Uzay gemisi... bu cümle her bilimkurgu aşığının yüreğini titretiyor: Star Treck hayranları hemen Enterprise'ı hayal ediyorlar, " Yıldız Geçidi- “Daedalus” ve “Prometheus” ve I. Efremov'un çalışmalarının hayranları “Karanlık Alev” i hatırlayacaktır. Ve elbette, tüm bu gemiler ışık altı hız geliştiriyor, hiperuzaya giriyor ve dünyalıların uzak galaksilere ulaşmasını sağlayan başka harika şeyler yapıyor... Ne yazık ki, insanlık hala tüm bunlardan çok uzakta. O halde hadi göklerden alçak Dünya yörüngesine inelim ve şimdi elimizde ne olduğuna bir bakalım.
Günümüzde uzay gemileri, görevi kargo ve insanları alçak Dünya yörüngesine ulaştırmak olan bir tür uzay aracıdır. Uzay istasyonlarına yakıt, bilimsel ekipman, su, hava dağıtan otomatik kargo gemileri için hepsi bu kadar, ancak insanları oraya götüren insanlı gemiler aynı zamanda onları Dünya'ya geri döndürüyor. Bu arada, bu tür cihazların yaratılmasından bahseden K.E. Tsiolkovsky, onlara daha şiirsel bir isim verdi - "gökyüzü gemileri".
Kendisine verilen görevlere göre, uzay aracı iki bölümden oluşmaktadır. İlk kısım, giriş kapısı ve pencereleri olan (her ikisi de sıkıca kapalı) küçük bir kabin olan iniş modülüdür. Bu kısım her ne kadar iniş modülü olarak adlandırılsa da astronotların Dünya'ya geri gönderilmesi tek amacı değildir. Kalkış sırasında buradalar. Bu, geminin en küçük kısmıdır, çünkü içine yalnızca astronotların kendisi ve küçük bagajlar sığmalıdır: araştırma sonuçlarının kayıtları, görüntüleri olan filmler, laboratuvar ekipmanları ve mürettebat üyelerinin kişisel eşyaları.
Geminin Dünya'ya dönmeyen diğer kısmı ise yörünge bölmesi ve alet bölmesinden oluşuyor. Astronotlar yörünge bölmesinde çoğu zaman çalışıyorlar ve dinleniyorlar. İniş aracından daha büyük ama yine de oldukça sıkışık.
Alet bölmesi geminin “beyni” olarak adlandırılabilir. Burada gemiyi kontrol etmeye yardımcı olan bir bilgisayar var - sonuçta bir kişinin bunu bu kadar hızlı yapması zordur. Özel cihazlar– jiroskoplar – geminin yönünü korur. Ayrıca gemideki sıcaklığı koruyan, havadaki fazla nemi uzaklaştıran ve karbondioksit ve oksijeni serbest bırakır.
Uzay gemisinin de motorları var. İlk bakışta onlara ihtiyacı yok - uzay aracı kendi başına havalanmıyor, prensipte çalışan bir fırlatma aracı tarafından fırlatılıyor jet tahriki ve daha sonra gemi, verdiği ivme nedeniyle hareket eder ve yer çekimi. Motorlar kısa darbelerle yörüngesini düzeltir. Özel görünüm motor – fren tahrik sistemi. Kurulum neden frenleniyor? Dünya'ya dönmek için fırlatma aracının gemiye verdiği hızın söndürülmesi gerekir ve bu çok şey gerektirir ve itme freni sisteminin yaptığı da budur. Doğru, bu durumda, gemi atmosferin yoğun katmanları tarafından bir dereceye kadar "yavaşlatıldığı" için yakıt, kalkış sırasında olduğundan çok daha az tüketilir, ancak atmosfer yoksa, aynı miktarda yakıt Kalkış için gerekli olacaktır. Yine de atmosferden geçen gemi o kadar ısınıyor ki sadece iniş modülü kalıyor - geri kalanı yanıyor.
Bunun bir uzay gemisinin “klasik” tasarımı olduğu söylenebilir. Böyle bir geminin dezavantajları olmadığı unutulmamalıdır: birincisi, tek kullanımlıktır (ki bu çok israftır) ve ikincisi, iniş modülünün inişi kontrol edilemez - o zaman onu aramanız gerekir. Bu nedenle ABD ve SSCB'de yarattılar yeni görünümİnsanlı uzay araçları yeniden kullanılabilir. ABD'de böyle bir gemi Mekik, ülkemizde ise Buran'dı. Her ikisi de atmosferde manevra yapma ve belirli bir yere iniş yapma yeteneğine sahiptir, dolayısıyla bu tür gemilerin iniş modülüne ihtiyacı yoktur. Sovyet "Buran" insansız modda ilk ve tek uçuşu yaptı - yerleşik bir bilgisayar tarafından kontrol ediliyordu - ve başarılı bir şekilde indi, ancak ekonomik nedenlerden dolayı proje kapatıldı. Mekik ise uzun yıllar sadakatle hizmet etti.
Yeni nesil insanlı ulaşım uzay aracının (PTKK NP) tam boyutlu maketi, geniş yiyecek ve su kaynağıyla dört kişinin konforlu uçuşu için tasarlandı.
Şimdi ona daha yakından bakalım.
“Bu, Ay'ın etrafında uçmak üzere tasarlanmış lüks bir gemiye benziyor. Önceki nesil altı Kazbek taşıyıcıyla donatılmış başka bir seçenek daha var: ISS'ye uçacak. Böylece RSC Energia, uzun ve kısa vadeli uçuşlar için gemi seçenekleri sunuyor” diyor MISiS Üniversitesi Endüstriyel Tasarım ve Yenilik Merkezi başkanı Vladimir Pirozhkov.
Rusya'da geliştirilen yeni nesil insanlı ulaşım uzay aracı, konforlu bir tuvaletle donatılacak ve NASA astronotları, yeni Orion uzay aracında uçarken bebek bezi kullanmak zorunda kalacak.
“Yeni Rus uzay aracını Amerikan uzay aracından ayıran önemli bir nokta, otomatik bir kontrol sisteminin (sıhhi kontrol sistemi) varlığıdır. ACS'yi kullanmanın Orion astronotlarına sağlanan bebek bezlerinden ne kadar daha rahat olduğunu açıklamaya muhtemelen gerek yok.
Tuvalet sağ alt köşede bir perdenin arkasına gizlenecek. Boş olmasına rağmen bu bir düzendir:
Ayrıca, artık Uluslararası'nın Rusya bölümünde uzay istasyonu(ISS) sınırlı sayıda banyo, bu nedenle ek " uzay tuvaleti“Gemi kesinlikle gereksiz olmayacak:
Yeni gemi astronotların ayakta durmasını sağlayacak tam yükseklik. Bu, NASA tarafından görevlendirilen ve şu anda Lockheed Martin tarafından test edilmekte olan, astronotların tamamen rahatsız edici bir şekilde yarı bükülmüş pozisyonda kalmaya zorlandığı yeni Amerikan Orion uzay aracından önemli bir farktır.
Ancak hem Orion hem de gemimiz kesik koni şeklindedir Amerikan versiyonu yüksekliği daha düşüktür, bu nedenle astronotlar yalnızca yatar pozisyonda uçabilirler. MAKS-2013 havacılık fuarı sırasında Lockheed Martin uzmanları yeni Rus gelişimini incelediler ve Orion'da tam yüksekliğe çıkmanın imkansız olduğunu doğruladılar.
Pirozhkov'a göre yeni uzay aracının iki ana versiyonu şu anda geliştirildi.
PTKK NP'nin tam ölçekli maketi artık bir konsept değil, pratik bir model hazır gemiİlk test lansmanının 2017'de insansız modda - 2018'in başında ve insanlı olarak - 2020'ye yakın bir tarihte gerçekleşmesi planlanıyor.
Yeni nesil gemi yeniden kullanılabilir ve hem ISS'ye hem de ay yörüngesine on adede kadar uçuş gerçekleştirebilecek şekilde tasarlanmıştır. Lider geliştirici, MISiS Üniversitesi'nin katılımıyla RSC Energia'dır.
Birkaç ayrıntı:
Katlanır ayak tutucusu, yanlardaki iki düğmeyle ayarlanabilir - basit ve kullanışlı.
Tuvalet armatürü. İşlem sırasında özel tank, kalın ses yalıtımlı bir perdeyle kaplanacaktır:
Gemi kontrol paneli:
Rus gemisi ayrıca karbon fiberden yapılmış temelde yeni uçuş koltukları da aldı. Bu doğrultuda tasarımcı, Soyuz uzay aracı için Kazbek destekleri ve Sokol uçuş kıyafetlerinin dünyaca ünlü geliştiricisi ve üreticisi olan Moskova bölgesi NPO Zvezda ile yakın işbirliği içinde çalıştı.
"Kullanım sayesinde kompozit malzemeler, her koltukta 15 ila 20 kilogram ağırlıktan tasarruf etmeyi başardık, bunun sonucunda uçağa binebilirsiniz ekstra stok su veya yiyecek."
Önceki neslin Kazbek koltuklarından farklı olarak yeni sandalyeler her boydaki kişiye göre tasarlanıyor ve tüm antropometrik yönlerde ayarlanabiliyor. Koltukların tasarımı, yine her astronot için ayrı ayrı yapılan desteğin yeniden kullanılabilir gövdenin içine yerleştirileceği şekildedir ki bu da çok kullanışlıdır. Kalkış aşamasında kozmonotların her halükarda uçuş kıyafetleri giymeleri gerekecek ve yörüngeye yerleştirildikten sonra çıkarılabilecekler.
Bu çok güzel!
İnsanlık yarım asırdan fazla bir süredir insanlı uzay araçlarıyla uzayı keşfediyor. Ne yazık ki, bu süre zarfında mecazi anlamda çok uzağa gitmedi. Evreni okyanusla karşılaştırırsak, sörfün kenarında, ayak bileklerimize kadar suyun içinde dolaşıyoruz. Ancak bir gün biraz daha derine yüzmeye karar verdik ( ay programı"Apollo") ve o zamandan beri bu olayın anılarını en yüksek başarı olarak yaşıyoruz.
Şimdiye kadar uzay gemileri öncelikle Dünya'ya gidiş-dönüş teslimat aracı olarak hizmet ediyordu. Yeniden kullanılabilen Uzay Mekiğinin elde edebileceği maksimum otonom uçuş süresi yalnızca 30 gündür ve bu da teorik olarak mümkündür. Peki belki de geleceğin uzay gemileri çok daha gelişmiş ve çok yönlü hale gelecektir?
Çoktan ay seferleri Apollo misyonları, gelecekteki uzay araçlarına yönelik gereksinimlerin "uzay taksilerine" yönelik görevlerden önemli ölçüde farklı olabileceğini açıkça gösterdi. Apollo ay kabininin aerodinamik gemilerle çok az ortak noktası vardı ve gezegen atmosferinde uçuş için tasarlanmamıştı. Gelecekteki uzay gemilerinin nasıl görüneceğine dair bir fikir, fotoğraf Amerikalı astronotlar açıkça daha fazlasını ver.
En ciddi faktör epizodik insan keşfini engelleyen güneş sistemi gezegenlerdeki ve uydularındaki organizasyondan bahsetmiyorum bile bilimsel temeller, - radyasyon. Hatta sorunlar ortaya çıkıyor ay görevleri, en fazla bir hafta sürüyor. Ve gerçekleşecek gibi görünen Mars'a bir buçuk yıllık uçuş, giderek daha da uzağa itiliyor. Otomatik araştırmalar, bunun gezegenler arası uçuş rotasının tamamı boyunca insanlar için ölümcül olduğunu göstermiştir. Dolayısıyla geleceğin uzay gemileri, mürettebat için özel tıbbi ve biyolojik önlemlerle birlikte kaçınılmaz olarak ciddi bir radyasyona karşı koruma elde edecek.
Hedefine ne kadar hızlı ulaşırsa o kadar iyi olacağı açıktır. Ancak hızlı uçuş güçlü motorlar gerektirir. Ve onlar için de fazla yer kaplamayan yüksek verimli yakıt. Bu nedenle yakın gelecekte kimyasal tahrik motorları yerini nükleer motorlara bırakacaktır. Eğer bilim insanları antimaddeyi evcilleştirmeyi, yani kütleyi maddeye dönüştürmeyi başarırlarsa ışık radyasyonu Bu durumda geleceğin uzay gemileri kazanacak konuşacağız zaten başarı hakkında göreceli hızlar ve yıldızlararası keşif gezileri.
İnsanın Evreni keşfetmesinin önündeki bir diğer ciddi engel de, yaşamının uzun vadeli geçimini sağlaması olacaktır. Sadece bir gün içinde insan vücuduÇok fazla oksijen, su ve yiyecek tüketir, katı ve sıvı atıklar salar ve karbondioksiti dışarı verir. Muazzam ağırlıkları nedeniyle gemiye tam oksijen ve yiyecek almak anlamsızdır. Sorun, yerleşik bir kapalı devre ile çözüldü. Ancak şu ana kadar bu konuyla ilgili tüm deneyler başarılı olmadı. Ve kapalı bir yaşam destek sistemi olmadan, geleceğin uzay gemilerinin yıllarca uzayda uçması düşünülemez; Sanatçıların resimleri elbette hayal gücünü hayrete düşürüyor ama gerçek durumu yansıtmıyor.
Dolayısıyla, tüm uzay gemisi ve yıldız gemisi projeleri hala gerçek uygulamadan uzaktır. Ve insanlık, Evren'i gizli görevdeki astronotlar aracılığıyla incelemeyi ve otomatik sondalardan bilgi almayı kabullenmek zorunda kalacak. Ancak bu elbette geçicidir. Uzay bilimi yerinde durmuyor ve dolaylı işaretler insan faaliyetinin bu alanında büyük bir atılımın yaklaşmakta olduğunu gösteriyor. Yani belki de geleceğin uzay gemileri 21. yüzyılda inşa edilecek ve ilk uçuşlarını yapacak.
Birçoğu onun adını duymuş ama neredeyse hiçbir şey görmemiş. Umutlar ona bağlı ve Rus insanlı kozmonotiğin geleceği onunla ilişkilendiriliyor. Bu uzay aracı en iyi mühendisliği kullanacak ve teknik çözümler– mühendislik ve tasarım düşüncesinin gerçek bir yaratımı olacak. Yerli uzay endüstrisi hiçbir zaman böyle bir şey yaratmadı. Federasyona bakmanın ve gelecekteki uçuşunuz için bir yer seçmenin zamanı geldi. Geminin tanımı ve büyük fotoğrafözel.
Daha önce Perspektif İnsanlı Uzay Aracı olarak da bilinen Soyuz serisinin insanlı uzay aracının yerini alması gereken yeni uzay aracı "Federasyon" taşıma sistemi(PPTS), içinde şu anda aktif olarak geliştirilme aşamasındadır, ancak artık tam teşekküllü bir poster kopyasını görebilirsiniz.
"Federasyon" uzay gemisi hakkında detaylı bilgi
İnsanları ve kargoyu alçak Dünya yörüngesindeki yörünge istasyonlarına ve Ay'a ulaştırmak için tasarlandı. “Federasyon” için kabul edilir modüler yapı ana gemi, işlevsel olarak tamamlanmış elemanlar biçimindedir - yeniden giriş aracı ve motor bölmesi. Gemi kanatsız olacak, kesik konik şekilli yeniden kullanılabilir bir dönüş kısmına ve tek kullanımlık silindirik bir motor bölmesine sahip olacak ve RSC Energia'da Clipper (çok amaçlı insanlı bir uzay aracı) için tasarlanan sistemleri yaygın olarak kullanacak. Federasyonun maksimum mürettebatı 6 kişi olacaktır (Ay'a uçuşlar için - 4 kişiye kadar).
Genel açıklama ve teknik özellikler
Yörüngeye gönderilen kargonun kütlesi 500 kg, Dünya'ya dönen kargonun kütlesi ise 500 kg veya daha fazla, daha küçük bir mürettebatla. Geminin uzunluğu 6,1 m, gövdenin maksimum çapı 4,4 m, Dünya'ya yakın yörünge uçuşları sırasındaki kütle 12 ton (ay yörüngesine uçuşlar için - 16,5 ton), geri dönüş kısmının kütlesi 4,23 ton (sistemler dahil) yumuşak iniş- 7,77 t), Kapalı bölmenin hacmi - 18 m³. Geminin otonom uçuş süresi 30 güne kadardır.
Geliştirilmiş mukavemet özelliklerine sahip yeni yapısal malzemeler ve karbon fiber takviyeli plastikler, uzay aracı yapısının ağırlığını %20-30 oranında azaltacak ve hizmet ömrünü uzatacaktır. Federasyonun karşı karşıya kalacağı göreve bağlı olarak ev bölmeleri kolayca yerleştirilecek.
Kalkış sırasında mürettebat 4 g'dan fazla olmayan ve normal modda iniş sırasında 3 g'dan fazla olmayan aşırı yüklere maruz kalmalıdır. Gemi aynı zamanda yeniden kullanılabilir olmalı (uzaya 10 uçuşa kadar) ve güvenilirliği en az 0,995 olmalıdır. Yeni gemide, ISS'ye yanaşma, fırlatıldıktan altı saat sonra yanaşabilen Soyuz TMA-M'de olduğu gibi, fırlatıldığı gün gerçekleştirilebiliyor.
Kontrol sistemi ve iletişim
İnsanlı uzay aracı, esnek menülere ve veri görüntüleme formatlarına sahip sıvı kristal ekranlara dayalı modern kontrol panelleri kullanılarak kontrol edilecek. İletişim, yön bulma ve navigasyon, uydu devresi üzerinden gerçek zamanlı olarak sağlanacak. Federasyonun iletişim ekipmanı çok işlevli bir sistemle çalışacak uzay sistemi röle uydularını kullanan röle "Luch".
Motorlar ve yerleştirme istasyonu
Gemi, 22,5 tf itme kuvvetine sahip katı yakıtlı motorlar ve 75 kgf itme kuvvetine sahip tek bileşenli hidrojen peroksit motorlarla donatılacak. Federasyon, Soyuz'dan bir yerleştirme sistemi alacak. Geminin gereksinimlerinin yanı sıra tüm geliştirme deneyimlerini de dikkate alarak mevcut sistemler Yeni gemi için değiştirilmiş bir pin-koni yanaşma sistemi seçildi. Bu sistem yalnızca ISS'nin Soyuz, Progress ve Russian modüllerinde ve ayrıca Avrupa'da kullanılmaktadır. kargo gemisi ATV'de.
Termal koruma
Kombine termoregülasyon kaplaması “Thermalox” belirli bir termal dengeyi koruyacak ve ayrıca elektrostatik koruma sağlayacaktır. uzay aracı. Uzay aracının dış yüzeyine termal kontrol kaplama uygulaması gaz-termal püskürtme yöntemi kullanılarak gerçekleştirilecek.
Banyo
Federasyon bir sanitasyon sistemiyle donatılacak ve Orion uzay aracındaki NASA astronotları çocuk bezi kullanacak. Uçuş sırasında geminin yüzeyine dört cıvatayla özel bir tank bağlanacak, üzeri kalın ses yalıtımlı bir perdeyle kaplanacak.
Aracı fırlat
Başlangıçta Federasyonun Rus-M fırlatma aracıyla fırlatılması planlandı, ancak 2011'de proje kapatıldı. Yeni bir süper ağır roket yaratmaya ihtiyaç vardı. 2014 yılında böyle bir roket oluşturma fikri Vladimir Putin tarafından onaylandı ve Federal projeye dahil edildi. uzay programı 2016-2025 için. Açık başlangıç aşaması Fırlatmalarda Angara-A5 fırlatma aracının kullanılması planlanıyor.
İniş sistemi
İniş aracı, üç paraşüt ve yumuşak iniş roket sistemi kullanılarak iniş yapacak. Paraşütler ~1 km irtifada açılacak, katı roket motorları ~50 m yükseklikten iniş hızını azaltacak, iniş aracının yana düşmesi engellenecek. Soyuz uzay aracı için tipik olan yere dokunduktan sonra.
Fotoğraflar. Marina Lystseva
Hiç kimse varlığını güvenle onaylayamaz veya inkar edemez. dünya dışı uygarlıklar. Şüpheciler, Evrende güçlü teknolojilere sahip yaşanabilir dünyalar olsaydı, temsilcilerinin uzun zaman önce Güneş Sistemini ziyaret edip kendilerini tanıtacağına inanıyorlar. Geriye süper hızlı uzay gemileriyle Dünya'ya uçacak olan akıl kardeşlerini beklemek kalıyor.
Diğer araştırmacılar ise yakın gelecekte uzaylı misafirlerin gelişini beklemenin gereksiz olduğuna inanıyor. Üstelik dünyalılar, bilim ve teknolojinin geldiği nokta göz önüne alındığında, güneş sisteminin çok ötesine geçemeyecekler. Gerçek şu ki, uzaylı zekasıyla karşılaşmayı beklediği bölgede Dünya'ya en yakın yıldızlar, Güneş'ten onlarca ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor.
Dünyalıların en modern uzay gemisi, birbirini takip eden birkaç neslin ömrü boyunca bile mesafeyi aşamaz. Mevcut roket biliminin temelini oluşturan jet itiş prensipleri, yalnızca “ev” hızı dahilinde kabul edilebilir bir hızda hareket etmeyi mümkün kılmaktadır. yıldız sistemi. Ve o zaman bile bu tür yolculuklar yıllarca, hatta onlarca yıl sürebilir.
Güneş sistemini çoktan terk etmiş olan yıldızlararası insansız araç Voyager, uzaya ulaşabilecek en yakın yıldız sadece 17 bin yıldır.
Ancak araştırma uzmanları uzay Zaten şu anda bilinçli olarak uzay aracı projeleri üzerinde çalışıyorlar. yıldızlararası seyahat. Başka yıldızlara gidecek ilk insan kontrollü aracın neye benzeyeceğini kimse tam olarak bilmiyor. Bugün sadece hakkında konuşabiliriz genel prensipler yıldızlararası gemiler inşa etmek Ulaşılan seviye teknoloji geliştirme.
Gelecek uzay gemisi
Görünüşe göre yıldızlararası geminin ana unsuru olacak enerji santrali. Uzmanlar hala roket motorlarını kullanmayı düşünüyor termonükleer reaksiyonlar. Geçen yüzyılın 70'li yıllarında Daedalus adında böyle bir gemi geliştirildi. Gemiye yaklaşık 50 bin ton yakıt alacağı varsayıldı. Geminin boyutlarının yüksek gökdelenlerin boyutlarını aşması gerekiyordu.
İnsanlı yıldızlararası ulaşımın insan yerleşimine uygun bir kısmı olacak. Uzun uçuş sırasında mürettebat ve olası yolcular oldukça sıradan bir hayat sürmek zorunda kalacaklar. Gemide servet yaratmayı içeren projeler var yapay yerçekimi.
O kısım oldukça mümkün kullanılabilir alan Uzay gemisi, insan tüketimine uygun bitkilerin yetişeceği seralar tarafından işgal edilecek.
Yıldızlararası bir geminin görünümü hiç de modern bir gemiye benzememelidir. uzay roketi veya yörünge istasyonu. Bu, en tuhaf şekillere sahip birçok parçadan oluşan işlevsel bir kompleks olacak. Görünüşe göre bu kadar büyük bir geminin gezegenin yüzeyinden fırlatılması gerekmeyecek. Seyahat edeceği alçak Dünya yörüngesinde monte edilmesi daha uygundur.
Yıldızlara uçuş sırasında geminin görünümü değişmeyecek. Teknoloji geliştirme yasaları, er ya da geç dinamik ve kendini geliştiren sistemler yaratma aşamasının geleceğini belirtir. Bu da yıldızlararası geminin uçuş sırasında görünümünü değiştirip, yıpranan sistemlerini atarak değişen koşullara uyum sağlayabileceği anlamına geliyor. Ancak böyle bir teknolojik "mucizenin" inşası görünüşe göre ancak uzak gelecekte gerçekleşecek.