Uzayın keşfedilmemiş derinlikleri yüzyıllardır insanlığın ilgisini çekmiştir. Kaşifler ve bilim insanları her zaman takımyıldızları ve uzayı anlamaya yönelik adımlar atmışlardır. Bunlar o dönemde bu sektördeki araştırmaların daha da geliştirilmesine hizmet eden ilk ama önemli başarılardı.
Önemli bir başarı, insanlığın dünyaya çok daha uzaklara bakabilmesini sağlayan teleskobun icadıydı. uzay ve gezegenimizi çevreleyen uzay cisimlerini daha yakından tanıyın. Günümüzde uzay araştırmaları o yıllara göre çok daha kolay. Portal sitemiz size Uzay ve onun gizemleri hakkında birçok ilginç ve büyüleyici gerçek sunuyor.
İlk uzay aracı ve teknoloji
Uzayın aktif keşfi, gezegenimizin yapay olarak oluşturulan ilk uydusunun fırlatılmasıyla başladı. Bu olay, Dünya yörüngesine fırlatıldığı 1957 yılına kadar uzanıyor. Yörüngede ortaya çıkan ilk cihazın tasarımı son derece basitti. Bu cihaz oldukça basit bir radyo vericisiyle donatılmıştı. Tasarımcılar bunu yaratırken en minimal teknik setle yetinmeye karar verdiler. Bununla birlikte, ilk basit uydu, gelişmeye bir başlangıç görevi gördü. yeni dönem uzay teknolojisi ve ekipmanları. Bugün bu cihazın hale geldiğini söyleyebiliriz. büyük bir başarı insanlık ve birçok insanın gelişimi için bilimsel endüstriler araştırma. Ayrıca uyduyu yörüngeye yerleştirmek sadece SSCB için değil, tüm dünya için bir başarıydı. Bu, tasarımcıların kıtalararası balistik füzeler yaratma konusundaki yoğun çalışmaları sayesinde mümkün oldu.
Tasarımcıların, fırlatma aracının taşıma yükünü azaltarak, çok yüksek uçuş hızlarına ulaşmanın mümkün olduğunu fark etmelerini mümkün kılan, kesinlikle roket bilimindeki yüksek başarılardı. kaçış hızı~7,9 km/sn. Bütün bunlar ilk uydunun Dünya yörüngesine fırlatılmasını mümkün kıldı. Uzay aracı ve teknoloji ilgi çekicidir çünkü birçok farklı tasarım ve konsept önerilmiştir.
Geniş anlamda uzay aracı, ekipmanı veya insanları dünya atmosferinin üst kısmının bittiği sınıra taşıyan bir cihazdır. Ancak bu yalnızca yakın uzaya bir çıkıştır. Çeşitli çözerken uzay görevleri uzay aracı aşağıdaki kategorilere ayrılmıştır:
Orbital;
Yermerkezli yörüngelerde hareket eden yörüngesel veya Dünya'ya yakın;
Gezegenlerarası;
Gezegen üzerinde.
Uzaya uydu fırlatan ilk roketin yaratılması SSCB tasarımcıları tarafından gerçekleştirildi ve yaratılması, tüm sistemlerde ince ayar ve hata ayıklamadan daha az zaman aldı. Ayrıca zaman faktörü, uydunun ilkel konfigürasyonunu da etkiledi, çünkü yaratılışının ilk kozmik hızına ulaşmaya çalışan SSCB idi. Üstelik gezegenin ötesine bir roket fırlatma gerçeği, o zamanlar uyduya kurulu ekipmanın niceliği ve kalitesinden daha önemli bir başarıydı. Yapılan tüm çalışmalar tüm insanlık adına zaferle taçlandırıldı.
Bildiğiniz gibi, uzayın fethi daha yeni başlamıştı, bu yüzden tasarımcılar roket biliminde giderek daha fazla başarı elde etti, bu da uzay araştırmalarında büyük bir sıçrama yapılmasına yardımcı olan daha gelişmiş uzay araçları ve teknolojiler yaratmayı mümkün kıldı. Ayrıca roketlerin ve bileşenlerinin daha da geliştirilmesi ve modernizasyonu, ikinci bir kaçış hızına ulaşmayı ve gemideki faydalı yük kütlesini arttırmayı mümkün kıldı. Bütün bunlar sayesinde, 1961 yılında bir roketin içinde bir kişi varken ilk kez fırlatılması mümkün oldu.
Portal sitesi, uzay aracının ve teknolojinin tüm yıllarda ve dünyanın tüm ülkelerinde gelişimi hakkında size birçok ilginç şey anlatabilir. Uzay araştırmalarının aslında 1957'den önce bilim adamları tarafından başlatıldığını çok az kişi biliyor. Çalışma için ilk bilimsel ekipman 40'lı yılların sonlarında uzaya gönderildi. İlk yerli roketler bilimsel ekipmanları 100 kilometre yüksekliğe kaldırabildi. Ayrıca bu tek bir fırlatma değildi, oldukça sık gerçekleştirildi ve maksimum yükseliş yüksekliği 500 kilometreye ulaştı, bu da uzayla ilgili ilk fikirlerin uzay çağının başlangıcından önce zaten var olduğu anlamına geliyor. Günümüzde en son teknolojilerin kullanılmasıyla elde edilen bu başarılar ilkel görünebilir, ancak şu anda sahip olduğumuz başarıyı mümkün kılan şeyler bunlardır.
Yaratılan uzay aracı ve teknoloji, çok sayıda farklı sorunun çözülmesini gerektiriyordu. En önemli sorunlar şunlardı:
- Uzay aracının doğru uçuş yörüngesinin seçimi ve hareketinin daha ileri analizi. Bu sorunu çözmek için uygulamalı bilim haline gelen gök mekaniğinin daha aktif bir şekilde geliştirilmesi gerekiyordu.
- Uzay boşluğu ve ağırlıksızlık, bilim insanları için kendi zorluklarını da beraberinde getirdi. Ve bu sadece oldukça zorlu uzay koşullarına dayanabilecek güvenilir, kapalı bir kasanın yaratılması değil, aynı zamanda Uzaydaki görevlerini Dünya'daki kadar etkili bir şekilde yerine getirebilecek ekipmanların geliştirilmesidir. Çünkü yer koşullarında olduğu gibi ağırlıksız ve boşlukta da tüm mekanizmalar kusursuz çalışamaz. Asıl sorun, kapalı hacimlerde termal konveksiyonun hariç tutulmasıydı; tüm bunlar, birçok sürecin normal seyrini bozuyordu.
- Ekipmanın çalışması aynı zamanda Güneş'ten gelen termal radyasyon nedeniyle de kesintiye uğradı. Bu etkiyi ortadan kaldırmak için cihazlara yönelik yeni hesaplama yöntemleri düşünmek gerekiyordu. Uzay aracının içindeki normal sıcaklık koşullarını korumak için de birçok cihaz düşünüldü.
- Uzay cihazlarının güç kaynağı büyük bir sorun haline geldi. Tasarımcıların en uygun çözümü güneş ışınımının elektriğe dönüştürülmesiydi.
- Yere konuşlu radar cihazları ancak 20 bin kilometreye kadar mesafede çalışabildiğinden, radyo iletişimi ve uzay aracının kontrolü sorununu çözmek oldukça uzun sürdü ve bu, uzay için yeterli değildi. Zamanımızda ultra uzun menzilli radyo iletişiminin gelişimi, milyonlarca kilometre mesafedeki problar ve diğer cihazlarla iletişimin sürdürülmesini mümkün kılmaktadır.
- Yine de en büyük sorun, uzay cihazlarını donatan ekipmanın ince ayarının yapılmasıydı. Her şeyden önce, uzayda onarımlar kural olarak imkansız olduğundan ekipmanın güvenilir olması gerekir. Bilgiyi kopyalamanın ve kaydetmenin yeni yolları da düşünüldü.
Ortaya çıkan sorunlar araştırmacıların ve bilim adamlarının ilgisini çekti farklı alanlar bilgi. Ortak işbirliği, verilen görevlerin çözümünde olumlu sonuçlar elde edilmesini mümkün kıldı. Bütün bunlara bağlı olarak yeni bir bilgi alanı yani uzay teknolojisi ortaya çıkmaya başladı. Bu tip tasarımın ortaya çıkışı, benzersizliği nedeniyle havacılık ve diğer endüstrilerden ayrılmıştır. özel bilgi ve çalışma becerileri.
İlk yapay Dünya uydusunun yaratılmasından ve başarılı bir şekilde fırlatılmasından hemen sonra, uzay teknolojisinin gelişimi üç ana yönde gerçekleşti:
- Çeşitli görevleri yerine getirmek için Dünya uydularının tasarımı ve üretimi. Ayrıca endüstri bu cihazları modernize edip geliştirerek daha yaygın kullanılmasını mümkün kılıyor.
- Gezegenlerarası alanı ve diğer gezegenlerin yüzeylerini keşfetmek için cihazların oluşturulması. Tipik olarak bu cihazlar programlanmış görevleri yerine getirir ve uzaktan da kontrol edilebilir.
- Uzay teknolojisi, üzerinde gerçekleştirilebilecek uzay istasyonları oluşturmak için çeşitli modeller üzerinde çalışıyor. araştırma faaliyetleri bilim adamları. Bu endüstri aynı zamanda insanlı uzay aracı tasarlayıp üretiyor.
Uzay teknolojisinin birçok alanı ve kaçış hızının elde edilmesi, bilim adamlarının daha uzaktaki uzay nesnelerine erişmesine olanak tanıdı. Bu nedenle 50'li yılların sonunda Ay'a uydu fırlatmak mümkündü; ayrıca o zamanın teknolojisi, Dünya'ya en yakın gezegenlere araştırma uyduları göndermeyi zaten mümkün kılıyordu. Böylece Ay'ı incelemek için gönderilen ilk cihazlar, insanlığın ilk kez uzayın parametrelerini öğrenmesini ve görmesini sağladı. ters taraf Aylar. Yine de, uzay çağının başlangıcındaki uzay teknolojisi hala kusurlu ve kontrol edilemezdi ve fırlatma aracından ayrıldıktan sonra ana parça, kütlesinin merkezi etrafında oldukça düzensiz bir şekilde dönüyordu. Kontrolsüz rotasyon, bilim adamlarının çok fazla araştırma yapmasına izin vermedi ve bu da tasarımcıları daha gelişmiş uzay aracı ve teknoloji yaratmaya teşvik etti.
Bilim adamlarının daha fazla araştırma yapmasına ve uzay ve onun özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinmesine olanak sağlayan şey, kontrollü araçların geliştirilmesiydi. Ayrıca uzaya fırlatılan uyduların ve diğer otomatik cihazların kontrollü ve istikrarlı uçuşu, antenlerin yönelimi nedeniyle Dünya'ya bilginin daha doğru ve kaliteli iletilmesine olanak tanıyor. Dolayı kontrollü kontrol gerekli manevralar yapılabilir.
60'lı yılların başında en yakın gezegenlere uydu fırlatmaları aktif olarak gerçekleştirildi. Bu fırlatmalar komşu gezegenlerdeki koşullara daha aşina olmayı mümkün kıldı. Ama yine de gezegenimizdeki tüm insanlık için bu zamanın en büyük başarısı Yu.A.'nın uçuşudur. Gagarin. SSCB'nin uzay ekipmanlarının inşasındaki başarılarından sonra, dünyanın çoğu ülkesi de roket bilimine ve kendi uzay teknolojilerinin yaratılmasına özel önem verdi. Yine de SSCB, Ay'a yumuşak iniş gerçekleştiren bir cihaz yaratan ilk kişi olduğu için bu sektörde liderdi. Ay'a ve diğer gezegenlere ilk başarılı inişlerden sonra, yüzeylerin daha ayrıntılı bir şekilde incelenmesi görevi belirlendi. kozmik cisimler yüzeyleri incelemek ve fotoğrafları ve videoları Dünya'ya aktarmak için otomatik cihazlar kullanıyor.
İlk uzay aracı yukarıda da bahsettiğimiz gibi kontrol edilemiyordu ve Dünya'ya dönemedi. Kontrollü cihazlar oluştururken tasarımcılar, cihazların ve mürettebatın güvenli bir şekilde inmesi sorunuyla karşı karşıya kaldı. Cihazın Dünya atmosferine çok hızlı bir şekilde girmesi, sürtünme nedeniyle yüksek sıcaklıktan dolayı onu yakabilir. Ek olarak, geri dönüşte cihazların çok çeşitli koşullarda güvenli bir şekilde yere inmesi ve su sıçramasına uğraması gerekiyordu.
Uzay teknolojisinin daha da gelişmesi, gemideki araştırmacıların kompozisyonunu değiştirirken, uzun yıllar kullanılabilecek yörünge istasyonlarının üretilmesini mümkün kıldı. İlk yörünge aracı bu türden oldu Sovyet istasyonu"Havai fişek". Onun yaratılışı, insanlık için uzay ve fenomenlerin bilgisinde bir başka büyük sıçramaydı.
Yukarıda Uzay araştırmaları için dünyada yaratılan uzay araçlarının ve teknolojinin yaratılması ve kullanılmasıyla ilgili tüm olayların ve başarıların çok küçük bir kısmı bulunmaktadır. Ancak en önemli yıl, aktif roketçilik ve uzay araştırmaları döneminin başladığı 1957 yılıydı. Dünya çapında uzay teknolojisinin patlayıcı gelişimine yol açan ilk sondanın fırlatılmasıydı. Ve bu, SSCB'de sondayı Dünya yörüngesinin yüksekliğine kaldırabilen yeni nesil bir fırlatma aracının yaratılması sayesinde mümkün oldu.
Tüm bunları ve çok daha fazlasını öğrenmek için portal sitemiz size uzay teknolojisi ve nesnelerle ilgili çok sayıda büyüleyici makale, video ve fotoğraf sunuyor.
Uzay aracının sınıflandırılması
Tüm uzay araçlarının uçuşunun temeli, onların ilk kozmik hıza eşit veya onu aşan hızlara hızlanmasıdır. kinetik enerji Uzay aracı, çekiciliğini Dünya'nın çekim alanıyla dengeliyor. Uzay aracı, şekli ivme oranına ve çekim merkezine olan mesafeye bağlı olan bir yörüngede uçar. Uzay aracı fırlatma araçları (LV) ve diğer güçlendiriciler kullanılarak hızlandırılır Araçlar yeniden kullanılabilenler de dahil.
Uzay araçları uçuş hızlarına göre iki gruba ayrılır:
Dünya'ya yakın ikinci kozmik hızdan daha düşük bir hıza sahip olan, yer merkezli yörüngelerde hareket eden ve hareket kapsamı dışına çıkmayan yerçekimi alanı Toprak;
gezegenlerarası uçuşu ikinci kozmik hızın üzerindeki hızlarda gerçekleşir.
Amaçlarına göre uzay araçları ikiye ayrılır:
Yapay Dünya uyduları (AES);
Ay'ın (ISL), Mars'ın (ISM), Venüs'ün (ISV), Güneş'in (ISS) vb. yapay uyduları;
Otomatik gezegenlerarası istasyonlar (AIS);
İnsanlı uzay aracı (SC);
Yörünge istasyonları (OS).
Çoğu uzay aracının bir özelliği, uzay koşullarında uzun süre bağımsız olarak çalışabilme yetenekleridir. Bu amaçla uzay aracında güç kaynağı sistemleri (güneş pilleri, yakıt hücreleri, izotop ve nükleer) bulunmaktadır. enerji santralleri vb.), termal kontrol sistemleri ve insanlı uzay aracında atmosferin, sıcaklığın, nemin, suyun ve yiyecek tedarikinin düzenlenmesine sahip yaşam destek sistemleri (LCS). Uzay araçları genellikle otomatik modda çalışan hareket ve uzaysal yönelim kontrol sistemlerine sahipken, insanlı olanlar da manuel modda çalışır. Otomatik ve insanlı uzay aracının uçuşu, Dünya ile sürekli radyo iletişimi, telemetrik ve televizyon bilgilerinin iletimi ile sağlanır.
Uzay aracının tasarımı, uzay uçuş koşullarıyla ilgili bir dizi özellik bakımından farklılık gösterir. Uzay aracının işleyişi birbirine bağlı sistemlerin varlığını gerektirir. teknik araçlar uzay kompleksini oluşturuyor. Uzay kompleksi genellikle şunları içerir: fırlatma teknik ve ölçüm komplekslerine sahip bir kozmodrom, bir uçuş kontrol merkezi, yer ve gemi sistemleri dahil bir derin uzay iletişim merkezi, arama ve kurtarma ve uzay kompleksinin ve altyapısının işleyişini sağlayan diğer sistemler.
Uzay aracının tasarımı ve sistemlerinin, düzeneklerinin ve elemanlarının çalışması aşağıdakilerden önemli ölçüde etkilenir:
Ağırlıksızlık;
Derin vakum;
Radyasyon, elektromanyetik ve meteor etkileri;
Termal yükler;
Hızlanma ve gezegenlerin atmosferinin yoğun katmanlarına giriş (iniş araçları için) vb. Sırasındaki aşırı yükler.
Ağırlıksızlık ortamın parçacıklarının ve nesnelerin birbirleri üzerinde karşılıklı baskısının olmadığı bir durumla karakterize edilir. Ağırlıksızlığın bir sonucu olarak insan vücudunun normal işleyişi bozulur: kan akışı, nefes alma, sindirim, vestibüler aparatın aktivitesi; kas sisteminin gerginliği azalır, bu da kas atrofisine, kemiklerdeki mineral ve protein metabolizmasının değişmesine vb. neden olur. Ağırlıksızlık aynı zamanda uzay aracının tasarımını da etkiler: konvektif ısı değişiminin olmaması nedeniyle ısı transferi bozulur, tümünün çalışması sıvı ve gaz çalışma akışkanlarına sahip sistemler daha karmaşık hale gelir ve yakıt bileşenlerinin motor odasına beslenmesi ve çalıştırılması. Bu, uzay aracı sistemlerinin sıfır yerçekimi koşullarında normal çalışması için özel teknik çözümlerin kullanılmasını gerektirir.
Derin vakumun etkisi Başta kaplamalar olmak üzere ayrı ayrı bileşenlerin buharlaşması sonucu bazı malzemelerin uzayda uzun süre kalmaları sırasında özelliklerini etkiler; yağlayıcıların buharlaşması ve yoğun difüzyon nedeniyle sürtünme çiftlerinin (menteşeler ve yataklarda) performansı önemli ölçüde kötüleşir; temiz derz yüzeyleri soğuk kaynağa tabi tutulur. Bu nedenle çoğu radyo elektronik ve elektrikli ev aletleri ve vakumda çalışırken sistemler, aynı zamanda belirli bir termal rejimi korumalarına izin veren, özel bir atmosfere sahip, hava geçirmez şekilde kapatılmış bölmelere yerleştirilmelidir.
Radyasyona maruz kalma Güneş parçacık radyasyonu tarafından oluşturulan, radyasyon kemerleri Dünya ve kozmik radyasyon, fiziksel ve kimyasal özellikler, malzemelerin yapısı ve mukavemeti üzerinde önemli etkiye sahip olabilir, kapalı bölmelerde ortamın iyonlaşmasına neden olabilir ve mürettebatın güvenliğini etkileyebilir. Uzun süreli uzay aracı uçuşları için özel radyasyondan korunma gemi bölmeleri veya radyasyon barınakları.
Elektromanyetik etki birikimi etkiler statik elektrik bireysel alet ve sistemlerin çalışmasının doğruluğunu ve ayrıca oksijen içeren yaşam destek sistemlerinin yangın güvenliğini etkileyen uzay aracının yüzeyinde. Cihazların ve sistemlerin çalışmasında elektromanyetik uyumluluk sorunu, özel araştırmalara dayanarak bir uzay aracı tasarlanırken çözülür.
Meteor tehlikesi uzay aracı yüzeyinin erozyonu ile ilişkilidir, bunun sonucunda pencerelerin optik özellikleri değişir, güneş panellerinin verimliliği ve bölmelerin sıkılığı azalır. Bunu önlemek için çeşitli örtüler, koruyucu kabuklar ve kaplamalar kullanılır.
Termal etkiler Güneş ışınımının yarattığı ve uzay aracı yakıt sistemlerinin çalışması, aletlerin ve mürettebatın çalışmasını etkiler. Termal rejimi düzenlemek için uzay aracının yüzeyinde termal yalıtım kaplamaları veya koruyucu örtüler kullanılır, iç mekanın termal iklimlendirmesi yapılır ve özel ısı eşanjörleri kurulur.
Alçalan uzay araçları gezegenin atmosferinde yavaşladığında özel ısı stresli rejimler ortaya çıkıyor. Bu durumda uzay aracının yapısındaki termal ve atalet yükleri son derece yüksektir ve bu da özel ısı yalıtım kaplamalarının kullanılmasını gerektirir. Uzay aracının iniş kısımları için en yaygın olanı, ısı akışıyla taşınan malzemelerden yapılan, taşınan kaplamalardır. Malzemenin "taşınması", beraberinde faz dönüşümü ve yapının yüzeyine sağlanan büyük miktarda ısıyı tüketen tahribat ve bunun sonucunda ısı akışları önemli ölçüde azalır. Bütün bunlar, cihazın yapısını, sıcaklığının izin verilen sıcaklığı aşmayacak şekilde korumanıza olanak tanır. İniş araçlarındaki termal koruma kütlesini azaltmak için çok katmanlı kaplamalar kullanılır. üst katman yüksek sıcaklıklara ve aerodinamik yüklere dayanır ve iç katmanlar iyi ısı koruma özelliklerine sahiptir. SA'nın korunan yüzeyleri seramik veya camsı malzemeler, grafit, plastik vb. ile kaplanabilir.
Azaltmak için eylemsiz yükler İniş araçları planlama iniş yörüngelerini kullanıyor ve mürettebat, g kuvvetlerinin insan vücudu tarafından algılanmasını sınırlayan özel anti-g kıyafetleri ve koltuklar kullanıyor.
Bu nedenle uzay aracının uygun sistemlerle donatılması gerekir. yüksek güvenilirlik fırlatma, iniş ve uzay uçuşu sırasında tüm birimlerin ve yapıların yanı sıra mürettebatın çalışması. Bunun için uzay aracının tasarımı ve yerleşimi belli bir şekilde gerçekleştirilir, uçuş, manevra ve iniş modları seçilir, uygun sistem ve aletler kullanılır, uzay aracının çalışması için en önemli sistem ve aletlerin yedekliliği yapılır. uygulanır.
Viktor Hartov ile görüşmenin kısa özeti, genel tasarımcı Otomatik uzay kompleksleri ve sistemleri üzerine Roscosmos, geçmişte NPO'nun genel müdürünün adını taşıyordu. S.A. Lavochkina. Toplantı, proje kapsamında Moskova'daki Kozmonotluk Müzesi'nde gerçekleşti. Formülsüz uzay ”.
Konuşmanın tam özeti.
Benim görevim birleşik bir bilimsel ve teknik politikayı yürütmektir. Bütün hayatımı otomatik uzaya adadım. Bazı düşüncelerim var, bunları sizinle paylaşacağım, sonra fikrinizi merak ediyorum.
Otomatik alan çok yönlüdür ve 3 parçayı vurgulayacağım.
1. - uygulamalı, endüstriyel alan. Bunlar iletişim, dünyanın uzaktan algılanması, meteoroloji, navigasyondur. GLONASS, GPS gezegenin yapay bir navigasyon alanıdır. Onu yaratan hiçbir fayda görmez, onu kullanan faydalanır.
Dünya görüntüleme oldukça ticari bir alandır. Herkes bu alanda faaliyet gösteriyor normal yasalar pazar. Uyduların daha hızlı, daha ucuz ve daha kaliteli yapılması gerekiyor.
Bölüm 2 - bilimsel alan. İnsanlığın Evren hakkındaki bilgisinin en ileri noktası. 14 milyar yıl önce nasıl oluştuğunu, gelişim yasalarını anlayın. Komşu gezegenlerde süreçler nasıl ilerledi, Dünya'nın onlara benzemeyeceğinden nasıl emin olabiliriz?
Etrafımızdaki baryonik madde - Dünya, Güneş, yakındaki yıldızlar, galaksiler - bunların hepsi sadece% 4-5'tir. toplam kütle Evren. Karanlık enerji var karanlık madde. Bilinen tüm fizik kanunlarının sadece %4'ü varsa biz nasıl doğanın krallarıyız? Şimdi bu soruna iki taraftan “tünel kazıyorlar”. Bir yanda Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, diğer yanda yıldızların ve galaksilerin incelenmesi yoluyla astrofizik.
Artık insanlığın imkan ve kaynaklarını Mars'a aynı uçuşa itmek, fırlatma bulutlarıyla gezegenimizi zehirlemek, ozon tabakasını yakmak bence pek doğru bir hareket değil. Bana öyle geliyor ki acelemiz var, lokomotif güçlerimizle, üzerinde çalışılması gereken bir sorunu, Evrenin doğasını tam olarak anlayarak çözmeye çalışıyoruz. Tüm bunların üstesinden gelmek için fiziğin bir sonraki katmanını, yeni yasaları bulun.
Ne kadar sürecek? Bilinmiyor ama veri toplamamız gerekiyor. Ve burada uzayın rolü harika. Uzun yıllardır çalışmakta olan aynı Hubble'ın faydası var; yakında yerini James Webb alacak. Bilimsel alanı kökten farklı kılan şey, insanların bunu zaten yapabiliyor olmasıdır; bunu ikinci kez yapmaya gerek yoktur. Yeni ve sonraki şeyleri yapmamız gerekiyor. Her seferinde yeni bakir topraklar ortaya çıkar; yeni tümsekler, yeni sorunlar. Nadiren bilimsel projeler planlandığı gibi zamanında yapılır. Bizim dışımızda dünya bu konuda oldukça sakin. 44-FZ sayılı yasamız var: Bir projeyi zamanında teslim etmezseniz, derhal şirketi batıracak para cezalarına maruz kalırsınız.
Ama Temmuz ayında 6 yaşına girecek olan Radioastron'u zaten uçuruyoruz. Eşsiz bir yol arkadaşı. 10 metre yüksekliğinde hassas antene sahiptir. Ana özelliği, yer tabanlı radyo teleskoplarla birlikte, interferometre modunda ve çok senkronize çalışmasıdır. Bilim adamları, özellikle de 1965'te bu deneyin olasılığını kanıtladığı bir makale yayınlayan akademisyen Nikolai Semenovich Kardashev mutluluktan ağlıyor. Ona güldüler ama şimdi o mutlu adam, bunu tasarlayan ve şimdi sonuçları gören kişi.
Astronotiklerimizin bilim adamlarını daha sık mutlu etmesini ve bu tür ileri projelerin daha çok hayata geçmesini isterim.
Bir sonraki "Spektr-RG" atölyede, çalışmalar sürüyor. Dünyadan L2 noktasına kadar 1,5 milyon kilometre uçacak, orada ilk kez çalışacağız, heyecanla bekliyoruz.
Bölüm 3 - “ yeni alan" Alçak Dünya yörüngesindeki otomatlar için uzaydaki yeni görevler hakkında.
Yörüngede hizmet. Buna inceleme, modernizasyon, onarım ve yakıt ikmali de dahildir. Görev, mühendislik açısından çok ilginç ve ordu için ilginç, ancak ekonomik olarak çok pahalı, bakım olasılığı servis verilen cihazın maliyetini aşıyor, bu nedenle bu, benzersiz görevler için tavsiye edilir.
Uydular istediğiniz kadar uçunca iki sorun ortaya çıkıyor. Birincisi cihazların eskimesi. Uydu hala hayatta, ancak Dünya'da standartlar çoktan değişti, yeni protokoller, diyagramlar vb. İkinci sorun ise yakıtın bitmesi.
Tamamen dijital yükler geliştirilmektedir. Programlayarak modülasyonu, protokolleri ve amacı değiştirebilir. Cihaz bir iletişim uydusu yerine aktarma uydusu haline gelebilir. Bu konu çok ilginç, askeri kullanımdan bahsetmiyorum. Aynı zamanda üretim maliyetlerini de azaltır. Bu ilk trend.
İkinci trend yakıt ikmali ve servistir. Şu anda deneyler yapılıyor. Projeler, bu faktör dikkate alınmadan yapılan uydulara servis verilmesini içeriyor. Yakıt ikmalinin yanı sıra, yeterince otonom olan ilave bir faydalı yükün teslimi de üzerinde çalışılacak.
Bir sonraki trend çoklu uydudur. Akışlar sürekli artıyor. M2M ekleniyor; bu nesnelerin interneti, sanal varlık sistemleri ve çok daha fazlası. Herkes akışları kullanmak ister mobil cihazlar minimum gecikmeyle. Alçak yörüngede uydunun güç gereksinimleri azalır ve ekipman hacmi azalır.
SpaceX, küresel yüksek hızlı ağ için 4.000 uzay aracı sistemi oluşturmak üzere Federal İletişim Komisyonu'na başvuruda bulundu. OneWeb, 2018 yılında başlangıçta 648 uydudan oluşan bir sistemi uygulamaya başladı. Proje yakın zamanda 2000 uyduya genişletildi.
Uzaktan algılama bölgesinde yaklaşık olarak aynı resim gözlemleniyor - gezegendeki herhangi bir noktayı herhangi bir zamanda, maksimum sayıda spektrumda, maksimum ayrıntıyla görmeniz gerekiyor. Küçük uydulardan oluşan kahrolası bir bulutu alçak yörüngeye yerleştirmemiz gerekiyor. Ve bilgilerin atılacağı bir süper arşiv oluşturun. Bu bir arşiv bile değil, Dünya'nın güncellenmiş bir modeli. Ve herhangi bir sayıda müşteri ihtiyaç duyduğu şeyi alabilir.
Ancak resimler ilk aşamadır. Herkesin işlenmiş verilere ihtiyacı vardır. Bu, yaratıcılığın kapsamının olduğu bir alandır - bu resimlerden uygulamalı verilerin farklı spektrumlarda nasıl "toplanacağı".
Peki çoklu uydu sistemi ne anlama geliyor? Uydular ucuz olmalı. Uydu hafif olmalıdır. İdeal lojistiğe sahip bir fabrikanın görevi günde 3 adet üretim yapmaktır. Artık her yıl ya da bir buçuk yılda bir uydu yapıyorlar. Çoklu uydu etkisini kullanarak hedef problemini nasıl çözeceğinizi öğrenmeniz gerekiyor. Çok sayıda uydu olduğunda, tek bir uydu gibi, Radioastron gibi sentetik bir açıklık oluşturarak sorunu çözebilirler.
Diğer bir trend ise herhangi bir görevin hesaplamalı görevler düzlemine aktarılmasıdır. Örneğin radar fikriyle keskin bir çelişki içindedir. küçük akciğer uydu, sinyal göndermek ve almak için güce ihtiyaç duyar, vb. Tek bir yol var: Dünya bir dizi cihaz tarafından ışınlanıyor - GLONASS, GPS, iletişim uyduları. Her şey Dünya üzerinde parlıyor ve ondan bir şey yansıyor. Ve bu çöpten faydalı verileri temizlemeyi öğrenen kişi bu konuda tepenin kralı olacak. Bu çok zor bir hesaplama problemidir. Ama buna değer.
Ve sonra hayal edin: Artık tüm uydular bir Japon oyuncağı [Tomagotchi] gibi kontrol ediliyor. Herkes tele-komuta yönetimi yöntemini çok seviyor. Ancak çok uydulu takımyıldızlar durumunda, ağın tam özerkliği ve zekası gereklidir.
Uydular küçük olduğu için hemen şu soru ortaya çıkıyor: "Dünyanın etrafında zaten bu kadar çok enkaz var mı?" Artık uluslararası bir çöp komitesi var ve uydunun 25 yıl içinde mutlaka yörüngeden çıkması yönünde bir öneriyi benimsemiş. 300-400 km yükseklikteki uydular için bu normaldir; atmosfer tarafından yavaşlatılırlar. Ve OneWeb cihazları yüzlerce yıl boyunca 1200 km yükseklikte uçacak.
Çöple mücadele insanlığın kendine yarattığı yeni bir uygulamadır. Çöp küçükse, bir tür büyük ağda veya uçup küçük döküntüleri emen gözenekli bir parçada biriktirilmesi gerekir. Ve eğer büyük bir çöp varsa, o zaman buna haksız yere çöp denir. İnsanlık gezegenin oksijeni olan parayı harcadı ve en değerli malzemeleri uzaya fırlattı. Mutluluğun yarısı zaten çıkarılmış olmasıdır, böylece onu orada kullanabilirsiniz.
Ortalıkta dolaştığım öyle bir ütopya var ki, belli bir yırtıcı hayvan modeli. Bu değerli malzemeye ulaşan cihaz, onu belirli bir reaktörde toz benzeri bir maddeye dönüştürüyor ve bu tozun bir kısmı, gelecekte kendi türünün bir parçasını oluşturmak için dev bir 3D yazıcıda kullanılıyor. Bu hala uzak bir gelecek, ancak bu fikir sorunu çözüyor çünkü herhangi bir çöp arayışı ana lanettir - balistik.
İnsanlığın Dünya'ya yakın manevralar açısından çok sınırlı olduğunu her zaman hissetmiyoruz. Yörünge eğimini ve rakımını değiştirmek muazzam bir enerji harcamasıdır. Hayatımız uzayın canlı görselleştirilmesiyle büyük ölçüde bozuldu. Filmlerde, oyuncaklarda, insanların kolayca ileri geri uçtuğu “Yıldız Savaşları”nda, hava onları rahatsız etmiyor. Kötü hizmet sektörümüz bu “inandırıcı” görselleştirmeden faydalandı.
Yukarıdakilerle ilgili görüşlerinizi duymayı çok merak ediyorum. Çünkü artık enstitümüzde bir kampanya düzenliyoruz. Gençleri bir araya topladım ve aynı şeyi söyledim, herkesi bu konuda makale yazmaya davet ettim. Alanımız gevşek. Tecrübe kazandık ama yasalarımız ayaklarımıza zincirlenmiş zincirler gibi bazen yolumuza çıkıyor. Bir yanda kanla yazılmışlar, her şey açık ama diğer yanda: İlk uydunun fırlatılmasından 11 yıl sonra insanoğlu Ay'a ayak bastı! 2006'dan 2017'ye hiçbir şey değişmedi.
Artık nesnel nedenler var - tüm fiziksel yasalar geliştirildi, tüm yakıtlar, malzemeler, temel yasalar ve bunlara dayalı tüm teknolojik gelişmeler önceki yüzyıllarda uygulandı, çünkü yeni fizik HAYIR. Bunun yanında başka bir faktör daha var. Gagarin'in içeri girmesine izin verildiğinde risk çok büyüktü. Amerikalılar Ay'a uçtuklarında kendileri %70 risk olduğunu tahmin ediyorlardı ama sistem öyle gelişti ki...
Hataya yer verdi
Evet. Sistem bir riskin olduğunu fark etti ve geleceklerini tehlikeye atan insanlar vardı. "Ay'ın sağlam olduğuna karar verdim" vb. Üstlerinde bu tür kararlar almalarını engelleyecek bir mekanizma yoktu. Şimdi NASA şikayet ediyor: “Bürokrasi her şeyi ezdi.” % 100 güvenilirlik arzusu bir fetiş düzeyine yükseltildi, ancak bu sonsuz bir yaklaşımdır. Ve kimse karar veremiyor çünkü: a) Musk dışında böyle maceracılar yok, b) risk alma hakkı vermeyen mekanizmalar oluşturulmuş. Herkes, yönetmelik ve kanunlar şeklinde somutlaşan önceki deneyimlerle sınırlıdır. Ve bu ağda uzay hareket ediyor. Arkasında net bir atılım son yıllar- bu aynı Elon Musk.
Bazı verilere dayanan tahminim: Risk almaktan korkmayan bir şirket büyütmek NASA'nın kararıydı. Elon Musk bazen yalan söyler ama işi bitirir ve ilerler.
Söylediklerinize göre şu anda Rusya'da neler geliştiriliyor?
Federal Uzay Programımız var ve bunun iki amacı var. Birincisi federal yürütme otoritelerinin ihtiyaçlarını karşılamaktır. İkinci bölüm bilimsel uzaydır. Burası Spektr-RG. Ve 40 yıl sonra tekrar Ay'a dönmeyi öğrenmeliyiz.
Ay'a bu rönesans neden? Evet, çünkü Ay'da kutupların yakınında bir miktar su fark edildi. Orada su olup olmadığını kontrol ediyorum - en önemli görev. Kuyruklu yıldızların onu milyonlarca yıl boyunca eğittiği bir versiyonu var, o zaman bu özellikle ilginç çünkü kuyruklu yıldızlar diğer yıldız sistemlerinden geliyor.
Avrupalılarla birlikte ExoMars programını uyguluyoruz. İlk görev başlamıştı, biz çoktan gelmiştik ve Schiaparelli güvenli bir şekilde paramparça oldu. 2 numaralı görevin oraya varmasını bekliyoruz. 2020 başlangıcı. Bir aygıtın sıkışık "mutfağında" iki medeniyet çarpıştığında pek çok sorun ortaya çıkar, ancak bu zaten daha kolay hale geldi. Bir takımda çalışmayı öğrendi.
Genel olarak bilimsel alan insanlığın birlikte çalışması gereken bir alandır. Çok pahalıdır, kar sağlamaz ve bu nedenle finansal, teknik ve entelektüel güçlerin nasıl birleştirileceğini öğrenmek son derece önemlidir.
FKP'nin tüm sorunlarının çözüldüğü ortaya çıktı modern paradigma uzay teknolojisi üretimi.
Evet. Kesinlikle doğru. Ve 2025 yılına kadar bu programın geçerlilik süresidir. Yeni sınıf için özel bir proje yoktur. Roscosmos liderliğiyle bir anlaşma var, eğer proje makul bir seviyeye getirilirse o zaman projeye dahil olma konusunu gündeme getireceğiz. federal program. Ama fark nedir: Hepimizin bütçe parasını ele geçirme arzusu var, ancak ABD'de paralarını böyle bir şeye yatırmaya hazır insanlar var. Anlıyorum ki çölde haykıran bir ses bu: Bu tür sistemlere yatırım yapan oligarklarımız nerede? Ama onları beklemeden başlangıç çalışmasını gerçekleştiriyoruz.
Burada sadece iki çağrıya tıklamanız gerektiğine inanıyorum. Öncelikle bu tür çığır açan projeleri, bunları uygulamaya hazır ekipleri ve yatırım yapmaya hazır olanları arayın.
Böyle takımların olduğunu biliyorum. Onlarla istişarede bulunuyoruz. Hedeflerine ulaşabilmeleri için hep birlikte onlara yardımcı oluyoruz.
Ay için planlanan bir radyo teleskop var mı? Ve ikinci soru uzay enkazı ve Kesler etkisi. Bu görev konuyla ilgili midir ve bu konuda alınması planlanan önlemler var mı?
Son soruyla başlayacağım. Size insanlığın bunu çok ciddiye aldığını, çünkü bir çöp komitesi oluşturduğunu söylemiştim. Uyduların yörüngeden çıkarılabilmesi veya güvenli bir yere götürülebilmesi gerekiyor. Ve "ölmemeleri" için güvenilir uydular yapmanız gerekir. Ve ileride daha önce bahsettiğim fütüristik projeler var: Büyük Sünger, "yırtıcı" vb.
Uzayda askeri operasyonlar gerçekleşirse, "mayın" bir tür çatışma durumunda çalışabilir. Bu nedenle uzayda barış için mücadele etmeliyiz.
Sorunun ikinci kısmı Ay ve radyo teleskopu ile ilgili.
Evet. Luna - bir yandan çok havalı. Bir boşlukta gibi görünüyor ama çevresinde bir tür tozlu ekzosfer var. Oradaki toz son derece agresif. Ay'dan ne tür sorunlar çözülebilir - bunun hala çözülmesi gerekiyor. Büyük bir ayna takmanıza gerek yok. Bir proje var, gemi indiriliyor ve insanlar ondan kaçıyor. farklı taraflar"hamam böcekleri" kabloları sürükleyerek büyük bir radyo anteni oluşmasına neden olur. Bu tür bir dizi ay radyo teleskop projesi ortalıkta dolaşıyor, ancak her şeyden önce onu incelemeniz ve anlamanız gerekiyor.
Birkaç yıl önce Rosatom, Mars da dahil olmak üzere uçuşlar için nükleer tahrik sisteminin neredeyse ön tasarımını hazırladığını duyurdu. Bu konu bir şekilde geliştiriliyor mu yoksa donduruldu mu?
Evet geliyor. Bu bir ulaşım ve enerji modülü olan TEM'in yaratılmasıdır. Orada bir reaktör var ve sistem onu dönüştürüyor termal enerji elektrikli olana dönüşür ve çok güçlü iyon motorları devreye girer. Bir düzine anahtar teknoloji var ve bunlar üzerinde çalışmalar sürüyor. Çok önemli ilerleme kaydedildi. Reaktörün tasarımı neredeyse tamamen açıktır; pratik olarak çok güçlü 30 kW iyon motorları oluşturulmuştur. Geçenlerde onları üzerinde çalışılan bir hücrede gördüm; Ancak asıl sorun ısı, 600 kW'ı düşürmemiz gerekiyor - bu oldukça zor bir iş! 1000 m2'nin altındaki radyatörler Şu anda başka yaklaşımlar bulmaya çalışıyorlar. Bunlar damlama buzdolapları ama henüz başlangıç aşamasındalar.
Kesin olmayan tarihleriniz var mı?
Gösterici 2025'ten önce bir yerde fırlatılacak. Bu değerli bir görevdir. Ancak bu, geride kalan birkaç temel teknolojiye bağlıdır.
Soru yarı şaka olabilir ama ünlü elektromanyetik kova hakkındaki düşünceleriniz neler?
Bu motor hakkında bilgim var. Size karanlık enerji ve karanlık maddenin var olduğunu öğrendiğimden beri, tamamen fizik ders kitabına dayanmaktan vazgeçtiğimi söylemiştim. lise. Almanlar deneyler yaptı, doğru insanlardır ve bir etkinin olduğunu gördüler. Ve bu benim yüksek öğrenimimle tamamen çelişiyor. Rusya'da bir zamanlar Yubileiny uydusunda kütle kaybı olmayan bir motorla bir deney yaptılar. Taraflar vardı, karşı olanlar vardı. Testlerin ardından her iki taraf da haklı olduklarına dair kesin bir onay aldı.
İlk Elektro-L fırlatıldığında basında aynı meteorologların uydunun ihtiyaçlarını karşılamadığına dair şikayetleri vardı. Uydu kırılmadan önce bile azarlandı.
10 spektrumda çalışması gerekiyordu. Spektrum açısından bence 3'teki görüntünün kalitesi Batı uydularından gelenle aynı değildi. Kullanıcılarımız tamamen emtia ürünlerine alışkındır. Başka resim olmasaydı meteorologlar mutlu olurdu. İkinci uydu önemli ölçüde iyileştirildi, matematik iyileştirildi, dolayısıyla artık memnun görünüyorlar.
"Phobos-Grunt" "Boomerang"ın devamı - öyle mi olacak yeni proje yoksa tekrarı mı olacak?
Phobos-Grunt yapılırken adını taşıyan NPO'nun yöneticisiydim. S.A. Lavochkina. Bu, yeni miktarının makul bir sınırı aştığı bir örnektir. Ne yazık ki her şeyi hesaba katacak yeterli istihbarat yoktu. Görevin tekrarlanması gerekiyor, çünkü özellikle Mars'tan toprağın dönüşünü yaklaştırıyor. Bunun zemini uygulanacak, ideolojik, balistik hesaplar vs. Dolayısıyla teknolojinin farklı olması gerekir. Ay için alacağımız bu birikimlere dayanarak, başka bir şey için... Tamamen yenisinin teknik risklerini azaltacak parçaların zaten olacağı yerde.
Bu arada, Japonların "Phobos-Grunt"u uygulayacağını biliyor musunuz?
Phobos'un çok güçlü olduğunu henüz bilmiyorlar. korkutucu yer, orada herkes ölür.
Mars'la ilgili bir deneyim yaşadılar. Ve orada da pek çok şey öldü.
Aynı Mars. 2002'den önce Amerika ve Avrupa'da 4 tane var gibi görünüyordu başarısız girişimler Mars'a varın. Ama Amerikan karakterini gösterdiler ve her yıl çekim yapıp öğrendiler. Artık son derece güzel şeyler yapıyorlar. Jet Tahrik Laboratuarındaydım Curiosity gezgininin inişi. O zamana kadar Phobos'u çoktan yok etmiştik. İşte tam da burada ağladım: uyduları uzun süredir Mars'ın etrafında uçuyor. Bu görevi, iniş sürecinde açılan paraşütün fotoğrafını alacak şekilde yapılandırdılar. Onlar. Uydularından veri alabildiler. Ancak bu yol kolay değil. Birkaç başarısız misyonları vardı. Ama devam ettiler ve şimdi bir miktar başarı elde ettiler.
Çöktürdükleri görev, Mars Polar Lander. Görevin başarısız olmasının nedeni "yetersiz finansman"dı. Onlar. Devlet hizmetleri baktı ve dedi ki, biz size para vermedik, bu bizim hatamız. Bana öyle geliyor ki bu bizim gerçekliklerimizde neredeyse imkansız.
Yanlış kelime. Spesifik suçluyu bulmamız gerekiyor. Mars'ta yetişmemiz gerekiyor. Elbette, şimdiye kadar Rus veya Sovyet gezegeni olarak kabul edilen Venüs de var. Şimdi ABD ile Venüs'e ortak misyon yapılması konusunda ciddi görüşmeler yapılıyor. ABD, termal koruma olmadan, yüksek sıcaklıklarda normal şekilde çalışacak, yüksek sıcaklık elektroniğine sahip iniş araçları istiyor. Balon veya uçak yapabilirsiniz. İlginç bir proje.
Minnettarlığımızı ifade ediyoruz
Uzay araçları tüm çeşitliliğiyle insanlığın hem gururu hem de kaygısıdır. Onların yaratılışından önce bilim ve teknolojinin gelişiminin asırlık tarihi vardı. Uzay çağıİnsanların yaşadıkları dünyaya dışarıdan bakabilmelerini sağlayan proje, bizi yeni bir gelişim düzeyine taşıdı. Bugün uzaya roket atmak bir hayal değil, mevcut teknolojileri geliştirme göreviyle karşı karşıya olan yüksek vasıflı uzmanlar için endişe verici bir konu. Makalede ne tür uzay araçlarının ayırt edildiği ve birbirlerinden nasıl farklı oldukları tartışılacaktır.
Tanım
Uzay aracı, uzayda görev yapmak üzere tasarlanmış herhangi bir cihazın genel adıdır. Sınıflandırmaları için çeşitli seçenekler vardır. En basit durumda, uzay aracı insanlı ve otomatik olarak ikiye ayrılır. Birincisi, uzay gemilerine ve istasyonlara bölünmüştür. Yetenekleri ve amaçları bakımından farklı olsalar da, yapı ve kullanılan ekipman bakımından büyük ölçüde benzerler.
Uçuş Özellikleri
Fırlatıldıktan sonra herhangi bir uzay aracı üç ana aşamadan geçer: yörüngeye yerleştirme, uçuş ve iniş. İlk aşama, cihazın uzaya girmek için gerekli hızı geliştirmesini içeriyor. Yörüngeye çıkabilmesi için değerinin 7,9 km/s olması gerekiyor. Yer çekiminin tamamen aşılması, 11,2 km/s'ye eşit bir saniyenin gelişmesini gerektirir. Hedefi Evrenin uzak bölgeleri olduğunda, bir roket uzayda tam olarak bu şekilde hareket eder.
Cazibeden kurtulduktan sonra ikinci aşama gelir. Devam etmekte yörünge uçuşu Uzay aracının hareketi, onlara verilen ivme nedeniyle ataletle gerçekleşir. Son olarak iniş aşaması geminin, uydunun veya istasyonun hızının neredeyse sıfıra indirilmesini içerir.
"Doldurma"
Her uzay aracı, çözmek üzere tasarlandığı görevlere uygun ekipmanlarla donatılmıştır. Bununla birlikte, asıl tutarsızlık, tam olarak veri ve çeşitli elde etmek için gerekli olan hedef ekipmanla ilgilidir. bilimsel araştırma. Aksi halde uzay aracının donanımı benzerdir. Aşağıdaki sistemleri içerir:
- enerji kaynağı - çoğunlukla uzay aracına sağlanır gerekli enerji güneş pilleri veya radyoizotop pilleri, kimyasal piller, nükleer reaktörler;
- iletişim - Dünya'dan önemli bir mesafede bir radyo dalgası sinyali kullanılarak gerçekleştirilir, antenin doğru şekilde yönlendirilmesi özellikle önemlidir;
- yaşam desteği - sistem insanlı uzay aracı için tipiktir, bu sayede insanların gemide kalması mümkün hale gelir;
- yönlendirme - diğer gemiler gibi, uzay gemileri de uzayda kendi konumlarını sürekli olarak belirleyecek ekipmanlarla donatılmıştır;
- hareket - uzay aracı motorları, uçuş hızının yanı sıra yönünde de değişikliklere izin verir.
sınıflandırma
Uzay aracını türlere ayırmanın ana kriterlerinden biri, yeteneklerini belirleyen çalışma modudur. Bu özelliğe dayanarak cihazlar ayırt edilir:
- Jeosantrik bir yörüngede bulunan veya yapay uydular Toprak;
- amacı uzayın uzak bölgelerini incelemek olanlar - otomatik gezegenlerarası istasyonlar;
- İnsanları veya gerekli kargoyu gezegenimizin yörüngesine ulaştırmak için kullanılanlara uzay gemisi denir, otomatik veya insanlı olabilir;
- insanların uzayda kalması için yaratıldı uzun dönem, - Bu ;
- İnsanları ve kargoları yörüngeden gezegenin yüzeyine teslim etmekle meşgul olanlara iniş denir;
- Doğrudan yüzeyinde bulunan ve gezegenin etrafında hareket edebilen gezegeni keşfedebilenler gezegen gezicileridir.
Bazı türlere daha yakından bakalım.
AES (yapay dünya uyduları)
Uzaya fırlatılan ilk cihazlar yapay Dünya uydularıydı. Fizik ve yasaları, böyle bir cihazın yörüngeye fırlatılmasını zor bir iş haline getiriyor. Herhangi bir cihaz gezegenin yerçekiminin üstesinden gelmeli ve üzerine düşmemelidir. Bunun için uydunun aynı hızda veya biraz daha hızlı hareket etmesi gerekiyor. Gezegenimizin üzerinde, uydunun olası konumunun koşullu bir alt sınırı belirlenmiştir (300 km yükseklikte geçer). Daha yakın yerleştirme, atmosferik koşullarda cihazın oldukça hızlı bir şekilde yavaşlamasına yol açacaktır.
Başlangıçta yapay Dünya uydularını yörüngeye yalnızca fırlatma araçları ulaştırabiliyordu. Ancak fizik yerinde durmuyor ve bugün yeni yöntemler geliştiriliyor. Bu nedenle son zamanlarda sıklıkla kullanılan yöntemlerden biri de başka uydudan fırlatmadır. Diğer seçenekleri kullanma planları var.
Dünya etrafında dönen uzay araçlarının yörüngeleri farklı yüksekliklerde olabilir. Doğal olarak bir tur için gereken süre de buna bağlı. Yörünge süresi bir güne eşit olan uydular sözde yerleştirilir. Üzerinde bulunan cihazlar dünyevi bir gözlemciye hareketsiz göründüğü için en değerli kabul edilir, bu da antenleri döndürmek için mekanizmalar oluşturmaya gerek olmadığı anlamına gelir. .
AMS (otomatik gezegenlerarası istasyonlar)
Hakkında çok büyük miktarda bilgi çeşitli nesneler güneş sistemi bilim adamları bunu jeosantrik yörüngenin ötesine gönderilen uzay aracını kullanarak alıyorlar. AMS nesneleri gözlem için erişilebilen gezegenler, asteroitler, kuyruklu yıldızlar ve hatta galaksilerdir. Bu tür cihazların üstlendiği görevler, mühendislerin ve araştırmacıların muazzam bilgi ve çabasını gerektirir. AWS misyonları teknolojik ilerlemenin somut örneğini temsil eder ve aynı zamanda onun teşvikidir.
İnsanlı uzay aracı
İnsanları amaçlanan varış noktasına ulaştırmak ve geri göndermek için oluşturulan cihazlar, teknolojik açıdan hiçbir şekilde açıklanan türlerden daha aşağı değildir. Yuri Gagarin'in uçuşunu gerçekleştirdiği Vostok-1 bu tipe ait.
İnsanlı uzay aracının yaratıcıları için en zor görev, Dünya'ya dönüş sırasında mürettebatın güvenliğini sağlamaktır. Bu tür cihazların önemli bir kısmı da, gemi bir fırlatma aracı kullanılarak uzaya fırlatıldığında gerekli olabilecek acil kurtarma sistemidir.
Tüm astronotikler gibi uzay araçları da sürekli geliştirilmektedir. Son zamanlarda medyada Rosetta sondası ve Philae iniş aracının faaliyetleriyle ilgili haberler sıklıkla görülüyor. Uzay gemisi inşası, araç hareketinin hesaplanması vb. alanındaki en son başarıların tümünü bünyesinde barındırıyorlar. Philae sondasının kuyruklu yıldıza inişi Gagarin'in uçuşuyla karşılaştırılabilecek bir olay olarak değerlendiriliyor. En ilginç olanı ise bunun insanlığın yeteneklerinin tacı olmamasıdır. Hem uzay araştırmaları hem de yapı açısından yeni keşifler ve başarılar hala bizi bekliyor
Bir uzay seferini donatmanızın teklif edildiğini hayal edin. Dünya'dan uzakta hangi cihazlara, sistemlere, malzemelere ihtiyaç duyulacak? Motorları, yakıtı, uzay giysilerini, oksijeni hemen hatırlıyorum. Biraz düşününce güneş panellerini ve bir iletişim sistemini hatırlarsınız... O zaman aklınıza gelen tek şey “dizisindeki savaş fazerleri” olur. Uzay Yolu" Bu arada, modern uzay araçları, özellikle de insanlı olanlar, pek çok sistemle donatılmıştır; başarılı çalışma, ancak genel halk onlar hakkında neredeyse hiçbir şey bilmiyor.
Vakum, ağırlıksızlık, sert radyasyon, mikro meteoritlerin etkileri, destek eksikliği ve uzayda belirlenmiş yönler - bunların hepsi, Dünya'da pratik olarak bulunmayan uzay uçuşunun faktörleridir. Onlarla başa çıkabilmek için uzay aracı, aşağıda açıklanan birçok cihazla donatılmıştır. günlük yaşam kimse bunu düşünmüyor bile. Örneğin sürücünün genellikle arabayı yatay konumda tutma konusunda endişelenmesine gerek yoktur ve dönmek için direksiyon simidini çevirmesi yeterlidir. Uzayda, herhangi bir manevradan önce, cihazın yönünü üç eksen boyunca kontrol etmeniz gerekir ve dönüşler motorlar tarafından gerçekleştirilir - sonuçta tekerleklerinizle itebileceğiniz bir yol yoktur. Veya, örneğin, bir tahrik sistemi - yakıt içeren tankları ve alevlerin çıktığı bir yanma odasını temsil etmek basitleştirilmiştir. Bu arada, uzaydaki motorun onsuz çalışmayacağı, hatta patlamayacağı birçok cihaz içerir. Bütün bunlar, uzay teknolojisini karadaki muadilleriyle karşılaştırıldığında beklenmedik derecede karmaşık hale getiriyor.
Roket motoru parçaları
Çoğu modern uzay aracında sıvı roket motorları bulunur. Ancak sıfır yerçekiminde onlara istikrarlı bir yakıt kaynağı sağlamak kolay değil. Yer çekiminin yokluğunda, yüzey gerilimi kuvvetlerinin etkisi altındaki herhangi bir sıvı, küre şeklini alma eğilimindedir. Genellikle tankın içinde çok sayıda yüzen top oluşacaktır. Yakıt bileşenleri boşlukları dolduran gazla dönüşümlü olarak dengesiz bir şekilde akarsa, yanma dengesiz olacaktır. En iyi durumda, motor duracak - kelimenin tam anlamıyla bir gaz kabarcığı nedeniyle "boğulacak" ve en kötü durumda bir patlama meydana gelecektir. Bu nedenle, motoru çalıştırmak için, sıvıyı gazdan ayırarak yakıtı giriş cihazlarına doğru bastırmanız gerekir. Yakıtı "çökeltmenin" bir yolu, örneğin katı yakıtlı veya sıkıştırılmış gaz motorları gibi yardımcı motorları çalıştırmaktır. Açık kısa zaman hızlanma yaratacaklar ve sıvı, ataletle yakıt girişine doğru bastırılacak ve aynı anda kendisini gaz kabarcıklarından kurtaracak. Diğer bir yol ise sıvının ilk kısmının daima girişte kalmasını sağlamaktır. Bunu yapmak için yanına bir ağ ekranı yerleştirebilirsiniz. kılcal etki motoru çalıştırmak için yakıtın bir kısmını tutacak ve çalıştırıldığında geri kalanı ilk seçenekte olduğu gibi ataletle "yerleşecek".
Ancak daha radikal bir yol var: Yakıtı tankın içine yerleştirilmiş elastik torbalara dökün ve ardından gazı tanklara pompalayın. Basınçlandırma için genellikle silindirlerde depolanan nitrojen veya helyum kullanılır. yüksek basınç. Tabii ki öyle fazla kilolu, ancak düşük motor gücüyle yakıt pompalarından kurtulabilirsiniz - gaz basıncı, bileşenlerin boru hatları aracılığıyla yanma odasına beslenmesini sağlayacaktır. Daha güçlü motorlar için elektrikli ve hatta gaz türbinli tahrikli pompalar vazgeçilmezdir. İkinci durumda, türbin, ana bileşenleri veya özel yakıtı yakan küçük bir yanma odası olan bir gaz jeneratörü tarafından döndürülür.
Uzayda manevra yapmak yüksek hassasiyet gerektirir; bu da yakıt tüketimini sürekli olarak ayarlayan bir regülatöre ihtiyacınız olduğu anlamına gelir. tasarım gücüçekiş. Doğru yakıt ve oksitleyici oranını korumak önemlidir. Aksi takdirde motorun verimi düşecek ve ayrıca yakıt bileşenlerinden biri diğerinden önce tükenecektir. Bileşenlerin akışı, dönüş hızı sıvı akış hızına bağlı olan boru hatlarına küçük pervaneler yerleştirilerek ölçülür. Düşük güçlü motorlarda akış hızı, boru hatlarına monte edilmiş kalibre edilmiş rondelalar tarafından katı bir şekilde ayarlanır.
Güvenlik açısından tahrik sistemi, arızalı motoru patlamadan önce kapatan acil durum korumasıyla donatılmıştır. Acil durumlarda yanma odasındaki sıcaklık ve basınç çok hızlı değişebileceğinden otomatik olarak kontrol edilir. Genel olarak, herhangi bir uzay aracında motorlar, yakıt ve boru hattı tesisleri artan ilgi odağıdır. Çoğu durumda yakıt rezervi, modern iletişim uydularının ve bilimsel araştırmaların ömrünü belirler. Çoğu zaman paradoksal bir durum yaratılır: cihaz tamamen çalışır durumdadır, ancak yakıtın tükenmesi veya örneğin tanklara basınç uygulamak için gaz sızıntısı nedeniyle çalışamaz.
Üst yerine hafif
Dünyayı ve gök cisimlerini gözlemlemek, güneş panellerini ve soğutma radyatörlerini çalıştırmak, iletişim oturumlarını ve kenetlenme işlemlerini yürütmek için cihazın uzayda belirli bir şekilde yönlendirilmesi ve bu konumda sabitlenmesi gerekir. Yönü belirlemenin en belirgin yolu, gökyüzündeki birkaç referans yıldızını aynı anda tanıyan minyatür teleskoplar olan yıldız izleyicileri kullanmaktır. Örneğin New Horizons sondasının Plüton'a doğru uçan sensörü ( Yeni Ufuklar) Yıldızlı gökyüzünün bir bölümünü saniyede 10 kez fotoğraflıyor ve her kare, araç bilgisayarında kayıtlı bir haritayla karşılaştırılıyor. Çerçeve ve harita eşleşiyorsa, oryantasyonla ilgili her şey yolundadır; değilse, istenen konumdan sapmayı hesaplamak kolaydır.
Uzay aracının dönüşleri ayrıca jiroskoplar kullanılarak ölçülür - bir gimbal içine monte edilen ve yaklaşık 100.000 rpm hıza dönen küçük ve bazen sadece minyatür volanlar! Bu tür jiroskoplar yıldız sensörlerinden daha kompakttır ancak 90 dereceden fazla dönüşleri ölçmek için uygun değildir: gimbal çerçeveleri katlanır. Lazer jiroskopların (halka ve fiber optik) bu dezavantajı yoktur. İlkinde, bir lazer tarafından yayılan iki ışık dalgası, aynalardan yansıyan kapalı bir devre boyunca birbirine doğru dolaşır. Dalgalar aynı frekansa sahip oldukları için bir araya gelerek girişim deseni oluştururlar. Ancak aparatın (aynalarla birlikte) dönüş hızı değiştiğinde, Doppler etkisi nedeniyle yansıyan dalgaların frekansları değişir ve girişim saçakları hareket etmeye başlar. Bunları sayarak açısal hızın ne kadar değiştiğini doğru bir şekilde ölçebilirsiniz. Fiber optik jiroskopta iki lazer ışını dairesel bir yol boyunca birbirine doğru hareket eder ve karşılaştıklarında faz farkı halkanın dönüş hızıyla orantılıdır (buna Sagnac etkisi denir). Lazer jiroskopların avantajı mekanik olarak hareket eden parçaların bulunmamasıdır; bunun yerine ışık kullanılır. Bu tür jiroskoplar, geleneksel mekanik olanlardan daha ucuz ve daha hafiftir, ancak pratikte doğruluk açısından onlardan daha düşük değildirler. Ancak lazer jiroskoplar yönelimi ölçmez, yalnızca açısal hızları ölçer. Bunları bilen araç bilgisayarı, saniyenin her kesri için dönüşleri toplar (bu işleme entegrasyon denir) ve aracın açısal konumunu hesaplar. Bu, yönelimi izlemenin çok basit bir yoludur, ancak elbette bu tür hesaplanmış veriler her zaman doğrudan ölçümlerden daha az güvenilirdir ve düzenli kalibrasyon ve iyileştirme gerektirir.
Bu arada aparatın ileri hızındaki değişiklikler de benzer şekilde izlenir. Doğrudan ölçmek için ağır bir Doppler radarına ihtiyaç vardır. Dünya'ya yerleştirildi ve hızın yalnızca bir bileşenini ölçtü. Ancak piezoelektrik ivmeölçerler gibi yüksek hassasiyetli ivmeölçerler kullanarak cihazdaki ivmesini ölçmek sorun değil. Hızlanma etkisi altında deforme olan ve yüzeylerinde statik bir etki oluşmasına neden olan emniyet pimi büyüklüğünde özel olarak kesilmiş kuvars plakalardır. elektrik yükü. Sürekli ölçerek, cihazın hızlanmasını izlerler ve entegre ederek (yine araç bilgisayarı olmadan yapamazsınız), hızdaki değişiklikleri hesaplarlar. Doğru, bu tür ölçümler gök cisimlerinin yerçekimsel çekiciliğinin cihazın hızı üzerindeki etkisini hesaba katmıyor.
Manevra doğruluğu
Böylece cihazın yönü belirlenir. Gerekli olandan farklıysa, komutlar derhal “yürütme organlarına”, örneğin sıkıştırılmış gaz veya sıvı yakıtla çalışan mikromotorlara verilir. Tipik olarak, bu tür motorlar darbe modunda çalışır: bir dönüşü başlatmak için kısa bir basış ve ardından hemen yeni bir dönüş. ters yönİstenilen konumu "aşmamak" için. Teorik olarak, bu tür 8-12 motora sahip olmak yeterlidir (her dönme ekseni için iki çift), ancak güvenilirlik için daha fazla monte edilirler. Cihazın yönünü ne kadar doğru korumanız gerekiyorsa, motorları o kadar sık \u200b\u200baçmanız gerekir, bu da yakıt tüketimini artırır.
Yönelimi kontrol etmenin bir başka yeteneği de güç jiroskopları - jiroskoplar tarafından sağlanır. Çalışmaları açısal momentumun korunumu yasasına dayanmaktadır. Etki altındaysa dış faktörler istasyon belli bir yöne dönmeye başladı, girodinin volanını aynı yönde "bükmek" yeterli, "dönüşü devralacak" ve istasyonun istenmeyen dönüşü duracak.
Gyrodynes'in yardımıyla sadece bir uyduyu stabilize etmekle kalmaz, aynı zamanda yönünü de değiştirebilirsiniz ve bazen roket motorlarını kullanmaktan daha doğru bir şekilde. Ancak girodinlerin etkili olabilmesi için büyük bir eylemsizlik momentine sahip olmaları gerekir, bu da önemli miktarda kütle ve boyut gerektirir. Büyük uydular için kuvvet jiroskopları çok büyük olabilir. Örneğin, Amerikan Skylab istasyonunun üç güç jiroskopunun her biri 110 kilogram ağırlığındaydı ve yaklaşık 9000 rpm hıza ulaşıyordu. Uluslararası uzay istasyonu(ISS) jirodinler, her biri yaklaşık 300 kilogram ağırlığında, büyük bir çamaşır makinesi boyutunda cihazlardır. Ciddiyetlerine rağmen bunları kullanmak, istasyona sürekli yakıt sağlamaktan daha karlı.
Bununla birlikte, büyük bir jirodin, dakikada birkaç yüz veya en fazla binlerce devirden daha hızlı hızlandırılamaz. Dış etkenler aparatı sürekli olarak aynı yönde döndürürse, zamanla volan maksimum hızına ulaşır ve yönlendirme motorları çalıştırılarak "yüksüzleştirilmesi" gerekir.
Aparatı stabilize etmek için karşılıklı üç jirodin dik eksenler. Ancak genellikle bunlardan daha fazlası vardır: Hareketli parçaları olan herhangi bir ürün gibi, jiroskoplar da kırılabilir. Daha sonra onarılmaları veya değiştirilmeleri gerekir. 2004 yılında, ISS'nin "denize" yerleştirilmiş girdaplarını onarmak için mürettebatı, UUİ'ye birkaç gezi yapmak zorunda kaldı. açık alan. NASA astronotları, yörüngedeki Hubble teleskopunu ziyaret ettiklerinde, süresi dolmuş ve arızalı jiroskopların yerini aldılar. Bir sonraki benzer operasyonun 2008 yılı sonunda yapılması planlanıyor. O olmadan uzay teleskopu büyük olasılıkla gelecek yıl başarısız olacak.
Uçak içi yemekler
Her uydunun ağzına kadar dolu olduğu elektronik aksamı çalıştırmak için enerjiye ihtiyaç vardır. Kural olarak, yerleşik elektrik ağı kullanılır DC voltaj 27-30 V. Güç dağıtımı için kapsamlı bir kablo ağı kullanılır. Elektroniğin mikro minyatürleştirilmesi, modern ekipman büyük bir akım gerektirmediği için kabloların kesitini azaltmayı mümkün kılar, ancak uzunluklarını önemli ölçüde azaltmak mümkün değildir - bu esas olarak cihazın boyutuna bağlıdır. Küçük uydular için bu onlarca ve yüzlerce metredir ve uzay aracı ve yörünge istasyonları için onlarca ve yüzlerce kilometredir!
Hizmet ömrü birkaç haftayı aşmayan cihazlarda güç kaynağı olarak tek kullanımlık kimyasal piller kullanılır. Uzun ömürlü telekomünikasyon uyduları veya gezegenler arası istasyonlar genellikle güneş panelleriyle donatılmıştır. Dünya yörüngesindeki her metrekare, toplam 1,3 kW gücünde Güneş'ten radyasyon almaktadır. Buna güneş sabiti denir. Modern güneş pilleri bu enerjinin %15-20'sini elektriğe dönüştürüyor. Güneş panelleri ilk olarak Şubat 1958'de fırlatılan Amerikan Avangard-1 uydusunda kullanıldı. 1960'ların ortalarına kadar bu küçük çocuğun üretken bir şekilde yaşamasına ve çalışmasına izin verdiler, ancak içinde yalnızca batarya bulunan Sovyet Sputnik 1 birkaç hafta içinde öldü.
Güneş panellerinin normalde yalnızca yörüngenin güneşli tarafında şarj edilen ve gölgede enerji açığa çıkaran tampon pillerle birlikte çalıştığını unutmamak önemlidir. Bu piller, Güneş'e doğru yönelimin kaybolması durumunda da hayati önem taşıyor. Ancak ağırdırlar ve bu nedenle çoğu zaman aparatın ağırlığını onlardan dolayı azaltmak gerekir. Bazen bu ciddi sorunlara yol açar. Örneğin 1985 yılında Salyut-7 istasyonunun insansız uçuşu sırasında güneş panelleri bir arıza nedeniyle pillerin şarjını durdurdu. Çok hızlı bir şekilde, yerleşik sistemler bunların tüm suyunu sıktı ve istasyon kapandı. Sessiz olan ve Dünya'dan gelen komutlara yanıt vermeyen komplekse gönderilen özel bir "Birlik" onu kurtarmayı başardı. İstasyona yanaşan kozmonotlar Vladimir Dzhanibekov ve Viktor Savinykh Dünya'ya şunları bildirdi: “Hava soğuk, eldiven olmadan çalışamazsınız. Metal yüzeylerde donma. Bayat hava gibi kokuyor. İstasyonda hiçbir şey çalışmıyor. Gerçekten kozmik sessizlik..." Mürettebatın ustaca hareketleri, ona hayat vermeyi başardı " buzhane" Ancak benzer bir durumda, Yamalov-100 çiftinin 1999 yılında ilk fırlatılması sırasında iki iletişim uydusundan birini kurtarmak mümkün olmadı.
Güneş Sisteminin Mars yörüngesinin ötesindeki dış bölgelerinde güneş panelleri etkisizdir. Gezegenlerarası sondalar için güç, radyoizotop termal güç jeneratörleri (RTG'ler) tarafından sağlanır. Tipik olarak bunlar, içinden bir çift canlı kablonun çıktığı, çıkarılamayan, kapalı metal silindirlerdir. Radyoaktif ve dolayısıyla sıcak malzemeden yapılmış bir çubuk silindirin ekseni boyunca yerleştirilir. Termokupl, sanki bir masaj fırçası tarağından çıkmış gibi dışarı çıkıyor. "Sıcak" bağlantıları merkezi çubuğa bağlanır ve "soğuk" bağlantıları gövdeye bağlanır ve yüzeyi boyunca soğur. Sıcaklık farkı doğuruyor elektrik akımı. Kullanılmayan ısı, ekipmanı ısıtmak için "geri kazanılabilir". Bu özellikle Sovyet Lunokhod'larda ve Amerikan istasyonları Pioneer ve Voyager.
RTG'lerde kullanılan enerji kaynağı radyoaktif izotoplar Her ikisi de birkaç aydan bir yıla kadar yarılanma ömrüyle kısa ömürlüdür (polonyum-219, seryum-144, küryum-242) ve onlarca yıl süren uzun ömürlüdür (plütonyum-238, prometyum-147, kobalt- 60, stronsiyum-90). Örneğin, daha önce bahsedilen New Horizons sondasının jeneratörü 11 kilogram plütonyum-238 dioksit ile "yüklenmiştir" ve 200-240 W çıkış gücü vermektedir. RTG gövdesi çok dayanıklı hale getirildi - bir kaza durumunda fırlatma aracının patlamasına ve Dünya atmosferine girmesine dayanmalıdır; ayrıca araçtaki ekipmanı radyoaktif radyasyondan korumak için bir ekran görevi görür.
Genel olarak RTG basit ve son derece güvenilir bir şeydir; içinde kırılacak hiçbir şey yoktur. İki önemli dezavantajı şunlardır: gerekli bölünebilir maddeler doğada bulunmadığından ve yıllar içinde nükleer reaktörlerde üretildiğinden korkunç yüksek maliyet ve birim kütle başına nispeten düşük çıkış gücü. Uzun süreli çalışmanın yanı sıra daha fazla güce de ihtiyaç duyulursa, geriye kalan tek şey nükleer reaktör kullanmaktır. Örneğin radar uydularının üzerinde duruyorlardı deniz istihbaratı OKB V.N. tarafından geliştirilen US-A. Chelomeya. Ancak her halükarda radyoaktif malzemelerin kullanımı, özellikle yörüngeye fırlatma sürecinde acil durumlarda en ciddi güvenlik önlemlerini gerektiriyor.
Sıcak çarpmasından kaçının
Gemide tüketilen enerjinin neredeyse tamamı sonuçta ısıya dönüşür. Buna güneş ışınımıyla ısıtma da eklenir. Küçük uydularda, aşırı ısınmayı önlemek için, güneş ışığını yansıtan termal ekranların yanı sıra ekran-vakumlu ısı yalıtımı - alüminyum, gümüş ve hatta altın kaplamalı çok ince fiberglas ve polimer filmden oluşan alternatif katmanlardan oluşan çok katmanlı torbalar kullanırlar. Dışarıdan bu “katman pastasının” üzerine havanın dışarı pompalandığı sızdırmaz bir kapak konur. Güneş enerjisiyle ısıtmayı daha düzgün hale getirmek için uydu yavaşça döndürülebilir. Ancak bu tür pasif yöntemler yalnızca nadir durumlarda, yerleşik ekipmanın gücü düşük olduğunda.
Aşağı yukarı büyük uzay gemilerinde aşırı ısınmayı önlemek için aşırı ısıdan aktif olarak kurtulmak gerekir. Uzay koşullarında bunu yapmanın yalnızca iki yolu vardır: sıvının buharlaşması ve cihazın yüzeyinden termal radyasyon. Evaporatörler nadiren kullanılır, çünkü onlar için yanınıza bir miktar “soğutucu akışkan” almanız gerekir. Radyatörler, ısının uzaya "yayılmasına" yardımcı olmak için çok daha sık kullanılır.
Radyasyonla ısı transferi yüzey alanıyla ve Stefan-Boltzmann yasasına göre sıcaklığının dördüncü kuvvetiyle orantılıdır. Cihaz ne kadar büyük ve karmaşıksa onu soğutmak da o kadar zor olur. Gerçek şu ki, enerji salınımı kütlesiyle, yani büyüklüğün küpüyle orantılı olarak büyüyor ve yüzey alanı yalnızca kareyle orantılı. Diyelim ki diziden diziye uydu 10 kat arttı; ilki televizyon kutusu büyüklüğündeydi, sonrakiler ise otobüs büyüklüğündeydi. Aynı zamanda kütle ve enerji 1000 kat artarken yüzey alanı sadece 100 kat arttı. Bu da birim alan başına 10 kat daha fazla radyasyonun kaçması gerektiği anlamına geliyor. Bunu sağlamak için, mutlak sıcaklık uydunun yüzeyi (Kelvin cinsinden) 1,8 kat daha yüksek (4√-10) olmalıdır. Örneğin 293 K (20 °C) - 527 K (254 °C) yerine. Cihazın bu şekilde ısıtılamayacağı açıktır. Bu yüzden modern uydular Yörüngeye girdikten sonra, yalnızca güneş panelleri ve uzatılabilir antenlerle değil, aynı zamanda kural olarak cihazın Güneş'i hedefleyen yüzeyine dik çıkıntı yapan radyatörlerle de kıllanıyorlar.
Ancak radyatörün kendisi termal kontrol sisteminin yalnızca bir unsurudur. Sonuçta, boşaltılacak ısının hala ona sağlanması gerekiyor. Kapalı tip aktif sıvı ve gaz soğutma sistemleri en yaygın olanıdır. Soğutucu, ekipmanın ısıtma üniteleri çevresinden akar, ardından cihazın dış yüzeyindeki radyatöre girer, ısı verir ve tekrar kaynaklarına geri döner (arabadaki soğutma sistemi de hemen hemen aynı şekilde çalışır). Dolayısıyla termal kontrol sistemi çeşitli dahili ısı eşanjörlerini, gaz kanallarını ve fanları (hermetik muhafazalı cihazlarda), termal köprüleri ve termal panelleri (hermetik olmayan mimaride) içerir.
İnsanlı uzay aracında özellikle çok fazla ısının açığa çıkması ve sıcaklığın çok dar bir aralıkta (15 ila 35 ° C) tutulması gerekiyor. Radyatörler arızalanırsa gemideki güç tüketiminin büyük ölçüde azaltılması gerekecektir. Ayrıca, uzun vadeli bir tesiste ekipmanın tüm kritik elemanlarının bakımının yapılabilir olması gerekir. Bu, bireysel bileşenleri ve boru hatlarını parça parça kapatmanın, soğutucuyu boşaltmanın ve değiştirmenin mümkün olması gerektiği anlamına gelir. Çok sayıda heterojen etkileşimli modülün varlığı nedeniyle termal kontrol sisteminin karmaşıklığı inanılmaz derecede artmaktadır. Şu anda, ISS'nin her modülü çalışıyor kendi sistemi termal düzenleme ve ana çiftliğe dik olarak kurulan istasyonun büyük radyatörleri güneş panelleri, "ağır yük altında" çalışmak için kullanılır bilimsel deneyler yüksek enerji tüketimi ile.
Destek ve koruma
Uzay aracının çok sayıdaki sisteminden bahsederken insanlar çoğu zaman bunların hepsinin içinde bulunduğu bedeni unutuyor. Muhafaza ayrıca cihaz başlatıldığında yükleri alır, havayı tutar, meteor parçacıklarına karşı koruma sağlar ve kozmik radyasyon.
Tüm mahfaza tasarımları iki büyük gruba ayrılmıştır - mühürlü ve mühürsüz. İlk uydular, Dünya'dakilere yakın ekipmanların çalışma koşullarını sağlamak için hava geçirmez şekilde kapatılmıştı. Vücutları genellikle dönen cisimlerin şekline sahipti: silindirik, konik, küresel veya bunların bir kombinasyonu. Bu form bugün insanlı araçlarda muhafaza edilmektedir.
Vakuma dayanıklı cihazların ortaya çıkmasıyla birlikte, cihazın ağırlığını önemli ölçüde azaltan ve ekipmanın daha esnek konfigürasyonuna olanak tanıyan hermetik olmayan yapılar kullanılmaya başlandı. Yapının temeli, genellikle kompozit malzemelerden yapılmış mekansal bir çerçeve veya kafestir. İki kat karbon fiber ve alüminyum petek çekirdeğinden oluşan üç katmanlı düz yapılar olan “bal peteği panelleri” ile kaplanmıştır. Bu tür paneller, düşük ağırlıklarına rağmen çok yüksek sağlamlığa sahiptir. Sistem elemanları ve cihazın enstrümantasyonu çerçeveye ve panellere tutturulmuştur.
Uzay aracının maliyetini azaltmak için, giderek daha fazla birleşik platformlar temelinde inşa ediliyorlar. Kural olarak, güç kaynağı ve kontrol sistemlerinin yanı sıra tahrik sistemini de entegre eden bir servis modülüdürler. Hedef ekipman bölmesi böyle bir platform üzerine monte edilmiştir ve cihaz hazırdır. Amerika ve Batı Avrupa telekomünikasyon uyduları bu tür platformlardan yalnızca birkaçı üzerine inşa edilmiştir. Gelecek vaat eden Rus gezegenlerarası sondaları - Phobos-Grunt, Luna-Glob - adını taşıyan NPO'da geliştirilen Navigator platformu temelinde oluşturuluyor. S.A. Lavochkina.
Yalıtılmamış bir platform üzerine monte edilmiş bir cihaz bile nadiren "sızdıran" görünür. Boşluklar çok katmanlı anti-meteor ve anti-radyasyon korumasıyla kaplıdır. Bir çarpışma sırasında, ilk katman meteor parçacıklarını buharlaştırır ve sonraki katmanlar gaz akışını dağıtır. Elbette, bu tür ekranların bir santimetre çapındaki nadir göktaşlarına karşı koruma sağlaması pek mümkün değildir, ancak izleri örneğin ISS'nin pencerelerinde görülebilen, çapı bir milimetreye kadar olan çok sayıda kum tanesine karşı koruma, oldukça etkili.
Polimer bazlı koruyucu bir astar, kozmik radyasyondan - sert radyasyondan ve yüklü parçacıkların akışlarından korur. Ancak elektronikler radyasyondan başka şekillerde de korunur. En yaygın olanı, safir bir substrat üzerinde radyasyona dayanıklı mikro devrelerin kullanılmasıdır. Bununla birlikte, dayanıklı mikro devrelerin entegrasyon derecesi, geleneksel işlemcilere ve belleğe göre çok daha düşüktür. masaüstü bilgisayarlar. Buna göre bu tür elektroniklerin parametreleri çok yüksek değildir. Örneğin, New Horizons sondasının uçuşunu kontrol eden Mongoose V işlemcinin saat frekansı yalnızca 12 MHz iken, evdeki masaüstü uzun süredir gigahertz'de çalışıyor.
Yörüngede yakınlık
En güçlü roketler yaklaşık 100 ton kargoyu yörüngeye fırlatma kapasitesine sahiptir. Bağımsız olarak fırlatılan modüllerin birleştirilmesiyle daha büyük ve daha esnek uzay yapıları yaratılır; bu, uzay aracının karmaşık "demirleme" sorununu çözmenin gerekli olduğu anlamına gelir. Uzak yaklaşma, zaman kaybetmemek için mümkün olan en yüksek hızda gerçekleştirilir. Amerikalılar için bu tamamen “toprağın” vicdanına bağlı. Yerli programlarda, yörünge parametrelerini, uzay aracının göreceli konumunu ve hareketini ölçmek için bir radyo mühendisliği kompleksi ve optik araçlarla donatılmış "yer" ve gemi, randevudan eşit derecede sorumludur. Sovyet geliştiricilerin buluşma sistemi ekipmanının bir kısmını havadan havaya ve yerden havaya güdümlü füzelerin radar güdümlü kafalarından ödünç almaları ilginçtir.
Bir kilometre mesafede yanaşma yönlendirme aşaması başlıyor ve 200 metreden itibaren bağlama bölümü başlıyor. Güvenilirliği artırmak için otomatik ve manuel yaklaşma yöntemlerinin bir kombinasyonu kullanılır. Kenetlenmenin kendisi yaklaşık 30 cm/s'lik bir hızla gerçekleşir: daha hızlısı tehlikeli olacaktır, daha azı da imkansızdır - kenetleme mekanizmasının kilitleri çalışmayabilir. Soyuz'u yanaştırırken, ISS'deki kozmonotlar şoku hissetmiyorlar - kompleksin oldukça esnek yapısının tamamı tarafından emiliyor. Bunu yalnızca video kameradaki görüntünün sallanmasından fark edebilirsiniz. Ancak uzay istasyonunun ağır modülleri birbirine yaklaştığında bu kadar yavaş hareket bile tehlike oluşturabiliyor. Bu nedenle nesneler birbirine minimum (neredeyse sıfıra yakın) hızla yaklaşıyor ve kenetlenme üniteleri ile bağlandıktan sonra mikromotorlar çalıştırılarak bağlantı noktasına baskı yapılıyor.
Tasarım gereği yerleştirme üniteleri aktif (“baba”), pasif (“anne”) ve androjen (“cinsiyetsiz”) olarak bölünmüştür. Aktif yerleştirme üniteleri, yerleştirme nesnesine yaklaşırken manevra yapan cihazlara kurulur ve "pin" şemasına göre gerçekleştirilir. Pasif düğümler, ortasında "pimin" yanıt deliğinin bulunduğu "koni" düzenine göre yapılır. Pasif düğümün deliğine giren "pim", birleştirme nesnelerinin sıkılmasını sağlar. Adından da anlaşılacağı gibi androjen yerleştirme üniteleri hem pasif hem de aktif aparatlar için eşit derecede iyidir. İlk kez tarihi dönemde Soyuz-19 ve Apollo uzay aracında kullanıldılar. ortak uçuş 1975'te.
Uzaktan teşhis
Kural olarak, uzay uçuşunun amacı bilimsel, ticari, askeri bilgileri almak veya iletmektir. Bununla birlikte, uzay aracı geliştiricileri tamamen farklı bilgilerle çok daha fazla ilgileniyorlar: tüm sistemlerin ne kadar iyi çalıştığı, parametrelerinin belirlenen sınırlar dahilinde olup olmadığı ve arıza olup olmadığı. Bu bilgiye telemetri veya kısaca telemetri denir. Pahalı cihazın durumunu bilmek, uçuşu kontrol edenlerin ihtiyaç duyduğu bir bilgidir ve uzay teknolojisini geliştiren tasarımcılar için paha biçilmezdir. Yüzlerce sensör sıcaklığı, basıncı, uzay aracının destek yapılarındaki yükü, elektrik ağındaki voltaj dalgalanmalarını, pil durumunu, yakıt rezervlerini ve çok daha fazlasını ölçer. Buna ivmeölçerlerden, jiroskoplardan, jiroskoplardan ve tabii ki hedef ekipmanın sayısız performans göstergelerinden gelen veriler de eklenir. bilimsel aletlerİnsanlı uçuşlarda yaşam destek sistemine
Telemetri sensörlerinden alınan bilgiler, radyo kanalları aracılığıyla gerçek zamanlı olarak veya kümülatif olarak belirli bir frekansa sahip paketler halinde Dünya'ya iletilebilir. Fakat modern cihazlar o kadar karmaşıktır ki, çok kapsamlı telemetri bilgileri bile çoğu zaman sondaya ne olduğunu anlamamıza izin vermez. Örneğin Kazakistan'ın 2006 yılında fırlatılan ilk iletişim uydusu KazSat'ta durum böyledir. İki yıllık operasyonun ardından başarısız oldu ve yönetim ekibi ve geliştiriciler hangi sistemlerin normal şekilde çalışmadığını bilmelerine rağmen belirlemeye çalışıyorlar. kesin sebep arızalar ve cihazın işlevselliğinin geri yüklenmesi başarısız kalır.
Telemetride özel bir yer, yerleşik bilgisayarların çalışmasıyla ilgili bilgilerle doludur. Programların işleyişinin tamamen Dünya'dan kontrol edilebilmesi için tasarlanmıştır. Zaten uçuş sırasında, yerleşik bilgisayar programlarındaki kritik hataların, derin uzay iletişim kanalları aracılığıyla yeniden programlanarak düzeltildiği bilinen birçok durum vardır. Ekipmandaki arıza ve arızaların "çözülmesi" için programlarda değişiklik yapılması da gerekebilir. Uzun görevlerde yeni yazılım Güncellemenin Spirit ve Opportunity gezicilerinin "zekasını" önemli ölçüde artırdığı 2007 yazında yapıldığı gibi, cihazın yeteneklerini önemli ölçüde genişletebilir.
Elbette, ele alınan sistemler "uzay ekipmanı" listesinin tamamını içermiyor. En karmaşık yaşam destek sistemleri seti ve çok sayıda "küçük şey", örneğin sıfır yerçekiminde çalışma araçları ve çok daha fazlası makalenin kapsamı dışında bırakılmıştır. Ancak uzayda hiçbir önemsememek yoktur ve gerçek bir uçuşta hiçbir şey gözden kaçırılamaz.