawitacji”, a nawet „cisza grawitacyjna”. Ponieważ w stanie nieważkości nie ma ciężaru, ale występują siły grawitacyjne, określenia te należy uznać za błędne.
Rozważmy teraz inne warunki panujące na pokładzie statku kosmicznego podczas jego lotu wokół Ziemi. Przede wszystkim jest to głęboka próżnia. Ciśnienie w górnych warstwach atmosfery na wysokości 200 km wynosi około 10–6 mm Hg. Art. i na wysokości 300 km - około 10–8 mm Hg. Sztuka. Taką próżnię można uzyskać także na Ziemi. Otwartą przestrzeń kosmiczną można jednak porównać do pompy próżniowej o ogromnej wydajności, która jest w stanie bardzo szybko wypompować gaz z dowolnego pojemnika statku kosmicznego (w tym celu wystarczy go rozhermetyzować). W tym przypadku należy jednak wziąć pod uwagę wpływ niektórych czynników prowadzących do pogorszenia próżni w pobliżu statku kosmicznego: wycieku gazu z jego wnętrza części wewnętrzne, zniszczenie jego skorup pod wpływem promieniowania słonecznego, zanieczyszczenie otaczającej przestrzeni na skutek działania silników systemów orientacji i korekcji.
Typowy schemat procesu technologicznego wytwarzania dowolnego materiału polega na dostarczaniu energii do surowca, zapewniając przejście określonych przemian fazowych lub reakcje chemiczne, które prowadzą do uzyskania pożądanego produktu. Bardzo naturalna wiosna energią do przetwarzania materiałów w kosmosie jest Słońce. Na niskiej orbicie okołoziemskiej gęstość energii promieniowania słonecznego wynosi około 1,4 kW/m2, przy czym 97% tej wartości występuje w zakresie długości fal od 3 10 3 do 2 10 4 A. Jednakże bezpośrednie użycie Wykorzystanie energii słonecznej do ogrzewania materiałów stwarza szereg trudności. Po pierwsze, energia słoneczna nie można używać w zaciemnionym obszarze trajektorii statku kosmicznego. Po drugie, konieczne jest zapewnienie stałej orientacji odbiorników promieniowania w stronę Słońca. A to z kolei komplikuje działanie systemu orientacji statku kosmicznego i może prowadzić do niepożądanego wzrostu przyspieszeń, które naruszają stan nieważkości.
Jeśli chodzi o inne warunki, które można zastosować na pokładzie statku kosmicznego ( niskie temperatury, zastosowanie sztywnego komponentu Promieniowanie słoneczne itp.), wówczas nie przewiduje się obecnie ich wykorzystania w celach produkcji kosmicznej.
Uwagi:
Siły masowe lub objętościowe to siły działające na wszystkie cząstki (objętości elementarne) dane ciało i którego wielkość jest proporcjonalna do masy.
Krótkie podsumowanie spotkania z Wiktorem Hartowem, generalny projektant Roskosmos w trybie automatycznym kompleksy kosmiczne i systemów, w przeszłości dyrektor generalny organizacji non-profit im. SA Ławoczkina. Spotkanie odbyło się w Muzeum Kosmonautyki w Moskwie w ramach projektu „ Przestrzeń bez formuł ”.
Pełne podsumowanie rozmowy.
Moją funkcją jest prowadzenie jednolitej polityki naukowo-technicznej. Całe życie poświęciłem automatycznej przestrzeni. Mam pewne przemyślenia, podzielę się nimi z Tobą i wtedy ciekawi mnie Twoje zdanie.
Przestrzeń automatyczna jest wieloaspektowa i wyróżniłbym 3 części.
1. - przestrzeń użytkowa, przemysłowa. Są to łączność, teledetekcja Ziemi, meteorologia, nawigacja. GLONASS, GPS to sztuczne pole nawigacyjne planety. Ten, kto go tworzy, nie otrzymuje żadnej korzyści; ci, którzy z niego korzystają.
Obrazowanie Ziemi jest dziedziną bardzo komercyjną. Wszyscy działają w tym obszarze normalne prawa rynek. Satelity muszą być produkowane szybciej, taniej i lepszej jakości.
Część 2 – przestrzeń naukowa. Najnowocześniejsze podejście ludzkości do Wszechświata. Zrozum, jak powstał 14 miliardów lat temu, jakie są prawa jego rozwoju. Jak przebiegały te procesy na sąsiednich planetach, jak możemy zadbać o to, aby Ziemia nie stała się taka jak one?
Otaczająca nas materia barionowa - Ziemia, Słońce, pobliskie gwiazdy, galaktyki - to wszystko stanowi tylko 4-5% masa całkowita Wszechświat. Jeść ciemna energia, Ciemna materia. Jakimi jesteśmy królami natury, skoro wszystkie znane prawa fizyki to tylko 4%. Teraz „kopią tunel” do tego problemu z dwóch stron. Z jednej strony Wielki Zderzacz Hadronów, z drugiej astrofizyka, poprzez badanie gwiazd i galaktyk.
Moim zdaniem teraz powinniśmy wrzucić możliwości i zasoby ludzkości w ten sam lot na Marsa, zatruć naszą planetę chmurą rakiet, spalając warstwa ozonowa- to nie jest najwięcej właściwe działanie. Wydaje mi się, że się spieszymy, próbując za pomocą naszych sił lokomotywy rozwiązać problem, nad którym należy pracować bez zamieszania, przy pełnym zrozumieniu natury Wszechświata. Znajdź kolejną warstwę fizyki, nowe prawa, aby to wszystko przezwyciężyć.
Jak długo to będzie trwało? Nie wiadomo, ale musimy zgromadzić dane. I tutaj rola przestrzeni jest ogromna. Przyda się ten sam Hubble, który pracuje od wielu lat; wkrótce zastąpi go James Webb. Przestrzeń naukowa zasadniczo różni się od tego, że można ją już wykonać; nie ma potrzeby robić tego drugi raz. Musimy zrobić nowe i kolejne rzeczy. Za każdym razem pojawia się nowa dziewicza gleba - nowe nierówności, nowe problemy. Rzadko projekty naukowe są wykonywane terminowo, zgodnie z planem. Świat jest w tej kwestii dość spokojny, z wyjątkiem nas. Mamy prawo 44-FZ: jeśli projekt nie zostanie złożony w terminie, natychmiast zostaną nałożone kary, co rujnuje firmę.
Ale mamy już latającego Radioastrona, który w lipcu skończy 6 lat. Wyjątkowy towarzysz. Posiada antenę o długości 10 metrów wysoka precyzja. Jego główną cechą jest to, że współpracuje z naziemnymi radioteleskopami, w trybie interferometru i bardzo synchronicznie. Naukowcy po prostu płaczą ze szczęścia, zwłaszcza akademik Nikołaj Semenowicz Kardaszew, który w 1965 roku opublikował artykuł, w którym uzasadnił możliwość przeprowadzenia tego eksperymentu. Śmiali się z niego, ale teraz on szczęśliwy człowiek, kto to wymyślił i teraz widzi rezultaty.
Chciałbym, żeby nasza astronautyka częściej sprawiała naukowcom radość i uruchamiała coraz więcej tak zaawansowanych projektów.
Kolejny "Spektr-RG" już w warsztacie, prace trwają. Przeleci półtora miliona kilometrów od Ziemi do punktu L2, będziemy tam pracować po raz pierwszy, czekamy z pewnymi obawami.
Część 3 - „ nowa przestrzeń" O nowych zadaniach w kosmosie dla automatów na niskiej orbicie okołoziemskiej.
Usługa na orbicie. Obejmuje to przeglądy, modernizacje, naprawy i tankowanie. Zadanie jest bardzo ciekawe z inżynierskiego punktu widzenia i interesujące dla wojska, ale ekonomicznie bardzo drogie, a możliwość konserwacji przewyższa koszt serwisowanego urządzenia, dlatego jest to wskazane w przypadku misji unikalnych.
Kiedy satelity latają tyle, ile chcesz, pojawiają się dwa problemy. Po pierwsze, urządzenia stają się przestarzałe. Satelita wciąż żyje, ale na Ziemi zmieniły się już standardy, nowe protokoły, schematy i tak dalej. Drugi problem to brak paliwa.
Opracowywane są w pełni cyfrowe ładunki. Programując może zmieniać modulację, protokoły i cel. Zamiast satelity komunikacyjnego urządzenie może stać się satelitą przekaźnikowym. To znaczy, ten temat jest bardzo interesujący zastosowanie wojskowe Nie mówię. Obniża także koszty produkcji. To jest pierwszy trend.
Drugi trend to tankowanie i serwis. Obecnie przeprowadzane są eksperymenty. Projekty polegają na serwisowaniu satelitów, które zostały wykonane bez uwzględnienia tego czynnika. Oprócz tankowania testowane będzie również dostarczenie dodatkowego ładunku, który będzie wystarczająco autonomiczny.
Kolejnym trendem jest multisatelita. Przepływy stale rosną. Dodawany jest M2M – ten Internet rzeczy, systemy wirtualnej obecności i wiele więcej. Każdy chce korzystać ze strumieni urządzenia mobilne, z minimalnymi opóźnieniami. Na niskiej orbicie zapotrzebowanie satelity na moc jest zmniejszone, a objętość sprzętu jest zmniejszona.
SpaceX złożyło wniosek do Federalnej Komisji Łączności o utworzenie systemu obejmującego 4000 statków kosmicznych dla globalnej sieci dużych prędkości. W 2018 roku OneWeb rozpoczyna wdrażanie systemu składającego się początkowo z 648 satelitów. Projekt został niedawno rozszerzony do 2000 satelitów.
W przybliżeniu ten sam obraz obserwuje się w obszarze teledetekcji - musisz zobaczyć dowolny punkt na planecie w dowolnym momencie maksymalna ilość widma z maksymalną szczegółowością. Musimy umieścić cholerną chmurę małych satelitów na niskiej orbicie. I utwórz superarchiwum, w którym będą zrzucane informacje. To nawet nie jest archiwum, ale zaktualizowany model Ziemi. I dowolna liczba klientów może wziąć to, czego potrzebuje.
Ale zdjęcia to pierwszy etap. Każdy potrzebuje przetworzonych danych. Jest to obszar, w którym istnieje pole do kreatywności – jak „zebrać” zastosowane dane z tych zdjęć, w różnych widmach.
Ale co oznacza system wielosatelitarny? Satelity muszą być tanie. Satelita musi być lekki. Fabryka z idealną logistyką ma za zadanie wyprodukować 3 sztuki dziennie. Teraz robią jednego satelitę co rok lub co półtora roku. Musisz nauczyć się rozwiązywać docelowy problem za pomocą efektu wielu satelitów. Gdy jest wiele satelitów, mogą rozwiązać problem, ponieważ jeden satelita tworzy na przykład syntetyczną aperturę, jak Radioastron.
Kolejnym trendem jest przeniesienie dowolnego zadania na płaszczyznę zadań obliczeniowych. Na przykład radar jest w ostrym konflikcie z tą ideą małe płuco satelita, potrzebuje zasilania, aby wysyłać i odbierać sygnał, i tak dalej. Jest tylko jeden sposób: Ziemię napromieniowuje masa urządzeń – GLONASS, GPS, satelity komunikacyjne. Wszystko świeci na Ziemi i coś się od niej odbija. A ten, kto nauczy się zmywać przydatne dane z tych śmieci, będzie królem wzgórza w tej kwestii. Jest to bardzo trudny problem obliczeniowy. Ale ona jest tego warta.
A potem wyobraźcie sobie: teraz wszystkimi satelitami steruje się jak japońską zabawką [Tomagotchi]. Wszystkim bardzo podoba się metoda zarządzania poprzez zdalne sterowanie. Jednak w przypadku konstelacji wielosatelitarnych wymagana jest pełna autonomia i inteligencja sieci.
Ponieważ satelity są małe, od razu pojawia się pytanie: „czy wokół Ziemi jest już tyle śmieci”? Teraz działa międzynarodowa komisja ds. śmieci, która przyjęła zalecenie stwierdzające, że satelita musi zdecydowanie opuścić orbitę w ciągu 25 lat. Jest to normalne w przypadku satelitów znajdujących się na wysokości 300-400 km, są one spowalniane przez atmosferę. A urządzenia OneWeb będą latać na wysokości 1200 km przez setki lat.
Walka ze śmieciami to nowe zastosowanie, które ludzkość stworzyła dla siebie. Jeśli śmieci są małe, należy je zgromadzić w jakiejś dużej siatce lub w porowatym kawałku, który lata i pochłania drobne zanieczyszczenia. A jeśli są duże śmieci, to niezasłużenie nazywa się je śmieciami. Ludzkość wydała pieniądze, tlen planety i wystrzeliła w kosmos najcenniejsze materiały. Połową szczęścia jest to, że został już wyjęty, więc można go tam wykorzystać.
Jest taka utopia, z którą się kręcę, pewien model drapieżnika. Urządzenie, które dociera do tego cennego materiału, zamienia go w substancję przypominającą pył w pewnym reaktorze, a część tego pyłu wykorzystywana jest w gigantycznej drukarce 3D, aby w przyszłości stworzyć część własnego rodzaju. To jeszcze odległa przyszłość, ale ten pomysł rozwiązuje problem, bo wszelka pogoń za śmieciami to główne przekleństwo – balistyka.
Nie zawsze mamy wrażenie, że ludzkość jest bardzo ograniczona w zakresie manewrów w pobliżu Ziemi. Zmiana nachylenia orbity i wysokości to kolosalny wydatek energii. Nasze życie zostało bardzo zepsute przez żywą wizualizację przestrzeni. W filmach, zabawkach, „Gwiezdnych Wojnach”, gdzie ludzie latają tam i z powrotem z taką łatwością i tyle, powietrze im nie przeszkadza. Szkoda nasza branża odniosła korzyści z tej „wiarygodnej” wizualizacji.
Bardzo jestem ciekaw Twojej opinii na temat powyższego. Ponieważ teraz w naszym instytucie prowadzimy kampanię. Zebrałem młodych ludzi i powiedziałem to samo, i zaprosiłem wszystkich do napisania eseju na ten temat. Nasza przestrzeń jest zwiotczała. Zdobyliśmy doświadczenie, ale nasze prawa, jak łańcuchy na nogach, czasami stają na przeszkodzie. Z jednej strony są zapisane krwią, wszystko jasne, ale z drugiej: 11 lat po wystrzeleniu pierwszego satelity człowiek postawił stopę na Księżycu! Od 2006 do 2017 roku nic się nie zmieniło.
Teraz istnieją obiektywne powody - wszystko prawa fizyczne rozwinięte, całe paliwo, materiały, podstawowe prawa i cały oparty na nich postęp technologiczny zastosowano w poprzednich stuleciach, ponieważ nowa fizyka NIE. Oprócz tego jest jeszcze inny czynnik. Kiedy wpuszczono Gagarina, ryzyko było ogromne. Kiedy Amerykanie polecieli na Księżyc, sami oszacowali, że ryzyko jest na 70%, ale wtedy system był taki, że…
Dał miejsce na błąd
Tak. System dostrzegł ryzyko i byli ludzie, którzy ryzykowali swoją przyszłość. „Decyduję, że Księżyc jest stały” i tak dalej. Nie było nad nimi żadnego mechanizmu, który uniemożliwiałby im podjęcie takich decyzji. Teraz NASA narzeka: „Biurokracja wszystko zmiażdżyła”. Pragnienie 100% niezawodności zostało podniesione do rangi fetyszu, ale jest to nieskończone przybliżenie. I nikt nie może podjąć decyzji, ponieważ: a) nie ma takich poszukiwaczy przygód poza Muskiem, b) stworzono mechanizmy, które nie dają prawa do podejmowania ryzyka. Każdego ograniczają wcześniejsze doświadczenia, które materializują się w formie przepisów i praw. A w tej sieci przestrzeń się porusza. Wyraźny przełom, który mamy za sobą ostatnie lata– to ten sam Elon Musk.
Domyślam się na podstawie niektórych danych: to była decyzja NASA o stworzeniu firmy, która nie będzie bała się podejmować ryzyka. Elon Musk czasami kłamie, ale wykonuje swoją pracę i idzie do przodu.
Z tego, co powiedziałeś, co jest obecnie opracowywane w Rosji?
Mamy Federalny Program Kosmiczny, który ma dwa cele. Pierwszym z nich jest zaspokojenie potrzeb federalnych władz wykonawczych. Druga część to przestrzeń naukowa. To jest Spektr-RG. A za 40 lat musimy nauczyć się ponownie wracać na Księżyc.
Na Księżyc, skąd ten renesans? Tak, ponieważ na Księżycu w pobliżu biegunów zauważono pewną ilość wody. Najważniejszym zadaniem jest sprawdzenie, czy jest tam woda. Istnieje wersja, w której komety trenowały ją przez miliony lat, jest to szczególnie interesujące, ponieważ komety przybywają z innych układów gwiezdnych.
Razem z Europejczykami realizujemy program ExoMars. Rozpoczęła się pierwsza misja, już dotarliśmy na miejsce, a Schiaparelli bezpiecznie rozbił się na kawałki. Czekamy aż dotrze tam misja nr 2. Początek 2020 roku. Kiedy w ciasnej „kuchni” jednego aparatu zderzają się dwie cywilizacje, pojawia się wiele problemów, ale już stało się to łatwiejsze. Nauczyłam się pracować w zespole.
Ogólnie rzecz biorąc, przestrzeń naukowa jest dziedziną, w której ludzkość musi współpracować. Jest to bardzo drogie, nie przynosi zysku, dlatego niezwykle ważne jest, aby nauczyć się łączyć siły finansowe, techniczne i intelektualne.
Okazuje się, że wszystkie problemy FKP zostały rozwiązane nowoczesny paradygmat produkcja technologii kosmicznych.
Tak. Całkowita racja. I do 2025 roku – taki jest okres obowiązywania tego programu. Nie ma konkretnych projektów dla nowej klasy. Istnieje porozumienie z kierownictwem Roskosmosu, jeśli projekt zostanie doprowadzony do wiarygodnego poziomu, wówczas poruszymy kwestię włączenia do programu federalnego. Ale jaka jest różnica: wszyscy pragniemy zdobyć pieniądze z budżetu, ale w USA są ludzie, którzy są gotowi zainwestować swoje pieniądze w coś takiego. Rozumiem, że jest to głos wołający na pustyni: gdzie są nasi oligarchowie, którzy inwestują w takie systemy? Ale nie czekając na nie, wykonujemy prace początkowe.
Uważam, że tutaj wystarczy kliknąć dwa połączenia. Po pierwsze, szukaj takich przełomowych projektów, zespołów gotowych je wdrożyć i tych, którzy są gotowi w nie zainwestować.
Wiem, że są takie zespoły. Konsultujemy się z nimi. Wspólnie pomagamy im, aby mogli osiągnąć swoje cele.
Czy na Księżycu planowany jest radioteleskop? Drugie pytanie dotyczy śmieci kosmicznych i efektu Keslera. Czy to zadanie jest istotne i czy planuje się podjąć jakieś działania w tym zakresie?
Zacznę od ostatniego pytania. Mówiłem wam, że ludzkość podchodzi do tego bardzo poważnie, ponieważ utworzyła komitet ds. śmieci. Satelity muszą mieć możliwość deorbitacji lub przeniesienia w bezpieczne miejsce. Trzeba więc tworzyć niezawodne satelity, aby „nie umarły”. A przed nami takie futurystyczne projekty, o których mówiłem wcześniej: Wielka Gąbka, „drapieżnik” itp.
„Mina” mogłaby zadziałać w przypadku jakiegoś konfliktu, jeśli w przestrzeni kosmicznej toczą się działania militarne. Dlatego musimy walczyć o pokój w kosmosie.
Druga część pytania dotyczy Księżyca i radioteleskopu.
Tak. Luna – z jednej strony jest fajnie. Wydaje się, że znajduje się w próżni, ale wokół niej panuje rodzaj zakurzonej egzosfery. Pył tam jest wyjątkowo agresywny. Jakie problemy można rozwiązać z Księżyca - trzeba to jeszcze ustalić. Nie jest konieczne instalowanie dużego lustra. Jest projekt - statek zostaje opuszczony i ludzie przed nim uciekają. różne strony„karaluchy”, które przeciągają kable, tworząc dużą antenę radiową. Istnieje wiele takich projektów księżycowego radioteleskopu, ale przede wszystkim trzeba je przestudiować i zrozumieć.
Kilka lat temu Rosatom ogłosił, że przygotowuje niemal wstępny projekt nuklearnego układu napędowego do lotów m.in. na Marsa. Czy ten temat jest jakoś rozwijany, czy jest zamrożony?
Tak, ona nadchodzi. Jest to utworzenie modułu transportowo-energetycznego TEM. Jest tam reaktor i system go konwertuje energia cieplna na elektryczny i bardzo mocny silniki jonowe. Kluczowych technologii jest kilkanaście i trwają prace nad nimi. Dokonano bardzo znaczącego postępu. Konstrukcja reaktora jest prawie całkowicie jasna; praktycznie stworzono bardzo mocne silniki jonowe o mocy 30 kW. Niedawno widziałem ich w celi; Ale główną klątwą jest upał, musimy zrzucić 600 kW – to nie lada wyzwanie! Grzejniki poniżej 1000 mkw. Obecnie pracują nad znalezieniem innego podejścia. Są to lodówki kroplowe, ale są jeszcze we wczesnej fazie.
Czy masz jakieś wstępne daty?
Demonstrator ma zostać wystrzelony gdzieś przed 2025 rokiem. To wartościowe zadanie. Zależy to jednak od kilku kluczowych technologii, które pozostają w tyle.
Pytanie może półżartem, ale co sądzicie o słynnym wiadrze elektromagnetycznym?
Wiem o tym silniku. Mówiłem wam, że odkąd dowiedziałem się, że istnieje ciemna energia i ciemna materia, przestałem całkowicie polegać na podręczniku do fizyki, który czytałem w szkole średniej. Niemcy przeprowadzili eksperymenty, to dokładni ludzie i widzieli, że jest efekt. A to jest całkowicie sprzeczne z moim wyższa edukacja. W Rosji przeprowadzili kiedyś eksperyment na satelicie Yubileiny z silnikiem bez utraty masy. Było za, było przeciw. Po testach obie strony otrzymały zdecydowane potwierdzenie, że miały rację.
Kiedy wystrzelono pierwszego Elektro-L, w prasie pojawiły się skargi tych samych meteorologów, że satelita nie spełnia ich potrzeb, tj. Satelita został zbesztany jeszcze zanim się zepsuł.
Miało działać w 10 widmach. Jeśli chodzi o widma, w 3 moim zdaniem jakość obrazu nie była taka sama, jak ta pochodząca z zachodnich satelitów. Nasi użytkownicy są przyzwyczajeni do produktów całkowicie towarowych. Gdyby nie było innych zdjęć, meteorolodzy byliby szczęśliwi. Drugi satelita został znacznie ulepszony, poprawiono matematykę, więc teraz wydają się być zadowoleni.
Kontynuacja „Phobos-Grunt” „Boomerang” – czy będzie nowy projekt czy będzie to powtórka?
Kiedy kręcono Fobosa-Grunta, byłem dyrektorem organizacji non-profit nazwanej jego imieniem. SA Ławoczkina. To przykład sytuacji, gdy ilość nowych przekracza rozsądny limit. Niestety zabrakło inteligencji, żeby wszystko wziąć pod uwagę. Misję należy powtórzyć, zwłaszcza że przybliża powrót gleby z Marsa. Zastosowane zostaną podstawy, obliczenia ideologiczne, balistyczne itp. Dlatego technologia musi być inna. Bazując na tych zaległościach, które otrzymamy za Księżyc, za coś innego... Gdzie już będą części, które zmniejszą ryzyko techniczne zupełnie nowego.
Swoją drogą, czy wiesz, że Japończycy zamierzają wdrożyć swój „Phobos-Grunt”?
Jeszcze nie wiedzą, że Fobos to bardzo straszne miejsce, wszyscy tam umierają.
Mieli doświadczenie z Marsem. I wiele rzeczy też tam zginęło.
Ten sam Mars. Przed 2002 rokiem wydawało się, że w Stanach i Europie było ich 4 nieudane próby dostać się na Marsa. Ale pokazali amerykański charakter, co roku strzelali i uczyli się. Teraz robią niezwykle piękne rzeczy. Byłem w Laboratorium Napędów Odrzutowych lądowanie łazika Curiosity. Do tego czasu zniszczyliśmy już Fobosa. Tutaj praktycznie płakałam: ich satelity już od dawna krążą wokół Marsa. Zorganizowali tę misję w taki sposób, że otrzymali zdjęcie spadochronu, który otworzył się podczas lądowania. Te. Udało im się uzyskać dane ze swojego satelity. Ale ta droga nie jest łatwa. Mieli kilka nieudanych misji. Ale kontynuowali i teraz osiągnęli pewien sukces.
Misja, w której się rozbili, Mars Polar Lander. Powodem niepowodzenia misji było „niedofinansowanie”. Te. Służby spojrzały na to i stwierdziły: nie daliśmy wam pieniędzy, to nasza wina. Wydaje mi się, że w naszych realiach jest to prawie niemożliwe.
Nie to słowo. Musimy znaleźć konkretnego winowajcę. Na Marsie musimy nadrobić zaległości. Oczywiście jest też Wenus, która do tej pory była uważana za planetę rosyjską lub radziecką. Obecnie trwają poważne negocjacje ze Stanami Zjednoczonymi w sprawie wspólnego wysłania misji na Wenus. USA chcą lądowników wyposażonych w wysokotemperaturową elektronikę, które będą normalnie działać w wysokich temperaturach, bez zabezpieczenia termicznego. Możesz zrobić balony lub samolot. Ciekawy projekt.
Wyrażamy naszą wdzięczność
Statki kosmiczne w całej swojej różnorodności są zarówno dumą, jak i troską ludzkości. Ich powstanie poprzedziła wielowiekowa historia rozwoju nauki i techniki. Epoka kosmiczna, która pozwoliła ludziom spojrzeć na świat, w którym żyją, z zewnątrz, wyniosła nas na nowy poziom rozwoju. Rakieta w kosmosie nie jest dziś marzeniem, ale przedmiotem troski wysoko wykwalifikowanych specjalistów, którzy stoją przed zadaniem udoskonalenia istniejących technologii. O tym, jakie typy statków kosmicznych się wyróżniają i czym się od siebie różnią, porozmawiamy w artykule.
Definicja
Statek kosmiczny to ogólna nazwa każdego urządzenia przeznaczonego do działania w przestrzeni kosmicznej. Istnieje kilka opcji ich klasyfikacji. W samym prosty przypadek przeznaczyć statek kosmiczny załogowe i automatyczne. Te pierwsze z kolei dzielą się na statki kosmiczne i stacje. Różnią się możliwościami i przeznaczeniem, są podobne pod wieloma względami w konstrukcji i zastosowanym wyposażeniu.
Funkcje lotu
Po wystrzeleniu każdy statek kosmiczny przechodzi trzy główne etapy: wejście na orbitę, sam lot i lądowanie. Pierwszy etap polega na tym, że urządzenie rozwija prędkość niezbędną do wejścia w przestrzeń kosmiczną. Aby dostać się na orbitę, jej wartość musi wynosić 7,9 km/s. Całkowite pokonanie grawitacji polega na rozwinięciu sekundy równej 11,2 km/s. Dokładnie tak rakieta porusza się w przestrzeni kosmicznej, gdy jej celem są odległe obszary Wszechświata.
Po wyzwoleniu się z przyciągania następuje drugi etap. W trakcie lot orbitalny Ruch statków kosmicznych odbywa się na zasadzie bezwładności, wynikającej z nadanego im przyspieszenia. Wreszcie etap lądowania polega na zmniejszeniu prędkości statku, satelity lub stacji niemal do zera.
"Pożywny"
Każdy statek kosmiczny wyposażony jest w sprzęt odpowiadający zadaniom, do których rozwiązania jest przeznaczony. Jednak główna rozbieżność dotyczy tzw. wyposażenia docelowego, które jest niezbędne właśnie do pozyskiwania danych i różnych badań naukowych. W przeciwnym razie wyposażenie statku kosmicznego jest podobne. Obejmuje następujące systemy:
- zaopatrzenie w energię - najczęściej dostarczaną do statku kosmicznego niezbędną energię baterie słoneczne lub radioizotopowe, baterie chemiczne, reaktory jądrowe;
- komunikacja - realizowana za pomocą sygnału fal radiowych w znacznej odległości od Ziemi, szczególnie ważne staje się dokładne ustawienie anteny;
- podtrzymywanie życia – system typowy dla załogowych statków kosmicznych, dzięki niemu możliwe staje się przebywanie ludzi na pokładzie;
- orientacja - jak wszystkie inne statki, statki kosmiczne są wyposażone w sprzęt do trwałe określenie własne położenie w przestrzeni;
- ruch - silniki statków kosmicznych umożliwiają zmianę prędkości lotu, a także jego kierunku.
Klasyfikacja
Jednym z głównych kryteriów podziału statków kosmicznych na typy jest tryb pracy, który określa ich możliwości. Na podstawie tej cechy wyróżnia się urządzenia:
- umieszczone na orbicie geocentrycznej lub sztucznych satelitach ziemskich;
- te, których celem jest badanie odległych obszarów kosmosu - automatyczne stacje międzyplanetarne;
- używane do dostarczania ludzi lub niezbędnego ładunku na orbitę naszej planety, nazywane są statkami kosmicznymi, mogą być automatyczne lub załogowe;
- stworzony, aby ludzie mogli przebywać w kosmosie przez długi czas - to znaczy;
- zaangażowani w dostarczanie ludzi i ładunków z orbity na powierzchnię planety, nazywa się je zejściem;
- te zdolne do eksploracji planety, znajdujące się bezpośrednio na jej powierzchni i poruszające się po niej, to łaziki planetarne.
Przyjrzyjmy się bliżej niektórym typom.
AES (satelity sztucznej ziemi)
Pierwszymi urządzeniami wystrzelonymi w przestrzeń kosmiczną były sztuczne satelity Ziemi. Fizyka i jej prawa sprawiają, że wystrzelenie takiego urządzenia na orbitę jest trudnym zadaniem. Każde urządzenie musi pokonać grawitację planety, a następnie nie spaść na nią. Aby to zrobić, satelita musi poruszać się z prędkością lub nieco szybciej. Nad naszą planetą znajduje się warunek dolna granica możliwa lokalizacja satelity (przechodzi na wysokości 300 km). Bliższe umieszczenie doprowadzi do dość szybkiego hamowania urządzenia w warunkach atmosferycznych.
Początkowo tylko rakiety nośne mogły dostarczać na orbitę sztuczne satelity Ziemi. Fizyka jednak nie stoi w miejscu i dziś opracowywane są nowe metody. Zatem jeden z często używanych Ostatnio metody - wystrzelenie z innego satelity. W planach jest wykorzystanie innych opcji.
Orbity statku kosmicznego krążącego wokół Ziemi mogą leżeć dalej różne wysokości. Oczywiście od tego zależy również czas potrzebny na jedno okrążenie. Satelity, których okres orbitalny jest równy dobie, umieszczane są na tzw. Jest uważany za najcenniejszy, ponieważ znajdujące się na nim urządzenia wydają się ziemskiemu obserwatorowi nieruchome, co oznacza, że nie ma potrzeby tworzenia mechanizmów dla obracających się anten .
AMS (automatyczne stacje międzyplanetarne)
Ogromna ilość informacji nt różne przedmioty Układ Słoneczny naukowcy otrzymują go za pomocą statku kosmicznego wysłanego poza orbitę geocentryczną. Obiektami AMS są planety, asteroidy, komety, a nawet galaktyki dostępne do obserwacji. Zadania stawiane takim urządzeniom wymagają ogromnej wiedzy i wysiłku inżynierów i badaczy. Misje AWS są ucieleśnieniem postępu technologicznego i jednocześnie jego bodźcem.
Załogowy statek kosmiczny
Urządzenia stworzone, aby dostarczać ludzi do miejsca przeznaczenia i zwracać z powrotem, w niczym nie ustępują technologicznie opisanym typom. Do tego typu zalicza się Wostok-1, na którym odbył się lot Jurija Gagarina.
Najbardziej trudne zadanie dla twórców załogowego statku kosmicznego – zapewnienie bezpieczeństwa załodze podczas jej powrotu na Ziemię. Również znacząca część Urządzenia takie stanowią system ratownictwa ratunkowego, który może okazać się niezbędny podczas wystrzelenia statku w przestrzeń kosmiczną za pomocą rakiety nośnej.
Statki kosmiczne, podobnie jak wszystkie astronautyki, są stale udoskonalane. W ostatnim czasie w mediach często pojawiają się doniesienia o działalności sondy Rosetta i lądownika Philae. Uosabiają wszystko najnowsze osiągnięcia w dziedzinie budowy statków kosmicznych, obliczania ruchu pojazdu i tak dalej. Lądowanie sondy Philae na komecie uważane jest za wydarzenie porównywalne z lotem Gagarina. Najciekawsze jest to, że nie jest to zwieńczenie możliwości ludzkości. Wciąż czekają na nas nowe odkrycia i osiągnięcia, jeśli chodzi o rozwój przestrzeń kosmiczna i budynki
Międzyplanetarny statek kosmiczny „Mars”
„Mars” to nazwa radzieckiego statku międzyplanetarnego wystrzeliwanego na planetę Mars od 1962 roku.
Mars 1 został wystrzelony 1 listopada 1962 roku; masa 893,5 kg, długość 3,3 m, średnica 1,1 m „Mars-1” posiadał 2 hermetyczne przedziały: orbitalny z głównym wyposażeniem pokładowym zapewniającym lot na Marsa; planetarna z instrumentami naukowymi przeznaczonymi do badania Marsa podczas bliskiego przelotu. Cele lotu: eksploracja przestrzeni kosmicznej, sprawdzanie łączy radiowych na dystansach międzyplanetarnych, fotografowanie Marsa. Ostatni etap rakiety nośnej wraz ze statkiem kosmicznym został wystrzelony na orbitę pośrednią sztuczny satelita Ziemię i zapewnił start oraz niezbędne zwiększenie prędkości lotu na Marsa.
Aktywny system orientacji niebieskiej posiadał czujniki orientacji ziemskiej, gwiazdowej i słonecznej, system siłowników z dyszami sterującymi zasilanymi sprężonym gazem, a także urządzenia żyroskopowe i bloki logiczne. Bardzo Podczas lotu utrzymywano orientację na Słońce, aby oświetlić panele słoneczne. Aby skorygować tor lotu, statek kosmiczny został wyposażony w silnik rakietowy na ciecz i system sterowania. Do łączności służyły pokładowe urządzenia radiowe (częstotliwości 186, 936, 3750 i 6000 MHz), które zapewniały pomiar parametrów lotu, odbiór poleceń z Ziemi oraz przekazywanie informacji telemetrycznych w sesjach komunikacyjnych. System kontroli termicznej utrzymywał stabilną temperaturę 15-30°C. Podczas lotu przeprowadzono 61 sesji łączności radiowej z Mars-1, a na pokład przekazano ponad 3000 poleceń radiowych. Do pomiarów trajektorii oprócz sprzętu radiowego wykorzystano teleskop o średnicy 2,6 m z Krymu Obserwatorium Astrofizyczne. Lot Mars 1 dostarczył nowych danych na temat właściwości fizyczne przestrzeń kosmiczna pomiędzy orbitami Ziemi i Marsa (w odległości od Słońca 1-1,24 AU), o natężeniu promieniowania kosmicznego, sile pól magnetycznych Ziemi i ośrodka międzyplanetarnego, o przepływach zjonizowanego gazu pochodzącego ze Słońca oraz o rozkładzie materii meteorycznej (sonda przeleciała 2 deszcz meteorytów). Ostatnia sesja odbyła się 21 marca 1963 roku, kiedy urządzenie znajdowało się w odległości 106 milionów km od Ziemi. Podejście do Marsa nastąpiło 19 czerwca 1963 roku (około 197 tys. km od Marsa), po czym Mars-1 wszedł na orbitę heliocentryczną z peryhelium ~148 milionów km i aphelium ~250 milionów km.
Sondy Mars 2 i Mars 3 zostały wystrzelone 19 i 28 maja 1971 roku i wykonały wspólny lot i jednoczesną eksplorację Marsa. Wystrzelenie na tor lotu na Marsa odbyło się z orbity pośredniej sztucznego satelity Ziemi za pomocą ostatnich stopni rakiety nośnej. Konstrukcja i skład wyposażenia Mars-2 i Mars-3 znacznie różnią się od Mars-1. Masa „Marsa-2” („Mars-3”) wynosi 4650 kg. Strukturalnie „Mars-2” i „Mars-3” są podobne, mają przedział orbitalny i moduł zejścia. Główne urządzenia przedziału orbitalnego: przedział przyrządowy, blok zbiorników układu napędowego, silnik rakietowy korekcyjny z zespołami automatyki, panele słoneczne, urządzenia antenowo-zasilające i grzejniki układu kontroli termicznej. Pojazd zniżający wyposażony jest w systemy i urządzenia zapewniające oddzielenie pojazdu od przedziału orbitalnego, jego przejście na trajektorię podejścia do planety, hamowanie, zejście w atmosferę i miękkie lądowanie na powierzchni Marsa. Pojazd zniżający został wyposażony w pojemnik na przyrządy-spadochron, aerodynamiczny stożek hamujący oraz ramę łączącą, na której umieszczono silnik rakietowy. Przed lotem moduł zniżania został wysterylizowany. Statek kosmiczny miał szereg systemów wspierających lot. System sterowania, w odróżnieniu od Mars-1, zawierał dodatkowo: platformę stabilizowaną żyroskopowo, komputer pokładowy cyfrowy oraz autonomiczny system nawigacji kosmicznej. Oprócz orientacji w stronę Słońca, wystarczy wielka odległość od Ziemi (~30 mln km) przeprowadzono jednoczesną orientację w kierunku Słońca, gwiazdy Canopus i Ziemi. Działanie pokładowego kompleksu radiowego do komunikacji z Ziemią odbywało się w zakresie decymetrowym i centymetrowym, a połączenie pojazdu zniżającego z przedziałem orbitalnym odbywało się w zakresie metrowym. Źródłem zasilania były 2 panele słoneczne i akumulator buforowy. Na module zniżania zainstalowano autonomiczną baterię chemiczną. Układ kontroli temperatury jest aktywny, a obieg gazu wypełnia przedział przyrządów. Pojazd zjazdowy posiadał ekranowo-próżniową izolację termiczną, grzejnik radiacyjny z regulowaną powierzchnią i grzejnikiem elektrycznym oraz układ napędowy wielokrotnego użytku.
W przedziale orbitalnym znajdował się sprzęt naukowy przeznaczony do pomiarów w przestrzeni międzyplanetarnej, a także do badania otoczenia Marsa i samej planety z orbity sztucznego satelity; magnetometr bramkowy; radiometr na podczerwień do uzyskania mapy rozkładu temperatur na powierzchni Marsa; Fotometr na podczerwień do badania reliefu powierzchni poprzez absorpcję promieniowania dwutlenek węgla; urządzenie optyczne do określania zawartości pary wodnej metoda spektralna; fotometr widzialny do badania odbicia powierzchni i atmosfery; urządzenie do wyznaczania radiowej temperatury jasności powierzchni za pomocą promieniowania o długości fali 3,4 cm, wyznaczania jej stałej dielektrycznej oraz temperatury warstwy wierzchniej na głębokości 30-50 cm; fotometr ultrafioletowy do określania gęstości górnych warstw atmosfery Marsa, zawartości tlenu atomowego, wodoru i argonu w atmosferze; licznik cząstek promieniowania kosmicznego; 
spektrometr energii cząstek naładowanych; licznik energii przepływu elektronów i protonów od 30 eV do 30 keV. Na Marsie-2 i Marsie-3 znajdowały się 2 kamery fototelewizyjne o różnych ogniskowych do fotografowania powierzchni Marsa, a na Marsie-3 znajdował się także sprzęt stereo do przeprowadzenia wspólnego radziecko-francuskiego eksperymentu mającego na celu badanie emisji radiowej Marsa. Słońce na częstotliwości 169 MHz. Moduł zniżania został wyposażony w aparaturę umożliwiającą pomiar temperatury i ciśnienia atmosfery, oznaczanie za pomocą spektrometrii mas składu chemicznego atmosfery, pomiar prędkości wiatru, określanie składu chemicznego oraz właściwości fizyko-mechanicznych warstwy powierzchniowej, a także uzyskiwanie panoramę za pomocą kamer telewizyjnych. Lot statku kosmicznego na Marsa trwał ponad 6 miesięcy, przeprowadzono 153 sesje łączności radiowej z Marsem-2, 159 sesji łączności radiowej z Marsem-3, a duża liczba informacje naukowe. W pewnej odległości zainstalowano przedział orbitalny, a statek kosmiczny Mars-2 wszedł na orbitę sztucznego satelity Marsa z okresem orbitalnym wynoszącym 18 godzin. 8 czerwca, 14 listopada i 2 grudnia 1971 r. Korekty Marsa -3 orbity zostały przeprowadzone. Wydzielenie modułu zniżania przeprowadzono 2 grudnia o godzinie 12:14 czasu moskiewskiego w odległości 50 tys. km od Marsa. Po 15 minutach, gdy odległość między przedziałem orbitalnym a pojazdem zniżającym nie była większa niż 1 km, urządzenie przełączyło się na trajektorię spotkania z planetą. Moduł opadania przemieszczał się w kierunku Marsa przez 4,5 godziny i po 16 godzinach 44 minutach wszedł w atmosferę planety. Zejście w atmosferze na powierzchnię trwało nieco ponad 3 minuty. Lądownik wylądował na południowej półkuli Marsa w obszarze o współrzędnych 45° południe. w. i 158° W. d. Na pokładzie urządzenia zamontowano proporczyk z wizerunkiem Godło państwowe ZSRR. Przedział orbitalny Marsa-3 po oddzieleniu modułu zniżania poruszał się po trajektorii przechodzącej w odległości 1500 km od powierzchni Marsa. Hamujący układ napędowy zapewnił jego przejście na orbitę satelity Marsa z okresem orbitalnym ~12 dni. 19:00 2 grudnia o godzinie 16:50:35 rozpoczęła się transmisja sygnału wideo z powierzchni planety. Sygnał został odebrany przez urządzenia odbiorcze przedziału orbitalnego i przesłany na Ziemię podczas sesji komunikacyjnych w dniach 2-5 grudnia.
Przez ponad 8 miesięcy przedziały orbitalne statku kosmicznego realizowały kompleksowy program eksploracji Marsa z orbit jego satelitów. W tym czasie przedział orbitalny Marsa-2 wykonał 362 obroty, a Mars-3 - 20 obrotów wokół planety. Badania właściwości powierzchni i atmosfery Marsa na podstawie charakteru promieniowania w zakresie widzialnym, podczerwonym, ultrafioletowym i radiowym pozwoliły określić temperaturę warstwy powierzchniowej oraz ustalić jej zależność od szerokości geograficznej i pora dnia; na powierzchni wykryto anomalie termiczne; przewodność cieplna, bezwładność cieplna, stała dielektryczna i odblaskowość gleby; Zmierzono temperaturę północnej czapy polarnej (poniżej -110°C). Na podstawie danych dotyczących absorpcji promieniowania podczerwonego przez dwutlenek węgla uzyskano profile wysokościowe powierzchni wzdłuż torów lotu. Zawartość pary wodnej w różne obszary planet (około 5 tysięcy razy mniej niż w atmosfera ziemska). Pomiary rozproszonego promieniowania ultrafioletowego dostarczyły informacji o strukturze marsjańskiej atmosfery (zasięg, skład, temperatura). Ciśnienie i temperaturę na powierzchni planety określono za pomocą sond radiowych. Na podstawie zmian przezroczystości atmosfery uzyskano dane dotyczące wysokości chmur pyłu (do 10 km) i wielkości cząstek pyłu (odnotowano świetna treść drobne cząstki- około 1 mikrona). Fotografie pozwoliły wyjaśnić kompresję optyczną planety, skonstruować profile reliefowe na podstawie obrazu krawędzi dysku i uzyskać kolorowe obrazy Marsa, wykryć poświatę atmosferyczną 200 km za linią terminatora, zmiany kolorów w pobliżu terminatora, i prześledzić warstwową strukturę marsjańskiej atmosfery.
Mars 4, Mars 5, Mars 6 i Mars 7 zostały wystrzelone 21 lipca, 25 lipca, 5 i 9 sierpnia 1973 roku. Po raz pierwszy cztery statki kosmiczne jednocześnie przeleciały trasą międzyplanetarną. „Mars-4” i „Mars-5” miały na celu badanie Marsa z orbity sztucznego satelity Marsa; „Mars-6” i „Mars-7” zawierały moduły zniżania. Sonda została wystrzelona na tor lotu na Marsa z pośredniej orbity sztucznego satelity Ziemi. Na trasie lotu ze statku kosmicznego regularnie prowadzono sesje łączności radiowej w celu pomiaru parametrów ruchu, monitorowania stanu systemów pokładowych i przekazywania informacji naukowych. Oprócz radzieckiego sprzętu naukowego na stacjach Mars-6 i Mars-7 zainstalowano francuskie instrumenty przeznaczone do wspólnych radziecko-francuskich eksperymentów w zakresie badania emisji radiowej Słońca (sprzęt stereo), badania plazmy słonecznej i promieniowania kosmicznego promienie. Aby zapewnić wystrzelenie statku kosmicznego do obliczonego punktu przestrzeni okołoplanetarnej podczas lotu, wprowadzono poprawki w trajektorii ich ruchu. „Mars-4” i „Mars-5” po przebyciu trasy o długości ~460 milionów km dotarły do obrzeży Marsa 10 i 12 lutego 1974 roku. W związku z tym, że nie włączył się układ napędowy hamulcowy, statek kosmiczny Mars-4 przeleciał w pobliżu planety w odległości 2200 km od jej powierzchni.
W tym samym czasie uzyskano zdjęcia Marsa za pomocą urządzenia fototelewizyjnego. 12 lutego 1974 r. na statku kosmicznym Mars-5 włączono korekcyjny układ napędowy hamulcowy (KTDU-425A), a w wyniku manewru urządzenie weszło na orbitę sztucznego satelity Marsa. Sondy Mars-6 i Mars-7 dotarły w pobliże planety Mars odpowiednio 12 i 9 marca 1974 roku. Zbliżając się do planety, sonda Mars-6 autonomicznie, wykorzystując pokładowy system nawigacji astronomicznej, przeprowadziła ostateczną korektę swojego ruchu, a moduł opadania oddzielił się od statku kosmicznego. Włączając układ napędowy, pojazd zniżający został przeniesiony na trajektorię spotkania z Marsem. Pojazd zniżający wszedł w atmosferę marsjańską i rozpoczął hamowanie aerodynamiczne. Po osiągnięciu zadanego przeciążenia opuszczano stożek aerodynamiczny i uruchamiano system spadochronowy. Informacje z modułu opadania podczas jego opadania zostały odebrane przez sondę Mars-6, która kontynuowała poruszanie się po orbicie heliocentrycznej w minimalnej odległości od powierzchni Marsa wynoszącej ~1600 km, i zostały przesłane na Ziemię. W celu badania parametrów atmosferycznych na module zniżania zainstalowano przyrządy do pomiaru ciśnienia, temperatury, składu chemicznego oraz czujniki przeciążeniowe. Moduł zniżający sondy Mars-6 dotarł na powierzchnię planety w obszarze o współrzędnych 24° S. w. i 25° W. d. Moduł zniżania statku kosmicznego Mars-7 (po oddzieleniu od stacji) nie mógł zostać przeniesiony na trajektorię spotkania z Marsem i przeleciał w pobliżu planety w odległości 1300 km od jej powierzchni.
Wystrzelenia statku kosmicznego z serii Mars przeprowadziły pojazd nośny Molniya (Mars-1) i pojazd nośny Proton z dodatkowym 4. stopniem (Mars-2 - Mars-7).
1. Koncepcja i cechy kapsuły zniżającej
1.1 Cel i układ
1.2 Zejście z orbity
2. Projekt SK
2.1 Obudowa
2.2 Powłoka termoochronna
Wykaz używanej literatury
Kapsuła zniżająca (DC) statku kosmicznego (SC) została zaprojektowana w celu szybkiego dostarczania specjalnych informacji z orbity na Ziemię. Na statku kosmicznym zainstalowane są dwie kapsuły zniżające (ryc. 1).
Obrazek 1.
SC to pojemnik na nośnik informacji, podłączony do cyklu rozciągania folii statku kosmicznego i wyposażony w zespół systemów i urządzeń zapewniających bezpieczeństwo informacji, zejście z orbity, miękkie lądowanie oraz wykrycie SC podczas opadania i lądowania po wylądowaniu.
Główne cechy firmy ubezpieczeniowej
Masa zmontowanego pojazdu – 260 kg
Średnica zewnętrzna SC - 0,7 m
Maksymalny rozmiar zmontowanego SC wynosi 1,5 m
Wysokość orbity statku kosmicznego - 140 - 500 km
Nachylenie orbity statku kosmicznego wynosi 50,5–81 stopni.
Korpus SK (rys. 2) wykonany jest z stop aluminium, ma kształt zbliżony do kuli i składa się z dwóch części: uszczelnionej i nieuszczelnionej. Zamknięta część zawiera: specjalną szpulę z nośnikiem informacji, system konserwacji reżim termiczny, system uszczelniania szczeliny łączącej uszczelnioną część SC z torem przenoszenia filmu statku kosmicznego, nadajniki HF, system samozniszczenia i inny sprzęt. Część bezciśnieniowa mieści system spadochronowy, reflektory dipolowe i pojemnik Peleng VHF. Reflektory dipolowe, nadajniki HF i pojemnik Peleng-UHF zapewniają detekcję SC na końcu odcinka zniżania i po wylądowaniu.
Z zewnątrz nadwozie SC jest chronione przed nagrzewaniem aerodynamicznym warstwą powłoki termoochronnej.
Na kapsule zniżającej za pomocą pasów napinających zamontowane są dwie platformy 3, 4 z pneumatycznym zespołem stabilizacji SK 5, silnikiem hamującym 6 i wyposażeniem telemetrycznym 7 (rys. 2).
Przed montażem na statku kosmicznym opuszczona kapsuła jest połączona trzema zamkami 9 układu separacji z ramą przejściową 8. Następnie rama jest łączona z korpusem statku kosmicznego. Zbieżność szczelin ścieżek ciągnięcia folii statku kosmicznego i SC zapewniają dwa kołki prowadzące zainstalowane na korpusie statku kosmicznego, a szczelność połączenia zapewnia gumowa uszczelka zainstalowana na SC wzdłuż konturu otwór. Od zewnątrz SC jest zamknięty pakietami izolacji termicznej ekranowo-próżniowej (SVTI).
Strzelanie SC z korpusu statku kosmicznego odbywa się w przewidywanym czasie po uszczelnieniu szczeliny na ścieżce przeciągania folii, zrzuceniu pakietów materiałów unoszących się w powietrzu i obróceniu statku kosmicznego do kąta pochylenia zapewniającego optymalną trajektorię opadania SC do miejsce lądowania. Na polecenie pokładowego komputera cyfrowego statku kosmicznego uruchamiane są blokady 9 (ryc. 2), a SC za pomocą czterech popychaczy sprężynowych 10 jest oddzielany od korpusu statku kosmicznego. Kolejność uruchamiania systemów sterowania awaryjnego w sekcji zniżania i lądowania jest następująca (rys. 3):
Obracanie kapsuły względem osi X (rys. 2) w celu utrzymania wymaganego kierunku wektora ciągu silnika hamulca podczas jego pracy, wirowanie realizowane jest przez pneumatyczny zespół stabilizacji (PS);
Włączenie silnika hamulca;
Hartowanie przy użyciu PAS prędkość kątowa rotacja SC;
Odpalenie silnika hamującego i PAS (w przypadku nie zadziałania pasów napinających SC ulega samozniszczeniu po 128 s);
Zdjęcie osłony systemu spadochronowego, uruchomienie spadochronu hamującego i reflektorów dipolowych, zwolnienie przedniego zabezpieczenia termicznego (w celu zmniejszenia masy pojazdu);
Neutralizacja środków samozniszczenia SK;
Zestrzelenie spadochronu hamującego i uruchomienie głównego;
Zwiększenie ciśnienia w cylindrze kontenera „Peleng VHF” i włączenie nadajników KB i VHF;
Uruchomienie silnika miękkiego lądowania sygnałem z wysokościomierza izotopowego, lądowanie;
Załączanie w nocy na podstawie sygnału z fotokomórki lampy impulsowej.
Korpus SK (rys. 4) składa się z następujących głównych części: korpusu części środkowej 2, korpusu dolnego 3 i pokrywy systemu spadochronowego I, wykonanych ze stopu aluminium.
Korpus części środkowej wraz z dnem tworzy szczelną komorę przeznaczoną do przechowywania specjalnych nośników informacji i sprzętu. Połączenie korpusu z dnem odbywa się za pomocą kołków 6 przy użyciu uszczelek 4, 5 wykonanych z gumy próżniowej.
Pokrywa systemu spadochronowego połączona jest z korpusem części środkowej za pomocą zamków popychacza 9.
Korpus części środkowej (rys. 5) jest konstrukcją spawaną i składa się z adaptera I, płaszcza 2, wręgów 3,4 i obudowy 5.
Adapter I wykonany jest z dwóch części, spawanych doczołowo. Na powierzchni czołowej adaptera znajduje się rowek pod uszczelkę gumową 7, na powierzchni bocznej znajdują się występy z ślepymi otworami gwintowanymi przeznaczonymi do montażu systemu spadochronowego. Rama 3 służy do połączenia korpusu części środkowej z dnem za pomocą kołków 6 oraz do mocowania ramy instrumentu.
Rama 4 stanowi część napędową ramy, wykonana jest z odkuwek i ma konstrukcję waflową. W ramie, od strony części uszczelnianej, na występach znajdują się ślepe otwory gwintowane przeznaczone do mocowania urządzeń, otwory przelotowe „C” do montażu złączy ciśnieniowych 9 i otwory „F” do montażu popychaczy zamka pokrywy systemu spadochronowego . Dodatkowo rama posiada rowek na wąż układu uszczelniającego szczelinę 8. Uszy typu „K” przeznaczone są do połączenia SC z ramą przejściową za pomocą zamków II.
Z boku komory spadochronowej adapter I jest zamknięty obudową 5, która jest zabezpieczona śrubami 10.
W korpusie części środkowej znajdują się cztery otwory 12, w których instaluje się mechanizm resetowania przedniego zabezpieczenia termicznego.
Dno (rys. 6) składa się z ramy I i kulistej osłony 2, zespawanych doczołowo. Rama posiada dwa pierścieniowe rowki pod uszczelki gumowe, otwory „A” do połączenia dna z korpusem części środkowej, trzy zworniki „K” z zaślepionymi otworami gwintowanymi, przeznaczone do prac osprzętowych na SK. Aby sprawdzić szczelność SC, w ramie wykonuje się gwintowany otwór z zamontowaną w nim zatyczką 6. W środku płaszcza 2 za pomocą śrub 5 mocuje się złączkę 3, która służy do testów hydropneumatycznych. SC u producenta.
Pokrywa systemu spadochronowego (rys. 7) składa się z ramy I i skorupy 2, spawanych doczołowo. W części biegunowej pokrywy znajduje się szczelina, przez którą przechodzi trzpień adaptera obudowy części środkowej. Na zewnętrznej powierzchni pokrywy zamontowane są rurki 3 bloku baryłkowego i przyspawane są wsporniki 6 przeznaczone do mocowania złączy odrywanych 9. C wewnątrz Pokrywy są przyspawane do skorupy za pomocą wsporników 5, które służą do mocowania spadochronu hamującego. Jets 7 łączą wnękę przedziału spadochronu z atmosferą.
Powłoka termoochronna (TPC) ma za zadanie chronić metalowy korpus statku kosmicznego i znajdujące się w nim wyposażenie przed nagrzewaniem aerodynamicznym podczas schodzenia z orbity.
Strukturalnie SK TZP składa się z trzech części (ryc. 8): TZP pokrywy systemu spadochronowego I, TZP korpusu części środkowej 2 i TZP dolnej 3, których szczeliny są wypełnione Viksintem szpachlówka.
Osłona TZP I jest powłoką azbestowo-tekstolitową o zmiennej grubości, połączoną z termoizolacyjną podwarstwą z materiału TIM. Podwarstwa łączona jest z laminatem metalowo-azbestowym za pomocą kleju. Wewnętrzna powierzchnia pokrywy i zewnętrzna powierzchnia adaptera przewodu naciągającego folię pokryte są materiałem TIM i tworzywem piankowym. Okładki TZP zawierają:
Cztery otwory umożliwiające dostęp do zamków mocujących przednią osłonę termiczną, zatykane zatyczkami gwintowanymi 13;
Cztery otwory umożliwiające dostęp do pyroloków mocujących pokrywę do korpusu środkowej części SC, zatykanych zatyczkami 14;
Trzy kieszenie służące do montażu SC na ramie przejściowej i zamykane okładzinami 5;
Otwory na odrywalne złącza elektryczne, zakryte zaślepkami.
Podkładki instaluje się na szczeliwie i zabezpiecza za pomocą tytanowych śrub. Wolną przestrzeń w miejscach montażu okładzin wypełnia się materiałem TIM, którego zewnętrzna powierzchnia pokryta jest warstwą tkaniny azbestowej i warstwą uszczelniacza.
W szczelinę pomiędzy trzonem przewodu naciągającego folię a końcem wycięcia osłony TZP umieszcza się sznur piankowy, na który nakładana jest warstwa masy uszczelniającej.
TZP korpusu części środkowej 2 składa się z dwóch półpierścieni azbestowo-tekstolitowych osadzonych na kleju i połączonych dwoma podkładkami II. Półpierścienie i okładziny mocowane są do korpusu za pomocą tytanowych śrub. Na obudowie TZP znajduje się osiem desek 4 przeznaczonych do montażu podestów.
Dno TZP 3 (przednie zabezpieczenie termiczne) to kulista skorupa azbestowo-tekstolitowa o jednakowej grubości. Od wewnątrz do TZP przymocowany jest tytanowy pierścień za pomocą śrub z włókna szklanego, który służy do połączenia TZP z korpusem części środkowej za pomocą mechanizmu resetującego. Szczelinę pomiędzy dolnym TZP a metalem wypełnia się masą uszczelniającą o przyczepności do TZP. Od wewnątrz spód pokryty jest warstwą materiału termoizolacyjnego TIM o grubości 5 mm.
2.3 Rozmieszczenie sprzętu i jednostek
Sprzęt umieszcza się w SC w taki sposób, aby zapewnić łatwy dostęp do każdego urządzenia, minimalną długość sieci kablowej, wymagane położenie środka masy SC oraz wymagane położenie urządzenia względem wektor przeciążenia.