Pojazdy kosmiczne. Sztuczne satelity ziemskie

Wysyłanie statków kosmicznych na Marsa i Wenus stało się powszechne dla naukowców z NASA i ESA. Media na całym świecie ostatnio szczegółowo relacjonowały przygody łazików Curiosity i Opportunity. Jednak eksploracja planet zewnętrznych wymaga od naukowców znacznie większej cierpliwości. Pojazdy startowe nie mają jeszcze wystarczającej mocy, aby wysłać ogromne statki kosmiczne bezpośrednio na gigantyczne planety. Dlatego naukowcy muszą zadowolić się kompaktowymi sondami, które muszą wykorzystywać tak zwane manewry wspomagania grawitacji, aby latać wokół Ziemi i Wenus, aby uzyskać wystarczający pęd, aby przelecieć do i poza pas asteroid. Pogoń za asteroidami i kometami jest jeszcze większym wyzwaniem, ponieważ obiekty te nie mają wystarczającej masy, aby utrzymać szybko poruszający się statek kosmiczny na swojej orbicie. Problemem są również źródła energii o wystarczającej mocy do zasilania urządzenia.

Ogólnie wszystkie te misje, których celem jest badanie planet zewnętrznych, są bardzo ambitne i dlatego zasługują na szczególną uwagę. Spójrz na mnie opowiada o tych, które są aktualnie aktywne.

Nowe Horyzonty
("Nowe Horyzonty")

Cel: badanie Plutona, jego satelity Charona i pasa Kuipera
Czas trwania: 2006-2026
Zasięg lotu: 8,2 miliarda km
Budżet: około 650 milionów dolarów

Jedna z najciekawszych misji NASA ma na celu zbadanie Plutona i jego towarzysz Charon. Specjalnie w tym celu agencja kosmiczna wystrzeliła statek kosmiczny Nowe Horyzonty 19 stycznia 2006 roku. W 2007 roku nad Jowiszem przeleciała automatyczna stacja międzyplanetarna, wykonując w jej pobliżu manewr grawitacyjny, który umożliwił przyspieszenie dzięki polu grawitacyjnemu planety. Najbliższy punkt zbliżenia się urządzenia z układem Pluton-Charon nastąpi 15 lipca 2015 r. - w tym samym momencie Nowe Horyzonty będą 32 razy dalej od Ziemi niż Ziemia jest od Słońca.

W latach 2016-2020 urządzenie prawdopodobnie będzie badać obiekty pasa Kuipera- region Układu Słonecznego podobny do pasa asteroid, ale około 20 razy szerszy i masywniejszy od niego. Ze względu na bardzo ograniczone zapasy paliwa ta część misji wciąż budzi wątpliwości.

Prace nad automatyczną międzyplanetarną stacją Nowe Horyzonty Pas Plutona-Kuipera rozpoczęły się na początku lat 90., ale wkrótce projekt groził zamknięcie z powodu problemów z finansowaniem. Władze USA nadały priorytet misjom na Księżyc i Marsa. Ale ze względu na to, że atmosferze Plutona grozi zamarznięcie (ze względu na stopniowe odsuwanie się od Słońca), Kongres zapewnił niezbędne fundusze.

Ciężar maszyny - 478 kg, w tym około 80 kg paliwa. Wymiary - 2,2 × 2,7 × 3,2 metra

Nowe Horyzonty wyposażone w kompleks nagłośnieniowy PERSI, w tym przyrządy optyczne do strzelania w zakresie widzialnym, podczerwonym i ultrafioletowym, analizator wiatru kosmicznego SWAP, radiospektrometr cząstek energetycznych EPSSI, urządzenie z dwumetrową anteną do badania atmosfery Plutona, a także studencki licznik pyłu SDC " do pomiaru stężenia cząstek pyłu w pasie Kuipera.

Na początku lipca 2013 roku kamera sondy sfotografowała Plutona. i jego największy satelita Charon z odległości 880 milionów kilometrów. Na razie fotografii nie można nazwać imponującymi, ale eksperci obiecują, że 14 lipca 2015 r., przelatując obok celu na odległość 12500 kilometrów, stacja uchwyci jedną półkulę Plutona i Charona z rozdzielczością około 1 km, a drugi – z rozdzielczością około 40 km. Przeprowadzone zostaną również badania spektralne i stworzona zostanie mapa temperatur powierzchni.

Podróżnik 1

Voyager-1
i jego otoczenie

Voyager 1 – sonda kosmiczna NASA wystrzelona 5 września 1977 r. zbadać zewnętrzną część Układu Słonecznego. Od 36 lat urządzenie regularnie komunikuje się z NASA Deep Space Communications Network, przebywając na emeryturze w odległości 19 miliardów kilometrów od Ziemi. W tej chwili jest to najbardziej odległy obiekt stworzony przez człowieka.

Główna misja Voyagera 1 została zakończona 20 listopada 1980 roku. po tym, jak aparat badał układ Jowisza i układ Saturna. Była to pierwsza sonda, która dostarczyła szczegółowych obrazów dwóch planet i ich księżyców.

W ciągu ostatniego roku media były pełne nagłówków, że Voyager 1 opuścił Układ Słoneczny. 12 września 2013 r. NASA w końcu oficjalnie ogłosiła, że ​​Voyager 1 przekroczył heliopauzę i wszedł w przestrzeń międzygwiezdną. Zgodnie z oczekiwaniami urządzenie będzie kontynuować swoją misję do 2025 roku.

JUNO("Juno")

Cel: Eksploracja Jowisza
Czas trwania: 2011-2017
Zasięg lotu: ponad 1 miliard km
Budżet: około 1,1 miliarda dolarów

Automatyczna stacja międzyplanetarna NASA Juno("Juno") została uruchomiona w sierpniu 2011 roku. Ze względu na to, że rakieta nie miała wystarczającej mocy, aby umieścić urządzenie bezpośrednio na orbicie Jowisza, Juno musiała wykonać manewr grawitacyjny wokół Ziemi. Oznacza to, że początkowo aparat poleciał na orbitę Marsa, a następnie wrócił na Ziemię, kończąc swój lot dopiero w połowie października tego roku. Manewr pozwolił pojazdowi nabrać niezbędnej prędkości i w tej chwili jest już w drodze do gazowego giganta, którego eksplorację rozpocznie 4 lipca 2016 roku. Przede wszystkim naukowcy mają nadzieję uzyskać informacje o polu magnetycznym Jowisza i jego atmosferze, a także sprawdzić hipotezę, że planeta ma solidne jądro.

Jak wiecie, Jowisz nie ma solidnej powierzchni, a pod jego chmurami leży warstwa mieszaniny wodoru i helu o grubości około 21 tys. km z płynnym przejściem z fazy gazowej do ciekłej. Następnie warstwa ciekłego i metalicznego wodoru o głębokości 30-50 tys. Km. W jego centrum, zgodnie z teorią, można schować solidny rdzeń o średnicy około 20 tys. km

Juno ma na pokładzie radiometr mikrofalowy (MWR), utrwalając promieniowanie, pozwoli ci zbadać głębokie warstwy atmosfery Jowisza i poznać ilość w niej amoniaku i wody. Magnetometr (obrzezanie) oraz urządzenie do rejestrowania pozycji względem pola magnetycznego planety (ASC)- te urządzenia pomogą zbadać magnetosferę, zachodzące w niej procesy dynamiczne, a także przedstawić jej trójwymiarową strukturę. Ponadto urządzenie posiada spektrometry i inne czujniki do badania zórz na naszej planecie.

Planuje się, że struktura wewnętrzna zostanie zbadana poprzez pomiar pola grawitacyjnego podczas programu Gravity Science Experiment.

Główna kamera statku kosmicznego JunoCam, co pozwoli Ci sfotografować powierzchnię Jowisza podczas najbliższych do niej zbliżeń (na wysokości 1800-4300 km od chmur) z rozdzielczością 3-15 km na piksel. Pozostałe obrazy będą miały znacznie niższą rozdzielczość. (około 232 km na piksel).

Aparat został już pomyślnie przetestowany - fotografował Ziemię
i Księżyca podczas lotu urządzenia. Zdjęcia zostały zamieszczone w sieci do przestudiowania przez amatorów i entuzjastów. Powstałe obrazy zostaną również zmontowane razem w wideo, które pokaże ruch obrotowy Księżyca wokół Ziemi z bezprecedensowego punktu obserwacyjnego - prosto z kosmosu. Według ekspertów z NASA „będzie się bardzo różnić od wszystkiego, co zwykli ludzie kiedykolwiek widzieli”.

Podróżnik 2

Voyager-2
Bada zewnętrzny układ słoneczny i przestrzeń międzygwiezdną

Voyager 2 to sonda kosmiczna wystrzelona przez NASA 20 sierpnia 1977 roku. który ostatecznie bada zewnętrzny układ słoneczny i przestrzeń międzygwiezdną. W rzeczywistości urządzenie zostało uruchomione przed Voyagerem 1, ale przyspieszyło i ostatecznie je wyprzedziło. Sonda jest ważna 36 lat, 2 miesiące i 10 dni. Statek kosmiczny nadal odbiera i przesyła dane za pośrednictwem sieci Deep Space Networks.

Według stanu na koniec października 2013 r. znajduje się w odległości 15 miliardów kilometrów od Ziemi. Jego główna misja zakończyła się 31 grudnia 1989 roku, po pomyślnym zbadaniu układów Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna. Oczekuje się, że Voyager 2 będzie nadal nadawać słabe wiadomości radiowe przynajmniej do 2025 roku.

ŚWIT
(„Świt”, „Świt”)

Cel: badanie asteroidy Vesta i protoplanety Ceres
Czas trwania: 2007-2015
Zasięg lotu: 2,8 miliarda km
Budżet: ponad 500 milionów dolarów

DAWN - automatyczna stacja kosmiczna, który został wystrzelony w 2007 roku w celu zbadania dwóch największych obiektów w pasie planetoid, Westy i Ceres. Aparatura od 6 lat orze przestrzeń kosmiczną bardzo, bardzo daleko od Ziemi - między orbitami Marsa i Jowisza.

W 2009 roku przeprowadził manewr w polu grawitacyjnym Marsa, nabierając dodatkowej prędkości, a do sierpnia 2011 roku za pomocą silników jonowych wszedł na orbitę planetoidy Westa, gdzie spędził 14 miesięcy towarzysząc obiektowi na jego droga wokół Słońca.

Na płycie DAWN zainstalowane są dwie czarno-białe matryce (1024×1024 piksele) z dwoma soczewkami i kolorowymi filtrami. Jest też detektor neutronów i gamma (Wielki) i spektrometr zakresu widzialnego i podczerwieni (WIR), który analizuje skład powierzchni asteroid.

Vesta jest jedną z największych asteroid w głównym pasie asteroid. Wśród asteroid zajmuje pierwsze miejsce pod względem masy i drugie pod względem wielkości po Pallas

Pomimo tego, że urządzenie ma dość skromny sprzęt (w porównaniu do tych opisanych powyżej), uchwyciło powierzchnię Westy z najwyższą możliwą rozdzielczością - do 23 metrów na piksel. Wszystkie te obrazy zostaną wykorzystane do stworzenia mapy Westy w wysokiej rozdzielczości.

Jednym z ciekawych odkryć DAWN jest to, że Westa ma bazaltową skorupę i rdzeń z niklu i żelaza, tak jak Ziemia, Mars czy Merkury. Oznacza to, że podczas formowania się korpusu nastąpiło oddzielenie jego niejednorodnego składu pod wpływem sił grawitacyjnych. To samo dzieje się ze wszystkimi obiektami na drodze ich przemiany z kosmicznego kamienia w planetę.

Dawn potwierdziła również hipotezę, że Vesta jest źródłem meteorytów znalezionych na Ziemi i Marsie. Według naukowców ciała te powstały po starożytnym zderzeniu Westy z innym dużym obiektem kosmicznym, po czym prawie rozpadł się na kawałki. O tym wydarzeniu świadczy głęboki ślad na powierzchni Westy, znany jako krater Rheasilvia.

DAWN jest obecnie w drodze do kolejnego celu, planety karłowatej Ceres, której orbitować będzie dopiero w lutym 2015 roku. Najpierw urządzenie zbliży się na odległość 5900 km od swojej pokrytej lodem powierzchni, a w ciągu najbliższych 5 miesięcy zmniejszy ją do 700 km.

Bardziej szczegółowe badanie tych dwóch „planet zarodkowych” pozwoli na głębsze zrozumienie procesu powstawania Układu Słonecznego.

„Cassini-Huygens”

wysłane do systemu Saturn

Cassini-Huygens to statek kosmiczny stworzony przez NASA i Europejska Agencja Kosmiczna została wysłana do systemu Saturn. Wystrzelony w 1997 roku statek kosmiczny dwukrotnie okrążył Wenus (26 kwietnia 1998 i 24 czerwca 1999), raz - Ziemia (18 sierpnia 1999), raz - Jowisz (30 grudnia 2010). Podczas podejścia do Jowisza Cassini przeprowadził skoordynowane obserwacje wspólnie z Galileo. W 2005 roku sonda Huygens wylądowała na księżycu Saturna, Tytanie. Lądowanie powiodło się, aparat się otworzył dziwny nowy świat kanały i baseny metanowe. Stacja Cassini Jednocześnie stał się pierwszym sztucznym satelitą Saturna. Jego misja została przedłużona i ma się zakończyć 15 września 2017 r., po 293 orbitach wokół Saturna.

Rozeta(„Rozeta”)

Cel: badanie komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko i kilku asteroid
Czas trwania: 2004-2015
Zasięg lotu: 600 milionów km
Budżet: 1,4 miliarda dolarów

Rosetta to statek kosmiczny wystrzelony w marcu 2004 r. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) zbadać kometę 67P/Czuriumow-Gierasimienko i zrozumieć, jak wyglądał Układ Słoneczny przed powstaniem planet.

Rosetta składa się z dwóch części- Sonda kosmiczna Rosetta i lądownik Philae („Fila”). W ciągu 9 lat spędzonych w kosmosie okrążył Marsa, po czym wrócił do manewrowania wokół Ziemi, a we wrześniu 2008 zbliżył się do asteroidy Steins, robiąc zdjęcia 60% jej powierzchni. Następnie urządzenie ponownie wróciło na Ziemię, okrążyło ją, aby nabrać dodatkowej prędkości, a w lipcu 2010 „spotkało się” z asteroidą Lutetia.

W lipcu 2011 Rosetta została wprowadzona w tryb „uśpienia”, a jego wewnętrzny „budzik” jest ustawiony na 20 stycznia 2014 r. o 10:00 GMT. Po przebudzeniu Rosetta znajdzie się w odległości 9 milionów kilometrów od swojego ostatecznego celu - komety Czuriumow-Gierasimienko.

po zbliżeniu się do komety urządzenie powinno wysłać do niego lądownik Philae

Według ekspertów ESA pod koniec maja przyszłego roku Rosetta wykona swoje główne manewry przed „spotkaniem” z kometą w sierpniu. W maju naukowcy otrzymają pierwsze zdjęcia odległego obiektu, co znacznie ułatwi obliczenie pozycji komety i jej orbity. W listopadzie 2014 roku, po zbliżeniu się do komety, urządzenie powinno wystrzelić do niej moduł opadania Philae, który zaczepi się o powierzchnię lodu za pomocą dwóch harpunów. Po wylądowaniu urządzenie pobierze próbki materiału jądra, określi jego skład chemiczny i parametry, a także zbada inne cechy komety: prędkość rotacji, orientację i zmiany aktywności komety.

Ponieważ większość komet powstała w tym samym czasie, co Układ Słoneczny (około 4,6 miliarda lat temu), są one najważniejszym źródłem informacji o tym, jak powstał nasz układ i jak nasz układ będzie się dalej rozwijał. Rosetta pomoże też odpowiedzieć na pytanie, czy to komety, które przez miliardy lat zderzały się z Ziemią, przyniosły na naszą planetę wodę i materię organiczną.

Międzynarodowy odkrywca komet (LÓD)

Eksploracja Układu Słonecznego
i jego otoczenie

Międzynarodowy Eksplorator Komet (ICE) (wcześniej znany jako „Explorer 59”)- urządzenie uruchomione 12 sierpnia 1978 roku w ramach programu współpracy NASA-ESA. Początkowo program miał na celu zbadanie interakcji między polem magnetycznym Ziemi a wiatrem słonecznym. Wzięły w nim udział trzy statki kosmiczne: para ISEE-1 i ISEE-2 oraz heliocentryczna ISEE-3 (później przemianowany na ICE).

Explorer 59 zmienił nazwę na International Comet Explorer 22 grudnia 1983 r. Tego dnia, po grawitacyjnym manewrze wokół Księżyca, statek kosmiczny wszedł na heliocentryczną orbitę, aby przechwycić kometę 21P/Giacobini-Zinner. Przeszedł przez warkocz komety 11 września 1985 r., a następnie spotkał się z kometą Halleya w marcu 1986 r. W ten sposób stał się pierwszym statkiem kosmicznym, który eksplorował dwie komety jednocześnie. Po zakończeniu misji w 1999 roku z urządzeniem nie nawiązano kontaktu, ale 18 września 2008 roku udało się nawiązać z nim kontakt. Eksperci planują powrót ICE na orbitę Księżyca 10 sierpnia 2014 r., po czym może ponownie zbadać kometę.

Clementine - 25 stycznia 1994 r. Celem jest mapowanie i obserwacja Księżyca w różnych zakresach: widzialnym, UV, IR; wysokościomierz laserowy i grawimetria. Po raz pierwszy skompilowano globalną mapę składu pierwiastkowego Księżyca, a na jego biegunie południowym odkryto duże rezerwy lodu.

Poszukiwacz Księżyca - 7 stycznia 1998 r. Określono możliwą objętość lodu na biegunie południowym księżyca, jego zawartość w ziemi oszacowano na 1-10%, jeszcze silniejszy sygnał wskazuje na obecność lodu na biegunie północnym. Po przeciwnej stronie Księżyca magnetometr wykrył stosunkowo silne lokalne pola magnetyczne - 40 nT, które utworzyły 2 małe magnetosfery o średnicy około 200 km. Zgodnie z zakłóceniami w ruchu aparatu odkryto 7 nowych maskonów. Przeprowadzono pierwsze światowe badania spektrometryczne w promieniowaniu gamma, w wyniku których opracowano mapy rozmieszczenia tytanu, żelaza, glinu, potasu, wapnia, krzemu, magnezu, tlenu, uranu, pierwiastków ziem rzadkich i fosforu oraz model pole grawitacyjne Księżyca zostało utworzone z harmonicznymi do 100 rzędu, co pozwala bardzo dokładnie obliczyć orbitę satelitów Księżyca.

Smart-1 - 27 września 2003 r. Urządzenie powstało jako eksperymentalny AMS do testowania zaawansowanych technologii, przede wszystkim elektrycznego układu napędowego dla przyszłych misji na Merkurego i Słońce.

Kaguya - 14 września 2007 Uzyskane dane umożliwiły sporządzenie mapy topograficznej Księżyca o rozdzielczości około 15 km. Za pomocą satelity pomocniczego Okina można było zmapować rozkład grawitacji po drugiej stronie Księżyca. Uzyskane dane umożliwiły również wyciągnięcie wniosków na temat osłabienia aktywności wulkanicznej księżyca 2,84 miliarda lat temu.

Chang'e-1 - 24 października 2007 r. Zaplanowano, że urządzenie wykona kilka zadań: budowę trójwymiarowej mapy topograficznej Księżyca – do celów naukowych oraz do określenia miejsca lądowania przyszłych urządzeń; sporządzanie map rozmieszczenia pierwiastków chemicznych, takich jak tytan i żelazo (niezbędne do oceny możliwości przemysłowego zagospodarowania złóż); ocena głębokiego rozmieszczenia pierwiastków za pomocą promieniowania mikrofalowego – pomoże wyjaśnić, jak rozprowadzany jest hel-3 i czy jego zawartość jest wysoka; badanie ośrodka między Ziemią a Księżycem, na przykład obszaru „ogonu” magnetosfery ziemskiej, plazmy w wietrze słonecznym itp.

Chandrayaan-1 - 22 października 2008 r. Jednym z głównych celów startu Chandrayaan-1 jest poszukiwanie minerałów i rezerw lodu w polarnych regionach Księżyca, a także sporządzenie trójwymiarowej mapy powierzchni. Częścią programu jest uruchomienie sondy uderzeniowej. Został wystrzelony z orbity księżycowej iw ciągu 25 minut dotarł do powierzchni księżyca, wykonując twarde lądowanie. Orbiter przeanalizuje wyrzuty skał księżycowych w miejscu upadku modułu. Dane uzyskane podczas twardego lądowania sondy uderzeniowej posłużą do miękkiego lądowania przyszłego indyjskiego łazika księżycowego, który ma trafić na Księżyc podczas lotu kolejnej sondy Chandrayaan-2.

Satelita obserwacyjny i wykrywający krater księżycowy – 18 czerwca 2009 r. Oczekiwano, że misja LCROSS dostarczy ostatecznych informacji o obecności lodu wodnego na biegunie południowym Księżyca, co może odegrać ważną rolę w przyszłych misjach załogowych na Księżyc. 9 października 2009 o 11:31:19 UTC górny stopień Centaurus rozbił się w pobliżu krateru Cabeus. W wyniku upadku wyrzucona została chmura gazu i pyłu. LCROSS przeleciał przez wyrzuconą chmurę, analizując materię podniesioną z dna krateru i wpadł do tego samego krateru o 11:35:45 UTC, po czym udało się przekazać wyniki swoich badań na Ziemię. Z orbity księżycowej spadek był monitorowany przez sondę LRO, z orbity bliskiej Ziemi przez Teleskop Kosmiczny Hubble'a i europejski satelita Odin. Z Ziemi - duże obserwatoria.

Laboratorium Odzysku Grawitacyjnego i Wnętrz - 10 września 2011 r. Program do badania pola grawitacyjnego i budowy wewnętrznej Księżyca, rekonstrukcja jego historii termicznej.

- 4 września 2013 r. Po ukończeniu misji 17 kwietnia 2014 r. LADEE zderzył się z powierzchnią księżyca

Chang'e-5T1 - 23 października 2014 r. Chińska automatyczna stacja księżycowa do testowania powrotu na Ziemię pojazdu opadającego. Chiny stały się trzecim po ZSRR i USA krajem, który zwrócił aparat, który okrążył Księżyc i poruszał się z prędkością bliską drugiej kosmicznej.

Aktualne misje

• Lunar Reconnaissance Orbiter – 19 czerwca 2009 r. Aparat wykona następujące badania: badanie topografii globalnej Księżyca; pomiar promieniowania na orbicie księżycowej; badanie obszarów podbiegunowych Księżyca, w tym poszukiwanie złóż lodu wodnego oraz badanie parametrów oświetlenia; sporządzanie ultra-dokładnych map z obiektami rysunkowymi o długości co najmniej 0,5 metra w celu znalezienia najlepszych miejsc lądowania.
• ARTEMIS P1 i ARTEMIS P2 - 17 lutego 2009 r. Badanie pola magnetycznego księżyca.
• Chang'e-2 - 1 października 2010 r. 27 października urządzenie zaczęło fotografować fragmenty Księżyca odpowiednie do lądowania następującego statku kosmicznego. Aby rozwiązać ten problem, satelita zbliży się do Księżyca na odległość 15 kilometrów.
• Chang'e-3 - Wystrzelenie aparatu nastąpiło 1 grudnia 2013 roku z kosmodromu Xichang.
• Yutu to pierwszy chiński łazik księżycowy, wystrzelony wraz z Chang'e-3.

Mars

Udane misje

Aktualne misje

• Mars Odyseusz - 7 kwietnia 2001 r. Sztuczny satelita Marsa.
• Mars Express - 2 czerwca 2003 r. Sztuczny satelita Marsa.
• Okazja - 7 lipca 2003 r. Łazik marsjański.
• Mars Reconnaissance Orbiter – 12 sierpnia 2005 r. Sztuczny satelita Marsa.
• Ciekawość - 26 listopada 2011 Łazik marsjański.
• Mangalyaan - 4 listopada 2013 r., sztuczny satelita Marsa.
• - 18 listopada 2013 r. sztuczny satelita Marsa.
• Trace Gus Orbiter — wprowadzony na rynek 14 marca 2016 r. Urządzenie zbada i pozna naturę występowania w atmosferze Marsa drobnych składników metanu, innych gazów i pary wodnej, których zawartość znana jest od 2003 roku. Obecność metanu, który szybko rozkłada się pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, oznacza, że ​​jest on stale dostarczany z nieznanego źródła. Takim źródłem mogą być skamieniałości lub biosfera - żywe organizmy.

Jowisz

Udane misje

Aktualne misje

Saturn

Cały kompleks prac naukowych w kosmosie podzielony jest na dwie grupy: badanie przestrzeni bliskiej Ziemi (przestrzeń bliską) i badanie kosmosu głębokiego. Wszystkie badania prowadzone są za pomocą specjalnego statku kosmicznego.

Przeznaczone są do lotów w kosmos lub do pracy na innych planetach, ich satelitach, asteroidach itp. W zasadzie są w stanie długo funkcjonować samodzielnie. Istnieją dwa rodzaje pojazdów - automatyczne (satelity, stacje do lotów na inne planety itp.) oraz załogowe (statki kosmiczne, stacje orbitalne lub kompleksy).

Satelity Ziemi

Od dnia pierwszego lotu sztucznego satelity Ziemi minęło sporo czasu, a dziś kilkanaście z nich pracuje już na orbicie okołoziemskiej. Niektóre z nich tworzą ogólnoświatową sieć komunikacyjną, przez którą codziennie transmitowane są miliony rozmów telefonicznych, programy telewizyjne i wiadomości komputerowe są przekazywane do wszystkich krajów świata. Inne pomagają monitorować zmiany pogody, wykrywać minerały i monitorować instalacje wojskowe. Zalety odbierania informacji z kosmosu są oczywiste: satelity działają niezależnie od pogody i pory roku, przekazują wiadomości o najbardziej odległych i trudno dostępnych obszarach planety. Nieograniczony zakres ich przeglądu pozwala na błyskawiczne przechwytywanie danych na rozległych terytoriach.

satelity naukowe

Satelity naukowe są przeznaczone do badania przestrzeni kosmicznej. Za ich pomocą gromadzone są informacje o przestrzeni bliskiej Ziemi (przestrzeni bliskiej), w szczególności o magnetosferze Ziemi, górnej atmosferze, ośrodku międzyplanetarnym i pasach promieniowania planety; badanie ciał niebieskich Układu Słonecznego; eksploracja kosmosu prowadzona za pomocą teleskopów i innego specjalnego sprzętu zainstalowanego na satelitach.

Najbardziej rozpowszechnione są satelity, które zbierają dane o przestrzeni międzyplanetarnej, anomaliach w atmosferze słonecznej, intensywności wiatru słonecznego i wpływie tych procesów na stan Ziemi itp. Satelity te nazywane są też „służbą Słońca”. ”.

Na przykład w grudniu 1995 roku satelita SOHO, stworzony w Europie i reprezentujący całe obserwatorium do badania Słońca, został wystrzelony z kosmodromu na Przylądku Canaveral. Z jego pomocą naukowcy prowadzą badania nad polem magnetycznym u podstawy korony słonecznej, wewnętrznym ruchem Słońca, związkiem między jego wewnętrzną strukturą a atmosferą zewnętrzną itp.

Satelita ten był pierwszym tego typu, który prowadził badania w odległości 1,5 mln km od naszej planety - dokładnie w miejscu, gdzie pola grawitacyjne Ziemi i Słońca się równoważą. Według NASA obserwatorium będzie przebywać w kosmosie do około 2002 roku i w tym czasie przeprowadzi około 12 eksperymentów.

W tym samym roku z kosmodromu na Przylądku Canaveral wystrzelono kolejne obserwatorium, NEXTE, w celu zebrania danych dotyczących kosmicznego promieniowania rentgenowskiego. Został opracowany przez specjalistów NASA, natomiast główny sprzęt, który się na nim znajduje i wykonuje większą ilość pracy, został zaprojektowany w Centrum Astrofizyki i Nauk Kosmicznych na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego.

Do zadań obserwatorium należy badanie źródeł promieniowania. Podczas pracy w polu widzenia satelity wpada około tysiąca czarnych dziur, gwiazd neutronowych, kwazarów, białych karłów i aktywnych jąder galaktyk.

Latem 2000 roku Europejska Agencja Kosmiczna przeprowadziła planowany pomyślny start czterech satelitów Ziemi pod ogólną nazwą „Cluster-2”, przeznaczonych do monitorowania stanu jej magnetosfery. Cluster-2 został wystrzelony z kosmodromu Bajkonur na niską orbitę okołoziemską przez dwa pojazdy nośne Sojuz.

Należy zauważyć, że poprzednia próba agencji zakończyła się niepowodzeniem: podczas startu francuskiej rakiety nośnej Ariane-5 w 1996 roku spłonęła taka sama liczba satelitów pod ogólną nazwą Cluster-1 – były one mniej doskonałe niż Cluster-2 ”, ale miały na celu wykonanie tej samej pracy, tj. jednoczesnego rejestrowania informacji o stanie pola elektrycznego i magnetycznego Ziemi.

W 1991 roku obserwatorium kosmiczne GRO-COMPTON zostało wyniesione na orbitę za pomocą teleskopu EGRET w celu wykrycia promieniowania gamma na pokładzie, wówczas najbardziej zaawansowanego instrumentu tego typu, który rejestrował promieniowanie o ekstremalnie wysokich energiach.

Nie wszystkie satelity są wypuszczane na orbitę przez pojazdy nośne. Na przykład statek kosmiczny Orpheus-Spas-2 rozpoczął pracę w kosmosie po tym, jak został usunięty z przedziału ładunkowego amerykańskiego statku kosmicznego transportowego wielokrotnego użytku Columbia za pomocą manipulatora. „Orfeusz-Spas-2”, będąc satelitą astronomicznym, znajdował się 30-115 km od „Kolumbii” i mierzył parametry międzygwiazdowych obłoków gazu i pyłu, gorących gwiazd, aktywnych jąder galaktyk itp. Po 340 godz. 12 min. Satelita został ponownie załadowany na pokład Columbii i bezpiecznie powrócił na Ziemię.

Satelity telekomunikacyjne

Linie komunikacyjne są również nazywane układem nerwowym kraju, ponieważ bez nich jakakolwiek praca jest już nie do pomyślenia. Satelity komunikacyjne transmitują rozmowy telefoniczne, przekazują programy radiowe i telewizyjne na całym świecie. Są w stanie przesyłać sygnały programów telewizyjnych na duże odległości, tworząc komunikację wielokanałową. Ogromną przewagą komunikacji satelitarnej nad komunikacją naziemną jest to, że w zasięgu jednego satelity znajduje się rozległe terytorium z prawie nieograniczoną liczbą stacji naziemnych odbierających sygnały.

Satelity tego typu znajdują się na specjalnej orbicie w odległości 35 880 km od powierzchni Ziemi. Poruszają się z taką samą prędkością jak Ziemia, więc wydaje się, że satelita cały czas wisi w jednym miejscu. Sygnały z nich odbierane są za pomocą specjalnych anten dyskowych montowanych na dachach budynków i zwróconych w stronę orbity satelity.

Pierwszy sowiecki satelita komunikacyjny, Molniya-1, został wystrzelony 23 kwietnia 1965 roku i tego samego dnia nadawana była transmisja telewizyjna z Władywostoku do Moskwy. Satelita ten był przeznaczony nie tylko do retransmisji programów telewizyjnych, ale także do łączności telefonicznej i telegraficznej. Całkowita masa „Błyskawicy-1” wynosiła 1500 kg.

Sonda zdołała wykonać dwa obroty dziennie. Wkrótce wystrzelono nowe satelity komunikacyjne: Molniya-2 i Molniya-3. Wszystkie różniły się od siebie jedynie parametrami pokładowego repeatera (urządzenia do odbioru i transmisji sygnału) i jego anten.

W 1978 roku uruchomiono bardziej zaawansowane satelity Horizon. Ich głównym zadaniem była rozbudowa centrali telefonicznej, telegraficznej i telewizyjnej na terenie całego kraju, zwiększenie przepustowości międzynarodowego systemu łączności kosmicznej Intersputnik. To za pomocą dwóch Horyzontów transmitowano Igrzyska Olimpijskie w Moskwie w 1980 roku.

Od pojawienia się pierwszego statku kosmicznego komunikacyjnego minęło wiele lat, a dziś prawie wszystkie kraje rozwinięte mają własne takie satelity. Na przykład w 1996 roku na orbitę wystrzelono inny statek kosmiczny Międzynarodowej Organizacji Komunikacji Satelitarnej „Intelsat”. Jej satelity obsługują konsumentów w 134 krajach świata i realizują bezpośrednie transmisje telewizyjne, połączenia telefoniczne, faksowe i teleksowe do wielu krajów.

W lutym 1999 roku japoński satelita JCSat-6 ważący 2900 kg został wystrzelony z miejsca startu Canaveral przez pojazd nośny Atlas-2AS. Przeznaczony był do nadawania programów telewizyjnych i przekazywania informacji na terytorium Japonii i części Azji. Wykonała go amerykańska firma Hughes Space dla japońskiej firmy Japan Satellite Systems.

W tym samym roku na orbitę wystrzelony został dwunasty sztuczny satelita Ziemi kanadyjskiej firmy telekomunikacyjnej Telesat Canada, stworzony przez amerykańską firmę Lockheed Martin. Zapewnia transmisję cyfrowej transmisji telewizyjnej, dźwięku i informacji do abonentów w Ameryce Północnej.

Towarzysze edukacyjne

Loty satelitów Ziemi i międzyplanetarnych stacji kosmicznych uczyniły z kosmosu platformę roboczą dla nauki. Rozwój przestrzeni bliskiej Ziemi stworzył warunki do rozpowszechniania informacji, edukacji, propagandy i wymiany wartości kulturowych na całym świecie. Stało się możliwe dostarczanie programów radiowych i telewizyjnych do najbardziej odległych i trudno dostępnych obszarów.

Statki kosmiczne umożliwiły równoczesne nauczanie milionów ludzi. Informacje przekazywane są drogą satelitarną za pomocą fototelegrafów w drukarniach różnych miast, gazetach centralnych, dzięki czemu mieszkańcy wsi mogą otrzymywać gazety w tym samym czasie, co ludność miast.

Dzięki porozumieniu między krajami możliwe stało się nadawanie programów telewizyjnych (na przykład Eurowizji lub Interwizji) na całym świecie. Takie nadawanie na całej planecie zapewnia szeroką wymianę wartości kulturowych między narodami.

W 1991 r. indyjska agencja kosmiczna zdecydowała się wykorzystać technologię kosmiczną do wykorzenienia analfabetyzmu w kraju (w Indiach niepiśmienni jest 70% mieszkańców wsi).

Uruchomili satelity, aby transmitować lekcje czytania i pisania w telewizji do dowolnej wioski. Program „Gramsat” (co w języku hindi oznacza „Gram” – wieś; „sat” – skrót od „satelita” – satelita) skierowany jest do 560 małych osiedli w Indiach.

Satelity edukacyjne znajdują się z reguły na tej samej orbicie, co satelity komunikacyjne. Aby odbierać od nich sygnały w domu, każdy widz musi mieć własną antenę dyskową i telewizor.

Satelity do badania zasobów naturalnych Ziemi

Oprócz poszukiwania minerałów na Ziemi, satelity takie przekazują informacje o stanie środowiska naturalnego planety. Wyposażone są w specjalne pierścienie czujnikowe, na których umieszczone są kamery fotograficzne i telewizyjne, urządzenia do zbierania informacji o powierzchni Ziemi. Obejmuje to urządzenia do fotografowania przemian atmosferycznych, pomiaru parametrów powierzchni ziemi i oceanu oraz powietrza atmosferycznego. Na przykład satelita Landsat jest wyposażony w specjalne instrumenty, które pozwalają mu fotografować tygodniowo ponad 161 milionów m2 powierzchni Ziemi.

Satelity umożliwiają nie tylko prowadzenie stałych obserwacji powierzchni Ziemi, ale także kontrolowanie rozległych terytoriów planety. Ostrzegają przed suszą, pożarami, zanieczyszczeniem i służą jako kluczowi informatorzy dla meteorologów.

Dziś stworzono wiele różnych satelitów do badania Ziemi z kosmosu, różniących się zadaniami, ale uzupełniających się nawzajem w wyposażeniu w instrumenty. Podobne systemy kosmiczne działają obecnie w USA, Rosji, Francji, Indiach, Kanadzie, Japonii, Chinach itd.

Na przykład wraz ze stworzeniem amerykańskiego satelity meteorologicznego „TIROS-1” (satelita do telewizji i obserwacji Ziemi w podczerwieni) stało się możliwe badanie powierzchni Ziemi i monitorowanie globalnych zmian atmosferycznych z kosmosu.

Pierwszy statek kosmiczny z tej serii został wystrzelony na orbitę w 1960 roku, a po wystrzeleniu wielu podobnych satelitów Stany Zjednoczone stworzyły kosmiczny system meteorologiczny TOS.

Pierwszy radziecki satelita tego typu - Kosmos-122 - został wystrzelony na orbitę w 1966 roku. Prawie 10 lat później na orbicie pracowało już kilka krajowych statków kosmicznych z serii Meteor, aby badać i kontrolować zasoby naturalne Ziemi "Meteor -Priroda".

W 1980 roku w ZSRR pojawił się nowy, stale działający system satelitarny „Resurs”, który obejmuje trzy uzupełniające się statki kosmiczne: „Resurs-F”, „Resurs-O” i „Okean-O”.

„Resurs-Ol” stał się swego rodzaju nieodzownym kosmicznym listonoszem. Przelatując nad jednym punktem na powierzchni Ziemi dwa razy dziennie, odbiera pocztę elektroniczną i wysyła ją do wszystkich abonentów, którzy posiadają kompleks radiowy z małym modemem satelitarnym. Klientami systemu są podróżnicy, sportowcy i naukowcy z odległych obszarów lądowych i morskich. Z usług systemu korzystają również duże organizacje: morskie platformy wiertnicze, imprezy eksploracyjne, ekspedycje naukowe itp.

W 1999 roku Stany Zjednoczone wystrzeliły bardziej nowoczesnego satelitę naukowego, Terra, w celu pomiaru fizycznych właściwości atmosfery i lądu oraz badań biosferycznych i oceanograficznych.

Wszystkie materiały otrzymywane z satelitów (dane cyfrowe, fotomontaże, pojedyncze obrazy) są przetwarzane w ośrodkach odbioru informacji. Następnie udają się do Centrum Hydrometeorologicznego i innych wydziałów. Obrazy pozyskiwane z kosmosu są wykorzystywane w różnych dziedzinach nauki, np. do określania stanu upraw zbóż na polach. Zboża zakażone czymś są na zdjęciu ciemnoniebieskie, a zdrowe czerwone lub różowe.

Satelity morskie

Pojawienie się łączności satelitarnej dało ogromne możliwości badania Oceanu Światowego, który zajmuje 2/3 powierzchni globu i dostarcza ludzkości połowę całego tlenu dostępnego na planecie. Za pomocą satelitów można było monitorować temperaturę i stan powierzchni wody, rozwój i tłumienie burzy, wykrywać obszary zanieczyszczenia (plamy ropy) itp.

W ZSRR do pierwszych obserwacji powierzchni ziemi i wody z kosmosu wykorzystano satelitę Kosmos-243, wystrzelony na orbitę w 1968 roku i w pełni wyposażony w specjalny zautomatyzowany sprzęt. Z jego pomocą naukowcy byli w stanie ocenić rozkład temperatury wody na powierzchni oceanu przez grubość chmur, śledzić stan warstw atmosferycznych i granicę lodową; sporządzać mapy temperatury powierzchni oceanów z uzyskanych danych, niezbędne dla floty rybackiej i służby meteorologicznej.

W lutym 1979 roku na orbitę Ziemi wystrzelono bardziej zaawansowany oceanologiczny satelita Kosmos-1076, przesyłając złożone informacje oceanograficzne. Instrumenty na pokładzie określiły główne cechy wody morskiej, atmosfery i pokrywy lodowej, intensywność fal morskich, siłę wiatru itp. Z pomocą Kosmosu-1076 i następującego po nim Kosmosu-1151, pierwszego brzegu „przestrzeni data” powstał » o oceanach.

Kolejnym krokiem było stworzenie satelity Interkosmos-21, również przeznaczonego do badania oceanu. Po raz pierwszy w historii na planecie pracował system kosmiczny składający się z dwóch satelitów: Kosmos-1151 i Interkos-mos-21. Uzupełniając się sprzętem, satelity umożliwiły obserwację niektórych regionów z różnych wysokości i porównywanie uzyskanych danych.

W Stanach Zjednoczonych pierwszym sztucznym satelitą tego typu był Explorer, wyniesiony na orbitę w 1958 roku. Po nim pojawiła się seria tego typu satelitów.

W 1992 roku na orbitę wystrzelono francusko-amerykańskiego satelitę Torex Poseidon, przeznaczonego do precyzyjnych pomiarów morza. W szczególności, korzystając z uzyskanych z niego danych, naukowcy ustalili, że poziom morza obecnie stale podnosi się w średnim tempie 3,9 mm/rok.

Dzięki satelitom morskim można dziś nie tylko obserwować obraz powierzchni i głębokich warstw Oceanu Światowego, ale także znajdować zagubione statki i samoloty. Istnieją specjalne satelity nawigacyjne, rodzaj „gwiazd radiowych”, za pomocą których statki i samoloty mogą nawigować przy każdej pogodzie. Przekazując sygnały radiowe ze statków na brzeg, satelity zapewniają nieprzerwaną komunikację większości dużych i małych statków z Ziemią o każdej porze dnia.

W 1982 r. wystrzelono radzieckiego satelitę Kosmos-1383 ze sprzętem na pokładzie, aby zlokalizować zaginione statki i samoloty, które się rozbiły. Kosmos-1383 wszedł do historii astronautyki jako pierwszy satelita ratunkowy. Dzięki uzyskanym z niej danym udało się ustalić współrzędne wielu katastrof lotniczych i morskich.

Nieco później rosyjscy naukowcy stworzyli bardziej zaawansowanego sztucznego satelitę Ziemi „Cykadę”, aby określić położenie statków handlowych i okrętów Marynarki Wojennej.

Statek kosmiczny do lotu na Księżyc

Statki kosmiczne tego typu są przeznaczone do przelotu z Ziemi na Księżyc i dzielą się na przelot, satelity księżycowe i lądowanie. Najbardziej złożone z nich to lądowniki, które z kolei dzielą się na ruchome (łaziki księżycowe) i stacjonarne.

Szereg urządzeń do badania naturalnego satelity Ziemi zostało odkrytych przez statki kosmiczne z serii Luna. Z ich pomocą wykonano pierwsze zdjęcia powierzchni Księżyca, opracowano pomiary podczas podejścia, wejścia na jego orbitę itp.

Pierwszą stacją badającą naturalnego satelitę Ziemi była, jak wiadomo, radziecka Luna-1, która stała się pierwszym sztucznym satelitą Słońca. Następnie pojawiła się Luna-2, która dotarła na Księżyc, Luna-3 itd. Wraz z rozwojem technologii kosmicznej naukowcy byli w stanie stworzyć aparat, który mógł lądować na powierzchni Księżyca.

W 1966 r. radziecka stacja Łuna-9 dokonała pierwszego miękkiego lądowania na powierzchni Księżyca.

Stacja składała się z trzech głównych części: automatycznej stacji księżycowej, układu napędowego do korekcji trajektorii i zwalniania podczas zbliżania się do Księżyca oraz przedziału systemu sterowania. Jego całkowita waga wynosiła 1583 kg.

W skład systemu sterowania Luna-9 wchodziły urządzenia sterujące i programowe, urządzenia orientacji, radiowy system miękkiego lądowania itp. Część wyposażenia sterującego, która nie była używana podczas hamowania, została oddzielona przed uruchomieniem silnika hamulcowego. Stacja została wyposażona w kamerę telewizyjną do przesyłania obrazów powierzchni Księżyca w obszarze lądowania.

Pojawienie się sondy Luna-9 umożliwiło naukowcom uzyskanie wiarygodnych informacji o powierzchni Księżyca i strukturze jego gleby.

Kolejne stacje kontynuowały prace nad badaniem księżyca. Z ich pomocą opracowano nowe systemy kosmiczne i pojazdy. Kolejny etap badań naturalnego satelity Ziemi rozpoczął się wraz z wystrzeleniem stacji Luna-15.

Jej program przewidywał dostarczanie próbek z różnych regionów powierzchni Księżyca, mórz i kontynentów oraz prowadzenie szeroko zakrojonych badań. Badania planowano przeprowadzić przy pomocy mobilnych laboratoriów – łazików księżycowych i satelitów okołoksiężycowych. W tym celu specjalnie opracowano nowe urządzenie - wielofunkcyjną platformę kosmiczną lub pomost. Miał on dostarczać na Księżyc różne ładunki (łaziki księżycowe, rakiety powrotne itp.), korygować lot na Księżyc, wprowadzać go na orbitę księżycową, manewrować w przestrzeni okołoksiężycowej i lądować na Księżycu.

Po Luna-15 pojawiły się Luna-16 i Luna-17, które dostarczyły księżycowy samobieżny pojazd Lunokhod-1 do naturalnego satelity Ziemi.

Automatyczna stacja księżycowa „Luna-16” była do pewnego stopnia również łazikiem księżycowym. Musiała nie tylko pobrać i zbadać próbki gleby, ale także dostarczyć je na Ziemię. Tym samym sprzęt, wcześniej przeznaczony tylko do lądowania, teraz wzmocniony systemami napędowymi i nawigacyjnymi, stał się startem. Część funkcjonalna odpowiedzialna za pobranie próbek gleby, po zakończeniu swojej misji, wróciła do etapu startu i aparatury, która miała dostarczyć próbki na Ziemię, po czym mechanizm odpowiedzialny za start z powierzchni Księżyca i odlot z naturalnego satelita naszej planety na Ziemię zaczął działać.

Jednym z pierwszych, który wraz z ZSRR zaczął badać naturalnego satelitę Ziemi, były Stany Zjednoczone. Stworzyli serię urządzeń „Lunar Orbiter” do poszukiwania miejsc lądowania dla statku kosmicznego Apollo oraz automatycznych stacji międzyplanetarnych „Surveyor”. Pierwszy start Lunar Orbiter miał miejsce w 1966 roku. W sumie wystrzelono 5 takich satelitów.

W 1966 roku amerykański statek kosmiczny z serii Surveyor skierował się na Księżyc. Został stworzony do badania księżyca i przeznaczony jest do miękkiego lądowania na jego powierzchni. Następnie 6 kolejnych statków kosmicznych z tej serii poleciało na Księżyc.

łaziki księżycowe

Pojawienie się stacji mobilnej znacznie rozszerzyło możliwości naukowców: mieli okazję badać teren nie tylko wokół punktu lądowania, ale także na innych obszarach powierzchni Księżyca. Regulacja ruchu laboratoriów kempingowych odbywała się za pomocą pilota.

Lunokhod, czyli księżycowy pojazd z własnym napędem, jest przeznaczony do pracy i poruszania się po powierzchni księżyca. Urządzenia tego rodzaju są najbardziej złożone ze wszystkich zajmujących się badaniem naturalnego satelity Ziemi.

Zanim naukowcy stworzyli księżycowy łazik, musieli rozwiązać wiele problemów. W szczególności takie urządzenie musi mieć lądowanie ściśle pionowe i musi poruszać się po powierzchni wszystkimi kołami. Trzeba było wziąć pod uwagę, że nie zawsze zostanie zachowane stałe połączenie jej pokładowego kompleksu z Ziemią, ponieważ zależy to od rotacji ciała niebieskiego, od natężenia wiatru słonecznego i odległości od odbiornika fal. Oznacza to, że potrzebujemy specjalnej wysoce kierunkowej anteny i systemu środków do naprowadzania jej na Ziemię. Ciągle zmieniający się reżim temperaturowy wymaga szczególnej ochrony przed szkodliwymi skutkami zmian natężenia przepływów ciepła.

Znaczne oddalenie księżycowego łazika może prowadzić do opóźnienia w terminowym przesyłaniu do niego niektórych poleceń. Oznacza to, że aparat powinien być wypełniony urządzeniami, które samodzielnie opracowują algorytm dalszego zachowania, w zależności od zadania i okoliczności. Jest to tzw. sztuczna inteligencja, a jej elementy są już szeroko wykorzystywane w badaniach kosmicznych. Rozwiązanie wszystkich postawionych zadań pozwoliło naukowcom stworzyć automatyczne lub sterowane urządzenie do badania księżyca.

17 listopada 1970 r. stacja Luna-17 po raz pierwszy dostarczyła samobieżny pojazd Lunokhod-1 na powierzchnię Księżyca. Było to pierwsze mobilne laboratorium o wadze 750 kg i szerokości 1600 mm.

Autonomiczny, zdalnie sterowany łazik księżycowy składał się z uszczelnionego korpusu i bezramowego podwozia z ośmioma kołami. Do podstawy ściętego hermetycznego korpusu przymocowano cztery bloki dwóch kół. Każde koło posiadało indywidualny napęd z silnikiem elektrycznym, niezależne zawieszenie z amortyzatorem. Wyposażenie łazika księżycowego znajdowało się wewnątrz obudowy: system radiotelewizyjny, baterie zasilające, środki kontroli termicznej, sterowanie łazikiem księżycowym, aparatura naukowa.

Na górze obudowy znajdowała się pokrywa na zawiasach, którą można było ustawić pod różnymi kątami, aby lepiej wykorzystać energię słoneczną. W tym celu na jej wewnętrznej powierzchni umieszczono elementy baterii słonecznej. Na zewnętrznej powierzchni aparatu umieszczono anteny, iluminatory do kamer telewizyjnych, kompas słoneczny i inne urządzenia.

Celem podróży było uzyskanie wielu interesujących naukowo danych: o sytuacji radiacyjnej na Księżycu, obecności i intensywności źródeł promieniowania rentgenowskiego, składzie chemicznym funta itp. Ruch łazika księżycowego przeprowadzono z wykorzystaniem czujników zainstalowanych na pojeździe oraz reflektora narożnego wchodzącego w skład laserowego systemu koordynacji.

„Lunokhod-1” funkcjonował przez ponad 10 miesięcy, co wyniosło 11 dni księżycowych. W tym czasie przeszedł po powierzchni Księżyca około 10,5 km. Trasa księżycowego łazika przebiegała przez region Morza Deszczowego.

Pod koniec 1996 roku zakończono testy amerykańskiego aparatu "Nomad" firmy "Luna Corp." Łunochod zewnętrznie przypomina czterokołowy czołg, wyposażony w cztery kamery wideo na pięciometrowych prętach do filmowania terenu w promieniu 5-10 metrów. Statek kosmiczny jest wyposażony w instrumenty do badań NASA. W ciągu miesiąca łazik księżycowy może pokonać dystans 200 km, a w sumie - do 1000 km.

Statek kosmiczny do lotu na planety Układu Słonecznego

Różniły się one od statków kosmicznych do lotów na Księżyc tym, że zostały zaprojektowane z myślą o dużych odległościach od Ziemi i długim czasie lotu. Ze względu na duże odległości od Ziemi trzeba było rozwiązać szereg nowych problemów. Na przykład, aby zapewnić łączność z międzyplanetarnymi stacjami automatycznymi, obowiązkowe stało się stosowanie anten wysokokierunkowych w pokładowym kompleksie radiowym oraz środków nakierowania anteny na Ziemię w systemie sterowania. Potrzebny był bardziej zaawansowany system ochrony przed zewnętrznymi strumieniami ciepła.

A 12 lutego 1961 roku pierwsza na świecie radziecka automatyczna stacja międzyplanetarna „Venera-1” weszła w lot.

„Venera-1” była hermetycznym aparatem wyposażonym w programator, zespół sprzętu radiowego, system orientacji i bloki baterii chemicznych. Część aparatury naukowej, dwa panele słoneczne i cztery anteny znajdowały się na zewnątrz stacji. Za pomocą jednej z anten komunikacja z Ziemią odbywała się na duże odległości. Całkowita masa stacji wynosiła 643,5 kg. Głównym zadaniem stacji było testowanie metod wystrzeliwania obiektów na trasy międzyplanetarne, sterowanie łącznością i kontrolą ultradalekiego zasięgu oraz prowadzenie szeregu badań naukowych podczas lotu. Przy pomocy uzyskanych danych możliwe stało się dalsze ulepszanie konstrukcji stacji międzyplanetarnych oraz elementów wyposażenia pokładowego.

Stacja dotarła w rejon Wenus dwudziestego maja i przeszła około 100 tys. km od swojej powierzchni, po czym weszła na orbitę słoneczną. Idąc za nią, naukowcy wysłali „Wenus-2” i „Wenus-3”. Po 4 miesiącach kolejna stacja dotarła na powierzchnię Wenus i pozostawiła tam proporzec z godłem ZSRR. Przesłała na Ziemię wiele różnych danych potrzebnych nauce.

Automatyczna stacja międzyplanetarna „Venera-9” (ryc. 175) i zawarty w niej pojazd zniżający o tej samej nazwie zostały wystrzelone w kosmos w czerwcu 1975 roku i działały jako całość tylko do momentu oddokowania i lądowania pojazdu na powierzchni Wenus.

W procesie przygotowania automatycznej ekspedycji konieczne było uwzględnienie ciśnienia 10 MPa panującego na planecie, w związku z czym pojazd zniżający miał kulisty korpus, będący jednocześnie głównym elementem mocy. Celem wysłania tych urządzeń było zbadanie atmosfery Wenus i jej powierzchni, w tym określenie składu chemicznego „powietrza” i gleby. W tym celu na pokładzie aparatu znajdowały się złożone instrumenty spektrometryczne. Z pomocą "Wenus-9" udało się dokonać pierwszego przeglądu powierzchni planety.

W sumie sowieccy naukowcy wystrzelili 16 statków kosmicznych z serii Venera w latach 1961-1983.

Radzieccy naukowcy odkryli trasę Ziemia-Mars. Międzyplanetarna stacja Mars-1 została wystrzelona w 1962 roku. Dotarcie na orbitę planety zajęło statkowi kosmicznemu 259 dni.

„Mars-1” składał się z dwóch przedziałów ciśnieniowych (orbitalnego i planetarnego), systemu napędu naprawczego, paneli słonecznych, anten i systemu kontroli termicznej. Przedział orbitalny zawierał sprzęt niezbędny do obsługi stacji podczas jej lotu, a przedział planetarny zawierał instrumenty naukowe przeznaczone do pracy bezpośrednio na planecie. Późniejsze obliczenia wykazały, że stacja międzyplanetarna przeszła 197 km od powierzchni Marsa.

Podczas lotu Mars-1 przeprowadzono z nim 61 sesji łączności radiowej, a czas wysłania i odebrania sygnału odpowiedzi wynosił około 12 minut. Po zbliżeniu się do Marsa stacja weszła na orbitę słoneczną.

W 1971 r. na Marsie wylądował pojazd opadający międzyplanetarnej stacji Mars-3. A dwa lata później po raz pierwszy na trasie międzyplanetarnej przeleciały jednocześnie cztery radzieckie stacje serii Mars. „Mars-5” stał się trzecim sztucznym satelitą planety.

Amerykańscy naukowcy również badali Czerwoną Planetę. Stworzyli serię automatycznych stacji międzyplanetarnych „Mariner” do przejścia planet i wystrzelenia satelitów na ich orbitę. Statki kosmiczne z tej serii, oprócz Marsa, były również zaangażowane w badania Wenus i Merkurego. W sumie amerykańscy naukowcy uruchomili 10 międzyplanetarnych stacji Mariner w okresie od 1962 do 1973.

W 1998 roku japońska automatyczna stacja międzyplanetarna Nozomi została wystrzelona w kierunku Marsa. Teraz wykonuje nieplanowany lot na orbicie między Ziemią a Słońcem. Obliczenia wykazały, że w 2003 r. Nozomi przeleci wystarczająco blisko Ziemi i w wyniku specjalnego manewru przełączy się na trajektorię lotu na Marsa. Na początku 2004 roku na orbitę wejdzie automatyczna stacja międzyplanetarna i zrealizuje zaplanowany program badawczy.

Pierwsze eksperymenty ze stacjami międzyplanetarnymi znacznie wzbogaciły wiedzę o kosmosie i umożliwiły loty na inne planety Układu Słonecznego. Do tej pory prawie wszystkie z nich, z wyjątkiem Plutona, były odwiedzane przez stacje lub sondy. Na przykład w 1974 roku amerykański statek kosmiczny Mariner 10 przeleciał wystarczająco blisko powierzchni Merkurego. W 1979 r. dwie roboty sondy, Voyager 1 i Voyager 2, lecące w kierunku Saturna, minęły Jowisza i udało im się uchwycić mętną powłokę gigantycznej planety. Sfotografowali także ogromną czerwoną plamę, która od tak dawna interesuje wszystkich naukowców i jest wirem atmosferycznym większym niż nasza Ziemia. Stacje odkryły aktywny wulkan Jowisza i jego największego satelitę Io. Gdy zbliżyli się do Saturna, Voyagers sfotografowali planetę i jej orbitujące pierścienie, składające się z milionów skalnych szczątków pokrytych lodem. Nieco później Voyager 2 przeleciał w pobliżu Urana i Neptuna.

Dziś oba pojazdy – Voyager 1 i Voyager 2 – badają odległe regiony Układu Słonecznego. Wszystkie ich instrumenty działają normalnie i nieustannie przesyłają informacje naukowe na Ziemię. Przypuszczalnie oba urządzenia będą działać do 2015 roku.

Saturn był badany przez międzyplanetarną stację Cassini (NASA-ESA), wystrzeloną w 1997 roku. W 1999 roku przeleciał obok Wenus i przeprowadził spektralny przegląd zachmurzenia planety oraz kilka innych badań. W połowie 1999 roku wszedł w pas asteroid i bezpiecznie go minął. Jego ostatni manewr przed lotem na Saturna odbył się w odległości 9,7 mln km od Jowisza.

Automatyczna stacja Galileo również poleciała na Jowisza, docierając do niego 6 lat później. Około 5 miesięcy wcześniej stacja wystrzeliła sondę kosmiczną, która weszła w atmosferę Jowisza i istniała tam przez około 1 godzinę, dopóki nie została zmiażdżona przez ciśnienie atmosferyczne planety.

Automatyczne stacje międzyplanetarne zostały stworzone do badania nie tylko planet, ale także innych ciał Układu Słonecznego. W 1996 r. z kosmodromu Canaveral wystrzelono pojazd nośny Delta-2 z małą międzyplanetarną stacją HEAP na pokładzie, przeznaczony do badania asteroid. W 1997 roku HEAP badał asteroidy Matylda, a dwa lata później Eros.

Kosmiczny pojazd badawczy składa się z modułu z systemami obsługi, oprzyrządowania i układu napędowego. Korpus aparatu wykonany jest w postaci ośmiokątnego pryzmatu, na którego przedniej dolnej części zamocowana jest antena nadawcza i cztery panele słoneczne. Wewnątrz kadłuba znajduje się układ napędowy, sześć instrumentów naukowych, system nawigacyjny złożony z pięciu cyfrowych czujników słonecznych, urządzenie do śledzenia gwiazd i dwa hydroskopy. Masa startowa stacji wynosiła 805 kg, z czego 56 kg przypadło na aparaturę naukową.

Dziś rola automatycznych statków kosmicznych jest ogromna, ponieważ stanowią one większość prac naukowych prowadzonych przez naukowców na Ziemi. Wraz z rozwojem nauki i technologii stają się one coraz bardziej złożone i udoskonalane ze względu na konieczność rozwiązywania nowych złożonych problemów.

załogowy statek kosmiczny

Załogowy statek kosmiczny to urządzenie przeznaczone do latania ludzi i całego niezbędnego sprzętu w kosmos. Pierwsze takie urządzenia - radziecki "Wostok" i amerykański "Mercury", przeznaczone do lotów kosmicznych, były stosunkowo proste w konstrukcji i zastosowanych systemach. Ale ich pojawienie się poprzedziła długa praca naukowa.

Pierwszym etapem tworzenia załogowych statków kosmicznych były rakiety, pierwotnie zaprojektowane do rozwiązywania wielu problemów w badaniu górnych warstw atmosfery. Stworzenie samolotu z silnikami rakietowymi na ciecz na początku wieku było impulsem do dalszego rozwoju nauki w tym kierunku. Największe wyniki w tej dziedzinie kosmonautyki osiągnęli naukowcy z ZSRR, USA i Niemiec.

Niemieccy naukowcy w 1927 roku utworzyli Międzyplanetarne Towarzystwo Podróży, kierowane przez Wernhera von Brauna i Klausa Riedla. Wraz z dojściem do władzy nazistów to oni kierowali wszystkimi pracami nad stworzeniem rakiet bojowych. Po 10 latach w mieście Penemonde powstało centrum rozwoju rakiet, gdzie powstał pocisk V-1 i pierwszy na świecie seryjny pocisk balistyczny V-2 (pocisk balistyczny nazywa się pociskiem sterowanym w początkowej fazie lotu). Gdy silniki są wyłączone, nadal leci po trajektorii).

Jego pierwszy udany start miał miejsce w 1942 roku: rakieta osiągnęła wysokość 96 km, przeleciała 190 km, a następnie eksplodowała 4 km od celu. Doświadczenie V-2 zostało wzięte pod uwagę i posłużyło jako podstawa do dalszego rozwoju technologii rakietowej. Kolejny model „V” z ładunkiem bojowym 1 tony pokonał dystans 300 km. To właśnie tymi rakietami Niemcy wystrzeliły na terytorium Wielkiej Brytanii podczas II wojny światowej.

Po zakończeniu wojny nauka o rakietach stała się jednym z głównych kierunków polityki państwowej większości światowych mocarstw.

Znacząco rozwinęła się w Stanach Zjednoczonych, gdzie po klęsce Cesarstwa Niemieckiego przenieśli się niektórzy niemieccy naukowcy zajmujący się rakietami. Wśród nich jest Wernher von Braun, który kierował grupą naukowców i projektantów w Stanach Zjednoczonych. W 1949 zamontowali V-2 na małej rakiecie Vak-Corporal i wystrzelili ją na wysokość 400 km.

W 1951 roku specjaliści kierowani przez Browna stworzyli amerykański pocisk balistyczny Viking, który osiągał prędkość do 6400 km/h. Rok później pojawił się pocisk balistyczny Redstone o zasięgu 900 km. Następnie wykorzystano go jako pierwszy etap wyniesienia na orbitę pierwszego amerykańskiego satelity Explorer 1.

W ZSRR pierwszy test rakiety dalekiego zasięgu R-1 odbył się jesienią 1948 roku. Pod wieloma względami była ona znacznie gorsza od niemieckiej V-2. Ale w wyniku dalszych prac kolejne modyfikacje otrzymały pozytywną ocenę, a w 1950 r. R-1 został oddany do użytku w ZSRR.

Za nim pojawił się „R-2”, dwukrotnie większy od swojego poprzednika, oraz „R-5”. Od niemieckiego „V” z zaburtowymi zbiornikami paliwa, które nie przenosiły żadnego ładunku, „R-2” różnił się tym, że jego nadwozie pełniło jednocześnie funkcję ścian dla zbiorników paliwa.

Wszystkie pierwsze radzieckie rakiety były jednostopniowe. Ale w 1957 r. Z Bajkonuru radzieccy naukowcy wystrzelili pierwszy na świecie wielostopniowy pocisk balistyczny „R-7” o długości 7 mi masie 270 t. Składał się z czterech bloków bocznych pierwszego stopnia i bloku centralnego z własnym silnikiem (drugi stopień). Każdy etap zapewniał przyspieszenie rakiety w pewnym segmencie lotu, a następnie rozdzielał.

Wraz ze stworzeniem rakiety o podobnym rozdzieleniu etapów stało się możliwe wystrzelenie na orbitę pierwszych sztucznych satelitów Ziemi. Równolegle z tym wciąż nierozwiązanym problemem Związek Radziecki opracowywał rakietę zdolną wynieść astronautę w kosmos i sprowadzić go z powrotem na Ziemię. Szczególnie trudny był problem powrotu astronauty na Ziemię. Ponadto konieczne było „nauczenie” urządzeń latania z drugą prędkością kosmiczną.

Stworzenie wielostopniowej rakiety nośnej umożliwiło nie tylko rozwinięcie takiej prędkości, ale także wprowadzenie na orbitę ładunku o masie do 4500-4700 ton (wcześniej tylko 1400 ton). Do niezbędnego trzeciego etapu stworzono specjalny silnik na paliwo płynne. Efektem tej złożonej (choć krótkiej) pracy sowieckich naukowców, licznych eksperymentów i testów był trzyetapowy Wostok.

Statek kosmiczny „Wostok” (ZSRR)

„Wostok” narodził się stopniowo, w trakcie testów. Prace nad jego projektem rozpoczęły się już w 1958 roku, a lot testowy odbył się 15 maja 1960 roku. Jednak pierwszy bezzałogowy start zakończył się niepowodzeniem: jeden z czujników nie działał prawidłowo przed włączeniem układu napędowego hamulca i zamiast opadać, statek wzniósł się na wyższą orbitę.

Druga próba również się nie powiodła: wypadek miał miejsce na samym początku lotu, a zjeżdżający pojazd zawalił się. Po tym incydencie zaprojektowano nowy system ratownictwa ratunkowego.

Dopiero trzeci start zakończył się sukcesem, a schodzący pojazd wraz z pasażerami, psami Belką i Strelką, wylądował pomyślnie. Z drugiej strony awaria: zepsuł się układ hamulcowy, a zjeżdżający pojazd spalił się w warstwach atmosfery z powodu zbyt dużej prędkości. Szósta i siódma próba w marcu 1961 zakończyła się sukcesem, a statki bezpiecznie wróciły na Ziemię ze zwierzętami na pokładzie.

Pierwszy lot Vostoka-1 z kosmonautą Jurij Gagarinem na pokładzie odbył się 12 kwietnia 1961 roku. Statek wykonał jeden obrót wokół Ziemi i bezpiecznie na nią wrócił.

Zewnętrznie Wostok, który dziś można oglądać w muzeach kosmonautyki i pawilonie kosmonautycznym w Ogólnorosyjskim Centrum Wystawowym, wyglądał bardzo prosto: pojazd zjazdu sferycznego (kabina kosmonauty) i zadokowany przedział na przyrządy. Połączono je ze sobą czterema metalowymi paskami. Przed wejściem do atmosfery podczas schodzenia taśmy zostały rozdarte, a pojazd zstępujący nadal poruszał się w kierunku Ziemi, podczas gdy przedział z instrumentami spłonął w atmosferze. Całkowita masa statku, którego kadłub wykonano ze stopu aluminium, wynosiła 4,73 tony.

Vostok został wystrzelony na orbitę za pomocą rakiety nośnej o tej samej nazwie. Był to w pełni zautomatyzowany statek, ale w razie potrzeby astronauta mógł przełączyć się na sterowanie ręczne.

Kabina pilota znajdowała się w pojeździe zniżającym. Wewnątrz znajdowały się wszystkie warunki niezbędne do życia astronauty i utrzymywane za pomocą systemów podtrzymywania życia, termoregulacji i urządzenia regenerującego. Wyeliminowali nadmiar dwutlenku węgla, wilgoć i ciepło; uzupełnił powietrze tlenem; utrzymywał stałe ciśnienie atmosferyczne. Działaniem wszystkich systemów sterowało oprogramowanie pokładowe.

Na wyposażeniu statku znajdowały się wszystkie nowoczesne urządzenia radiowe, które zapewniają łączność dwukierunkową, kontrolują statek z Ziemi i dokonują niezbędnych pomiarów. Na przykład za pomocą nadajnika „Sygnału”, którego czujniki znajdowały się na ciele astronauty, informacje o stanie jego ciała zostały przesłane na Ziemię. Energia „Wostok” była zasilana bateriami srebrno-cynkowymi.

W przedziale montażowym przyrządów znajdowały się systemy serwisowe, zbiorniki paliwa i układ napędowy układu hamulcowego, opracowane przez zespół konstruktorów kierowany przez A. M. Isaeva. Całkowita masa tego przedziału wynosiła 2,33 t. W przedziale znajdowały się najnowocześniejsze systemy orientacji nawigacyjnej do określania pozycji statku kosmicznego w kosmosie (czujniki słoneczne, urządzenie optyczne Vzor, czujniki higroskopijne i inne). W szczególności urządzenie „Vzor”, przeznaczone do orientacji wizualnej, pozwoliło astronaucie zobaczyć ruch Ziemi przez środkową część urządzenia, a horyzont przez lustro pierścieniowe. W razie potrzeby mógł samodzielnie kontrolować kurs statku.

Dla Wostoka specjalnie zaprojektowano „samohamującą się” orbitę (180-190 km): w przypadku awarii układu napędowego hamulca statek zacząłby spadać na Ziemię i za około 10 dni zwalniał z powodu naturalna odporność atmosfery. Dla tego okresu obliczono również zapasy systemów podtrzymywania życia.

Pojazd zniżający po oddzieleniu schodził w atmosferę z prędkością 150-200 km/h. Ale dla bezpiecznego lądowania jego prędkość nie powinna przekraczać 10 m / h. W tym celu urządzenie zostało dodatkowo wyhamowane za pomocą trzech spadochronów: najpierw wydechu, potem hamulca, a na końcu głównego. Astronauta wyrzucony na wysokość 7 km za pomocą krzesła wyposażonego w specjalne urządzenie; na wysokości 4 km, oddzielona od siedziska i wylądowała osobno przy użyciu własnego spadochronu.

Statek kosmiczny „Merkury” (USA)

„Merkury” był pierwszym statkiem orbitalnym, od którego Stany Zjednoczone rozpoczęły eksplorację kosmosu. Prace nad nim trwały od 1958 roku iw tym samym roku odbył się pierwszy start Merkurego.

Loty szkoleniowe, które odbyły się w ramach programu Merkury, odbywały się najpierw w trybie bezzałogowym, a następnie po trajektorii balistycznej. Pierwszym amerykańskim astronautą był John Glenn, który 20 lutego 1962 r. wykonał lot orbitalny wokół Ziemi. Następnie wykonano jeszcze trzy loty.

Amerykański statek był mniejszy niż radziecki, ponieważ rakieta Atlas-D mogła podnieść ładunek o masie nie większej niż 1,35 t. Dlatego amerykańscy projektanci musieli postępować zgodnie z tymi parametrami.

„Merkury” składał się z powracającej na Ziemię kapsułki w kształcie ściętego stożka, jednostki hamulcowej i wyposażenia lotniczego, w skład którego wchodziły rozładowane więzadła silników jednostki hamulcowej, spadochrony, silnik główny itp.

Kapsułka miała cylindryczny wierzch i sferyczne dno. U podstawy jej stożka umieszczono zespół hamulcowy, składający się z trzech silników odrzutowych na paliwo stałe. Podczas schodzenia w gęste warstwy atmosfery kapsuła weszła na dno, więc tylko tutaj znajdowała się potężna osłona termiczna. Mercury miał trzy spadochrony: hamulec, główny i zapasowy. Kapsuła wylądowała na powierzchni oceanu, do czego została dodatkowo wyposażona w dmuchaną tratwę.

W kokpicie znajdowało się siedzenie dla astronauty umieszczone przed iluminatorem oraz panel sterowania. Statek był zasilany bateriami, a system orientacji realizowany był za pomocą 18 sterowanych silników. System podtrzymywania życia bardzo różnił się od radzieckiego: atmosfera na Merkurym składała się z tlenu, który w razie potrzeby był dostarczany do skafandra kosmonauty i do kokpitu.

Kombinezon był chłodzony tym samym tlenem dostarczanym do dolnej części ciała. Temperaturę i wilgotność utrzymywały wymienniki ciepła: wilgoć zbierała specjalna gąbka, którą trzeba było okresowo wyciskać. Ponieważ jest to dość trudne do zrobienia w warunkach nieważkości, metoda ta została następnie ulepszona. System podtrzymywania życia został zaprojektowany na 1,5 dnia lotu.

Wodowanie Wostoka i Merkurego, starty kolejnych statków stały się kolejnym krokiem w rozwoju załogowej kosmonautyki i pojawieniu się zupełnie nowej technologii.

Seria statków kosmicznych „Wostok” (ZSRR)

Po pierwszym locie orbitalnym, który trwał zaledwie 108 minut, radzieccy naukowcy postawili sobie trudniejsze zadania, aby wydłużyć czas lotu i zwalczyć nieważkość, która, jak się okazało, jest bardzo groźnym wrogiem dla ludzi.

Już w sierpniu 1961 roku na orbitę okołoziemską wystrzelono kolejny statek kosmiczny, Wostok-2, z pilotem-kosmonautą G.S. Titowem na pokładzie. Lot trwał 25 godzin i 18 minut. W tym czasie astronauta zdołał zrealizować bardziej rozbudowany program i przeprowadził więcej badań (pierwszy film nakręcił z kosmosu).

„Wostok-2” niewiele różnił się od swojego poprzednika. Z innowacji zainstalowano na nim bardziej zaawansowaną jednostkę regeneracyjną, która pozwoliła mu dłużej pozostać w kosmosie. Poprawiły się warunki do umieszczenia astronauty na orbicie, a potem także do zejścia: nie dotknęły go one mocno i przez cały lot utrzymywał doskonałe osiągi.

Rok później, w sierpniu 1962 r., odbył się lot grupowy na statkach kosmicznych Wostok-3 (pilot-kosmonauta A.G. Nikołajew) i Wostok-4 (pilot-kosmonauta V.F. Bykovsky), które dzieliło nie więcej niż 5 km. Po raz pierwszy komunikacja odbywała się na linii „przestrzeń – przestrzeń” i zrealizowano pierwszy na świecie reportaż telewizyjny z kosmosu. Na podstawie Wostoka naukowcy opracowali zadania mające na celu wydłużenie czasu lotów, umiejętności i środki, aby zapewnić wystrzelenie drugiego statku kosmicznego w bliskiej odległości od statku, który był już na orbicie (przygotowanie do stacji orbitalnych). Wprowadzono ulepszenia mające na celu poprawę komfortu statków i indywidualnego wyposażenia.

14 i 16 czerwca 1963, po roku eksperymentów, powtórzono lot grupowy na statku kosmicznym Wostok-5 i Wostok-6. Wzięli w nich udział WF Bykowski i pierwsza na świecie kosmonautka WW Tereshkova. Ich lot zakończył się 19 czerwca. W tym czasie statki zdołały wykonać 81 i 48 orbit wokół planety. Ten lot udowodnił, że kobiety mogą latać również na orbitach kosmicznych.

Loty Vostoków przez trzy lata stały się pierwszym etapem testowania i testowania załogowych statków kosmicznych do lotów orbitalnych w przestrzeni kosmicznej. Udowodnili, że człowiek może nie tylko przebywać w kosmosie blisko Ziemi, ale także wykonywać specjalne prace badawcze i eksperymentalne. Dalszy rozwój radzieckiej załogowej technologii kosmicznej miał miejsce na wielomiejscowym statku kosmicznym typu Woschod.

Seria statków kosmicznych „Woskhod” (ZSRR)

Voskhod był pierwszym wielomiejscowym statkiem kosmicznym. Wystartował 12 października 1964 z kosmonautą WM Komarowem, inżynierem K.P. Feoktistowem i doktorem B.B. Egorowem na pokładzie. Statek stał się pierwszym latającym laboratorium z naukowcami na pokładzie, a jego lot zapoczątkował kolejny etap rozwoju technologii kosmicznej i badań kosmicznych. Stało się możliwe prowadzenie kompleksowych programów naukowych, technicznych, medycznych i biologicznych na statkach wielomiejscowych. Obecność kilku osób na pokładzie umożliwiła porównanie uzyskanych wyników i uzyskanie bardziej obiektywnych danych.

Trzymiejscowy Voskhod różnił się od swoich poprzedników bardziej nowoczesnym wyposażeniem technicznym i systemami. Umożliwił prowadzenie reportaży telewizyjnych nie tylko z kabiny astronauty, ale także pokazanie stref widocznych przez iluminator i poza nim. Statek ma nowe ulepszone systemy orientacji. Aby przenieść Voskhod z orbity satelity Ziemi na trajektorię opadania, zastosowano teraz dwa systemy napędowe rakiet z hamulcem: hamulec i zapasowy. Statek mógłby przenieść się na wyższą orbitę.

Kolejny etap w astronautyce naznaczony był pojawieniem się statku kosmicznego, za pomocą którego możliwe stały się spacery kosmiczne.

Voskhod-2 wystrzelony 18 marca 1965 z kosmonautami P. I. Belyaevem i A. A. Leonovem na pokładzie. Statek został wyposażony w bardziej zaawansowane systemy ręcznego sterowania, orientacji i aktywacji układu napędowego hamulca (załoga po raz pierwszy użyła go po powrocie na Ziemię). Ale co najważniejsze, miał specjalną śluzę powietrzną do spacerów kosmicznych.

Na początku eksperymentu statek znajdował się poza strefą łączności radiowej z punktami śledzenia naziemnego na terytorium ZSRR. Dowódca statku P. I. Belyaev wydał polecenie z panelu sterowania, aby rozmieścić komorę śluzy. Jego otwarcie, a także wyrównanie ciśnienia wewnątrz śluzy i Woschodu, zapewniono za pomocą specjalnego urządzenia umieszczonego na zewnątrz pojazdu zniżającego. Po etapie przygotowawczym A. A. Leonov przeniósł się do komory śluzy.

Gdy właz oddzielający statek od śluzy zamknął się za nim, ciśnienie wewnątrz śluzy zaczęło spadać i porównywać je z próżnią kosmiczną. Jednocześnie ciśnienie w skafandrze kosmonauty utrzymywało się na stałym poziomie 0,4 atm., co zapewniało normalne funkcjonowanie organizmu, ale nie pozwalało na zbytnią sztywność skafandra. Hermetyczna powłoka A. A. Leonowa chroniła go również przed promieniowaniem ultrafioletowym, promieniowaniem, dużą różnicą temperatur, zapewniała normalny reżim temperaturowy, pożądany skład gazu i wilgotność otoczenia.

A. A. Leonov był na otwartej przestrzeni przez 20 minut, z czego 12 minut. - na zewnątrz kokpitu.

Stworzenie statków typu Vostok i Voskhod, które wykonują określone rodzaje pracy, posłużyło jako odskocznia do pojawienia się długoterminowych załogowych stacji orbitalnych.

Seria statków kosmicznych „Sojuz” (ZSRR)

Kolejnym etapem tworzenia stacji orbitalnych był wielozadaniowy statek kosmiczny drugiej generacji z serii Sojuz.

Sojuz bardzo różnił się od swoich poprzedników nie tylko dużymi rozmiarami i objętością wewnętrzną, ale także nowymi systemami pokładowymi. Masa startowa statku wynosiła 6,8 tony, długość ponad 7 m, rozpiętość paneli słonecznych około 8,4 m. Statek składał się z trzech przedziałów: instrumentalno-agregatowy, orbitalny i zjazdowy.

Przedział orbitalny znajdował się w górnej części Sojuza i był połączony z ciśnieniowym pojazdem zniżającym. Mieścił załogę podczas startu i startu na orbitę, podczas manewrowania w kosmosie i schodzenia na Ziemię. Jego zewnętrzna strona została zabezpieczona warstwą specjalnego materiału termoizolacyjnego.

Zewnętrzny kształt pojazdu zniżającego jest zaprojektowany w taki sposób, że w pewnym położeniu jego środka ciężkości w atmosferze powstaje siła nośna o wymaganej wielkości. Zmieniając go, można było sterować lotem podczas schodzenia w atmosferę. Taka konstrukcja pozwoliła zmniejszyć przeciążenie astronautów o 2-2,5 razy podczas zniżania. W nadwoziu zjeżdżającego pojazdu znajdowały się trzy okna: środkowe (obok pulpitu sterowniczego) z zamontowanym na nim celownikiem optycznym oraz po jednym po lewej i prawej stronie, przeznaczone do filmowania i obserwacji wizualnych.

Wewnątrz pojazdu do zjazdu umieszczono pojedyncze krzesła dla astronautów, dokładnie powtarzając konfigurację ich ciał. Specjalna konstrukcja siedzeń pozwoliła astronautom wytrzymać znaczne przeciążenia. Nie zabrakło także panelu sterowania, systemu podtrzymywania życia, łączności radiowej, systemu spadochronowego oraz pojemników na zwrot sprzętu naukowego.

Na zewnętrznej stronie pojazdu zniżającego znajdowały się silniki systemu kontroli zniżania i miękkiego lądowania. Jego całkowita waga wynosiła 2,8 tony.

Przedział orbitalny był największy i znajdował się przed pojazdem zstępującym. W jego górnej części znajdowała się jednostka dokująca z wewnętrznym włazem o średnicy 0,8 m. W korpusie przedziału znajdowały się dwa okna obserwacyjne. Trzeci iluminator znajdował się na pokrywie włazu.

Ten przedział był przeznaczony do badań naukowych i rekreacji astronautów. Dlatego został wyposażony w miejsca do pracy, odpoczynku i spania dla załogi. Nie zabrakło także aparatury naukowej, której skład zmieniał się w zależności od zadań lotu, oraz systemu regeneracji i oczyszczania atmosfery. Przedział był również śluzą powietrzną do spacerów kosmicznych. Jego przestrzeń wewnętrzną zajmowała tablica sterownicza, przyrządy i wyposażenie głównego i pomocniczego systemu pokładowego.

Po zewnętrznej stronie przedziału orbitalnego znajdowała się kamera telewizyjna z widokiem zewnętrznym, antena do systemów łączności radiowej i telewizyjnej. Całkowita masa przedziału wynosiła 1,3 tony.

W przedziale montażowym oprzyrządowania, znajdującym się za pojazdem zniżającym, znajdowało się główne wyposażenie pokładowe i układy napędowe statku kosmicznego. W jej hermetycznej części znajdowały się zespoły systemu termoregulacji, baterie chemiczne, urządzenia sterowania radiowego i telemetrii, systemy orientacji, urządzenie liczące i inne urządzenia. Część bezciśnieniowa mieściła układ napędowy statku, zbiorniki paliwa i stery strumieniowe do manewrowania.

Na zewnątrz przedziału znajdowały się panele słoneczne, systemy antenowe, czujniki kontroli położenia.

Jako statek kosmiczny Sojuz miał ogromny potencjał. Mógł wykonywać manewry w kosmosie, szukać innego statku, zbliżać się do niego i zacumować. Specjalne środki techniczne, składające się z dwóch silników korekcyjnych o wysokim ciągu i zestawu silników o niskim ciągu, zapewniały mu swobodę poruszania się w przestrzeni kosmicznej. Statek mógł wykonywać autonomiczny lot i pilotowanie bez udziału Ziemi.

System podtrzymywania życia Sojuz pozwolił kosmonautom pracować w kabinie statku kosmicznego bez skafandrów kosmicznych. Utrzymywał wszystkie niezbędne warunki do normalnego życia załogi w zamkniętych przedziałach pojazdu zniżającego i bloku orbitalnego.

Cechą „Unii” był ręczny system sterowania, składający się z dwóch uchwytów związanych z silnikiem o niskim ciągu. Pozwoliła skręcać statkiem i kontrolować ruch do przodu podczas cumowania. Za pomocą ręcznego sterowania możliwe stało się ręczne manipulowanie statkiem. To prawda, tylko po oświetlonej stronie Ziemi i w obecności specjalnego urządzenia - celownika optycznego. Umocowany w korpusie kabiny, pozwalał astronaucie jednocześnie widzieć powierzchnię Ziemi i horyzont, obiekty kosmiczne oraz zorientować panele słoneczne na Słońce.

Praktycznie wszystkie systemy dostępne na statku (podtrzymywanie życia, łączność radiowa itp.) zostały zautomatyzowane.

Początkowo Sojuz testowano w lotach bezzałogowych, a lot załogowy odbył się w 1967 roku. Pierwszym pilotem Sojuz-1 był Bohater Związku Radzieckiego, Pilot-kosmonauta ZSRR W.M. Komarow (który zginął w powietrzu podczas zejście z powodu awarii systemu spadochronowego).

Po przeprowadzeniu dodatkowych testów rozpoczęła się długotrwała eksploatacja załogowego statku kosmicznego z serii Sojuz. W 1968 roku Sojuz-3 z pilotem-kosmonautą G.T. Beregovem na pokładzie zadokował w kosmosie z bezzałogowym Sojuzem-2.

Pierwsze dokowanie w kosmosie załogowego Sojuza miało miejsce 16 stycznia 1969 roku. W wyniku połączenia w kosmosie Sojuza-4 i Sojuza-5 powstała pierwsza stacja doświadczalna o masie 12924 kg.

Zbliżenie do wymaganej odległości, na której można było przeprowadzić przechwytywanie radiowe, zostały dostarczone na Ziemi. Następnie automatyczne systemy zbliżyły Sojuz na odległość 100 m. Następnie, za pomocą ręcznego sterowania, przeprowadzono cumowanie, a po zadokowaniu statków załoga Sojuz-5 A. S. Eliseev i E. V. Khrunov przeszła przez otwarte przestrzeń na pokładzie Sojuz-4, na którym wrócili na Ziemię.

Za pomocą szeregu kolejnych „Związków” ćwiczono umiejętności manewrowania statkami, testowano i ulepszano różne systemy, metody sterowania lotem itp. W wyniku prac powstał sprzęt specjalny (bieżnie, ergometr rowerowy) , garnitury , tworząc dodatkowe obciążenie mięśni itp. Ale aby astronauci mogli z nich korzystać w kosmosie, konieczne było jakoś umieszczenie wszystkich urządzeń na statku kosmicznym. A było to możliwe tylko na pokładzie stacji orbitalnej.

W ten sposób cała seria „Związków” rozwiązała problemy związane z tworzeniem stacji orbitalnych. Zakończenie tych prac umożliwiło wystrzelenie w kosmos pierwszej stacji orbitalnej Salut. Dalsze losy Sojuzów wiążą się z lotami stacji, gdzie pełniły rolę statków transportowych do dostarczania załóg na pokłady stacji iz powrotem na Ziemię. W tym samym czasie Sojuz nadal służył nauce jako obserwatoria astronomiczne i laboratoria testujące nowe instrumenty.

Statek kosmiczny Gemini (USA)

Podwójny orbital „Gemini” został zaprojektowany do prowadzenia różnych eksperymentów w dalszym rozwoju technologii kosmicznej. Prace nad nim rozpoczęły się w 1961 roku.

Statek składał się z trzech przedziałów: dla załogi, jednostek i sekcji radaru oraz orientacji. W ostatnim przedziale znajdowało się 16 silników orientacji i kontroli zjazdu. Przedział załogi został wyposażony w dwa fotele katapultowane i spadochrony. Agregat mieścił różne silniki.

Pierwsze uruchomienie Gemini miało miejsce w kwietniu 1964 roku w wersji bezzałogowej. Rok później astronauci V. Griss i D. Young wykonali na statku trzyorbitalny lot orbitalny. W tym samym roku astronauta E. White wykonał pierwszy spacer kosmiczny na statku.

Wystrzelenie statku kosmicznego Gemini 12 zakończyło serię dziesięciu lotów załogowych w ramach tego programu.

Seria statków kosmicznych Apollo (USA)

W 1960 roku amerykańska Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej wraz z kilkoma firmami zaczęła opracowywać wstępny projekt statku kosmicznego Apollo, który miałby wykonać załogowy lot na Księżyc. Rok później ogłoszono konkurs dla firm ubiegających się o kontrakt na produkcję statku. Najlepszy okazał się projekt Rockwell International, który został zatwierdzony przez głównego dewelopera Apollo. Zgodnie z projektem załogowy kompleks do lotu na Księżyc obejmował dwa samoloty: orbiter księżycowy Apollo i moduł ekspedycyjny księżycowy. Masa startowa statku wynosiła 14,7 ton, długość 13 m, średnica maksymalna 3,9 m.

Jego pierwsze testy odbyły się w lutym 1966 roku, a dwa lata później zaczęto wykonywać loty załogowe. Następnie Apollo 7 został wystrzelony na orbitę z 3-osobową załogą (astronauci W. Schirra, D. Eisel i W. Cunningham). Strukturalnie statek składał się z trzech głównych modułów: dowodzenia, obsługi i dokowania.

Uszczelniony moduł dowodzenia znajdował się wewnątrz osłony termicznej w kształcie stożka. Miał on pomieścić załogę statku podczas jego wypuszczania na orbitę, podczas schodzenia, podczas sterowania lotem, skoków spadochronowych i wodowania. Zawierał również cały niezbędny sprzęt do monitorowania i kontrolowania systemów statku, sprzęt dla bezpieczeństwa i wygody członków załogi.

Moduł dowodzenia składał się z trzech przedziałów: górnego, dolnego i dla załogi. Na górze znajdowały się dwa silniki do sterowania zniżaniem, sprzęt do wodowania i spadochrony.

W dolnym przedziale mieściło się 10 silników systemu reaktywnej kontroli ruchu podczas opadania, zbiorniki paliwa z zapasem paliwa oraz łączność elektryczna do komunikacji. W ścianach jego kadłuba znajdowało się 5 okien obserwacyjnych, z których jedno wyposażone było w celownik do ręcznego cumowania podczas dokowania.

Przedział ciśnieniowy dla załogi zawierał panel sterowania dla statku i wszystkich systemów pokładowych, fotele załogi, systemy podtrzymywania życia, pojemniki na sprzęt naukowy. W korpusie przedziału znajdował się jeden boczny właz.

Moduł serwisowy został zaprojektowany z myślą o pomieszczeniu układu napędowego, systemu sterowania odrzutowcem, urządzeń do komunikacji z satelitami itp. Jego korpus został wykonany z aluminiowych paneli o strukturze plastra miodu i podzielony na sekcje. Na zewnątrz znajdują się promienniki-emitery systemu kontroli otoczenia, pokładowe światła orientacyjne i szperacz. Masa modułu serwisowego na starcie wynosiła 6,8 tony.

Moduł dokujący w postaci cylindra o długości ponad 3 m i maksymalnej średnicy 1,4 m był komorą śluzy powietrznej do przenoszenia astronautów ze statku na statek. Wewnątrz znajdowała się sekcja przyrządów z panelami kontrolnymi i ich systemami, część wyposażenia do eksperymentów i nie tylko. inni

Po zewnętrznej stronie modułu znajdowały się butle z gazowym tlenem i azotem, anteny radiostacji oraz cel dokowania. Całkowita masa modułu dokującego wynosiła 2 tony.

W 1969 roku statek kosmiczny Apollo 11 wystartował na Księżyc z astronautami N. Armstrongiem, M. Collinsem i E. Aldrinem na pokładzie. Kabina księżycowa „Orzeł” z astronautami oddzieliła się od głównego bloku „Kolumbia” i wylądowała na Księżycu w Morzu Spokoju. Podczas pobytu na Księżycu astronauci wyszli na jego powierzchnię, zebrali 25 kg próbek gleby księżycowej i wrócili na Ziemię.

Następnie na Księżyc wystrzelono 6 kolejnych statków kosmicznych Apollo, z których pięć wylądowało na jego powierzchni. Program lotu na Księżyc został ukończony przez statek kosmiczny Apollo 17 w 1972 roku. Ale w 1975 roku modyfikacja Apollo wzięła udział w pierwszym międzynarodowym locie kosmicznym w ramach programu Sojuz-Apollo.

Transportuj statki kosmiczne

Statki transportowe zostały zaprojektowane tak, aby dostarczać ładunek (statek kosmiczny lub załogowy statek kosmiczny) na orbitę roboczą stacji, a po zakończeniu programu lotu zwracać go na Ziemię. Wraz z utworzeniem stacji orbitalnych zaczęto je wykorzystywać jako systemy serwisowe dla struktur kosmicznych (teleskopy radiowe, elektrownie słoneczne, orbitalne platformy badawcze itp.) Do prac instalacyjnych i debugowania.

Statek transportowy „Postęp” (ZSRR)

Pomysł stworzenia statku kosmicznego do transportu ładunków Progress zrodził się w momencie, gdy stacja orbitalna Salut-6 rozpoczęła swoją pracę: ilość pracy wzrosła, astronauci stale potrzebowali wody, jedzenia i innych artykułów gospodarstwa domowego niezbędnych do długiego pobytu osoby w kosmosie.

Na stacji zużywa się średnio około 20-30 kg różnych materiałów dziennie. Do lotu 2-3 osób w ciągu roku potrzeba 10 ton różnych materiałów zastępczych. Wszystko to wymagało miejsca, a objętość Salut była ograniczona. Stąd zrodził się pomysł stworzenia regularnego zaopatrzenia stacji we wszystko, co niezbędne. Głównym zadaniem Progress było zaopatrzenie stacji w paliwo, żywność, wodę i odzież dla astronautów.

„Ciężarówka kosmiczna” składała się z trzech przedziałów: przedziału ładunkowego ze stacją dokującą, przedziału z zapasem komponentów płynnych i gazowych do tankowania stacji, przedziału instrumentalno-agregatowego, w tym części przejściowej, instrumentalnej i zbiorczej.

Przedział ładunkowy, zaprojektowany na 1300 kg ładunku, mieścił wszystkie instrumenty niezbędne dla stacji, aparaturę naukową; zapasy wody i żywności, jednostki systemu podtrzymywania życia itp. Podczas całego lotu utrzymywano tu warunki niezbędne do zachowania ładunku.

Komora z elementami do tankowania wykonana jest w postaci dwóch ściętych stożkowych muszli. Z jednej strony był połączony z przedziałem ładunkowym, z drugiej z przejściową częścią przedziału instrument-kruszywo. Mieściły się w nim zbiorniki paliwa, butle gazowe, zespoły układu tankowania.

Przedział oprzyrządowania zawierał wszystkie główne systemy serwisowe niezbędne do autonomicznego lotu statku, spotkania i dokowania, do wspólnego lotu ze stacją orbitalną, dokowania i schodzenia z orbity.

Statek został wystrzelony na orbitę za pomocą rakiety nośnej, która była używana w załogowym statku kosmicznym Sojuz. Następnie powstała cała seria „Postępu”, a od 20 stycznia 1978 r. Rozpoczęły się regularne loty transportowców transportowych z Ziemi w kosmos.

Transportowiec „Sojuz T” (ZSRR)

Nowy trzymiejscowy statek transportowy Sojuz T był ulepszoną wersją Sojuz. Miał dostarczyć załogę na stację orbitalną Salut, a po zakończeniu programu z powrotem na Ziemię; do badań w lotach orbitalnych i innych zadaniach.

„Sojuz T” był bardzo podobny do swojego poprzednika, ale jednocześnie miał znaczące różnice. Statek został wyposażony w nowy system sterowania ruchem, który obejmował cyfrowy system komputerowy. Za jego pomocą dokonano szybkich obliczeń parametrów ruchu, automatycznej kontroli pojazdu o najniższym zużyciu paliwa. W razie potrzeby cyfrowy system komputerowy samodzielnie przełączał się na programy i narzędzia do tworzenia kopii zapasowych, wyświetlając informacje dla załogi na wyświetlaczu pokładowym. Ta innowacja pomogła poprawić niezawodność i elastyczność sterowania statkiem podczas lotu orbitalnego i podczas opadania.

Drugą cechą statku był ulepszony system napędowy. Zawierał silnik korygujący spotkania, mikrosilniki cumownicze i orientacyjne. Pracowali nad pojedynczymi komponentami paliwa, mieli wspólny system jego przechowywania i zaopatrzenia. Ta „innowacja umożliwiła prawie całkowite wykorzystanie pokładowych rezerw paliwa.

Znacznie poprawiono niezawodność pomocy do lądowania i systemu ratowania załogi podczas startu na orbitę. W celu bardziej ekonomicznego zużycia paliwa podczas lądowania, oddzielenie przedziału mieszkalnego miało miejsce przed włączeniem układu napędowego hamowania.

Pierwszy lot ulepszonego załogowego statku kosmicznego Sojuz T w trybie automatycznym odbył się 16 grudnia 1979 roku. Miał on służyć do ćwiczenia spotkań i dokowania ze stacją Salyut-6 oraz lotów w ramach kompleksu orbitalnego.

Trzy dni później zadokował na stacji Sojuz-6, a 24 marca 1980 oddokował i wrócił na Ziemię. Przez wszystkie 110 dni jego lotu kosmicznego systemy pokładowe statku działały bez zarzutu.

Następnie na bazie tego statku powstały nowe urządzenia serii Soyuz (w szczególności Soyuz TM). W 1981 roku wystrzelono Sojuz T-4, którego lot zapoczątkował regularną eksploatację statku kosmicznego Sojuz T.

Statek kosmiczny wielokrotnego użytku (wahadłowce)

Stworzenie transportowych statków towarowych umożliwiło rozwiązanie wielu problemów związanych z dostawą towarów na stację lub kompleks. Zostały wystrzelone za pomocą jednorazowych rakiet, których stworzenie pochłonęło dużo pieniędzy i czasu. Poza tym, po co wyrzucać unikalny sprzęt lub wymyślać dla niego dodatkowe pojazdy na zjazd, jeśli można go zarówno dostarczyć na orbitę, jak i zwrócić na Ziemię za pomocą tego samego urządzenia.

Dlatego naukowcy stworzyli statek kosmiczny wielokrotnego użytku do komunikacji między stacjami orbitalnymi a kompleksami. Były to wahadłowce kosmiczne „Shuttle” (USA, 1981) i „Buran” (ZSRR, 1988).

Główna różnica między wahadłowcami a rakietami nośnymi polega na tym, że główne elementy rakiety – stopień orbitalny i rakietowy wzmacniacz – są przystosowane do wielokrotnego użytku. Ponadto pojawienie się promów pozwoliło znacznie obniżyć koszty lotów kosmicznych, zbliżając ich technologię do lotów konwencjonalnych. Załoga wahadłowca składa się z reguły z pierwszego i drugiego pilota oraz jednego lub więcej naukowców.

System przestrzeni wielokrotnego użytku Buran (ZSRR)

Pojawienie się Buran wiąże się z narodzinami rakiety i systemu kosmicznego Energia w 1987 roku. Obejmowały one ciężki pojazd nośny Energia oraz statek kosmiczny wielokrotnego użytku Buran. Jego główną różnicą w stosunku do poprzednich systemów rakietowych było to, że zużyte bloki z pierwszego etapu Energii można było zwrócić na Ziemię i ponownie wykorzystać po naprawie. Dwustopniowa Energia została wyposażona w trzeci dodatkowy stopień, co pozwoliło znacznie zwiększyć masę ładunku przenoszonego na orbitę. Pojazd nośny, w przeciwieństwie do poprzednich maszyn, sprowadził statek na określoną wysokość, po czym, korzystając z własnych silników, sam wzniósł się na określoną orbitę.

Buran to załogowy wahadłowiec orbitalny, który jest trzecim etapem rakietowego i kosmicznego systemu transportu kosmicznego Energiya-Buran. Z wyglądu przypomina samolot z niskim skrzydłem w kształcie delty. Rozwój statku trwał ponad 12 lat.

Masa startowa statku wynosiła 105 t, masa lądowania wynosiła 82 t. Całkowita długość wahadłowca wynosiła około 36,4 m, rozpiętość skrzydeł 24 m. Wymiary pasa startowego wahadłowca na Bajkonurze to 5,5 km długości i 84 m szerokości. Prędkość lądowania 310-340 km/h. Samolot posiada trzy główne komory: nos, środek i ogon. Pierwsza zawiera kabinę ciśnieniową zaprojektowaną dla załogi składającej się z dwóch do czterech kosmonautów i sześciu pasażerów. Zawiera również część głównych systemów kontroli lotu na wszystkich etapach, w tym zejście z kosmosu i lądowanie na lotnisku. W sumie Buran posiada ponad 50 różnych systemów.

Pierwszy lot orbitalny Burana odbył się 15 listopada 1988 r. na wysokości około 250 km. Okazało się jednak, że to ostatnie, bo z braku środków zrezygnowano z programu Energia-Buran w latach 90. XX wieku. został zachowany.

Kosmiczny system wielokrotnego użytku „Wahadłowiec kosmiczny” (USA)

Amerykański system transportu kosmicznego wielokrotnego użytku „Space Shuttle” („Space Shuttle”) jest rozwijany od wczesnych lat 70-tych. XX wiek i wykonał swój pierwszy 3260-minutowy lot 12 kwietnia 1981 r.

Wahadłowiec kosmiczny zawiera elementy przeznaczone do wielokrotnego użytku (jedynym wyjątkiem jest zewnętrzny przedział paliwowy, który pełni rolę drugiego stopnia rakiety nośnej): dwa ratowalne dopalacze na paliwo stałe (I stopień), przeznaczone na 20 lotów, statek orbitalny (II etap) – na 100 lotów, a jego silniki tlenowo-wodorowe – na 55 lotów. Masa startowa statku wynosiła 2050 t. Taki system transportowy mógł wykonać 55-60 lotów rocznie.

System zawierał orbiter wielokrotnego użytku i jednostkę kosmiczną górnej sceny („holownik”).

Statek kosmiczny orbitalny to samolot naddźwiękowy ze skrzydłem delta. Jest przewoźnikiem ładunków i przewozi czteroosobową załogę podczas lotu. Orbiter ma długość 37,26 m, rozpiętość skrzydeł 23,8 m, masę startową 114 ton i masę lądowania 84,8 ton.

Statek składa się z części dziobowej, środkowej i ogonowej. Na dziobie znajdowała się kabina ciśnieniowa dla załogi oraz jednostka systemu sterowania; w środku - bezciśnieniowa komora na sprzęt; w ogonie - główne silniki. Aby przejść z kokpitu do przedziału sprzętowego, znajdowała się komora śluzy, zaprojektowana do jednoczesnego przebywania dwóch członków załogi w skafandrach kosmicznych.

Stopień orbitalny promu kosmicznego został zastąpiony przez takie wahadłowce jak Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis i Endeavour, ostatni - według danych z 1999 roku.

Orbitalne stacje kosmiczne

Orbitalna stacja kosmiczna to zespół połączonych (zadokowanych) elementów samej stacji i jej kompleksu obiektów. Razem określają jego konfigurację. Stacje orbitalne były potrzebne do prowadzenia badań i eksperymentów, opanowania długotrwałych lotów ludzi w stanie nieważkości oraz testowania technicznych środków technologii kosmicznej do jej dalszego rozwoju.

Stacje orbitalne serii Salut (ZSRR)

Po raz pierwszy zadania stworzenia stacji Salut postawiono w Związku Radzieckim i rozwiązano je w ciągu 10 lat po ucieczce Gagarina. Projektowanie, rozwój i budowa systemów testowych prowadzono przez 5 lat. Doświadczenie zdobyte podczas eksploatacji statków kosmicznych „Wostok”, „Woskhod” i „Sojuz” pozwoliło przejść na nowy etap w astronautyce - do projektowania załogowych stacji orbitalnych.

Prace nad stworzeniem stacji rozpoczęły się za życia S.P. Korolowa w jego biurze projektowym, w czasie, gdy prace na Wostoku jeszcze trwały. Projektanci musieli dużo zrobić, ale najważniejszą rzeczą było nauczenie statków spotykania się i dokowania. Stacja orbitalna miała stać się na długi czas nie tylko miejscem pracy dla astronautów, ale także ich domem. A co za tym idzie, konieczne było zapewnienie człowiekowi optymalnych warunków do długiego pobytu na stacji, do normalnej pracy i odpoczynku. Konieczne było przezwyciężenie skutków nieważkości u ludzi, która była groźnym przeciwnikiem, ponieważ ogólny stan osoby gwałtownie się pogorszył, a zatem zmniejszyła się zdolność do pracy. Wśród natłoku problemów, z jakimi musieli się zmierzyć wszyscy, którzy pracowali nad projektem, główny z nich dotyczył zapewnienia bezpieczeństwa załodze podczas długiego lotu. Projektanci musieli zapewnić szereg środków ostrożności.

Głównym zagrożeniem był pożar i rozszczelnienie stacji. Aby zapobiec pożarowi, konieczne było zapewnienie różnych urządzeń ochronnych, bezpieczników, automatycznych wyłączników dla urządzeń i grup urządzeń; opracować system sygnalizacji pożaru i środki gaśnicze. Do dekoracji wnętrz konieczne było zastosowanie materiałów, które nie wspierają spalania i nie emitują szkodliwych substancji.

Jedną z przyczyn rozhermetyzowania mogło być spotkanie z meteorytami, dlatego konieczne było opracowanie osłony antymeteorowej. Były to elementy zewnętrzne stacji (np. grzejniki systemu termoregulacji, obudowa z włókna szklanego osłaniająca część stacji).

Istotnym problemem było stworzenie dużej stacji dla stacji i odpowiedniego pojazdu nośnego do wynoszenia jej na orbitę. Należało znaleźć właściwy kształt stacji orbitalnej i jej układ (z obliczeń wynika, że ​​wydłużony kształt okazał się idealny). Całkowita długość stacji wynosiła 16 m, waga 18,9 ton.

Przed wykonaniem wyglądu zewnętrznego stacji należało określić ilość jej przedziałów i zdecydować, jak umieścić w nich sprzęt. W wyniku rozważenia wszystkich opcji zdecydowano się umieścić wszystkie główne systemy w tym samym przedziale, w którym załoga musiała mieszkać i pracować. Resztę sprzętu wywieziono ze stacji (w tym układ napędowy i część aparatury naukowej). W efekcie uzyskano trzy przedziały: dwa szczelne – główny roboczy i przejściowy – oraz jeden bezciśnieniowy – modułowy z układami napędowymi stacji.

Do zasilania aparatury naukowej stacji i obsługi systemów pokładowych Salut (jak zdecydowali się nazywać stację) zainstalował cztery płaskie panele z elementami krzemowymi, które mogą przetwarzać energię słoneczną na energię elektryczną. Ponadto stacja orbitalna zawierała jednostkę główną, wystrzeloną w kosmos bez załogi, oraz statek transportowy do dostarczenia na stację roboczą grupy kosmonautów. Na pokładzie stacji miało znaleźć się ponad 1300 instrumentów i jednostek. Do obserwacji zewnętrznych na pokładzie Salut wykonano 20 okien.

Wreszcie 19 kwietnia 1971 roku pierwsza na świecie radziecka stacja wielofunkcyjna Salut została wystrzelona na orbitę okołoziemską. Po sprawdzeniu wszystkich systemów i wyposażenia 23 kwietnia 1971 roku statek kosmiczny Sojuz-10 skierował się w jego stronę. Załoga kosmonautów (V. A. Shatalov, A. S. Eliseev i N. N. Rukavishnikov) dokonała pierwszego dokowania ze stacją orbitalną, która trwała 5,5 h. W tym czasie sprawdzano dokowanie i inne mechanizmy. A 6 czerwca 1971 r. Wystrzelono załogowy statek kosmiczny Wostok-11. Na pokładzie była załoga składająca się z G.T. Dobrovolsky'ego, V.N. Volkova i V.I. Patsaeva. Po dniu lotu kosmonauci mogli wejść na pokład stacji, a kompleks Salut-Sojuz zaczął funkcjonować jako pierwsza na świecie załogowa stacja orbitalna i naukowa.

Kosmonauci przebywali na stacji przez 23 dni. W tym czasie wykonali kawał dobrej roboty badań naukowych, testów, sfotografowali powierzchnię Ziemi, jej atmosferę, przeprowadzili obserwacje meteorologiczne i wiele więcej. Po zrealizowaniu całego programu na pokładzie stacji kosmonauci przenieśli się na statek transportowy i wydokowali z Salut. Ale z powodu rozhermetyzowania pojazdu zniżającego wszyscy zginęli tragicznie. Stacja Salut została przełączona w tryb automatyczny, a jej lot trwał do 11 października 1971 roku. Doświadczenia tej stacji stały się podstawą do stworzenia nowego typu statku kosmicznego.

Salyut był śledzony przez Salut-2 i Salut-3. Ostatnia stacja pracowała w kosmosie łącznie przez 7 miesięcy. Załoga statku kosmicznego, składająca się z G.V. Sarafanova i L.S. Demina, którzy testowali procesy spotkań i manewrowania w różnych trybach lotu, przeprowadziła pierwsze na świecie nocne lądowanie statku kosmicznego. Doświadczenia pierwszych Salutów wzięto pod uwagę w Salut-4 i Salut-5. Lot Sojuz-5 zakończył wiele prac związanych z tworzeniem i praktycznymi testami stacji orbitalnych pierwszej generacji.

Stacja orbitalna „Skylab” (USA)

Kolejnym krajem, który wprowadził stację na orbitę, były Stany Zjednoczone. 14 maja 1973 r. uruchomiono stację Skylab (co w tłumaczeniu oznacza „Niebiańskie Laboratorium”). Latały na nim trzy załogi złożone z trzech astronautów. Pierwszymi astronautami stacji byli C. Conrad, D. Kerwin i P. Weitz. Skylab był obsługiwany za pomocą statku kosmicznego transportowego Apollo.

Długość stacji wynosiła 25 m, waga 83 t. Składała się z bloku stacyjnego, śluzy, konstrukcji nabrzeża z dwoma węzłami dokowymi, sprzętu astronomicznego i dwóch paneli słonecznych. Korekta orbity została przeprowadzona za pomocą silników statku kosmicznego Apollo. Stacja została wyniesiona na orbitę za pomocą rakiety nośnej Saturn-5.

Główny blok stacji został podzielony na dwa pomieszczenia: laboratoryjny i domowy. Ta z kolei została podzielona na części przeznaczone na sen, higienę osobistą, trening i eksperymenty, gotowanie i jedzenie oraz spędzanie wolnego czasu. Przedział sypialny został podzielony na kabiny sypialne według liczby astronautów, a każda z nich miała małą szafkę, śpiwór. W przedziale higieny osobistej znajdował się prysznic, umywalka w formie zamkniętej kuli z otworami na ręce oraz kosz na śmieci.

Stacja została wyposażona w sprzęt do badań kosmosu, badań biomedycznych i technicznych. Nie miał wrócić na Ziemię.

Następnie stację odwiedziły jeszcze dwie załogi astronautów. Maksymalny czas lotu wynosił 84 dni (trzecią załogą byli D. Carr, E. Gibson, W. Pogue).

Amerykańska stacja kosmiczna Skylab przestała istnieć w 1979 roku.

Stacje orbitalne nie wyczerpały jeszcze swoich możliwości. Jednak wyniki uzyskane za ich pomocą umożliwiły przystąpienie do tworzenia i eksploatacji nowej generacji stacji kosmicznych typu modułowego - stale działających kompleksów orbitalnych.

Kompleksy kosmiczne

Stworzenie stacji orbitalnych i możliwość długoterminowej pracy astronautów w kosmosie stało się impulsem do organizacji bardziej złożonego systemu kosmicznego - kompleksów orbitalnych. Ich pojawienie się rozwiązałoby wiele potrzeb produkcyjnych, naukowych związanych z badaniem Ziemi, jej zasobów naturalnych i ochrony środowiska.

Kompleksy orbitalne serii Salut-6-Sojuz (ZSRR)

Pierwszy kompleks nosił nazwę „Salut-6” – „Sojuz” – „Postęp” i składał się ze stacji oraz zacumowanych do niej dwóch statków. Jego stworzenie stało się możliwe wraz z pojawieniem się nowej stacji - Salut-6. Całkowita masa kompleksu wynosiła 19 ton, a długość z dwoma statkami wynosiła około 30 m. Lot Salyut-6 rozpoczął się 29 września 1977 roku.

Salut-6 to stacja drugiej generacji. Różnił się od swoich poprzedników wieloma cechami konstrukcyjnymi i dużymi możliwościami. W przeciwieństwie do poprzednich posiadał dwie stacje dokujące, dzięki czemu mógł jednocześnie przyjmować dwa statki kosmiczne, co znacznie zwiększyło liczbę astronautów pracujących na pokładzie. Taki system umożliwił dostarczenie na orbitę dodatkowego ładunku, sprzętu, części zamiennych do naprawy sprzętu. Jego układ napędowy mógł być tankowany bezpośrednio w kosmosie. Stacja umożliwiła dwóm kosmonautom jednoczesne wyjście w kosmos.

Jego komfort znacznie się zwiększył, pojawiło się wiele innych usprawnień związanych z systemami podtrzymywania życia i poprawą warunków dla załogi. I tak na stacji pojawiła się np. instalacja prysznicowa, kamera kolorowa, magnetowid; zainstalowano nowe silniki korekcyjne, zmodernizowano system tankowania, poprawiono system sterowania itp. Specjalnie dla Salut-6 stworzono nowe skafandry kosmiczne z autonomicznym dostarczaniem mieszanki gazowej i kontrolą temperatury.

Stanowisko składa się z trzech komór szczelnych (komora przejściowa, robocza i pośrednia) oraz dwóch bezciśnieniowych (komora na aparaturę naukową i agregat). Przedział przejściowy był przeznaczony do połączenia za pomocą stacji dokującej stacji ze statkiem kosmicznym, do obserwacji optycznych i orientacji. Mieściły się w nim skafandry kosmiczne, panele wyjściowe, niezbędny sprzęt, stanowiska kontrolne wyposażone w instrumenty wizualne i sprzęt do różnych badań. Na zewnętrznej części przedziału przejściowego zainstalowane są anteny do urządzeń radiowych na miejsce spotkań, ręczne urządzenia cumownicze, kamery zewnętrzne, poręcze, elementy mocujące astronautów itp.

Przedział roboczy miał pomieścić załogę i podstawowe wyposażenie. Tutaj znajdował się centralny punkt kontrolny z głównymi systemami sterowania. Ponadto przedział posiadał sekcje do odpoczynku i jedzenia. W części przyrządowej mieściło się główne wyposażenie pokładowe (przyrządy systemu orientacji, telemetria radiowa, zasilacze itp.). Przedział roboczy miał dwa włazy do przejścia do przedziału przejściowego i do komory pośredniej. W zewnętrznej części przedziału znajdowały się czujniki systemu orientacji paneli słonecznych i same panele słoneczne.

Komora pośrednia łączyła stację ze statkiem kosmicznym za pomocą portu dokującego. Mieściła niezbędny sprzęt zastępczy dostarczany statkami transportowymi. Komora posiadała stację dokującą. Przedziały mieszkalne zostały wyposażone w głośniki i lampy do dodatkowego oświetlenia.

W przedziale aparatury naukowej znajdowały się duże instrumenty do pracy w próżni (np. duży teleskop z niezbędnym systemem do jego obsługi).

Przedział agregatu służył do umieszczenia układu napędowego i połączenia z pojazdem nośnym. Mieściły się w nim zbiorniki paliwa, silniki naprawcze i różne jednostki. W zewnętrznej części przedziału znajdowały się anteny do sprzętu radiowego do spotkań, czujniki orientacji panelu słonecznego, kamera telewizyjna itp.

W skład aparatury badawczej wchodziło ponad 50 urządzeń. Wśród nich są instalacje Splav i Kristall do badania procesów pozyskiwania nowych materiałów w kosmosie.

11 grudnia 1977 roku statek kosmiczny Sojuz-26 z Yu V. Romanenko i G. M. Grechko pomyślnie zadokował do stacji dzień po wystrzeleniu, a astronauci weszli na pokład, gdzie przebywali przez 96 dni. Na pokładzie kompleksu kosmonauci wykonali szereg czynności zaplanowanych w programie lotów. W szczególności przeprowadzili wyjście w kosmos, aby sprawdzić zewnętrzne elementy kompleksu.

10 stycznia następnego roku kolejny statek kosmiczny został zadokowany ze stacją Salyut-6 z kosmonautami V. A. Dzhanibekovem i O. G. Makarovem na pokładzie. Załodze udało się wejść na pokład kompleksu i dostarczyć dodatkowy sprzęt do pracy. W ten sposób powstał nowy kompleks badawczy „Sojuz-6” - „Sojuz-26” - „Sojuz-27”, który stał się kolejnym osiągnięciem nauki o kosmosie. Obie załogi pracowały razem przez 5 dni, po czym Dzhanibekov i Makarov wrócili na Ziemię na statku kosmicznym Sojuz-26, dostarczając materiały doświadczalne i badawcze.

20 stycznia 1978 r. rozpoczęły się regularne loty z Ziemi w kosmos transportowców towarowych. A w marcu tego samego roku na pokład kompleksu przybyła pierwsza międzynarodowa załoga w składzie A. Gubarev (ZSRR) i V. Remek (Czechosłowacja). Po pomyślnym zakończeniu wszystkich eksperymentów załoga wróciła na Ziemię. Oprócz kosmonauty czechosłowackiej, kompleks odwiedził następnie kosmonauta węgierski, kubański, polski, niemiecki, bułgarski, wietnamski, mongolski i rumuński.

Po powrocie głównego sztabu (Greczko i Romanenko) prace na pokładzie kompleksu trwały. Podczas trzeciej, głównej wyprawy, przetestowano system transmisji telewizyjnej z Ziemi na kompleks orbitalny, a także nowy system radiotelefoniczny „Kołco”, za pomocą którego można było komunikować się z astronautami między sobą i z astronautami. operatorzy Centrum Kontroli Misji z dowolnej strefy kompleksu. Na pokładzie kontynuowano eksperymenty biologiczne na rosnących roślinach. Niektóre z nich – pietruszkę, koperek i cebulę – zjadali astronauci.

Pierwszy sowiecki kompleks orbitalny przebywał w kosmosie przez prawie 5 lat (prace zakończono w maju 1981 r.). W tym czasie na pokładzie pracowało 5 głównych załóg przez 140, 175, 185, 75 dni. W okresie swojej pracy stację pokonało 11 ekspedycji, 9 międzynarodowych załóg z krajów uczestniczących w programie Intercosmos; Przeprowadzono 35 doków i przedokowanie statków. Podczas lotu przeprowadzono testy nowego, ulepszonego statku kosmicznego Sojuz-T oraz prace konserwacyjno-naprawcze. Prace badawcze prowadzone na pokładzie kompleksu wniosły ogromny wkład w naukę badania planety i eksploracji kosmosu.

Już w kwietniu 1982 roku przetestowano stację orbitalną Salut-7, która miała stanowić podstawę kolejnego kompleksu.

„Salut-7” był ulepszoną wersją orbitalnych stacji naukowych drugiej generacji. Miała taki sam układ jak jej poprzednicy. Podobnie jak na poprzednich stacjach możliwe było wyjście w kosmos z bloku przejściowego Salut-7. Dwa iluminatory stały się przezroczyste dla promieniowania ultrafioletowego, co znacznie rozszerzyło możliwości badawcze stacji. Jedno z okien znajdowało się w przedziale przejściowym, drugie - w roboczym. Aby chronić okna przed zewnętrznymi uszkodzeniami mechanicznymi, zostały one zamknięte zewnętrznymi przezroczystymi osłonami z napędami elektrycznymi, które otwierają się za naciśnięciem przycisku.

Różnica polegała na uszlachetnionej przestrzeni wewnętrznej (część dzienna stała się bardziej przestronna i wygodna). W pomieszczeniach mieszkalnych nowego „domu” poprawiły się miejsca do spania, instalacja prysznicowa stała się wygodniejsza itp. Nawet krzesła, na prośbę astronautów, zostały lżejsze i bardziej zdejmowane. Kompleksowi przyznano specjalne miejsce do ćwiczeń fizycznych i badań medycznych. Na wyposażenie składały się najnowocześniejsze urządzenia i nowe systemy, które zapewniły stacji nie tylko najlepsze warunki pracy, ale także duże możliwości techniczne.

Pierwsza załoga składająca się z A.N. Berezovoi i V.V. Lebedev została dostarczona na stację 13 maja 1982 r. przez statek kosmiczny Sojuz T-5. Musieli pozostać w kosmosie przez 211 dni. 17 maja wystrzelili własnego małego satelitę Ziemi Iskra-2, stworzonego przez studenckie biuro projektowe Moskiewskiego Instytutu Lotnictwa. Sergo Ordzhonikidze. Na satelicie zainstalowano proporczyki z emblematami związków młodzieżowych krajów socjalistycznych biorących udział w eksperymencie.

24 czerwca statek kosmiczny Sojuz T-6 został wystrzelony z kosmonautami V. Dzhanibekovem, A. Ivanchenkovem i francuskim kosmonauta Jean-Louis Chretienem na pokładzie. Na stacji wykonywali wszystkie prace zgodnie ze swoim programem, a główna załoga im w tym pomagała. Po 78 dniach pobytu na stacji A.N. Berezova i V.V. Lebedev odbyli spacer kosmiczny, gdzie spędzili 2 godziny i 33 minuty.

20 sierpnia do Salut-7 zadokował trzymiejscowy statek kosmiczny Sojuz T-5 z załogą składającą się z L. I. Popowa, A. A. Serebrowa i drugiej na świecie kosmonautki S. E. Sawickiej. Po przeniesieniu astronautów na stację zaczął funkcjonować nowy kompleks badawczy „Salut-7” - „Sojuz T-5” - „Sojuz T-7”. Załoga kompleksu pięciu kosmonautów rozpoczęła wspólne badania. Po siedmiomiesięcznym pobycie na orbicie główna załoga wróciła na Ziemię. W tym czasie przeprowadzono wiele badań w różnych dziedzinach nauki, wykonano ponad 300 eksperymentów i około 20 tysięcy zdjęć terytorium kraju.

Kolejnym kompleksem był Salut-7: Sojuz T-9 - Progress-17, gdzie V. A. Lyakhov i A. P. Alexandrov mieli kontynuować pracę. Po raz pierwszy w światowej praktyce wykonali cztery spacery kosmiczne w ciągu 12 dni o łącznym czasie trwania 14 godzin i 45 minut. W ciągu dwóch lat funkcjonowania kompleksu Salut-7 odwiedziły trzy główne załogi, które przepracowały odpowiednio 150, 211 i 237 dni. W tym czasie odbyli cztery wyprawy wizytujące, z których dwie miały charakter międzynarodowy (ZSRR-Francja i ZSSR-Indie). Kosmonauci przeprowadzili na stacji kompleksowe prace naprawcze i restauratorskie, szereg nowych badań i eksperymentów. Poza kompleksem Swietłana Sawicka pracowała na otwartej przestrzeni. Następnie lot Salut-7 kontynuowany był bez załogi.

Planowano już nowy lot na stację, gdy okazało się, że Salut-7 nie odpowiada na wezwanie Ziemi. Zasugerowano, że stacja jest w locie niezorientowanym. Po długich spotkaniach podjęto decyzję o wysłaniu nowej załogi na rekonesans na stację. Wśród nich byli Władimir Dżanibekow i Wiktor Sawinich.

6 czerwca 1985 roku statek kosmiczny Sojuz T-13 opuścił wyrzutnię Bajkonur, a dwa dni później kosmonauci zadokowali do stacji i próbowali przywrócić Sojuzowi życie na 5 dni. Jak się okazało, główne źródło zasilania – panele słoneczne – zostało odłączone od akumulatora buforowego na stacji, w wyniku czego przestrzeń wewnętrzna stała się jak komora wewnętrzna lodówki – wszystko było pokryte szronem. Niektóre systemy podtrzymywania życia nie działały. V. Dzhanibekov i V. Savinykh po raz pierwszy na świecie ćwiczyli w warunkach kosmosu gruntowny remont szeregu systemów i wkrótce stacja mogła ponownie przyjąć na pokład załogi. To przedłużyło jej życie o kolejny rok i zaoszczędziło dużo pieniędzy.

W czasie działania Salutów zdobyto ogromne doświadczenie w organizacji działań i życia załogi, w technicznym wsparciu prac orbitalnych i konserwacji kompleksów oraz w przeprowadzaniu złożonych operacji naprawczych i prewencyjnych w kosmosie. Z powodzeniem przetestowano operacje technologiczne, takie jak lutowanie, mechaniczne i elektroniczne cięcie metalu, spawanie i natryskiwanie powłok (w tym na otwartej przestrzeni), budowanie paneli słonecznych.

Kompleks orbitalny „Mir” – „Kvant” – „Sojuz” (ZSRR)

Stacja Mir została wyniesiona na orbitę 20 lutego 1986 roku. Miała stanowić podstawę nowego kompleksu zaprojektowanego w biurze projektowym Energia.

„Mir” to stacja trzeciej generacji. Swoją nazwą twórcy starali się podkreślić, że służą do wykorzystania technologii kosmicznej wyłącznie w celach pokojowych. Został pomyślany jako stała stacja orbitalna zaprojektowana na wiele lat eksploatacji. Stacja Mir miała stać się bazą do stworzenia wielofunkcyjnego kompleksu badawczego.

W przeciwieństwie do swojego poprzednika, Salyutowa, Mir był stałą stacją wielofunkcyjną. Opierał się na bloku złożonym z cylindrów o różnych średnicach i długościach. Całkowita masa kompleksu orbitalnego wynosiła 51 ton, jego długość wynosiła 35 m.

Różnił się od Salutów dużą liczbą miejsc dokowania. Na nowej stacji było ich sześć (wcześniej tylko dwie). Do każdej koi można było zadokować specjalny przedział modułowy, zmieniający się w zależności od programu. Kolejną cechą była możliwość dołączenia do jednostki podstawowej kolejnego stałego przedziału z drugą stacją dokującą na zewnętrznym końcu. Takim przedziałem stało się obserwatorium astrofizyczne „Kvant”.

Ponadto Mir wyróżniał się ulepszonym systemem sterowania lotem i pokładowym sprzętem badawczym; prawie wszystkie procesy zostały zautomatyzowane. W tym celu na bloku zainstalowano osiem komputerów, zwiększono zasilanie i zmniejszono zużycie paliwa, aby skorygować orbitę lotu stacji Mir.

Dwie z jego osiowych koi służyły do ​​przyjmowania załogowych statków kosmicznych typu Sojuz lub bezzałogowego ładunku Progress. Aby załoga mogła komunikować się z Ziemią i kontrolować kompleks, na pokładzie znajdował się ulepszony system łączności radiotelefonicznej. Jeśli wcześniej przeprowadzono to tylko w obecności naziemnych stacji śledzących i specjalnych statków morskich, teraz potężny satelita przekaźnikowy Luch został umieszczony na orbicie specjalnie w tym celu. Taki system pozwolił znacznie wydłużyć czas trwania sesji komunikacyjnych Centrum Kontroli Misji z załogą kompleksu.

Warunki życia również uległy znacznej poprawie. Pojawiły się na przykład minikabiny, w których astronauci mogli usiąść przy stoliku przed iluminatorem, posłuchać muzyki lub poczytać książkę.

Moduł „Kwantowy”. Stało się pierwszym obserwatorium astrofizycznym w kosmosie, opartym na unikalnym międzynarodowym obserwatorium „Roentgen”. W jego tworzeniu wzięli udział naukowcy z Wielkiej Brytanii, Niemiec, Holandii i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Kvant zawierał teleskopowy spektrometr Pulsar X-1, spektrometr wysokich energii Phosphic, spektrometr gazowy Lilac i teleskop z maską cieniową. Obserwatorium zostało wyposażone w teleskop ultrafioletowy Glazar, stworzony przez radzieckich i szwajcarskich naukowców oraz wiele innych urządzeń.

Pierwszymi mieszkańcami kompleksu byli kosmonauci L. Kizim i W. Sołowjow, którzy przybyli na Mir 15 marca 1986 r. Ich głównym zadaniem było sprawdzenie działania stacji we wszystkich trybach, jej kompleksu komputerowego, systemu orientacji, zasilania pokładowego elektrownia, system komunikacji itp. Po sprawdzeniu, kosmonauci na statku kosmicznym Sojuz T opuścili Mir 5 maja i zadokowali do Salut-7 dzień później.

Tutaj załoga spięła systemy pokładowe i część wyposażenia stacji. Pozostała część instalacji i przyrządów o łącznej wadze 400 kg, kontenery z materiałami badawczymi zostały przeniesione na Sojuz T i przetransportowane na stację Mir. Po zakończeniu wszystkich prac załoga wróciła na Ziemię 16 lipca 1986 roku.

Na Ziemi wszystkie systemy podtrzymywania życia, instrumenty i urządzenia na stacji zostały ponownie sprawdzone, wyposażone w dodatkowe instalacje i uzupełnione zapasami paliwa, wody i żywności. Wszystko to dostarczały na stację statki towarowe Progress.

21 grudnia 1987 roku statek z pilotem V. Titovem i inżynierem M. Manarovem wystartował w kosmos. Ci dwaj kosmonauci stali się pierwszą pierwszorzędną załogą, która pracowała na pokładzie kompleksu Mir-Kvant. Dwa dni później dotarli do stacji orbitalnej Mir. Program ich pracy został opracowany na cały rok.

Tym samym uruchomienie stacji Mir zapoczątkowało tworzenie na orbicie stale działających załogowych kompleksów naukowo-technicznych. Na pokładzie prowadzono badania naukowe zasobów naturalnych, unikatowe obiekty astrofizyczne, eksperymenty medyczne i biologiczne. Zgromadzone doświadczenie w eksploatacji stacji i kompleksu jako całości umożliwiło wykonanie kolejnego kroku w rozwoju nowej generacji stacji załogowych.

Międzynarodowa stacja orbitalna Alpha

W tworzeniu międzynarodowej orbitalnej stacji kosmicznej wzięło udział 16 krajów świata (Japonia, Kanada itd.). Stacja ma działać do 2014 roku. W grudniu 1993 roku do pracy nad projektem zaproszono również Rosję.

Jej tworzenie rozpoczęło się w latach 80., kiedy prezydent USA R. Reagan ogłosił rozpoczęcie tworzenia krajowej stacji orbitalnej „Wolność” („Wolność”). Powinien być montowany na orbicie przez pojazdy wielokrotnego użytku promu kosmicznego. W wyniku prac stało się jasne, że tak kosztowny projekt można zrealizować tylko przy współpracy międzynarodowej.

W tym czasie w ZSRR trwał rozwój stacji orbitalnej Mir-2, ponieważ okres eksploatacji Miru dobiegł końca. 17 czerwca 1992 r. Rosja i Stany Zjednoczone zawarły porozumienie o współpracy w eksploracji kosmosu, ale z powodu problemów gospodarczych w naszym kraju dalsza budowa została wstrzymana i podjęto decyzję o kontynuowaniu działalności Mir.

Zgodnie z umową rosyjska agencja kosmiczna i NASA opracowały program Mir-Shuttle. Składał się z trzech połączonych projektów: lotów rosyjskich kosmonautów na promie kosmicznym i amerykańskich astronautów na kompleksie orbitalnym Mir, wspólnego lotu załóg, w tym dokowania promu z kompleksem Mir. Głównym celem wspólnych lotów w ramach programu Mir-Shuttle jest połączenie wysiłków na rzecz stworzenia międzynarodowej stacji orbitalnej Alfa.

Międzynarodowa Orbitalna Stacja Kosmiczna ma zostać zmontowana między listopadem 1997 a czerwcem 2002 roku. Zgodnie z obecnymi planami, przez kilka lat na orbicie będą pracowały jednocześnie dwie stacje orbitalne Mir i Alfa. Kompletna konfiguracja stacji obejmuje 36 elementów, z czego 20 to elementy podstawowe. Całkowita masa stacji wyniesie 470 ton, długość kompleksu 109 m, szerokość 88,4 m; okres działania na orbicie roboczej wynosi 15 lat. Główna załoga będzie się składać z 7 osób, z czego trzy to Rosjanie.

Rosja musi zbudować kilka modułów, z których dwa stały się głównymi segmentami międzynarodowej stacji orbitalnej: funkcjonalny blok ładunkowy i moduł serwisowy. W efekcie Rosja mogła wykorzystać 35% zasobów stacji.

Rosyjscy naukowcy zaproponowali stworzenie pierwszej międzynarodowej stacji orbitalnej opartej na Mirze. Zaproponowali również wykorzystanie Spektr i Priroda (które działają w kosmosie), ponieważ tworzenie nowych modułów opóźniło się z powodu trudności finansowych w kraju. Postanowiono zadokować moduły Mir do Alpha za pomocą wahadłowca.

Stacja Mir powinna stać się podstawą do budowy wielofunkcyjnego, stałego zespołu załogowego typu modułowego. Zgodnie z planem Mir jest złożonym kompleksem wielofunkcyjnym, który oprócz jednostki podstawowej obejmuje pięć kolejnych. „Mir” składa się z następujących modułów: „Kwant”, „Kwant-2”, „Świt”, „Kryształ”, „Widmo”, „Natura”. Moduły Spectrum i Nature zostaną wykorzystane w rosyjsko-amerykańskim programie naukowym. Mieściły się w nich urządzenia naukowe wyprodukowane w 27 krajach o masie 11,5 t. Łączna masa kompleksu wynosiła 14 t. Sprzęt ten umożliwi prowadzenie badań na pokładzie kompleksu w 9 obszarach z różnych dziedzin nauki i techniki.

Segment rosyjski składa się z 12 elementów, z których 9 to główne o łącznej masie 103-140 t. Obejmuje moduły: Zarya, serwis, uniwersalne dokowanie, dokowanie i magazynowanie, dwa badawcze i moduł podtrzymywania życia; a także platformę naukowo-energetyczną i dok.

Moduł "Zarya" o wadze 21 ton, zaprojektowany i wyprodukowany w Centrum. M. V. Chrunichev, na mocy kontraktu z Boeingiem, jest głównym elementem międzynarodowej stacji orbitalnej Alpha. Jego konstrukcja ułatwia adaptację i modyfikację modułu w zależności od zadań i przeznaczenia, przy zachowaniu niezawodności i bezpieczeństwa tworzonych modułów.

Podstawą Zaryi jest blok ładunkowy do przyjmowania, przechowywania i używania paliwa, mieszczący część systemów podtrzymywania życia załogi. System podtrzymywania życia może działać w dwóch trybach: automatycznym i awaryjnym.

Moduł podzielony jest na dwa przedziały: instrumentowo-towarowy i przejściowy. Pierwsza obejmuje aparaturę naukową, materiały eksploatacyjne, baterie, systemy serwisowe i sprzęt. Druga komora przeznaczona jest do przechowywania dostarczonych towarów. Na zewnętrznej stronie korpusu modułu zainstalowano 16 cylindrycznych zbiorników magazynowych paliwa.

Zarya jest wyposażona w elementy systemu zarządzania temperaturą, panele słoneczne, anteny, systemy kontroli dokowania i telemetrii, ekrany ochronne, chwytak dla promu kosmicznego itp.

Moduł Zarya ma 12,6 m długości, 4,1 m średnicy, masę startową 23,5 tony i około 20 ton na orbicie. inni

Łączna masa segmentu amerykańskiego wyniosła 37 t. W jego skład wchodzą moduły: do połączenia w jedną konstrukcję przedziałów ciśnieniowych zakładu, główna kratownica stacji - konstrukcja do umieszczenia systemu zasilania.

Podstawą segmentu amerykańskiego jest moduł Unity. Został wystrzelony na orbitę za pomocą statku kosmicznego Endeavour z kosmodromu Canaveral z sześcioma astronautami (w tym rosyjskimi) na pokładzie.

Moduł węzła Unity to hermetyczny przedział o długości 5,5 m i średnicy 4,6 m. Wyposażony jest w 6 stacji dokujących dla statków, 6 włazów do przejścia załogi i przenoszenia ładunku. Masa orbitalna modułu wynosi 11,6 t. Moduł jest częścią łączącą rosyjską i amerykańską część stacji.

Ponadto segment amerykański obejmuje trzy moduły węzłowe, laboratoryjne, mieszkalne, napędowe, międzynarodowe i wirówkowe, śluzę powietrzną, systemy zasilania, kabinę kopuły obserwacyjnej, statki ratownicze itp. Elementy opracowane przez kraje uczestniczące w projekcie.

Segment amerykański obejmuje również włoski moduł reentry cargo, moduł laboratoryjny Destiny (Destiny) z kompleksem aparatury naukowej (moduł ma być centrum kontroli aparatury naukowej segmentu amerykańskiego); komora zamka przegubowego; przedział z wirówką stworzoną na bazie modułu Spacelab oraz największy blok mieszkalny dla czterech astronautów. Tu w szczelnie zamkniętym pomieszczeniu znajduje się kuchnia, mesa, pomieszczenie sypialne, prysznic, toaleta i inne wyposażenie.

Japoński segment ważący 32,8 tony obejmuje dwie komory ciśnieniowe. Jego główny moduł składa się z przedziału laboratoryjnego, zasobów i otwartej platformy naukowej, bloku ze sprzętem naukowym oraz bramy do przenoszenia sprzętu na otwartą platformę. Przestrzeń wewnętrzną zajmują przedziały ze sprzętem naukowym.

Segment kanadyjski obejmuje dwa zdalne manipulatory, za pomocą których będzie można przeprowadzać operacje montażowe, konserwować systemy serwisowe i przyrządy naukowe.

Segment europejski tworzą moduły: do łączenia szczelnych przedziałów stacji w jedną konstrukcję, logistyczny „Columbus” – specjalny moduł badawczy wraz z wyposażeniem.

Do obsługi stacji orbitalnej planowane jest wykorzystanie nie tylko promu kosmicznego i rosyjskich statków transportowych, ale także nowych amerykańskich statków ratowniczych do powrotu załóg, europejskich automatycznych i japońskich ciężkich transportowców.

Do czasu zakończenia budowy międzynarodowej stacji orbitalnej „Alfa” na jej pokładzie będą musiały pracować międzynarodowe ekspedycje 7 astronautów. Jako pierwszą załogę do pracy na międzynarodowej stacji orbitalnej wybrano 3 kandydatów - Rosjanie Sergey Krikalev, Yuri Gidzenko i Amerykanin William Shepard. Dowódca zostanie powołany wspólną decyzją, w zależności od zadań danego lotu.

Budowa międzynarodowej stacji kosmicznej „Alfa” na orbicie okołoziemskiej rozpoczęła się 20 listopada 1998 r. wraz z wystrzeleniem pierwszego rosyjskiego modułu „Zarya”. Został wyprodukowany przy użyciu pojazdu nośnego Proton-K o 09:40. Czas moskiewski z kosmodromu Bajkonur. W grudniu tego samego roku Zarya zadokował z modułem American Unity.

Wszystkie eksperymenty przeprowadzone na pokładzie stacji zostały przeprowadzone zgodnie z programami naukowymi. Jednak z powodu braku środków na kontynuację załogowego lotu od połowy czerwca 2000 r. Mir został przeniesiony do trybu lotu autonomicznego. Po 15 latach istnienia w kosmosie stacja została zboczona z orbity i zatopiona w Oceanie Spokojnym.

W tym czasie na stacji "Mir" w latach 1986-2000. Zrealizowano 55 celowych programów badawczych. Mir stał się pierwszym na świecie międzynarodowym orbitalnym laboratorium naukowym. Większość eksperymentów została przeprowadzona w ramach współpracy międzynarodowej. Przeprowadzono ponad 7500 eksperymentów z udziałem zagranicznego sprzętu.W okresie od 1995 do 2000 r. na stacji Mir przeprowadzono ponad 60% ogólnej liczby badań w ramach programów rosyjskich i międzynarodowych.

Przez cały okres funkcjonowania stacji zrealizowano na niej 27 wypraw międzynarodowych, w tym 21 na zasadach komercyjnych. W Mirze pracowali przedstawiciele 11 krajów (USA, Niemcy, Anglia, Francja, Japonia, Austria, Bułgaria, Syria, Afganistan, Kazachstan, Słowacja) oraz ESA. Kompleks orbitalny odwiedziły łącznie 104 osoby.

Kompleksy orbitalne typu modułowego umożliwiły prowadzenie bardziej kompleksowych badań celowanych w różnych dziedzinach nauki i gospodarki narodowej. Na przykład kosmos umożliwia wytwarzanie materiałów i stopów o ulepszonych właściwościach fizycznych i chemicznych, których podobna produkcja na Ziemi jest bardzo kosztowna. Wiadomo też, że w warunkach nieważkości swobodnie unoszący się płynny metal (i inne materiały) łatwo odkształca się pod wpływem słabych pól magnetycznych. Umożliwia to uzyskanie wlewków wysokiej częstotliwości o określonym kształcie, bez krystalizacji i naprężeń wewnętrznych. A kryształy wyhodowane w kosmosie charakteryzują się dużą wytrzymałością i dużymi rozmiarami. Na przykład kryształy szafiru wytrzymują ciśnienie do 2000 ton na 1 mm2, czyli około 10 razy więcej niż wytrzymałość materiałów naziemnych.

Tworzenie i eksploatacja kompleksów orbitalnych nieuchronnie prowadzi do rozwoju nauki i technologii kosmicznej, rozwoju nowych technologii i poprawy sprzętu naukowego.

Statki kosmiczne w całej swojej różnorodności są zarówno dumą, jak i troską ludzkości. Ich powstanie poprzedziła wielowiekowa historia rozwoju nauki i techniki. Era kosmiczna, która pozwoliła ludziom spojrzeć na świat, w którym żyją z zewnątrz, przeniosła nas na nowy etap rozwoju. Rakieta w kosmosie nie jest dziś marzeniem, ale przedmiotem troski wysoko wykwalifikowanych specjalistów, którzy stoją przed zadaniem udoskonalenia istniejących technologii. Jakie typy statków kosmicznych są rozróżniane i czym się od siebie różnią, zostaną omówione w artykule.

Definicja

Statek kosmiczny - uogólniona nazwa każdego urządzenia zaprojektowanego do działania w kosmosie. Istnieje kilka opcji ich klasyfikacji. W najprostszym przypadku rozróżnia się załogowe i automatyczne statki kosmiczne. Te pierwsze z kolei dzielą się na statki kosmiczne i stacje. Różnią się możliwościami i przeznaczeniem, pod wieloma względami są do siebie podobne pod względem konstrukcji i zastosowanego wyposażenia.

Funkcje lotu

Każdy statek kosmiczny po wystrzeleniu przechodzi przez trzy główne etapy: wystrzelenie na orbitę, rzeczywisty lot i lądowanie. Pierwszy etap polega na rozwijaniu przez aparat prędkości niezbędnej do wejścia w przestrzeń kosmiczną. Aby dostać się na orbitę, jego wartość musi wynosić 7,9 km/s. Całkowite pokonanie ziemskiej grawitacji wiąże się z rozwojem sekundy równej 11,2 km / s. W ten sposób rakieta porusza się w kosmosie, gdy jej celem są odległe części przestrzeni Wszechświata.

Po zwolnieniu z atrakcji następuje drugi etap. W trakcie lotu orbitalnego ruch statku kosmicznego odbywa się na zasadzie bezwładności, z powodu nadanego im przyspieszenia. Wreszcie etap lądowania polega na zmniejszeniu prędkości statku, satelity lub stacji do prawie zera.

"Pożywny"

Każdy statek kosmiczny jest wyposażony w sprzęt odpowiadający zadaniom, które ma rozwiązać. Jednak główna rozbieżność dotyczy tak zwanego sprzętu docelowego, który jest niezbędny tylko do pozyskiwania danych i różnych badań naukowych. Reszta wyposażenia statku kosmicznego jest podobna. Obejmuje następujące systemy:

• zaopatrzenie w energię - najczęściej baterie słoneczne lub radioizotopowe, baterie chemiczne, reaktory jądrowe zaopatrują statki kosmiczne w niezbędną energię;
• komunikacja - realizowana za pomocą sygnału fal radiowych, w znacznej odległości od Ziemi, szczególnie ważne staje się dokładne wycelowanie anteny;
• podtrzymywanie życia - system jest typowy dla załogowych statków kosmicznych, dzięki czemu możliwe jest przebywanie ludzi na pokładzie;
• orientacja - jak wszystkie inne statki, statki kosmiczne są wyposażone w sprzęt do ciągłego określania własnej pozycji w kosmosie;
• ruch - silniki statków kosmicznych umożliwiają wprowadzanie zmian w prędkości lotu, a także w jego kierunku.

Klasyfikacja

Jednym z głównych kryteriów podziału statków kosmicznych na typy jest sposób działania, który określa ich możliwości. Na tej podstawie rozróżnia się urządzenia:

• znajduje się na orbicie geocentrycznej, czyli sztucznych satelitach Ziemi;
• tych, 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;
• zajmujący się dostarczaniem ludzi i ładunków z orbity na powierzchnię planety, nazywa się je zejściem;
• zdolny do eksploracji planety znajdującej się bezpośrednio na jej powierzchni i poruszania się po niej - są to łaziki planetarne.

Przyjrzyjmy się bliżej niektórym typom.

AES (sztuczne satelity naziemne)

Pierwszymi pojazdami wystrzelonymi w kosmos były sztuczne satelity ziemskie. Fizyka i jej prawa sprawiają, że wystrzelenie takiego urządzenia na orbitę jest trudnym zadaniem. Każdy aparat 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 rozróżnia się warunkową dolną granicę możliwej lokalizacji sztucznego satelity (przechodzi na wysokości 300 km). Bliższe umieszczenie doprowadzi do dość szybkiego spowolnienia aparatu w warunkach atmosferycznych.

Początkowo tylko pojazdy nośne mogły dostarczać na orbitę sztuczne satelity Ziemi. Fizyka jednak nie stoi w miejscu i dziś opracowywane są nowe metody. Tak więc jedną z często stosowanych ostatnio metod jest wystrzelenie z innego satelity. W planach są inne opcje.

Orbity statków kosmicznych krążących wokół Ziemi mogą leżeć na różnych wysokościach. Oczywiście od tego zależy również czas potrzebny na jedno koło. Satelity z okresem obrotu równym dobie znajdują się na tzw. Jest uważany za najcenniejszy, gdyż znajdujące się na nim urządzenia wydają się ziemskiemu obserwatorowi nieruchome, co oznacza, że ​​nie ma potrzeby tworzenia mechanizmów anteny obrotowe.

AMS (automatyczne stacje międzyplanetarne)

Ogromną ilość informacji o różnych obiektach Układu Słonecznego naukowcy otrzymują za pomocą statku kosmicznego wysłanego poza orbitę geocentryczną. Obiekty AMC to planety, asteroidy, komety, a nawet galaktyki dostępne do obserwacji. Zadania, jakie stawiane są takim urządzeniom, wymagają ogromnej wiedzy i wysiłku od inżynierów i badaczy. Misje AWS są ucieleśnieniem postępu technologicznego i jednocześnie jego bodźcem.

załogowy statek kosmiczny

Urządzenia zaprojektowane do dostarczania ludzi do wyznaczonego celu i zwracania ich z powrotem w niczym nie ustępują opisanym typom pod względem technologicznym. Do tego typu należy Vostok-1, na którym odbył swój lot Jurij Gagarin.

Najtrudniejszym zadaniem dla twórców załogowego statku kosmicznego jest zapewnienie bezpieczeństwa załogi podczas powrotu na Ziemię. Istotną częścią tego typu urządzeń jest również system ratownictwa, który może okazać się niezbędny podczas wodowania statku w kosmos za pomocą pojazdu nośnego.

Statki kosmiczne, podobnie jak wszystkie astronautyka, są stale ulepszane. Ostatnio w mediach często można było zobaczyć doniesienia o działalności sondy Rosetta i lądownika Philae. Ucieleśniają wszystkie najnowsze osiągnięcia w dziedzinie budowy statków kosmicznych, obliczania ruchu aparatu i tak dalej. Lądowanie sondy Philae na komecie jest uważane za wydarzenie porównywalne z lotem Gagarina. Najciekawsze jest to, że nie jest to korona możliwości ludzkości. Wciąż czekamy na nowe odkrycia i osiągnięcia zarówno w zakresie eksploracji kosmosu, jak i budowy

Większość z nich koncentruje się w szczelinie między orbitami Marsa i Jowisza, znanej jako pas asteroid. Do tej pory odkryto ponad 600 000 planetoid, ale w rzeczywistości są to miliony. Prawdą jest, że w większości są małe - istnieje tylko dwieście asteroid o średnicach większych niż 100 kilometrów.

Dynamika odkrywania nowych asteroid w okresie od 1980 do 2012 roku.

Ale pas asteroid to nie jedyne miejsce, w którym można znaleźć takie obiekty. Istnieje wiele „rodzin” rozsianych po całym Układzie Słonecznym. Na przykład Centaury, których orbity leżą między Jowiszem a Neptunem, czyli tzw. Asteroidy trojańskie zlokalizowane w pobliżu punktów Lagrange'a L4 i L5 różnych planet. Na przykład na Jowiszu odkryto około 5000 asteroid trojańskich.

Kolor różowy - asteroidy trojańskie Jowisza, pomarańczowy - Centaury, zielony - obiekty pasa Kuipera

Pioneer 10 był pierwszym statkiem kosmicznym, który przekroczył główny pas asteroid. Ale ponieważ w tym czasie nie było wystarczających danych o jego właściwościach i gęstości znajdujących się w nim obiektów, inżynierowie woleli zachować ostrożność i opracowali trajektorię, która utrzymywała urządzenie w maksymalnej możliwej odległości od wszystkich znanych w tamtym czasie asteroid. Pioneer 11, Voyager 1 i Voyager 2 latały na tej samej zasadzie.

Wraz z gromadzeniem wiedzy stało się jasne, że pas asteroid nie stanowi wielkiego zagrożenia dla technologii kosmicznej. Tak, istnieją miliony ciał niebieskich, co wydaje się dużą liczbą - ale tylko do czasu, gdy oszacujesz ilość przestrzeni, jaka przypada na każdy taki obiekt. Niestety, a raczej na szczęście, ale zdjęcia w stylu „Imperium kontratakuje”, gdzie w jednym kadrze widać tysiące asteroid zderzających się ze sobą w spektakularny sposób, nie są bardzo podobne do rzeczywistości.

Po pewnym czasie zmienił się więc paradygmat – jeśli wcześniej statek kosmiczny omijał asteroidy, teraz wręcz przeciwnie, małe planety zaczęto uważać za dodatkowe cele do badań. Zaczęto opracowywać trajektorie pojazdów w taki sposób, aby w miarę możliwości można było podlecieć blisko jakiejś asteroidy.

misje przelotowe

Pierwszym statkiem kosmicznym, który przeleciał w pobliżu asteroidy, był Galileo: w drodze do Jowisza odwiedził 18-kilometrową Gaspra (1991) i 54-kilometrową Ida (1993).

Ten ostatni odkrył 1,5 km satelitę o nazwie Dactyl

W 1999 roku „Deep space 1” przeleciał w pobliżu dwukilometrowej asteroidy Braille'a.

Urządzenie miało sfotografować Braille'a niemal z bliska, ale przez awarię oprogramowania aparat włączył się, gdy już oddalił się od niego na odległość 14 000 kilometrów.

W drodze do Comet Wild sonda Stardust sfotografowała sześciokilometrową asteroidę Annafranc, nazwaną na cześć Anny Frank.

Zdjęcie zostało zrobione z odległości 3000 kilometrów.

Sonda Rosetta, która obecnie zbliża się do komety Czuriumow-Gierasimienko, przeleciała w 2008 roku w odległości 800 kilometrów od 6,5-kilometrowej asteroidy Steins.

W 2009 roku przeszedł na dystansie 3000 kilometrów ze 121 kilometrów Lutetii.

Zauważono w badaniu asteroid i chińskich towarzyszy. Krótko przed końcem świata w 2012 roku ich sonda Chang'e-2 przeleciała w pobliżu asteroidy Tautatis.

Bezpośrednie misje do badania asteroid

Jednak wszystko to były misje przelotowe, w każdej z których badanie asteroid było tylko dodatkiem do głównego zadania. Jeśli chodzi o bezpośrednie misje mające na celu zbadanie asteroid, obecnie jest ich dokładnie trzy.

Pierwszym był NEAR Shoemacker, który pojawił się na rynku w 1996 roku. W 1997 roku urządzenie to przeleciało w pobliżu asteroidy Matylda.

Trzy lata później osiągnął swój główny cel – 34-kilometrową asteroidę Eros.

NEAR Shoemacker badał go z orbity przez rok. Gdy skończyło się paliwo, NASA postanowiła poeksperymentować z nim i spróbować wylądować na asteroidzie, choć bez większych nadziei na sukces, ponieważ urządzenie nie zostało zaprojektowane do takich zadań.
Ku zaskoczeniu inżynierów udało im się zrealizować swój plan. NEAR Shoemacker wylądował na Erosie bez żadnych uszkodzeń, po czym przez kolejne dwa tygodnie przesyłał sygnały z powierzchni asteroidy.

Następną misją była bardzo ambitna japońska Hayabusa, wystrzelona w 2003 roku. Jej celem była asteroida Itokawa: urządzenie miało dolecieć do niej w połowie 2005 roku, wylądować kilka razy, a następnie wystartować z jej powierzchni, lądując przy tym mikrorobot Minerva. A najważniejsze jest pobranie próbek asteroidy i dostarczenie ich na Ziemię w 2007 roku.

Itokawa

Od samego początku wszystko poszło nie tak: rozbłysk słoneczny uszkodził panele słoneczne urządzenia. Napęd jonowy zaczął słabnąć. Podczas pierwszego lądowania Minerwa zaginęła. Podczas drugiego połączenia z urządzeniami zostało całkowicie przerwane. Kiedy została przywrócona, nikt w centrum sterowania nie mógł powiedzieć, czy urządzenie w ogóle zdołało pobrać próbkę gleby.

Z powodu kolejnej awarii w działaniu silników zaczęło się wydawać, że urządzenie już nigdy nie będzie w stanie wrócić na Ziemię. Niemniej jednak, choć z wielkim wysiłkiem i trzy lata później niż termin, kapsuła zjazdowa Hayabusa wróciła do domu. Główną intrygą było to, czy urządzenie zdołało pobrać przynajmniej kilka próbek, czy też siedmioletnia misja została zmarnowana. Na szczęście dla naukowców, Hayabusa dostarczył na Ziemię kilka cząstek Itokawy. Mniej niż planowano, ale wciąż wystarczy na analizę.

I wreszcie misja „Świt”. To urządzenie zostało również wyposażone w silnik jonowy, który na szczęście działał znacznie lepiej niż japoński. Dzięki jonowi Dawn był w stanie osiągnąć to, czego wcześniej nie był w stanie zrobić żaden inny podobny statek kosmiczny - wejść na orbitę ciała niebieskiego, zbadać je, a następnie opuścić i skierować się do innego celu.

A jego cele były bardzo ambitne: dwa najbardziej masywne obiekty pasa asteroid - 530-kilometrowa Westa i prawie 1000-kilometrowa Ceres. To prawda, że ​​po reklasyfikacji Ceres nie jest oficjalnie uważana za asteroidę, ale, podobnie jak Pluton, za planetę karłowatą – ale nie sądzę, aby zmiana nazwy cokolwiek zmieniła w praktyce. „Dawn” został wydany w 2007 roku i dotarł do Westy w 2011 roku po graniu go przez cały rok.

Uważa się, że Westa i Ceres mogą być ostatnimi żyjącymi protoplanetami. Na etapie powstawania Układu Słonecznego w całym Układzie Słonecznym było kilkaset takich formacji - stopniowo zderzały się ze sobą, tworząc większe ciała. Vesta może być jednym z reliktów tej wczesnej epoki.

Świt skierował się następnie na Ceres, do której dotrze w przyszłym roku. Czas więc nazwać rok 2015 rokiem planet karłowatych: po raz pierwszy zobaczymy, jak wyglądają Ceres i Pluton, a okaże się, które z tych ciał zaskoczy więcej.

Przyszłe misje

Jeśli chodzi o przyszłe misje, NASA planuje obecnie misję OSIRIS-REx, która powinna wystartować w 2016 roku, spotykając się z asteroidą Bennu w 2020 roku, pobrać próbkę jej gleby i dostarczyć ją na Ziemię do 2023 roku. Na krótką metę plany ma też japońska agencja kosmiczna, która planuje misję Hayabusa-2, która teoretycznie powinna uwzględniać liczne błędy poprzedniczki.

I wreszcie od kilku lat mówi się o misji załogowej na asteroidę. W szczególności plan NASA polega na przechwyceniu małej asteroidy o średnicy nie większej niż 10 metrów (lub alternatywnie fragmentu dużej asteroidy) i dostarczeniu jej na orbitę księżycową, gdzie będą badane przez astronautów statku kosmicznego Orion .

Oczywiście powodzenie takiego przedsięwzięcia zależy od wielu czynników. Najpierw musisz znaleźć odpowiedni obiekt. Po drugie, stworzyć i opracować technologię przechwytywania i transportu asteroidy. Po trzecie, statek kosmiczny Orion, którego pierwszy lot testowy zaplanowano na koniec tego roku, musi wykazać się niezawodnością. W tej chwili trwają poszukiwania asteroid znajdujących się w pobliżu Ziemi, odpowiednich do takiej misji.

Jednym z możliwych kandydatów do badań jest sześciometrowa asteroida 2011 MD

Jeśli te warunki zostaną spełnione, taka misja załogowa mogłaby wstępnie odbyć się po 2021 roku. Czas pokaże, jak wykonalne będą te wszystkie ambitne plany.