Introducere

Din cursul de fizică, am învățat că pentru ca un corp să devină un satelit artificial al Pământului, trebuie să i se spună o viteză egală cu 8 km/s (I viteza cosmică). Dacă o astfel de viteză este transmisă unui corp într-o direcție orizontală în apropierea suprafeței Pământului, atunci în absența unei atmosfere va deveni un satelit al Pământului, care se rotește în jurul lui pe o orbită circulară.

Doar rachetele spațiale suficient de puternice sunt capabile să comunice o astfel de viteză sateliților. În prezent, mii de sateliți artificiali orbitează Pământul!

Și pentru a ajunge la alte planete, nava spațială trebuie să fie informată cu privire la viteza spațială II, care este de aproximativ 11,6 km/s! De exemplu, pentru a ajunge pe Marte, ceea ce americanii o vor face în curând, trebuie să zburați cu o viteză atât de mare timp de mai bine de opt luni și jumătate! Și asta fără să ia în calcul drumul înapoi pe Pământ.

Care ar trebui să fie structura unei nave spațiale pentru a atinge viteze atât de uriașe, de neimaginat?! Acest subiect m-a interesat foarte mult și am decis să învăț toate subtilitățile designului navelor spațiale. După cum se dovedește, problemele de proiectare practică dau naștere la noi forme de aeronave și necesită dezvoltarea de noi materiale, care la rândul lor creează noi probleme și dezvăluie multe aspecte interesante ale problemelor vechi atât în ​​cercetarea fundamentală, cât și în cea aplicată.

materiale

Baza dezvoltării tehnologiei este cunoașterea proprietăților materialelor. Toate navele spațiale folosesc o varietate de materiale într-o mare varietate de medii.

În ultimii ani, numărul materialelor studiate și caracteristicile care ne interesează a crescut dramatic. Creșterea rapidă a numărului de materiale tehnice utilizate la crearea navelor spațiale, precum și interdependența crescândă a designului navelor spațiale și a proprietăților materialelor sunt ilustrate în tabel. 1. În 1953, aluminiul, magneziul, titanul, oțelul și aliajele speciale erau de interes în primul rând ca materiale pentru aviație. Cinci ani mai târziu, în 1958, au fost utilizate pe scară largă în știința rachetelor. În 1963, fiecare dintre aceste grupe de materiale includea deja sute de combinații de elemente sau componente, iar numărul materialelor de interes a crescut cu câteva mii. În prezent, aproape peste tot sunt necesare materiale noi și îmbunătățite, iar situația este puțin probabil să se schimbe în viitor.

tabelul 1

Materiale utilizate în structurile navelor spațiale

Material
Beriliu
Materiale de management termic
Materiale termoelectrice
Materiale fotovoltaice
Acoperiri de protecție
Ceramică
Materiale armate cu fire
Acoperiri prin suflare (materiale ablative)
Materiale stratificate
Polimeri
Metale refractare
Aliaje speciale
aliaje de titan
aliaje de magneziu
Aliaje de aluminiu

Nevoia de noi cunoștințe în domeniul științei materialelor și tehnologiei materialelor rezonează cu universitățile noastre, companiile private, organizațiile independente de cercetare și diferitele organisme guvernamentale. Tabelul 2 oferă o idee despre natura și domeniul de aplicare al cercetării în curs de desfășurare a NASA asupra noilor materiale. Aceste lucrări includ atât cercetare fundamentală, cât și aplicată. Cele mai mari eforturi sunt concentrate în domeniul cercetării fundamentale în fizica și chimia stării solide. De interes aici sunt structura atomică a materiei, interacțiunile forțelor interatomice, mișcarea atomilor și mai ales influența defectelor proporționale cu dimensiunea atomilor.

masa 2

Programul de cercetare a materialelor

Următoarea categorie include materialele structurale cu rezistență specifică ridicată, cum ar fi titanul, aluminiul și beriliul, aliajele termorezistente și refractare, ceramica și polimerii. Un grup special ar trebui să includă materiale pentru aviația de transport supersonic.

Există un interes din ce în ce mai mare pentru categoria materialelor utilizate în electronică în programul NASA. Cercetările sunt în desfășurare pe supraconductori și lasere. În grupul semiconductorilor sunt studiate atât materialele organice, cât și cele anorganice. De asemenea, se fac cercetări în domeniul termoelectronicii.

În cele din urmă, programul de cercetare a materialelor se încheie cu o considerație foarte generală a utilizării practice a materialelor.

Pentru a arăta potențialele aplicații ale rezultatelor cercetării materialelor în viitor, mă voi concentra pe studii legate de studiul influenței aranjamentului spațial al atomilor asupra proprietăților de frecare ale metalelor.

Dacă ar fi posibilă reducerea frecării dintre suprafețele metalice în contact, atunci acest lucru ar face posibilă îmbunătățirea aproape tuturor tipurilor de mecanisme cu părți mobile. În cele mai multe cazuri, frecarea dintre suprafețele de împerechere este mare și se aplică lubrifiere pentru a o reduce. Cu toate acestea, înțelegerea mecanismului de frecare între suprafețele nelubrifiate este, de asemenea, de mare interes.

Figura 1 prezintă unele dintre rezultatele cercetărilor efectuate la Centrul de Cercetare Lewis. Experimentele au fost efectuate în condiții de vid înalt, deoarece gazele atmosferice poluează suprafețele și le modifică drastic proprietățile de frecare. Prima concluzie importantă este că caracteristicile de frecare ale metalelor pure depind în mare măsură de structura lor atomică naturală (vezi partea stângă a Fig. 1). Când metalele se solidifică, atomii unora formează o rețea spațială hexagonală, în timp ce atomii altora formează una cubică. S-a demonstrat că metalele cu o rețea hexagonală au o frecare mult mai mică decât metalele cu o rețea cubică.

Fig 1. Efectul structurii atomice asupra frecării uscate (fără lubrifiere).

Fig.2. Cerințe pentru materiale rezistente la căldură.

Apoi au fost investigate o serie de metale, atomii cărora se află în vârfurile prismelor hexagonale cu distanțe diferite între bazele lor. Studiile au arătat că frecarea scade odată cu creșterea înălțimii prismelor (vezi partea centrală a Fig. 1). Metalele cu raportul maxim dintre distanța dintre bazele prismelor și distanța dintre fețele laterale au cea mai mică frecare. Acest rezultat experimental este de acord cu concluziile teoriei deformarii metalelor.

În etapa următoare, a fost ales ca obiect de studiu titanul, despre care se știe că are o structură hexagonală și caracteristici de frecare slabe. Pentru a îmbunătăți caracteristicile de frecare ale titanului, au început să studieze aliajele sale cu alte metale, a căror prezență ar fi trebuit să mărească dimensiunea rețelelor atomice. După cum era de așteptat, odată cu creșterea distanței dintre bazele prismelor, frecarea a scăzut brusc (vezi partea dreaptă a Fig. 1). Experimente suplimentare sunt în curs de desfășurare pentru a îmbunătăți în continuare proprietățile aliajelor de titan. De exemplu, putem „comanda” aliajul, i.e. folosind tratamentul termic pentru a aranja atomii diferitelor elemente într-un mod mai adecvat și pentru a explora modul în care acest lucru va afecta frecarea. Noile progrese în acest domeniu vor crește fiabilitatea mașinilor cu piese rotative și, probabil, vor deschide posibilități mari în viitor.

Deși poate părea că am făcut progrese mari în ultima perioadă în dezvoltarea materialelor rezistente la căldură, progresele în explorarea spațiului în următorii 35 de ani vor fi strâns legate de dezvoltarea de noi materiale care pot funcționa la temperaturi ridicate timp de multe ore și în unele cazuri şi ani.

Figura 2 arată cât de important este acest lucru. Axa y arată timpul de funcționare în ore, iar abscisa arată temperatura de funcționare în grade Celsius. În zona umbrită de la 1100 la 3300°C, singurele materiale metalice care pot fi utilizate sunt metalele refractare. Pe axa y, linia orizontală marchează durata de lucru egală cu un an. Zona parametrilor de funcționare ai unui motor de rachetă nucleară este limitată de temperaturi de la 2100 la 3200 ° C și durata de funcționare de la 15 minute la 6 ore. (Aceste cifre sunt foarte aproximative și sunt date doar ca ghid pentru determinarea limitelor parametrilor de funcționare.)

Zona cu inscripția „avion hipersonic” caracterizează condițiile de funcționare ale materialelor pielii. Acest lucru necesită o durată mult mai mare de muncă. Pentru vehiculele spațiale reutilizabile, sunt cotați timpi de funcționare de doar 60 până la 80 de ore, dar, în realitate, pot fi necesari timpi de funcționare de ordinul a mii de ore în intervalul de temperatură de la 1320 la 1650 ° C și mai mult.

Conform Fig. 2, se poate aprecia importanța metalelor refractare pentru rezolvarea problemelor puse de programul de explorare spațială. Unele dintre aceste materiale sunt deja în uz și sunt sigur că vor fi îmbunătățite și vor deveni și mai importante în timp.

Se aude uneori că tehnologia modernă a materialelor nu este cu adevărat o știință, ci mai degrabă o artă foarte dezvoltată. Poate că acest lucru este parțial adevărat, dar sunt sigur că știința și tehnologia materialelor au atins deja un nivel foarte înalt de dezvoltare și vor juca un rol important în viața țării noastre.

Structuri de nave spațiale

Să ne întoarcem acum la problemele de proiectare a navelor spațiale. Figura 3 prezintă principalele probleme de proiectare care apar în proiectarea vehiculelor de lansare și navelor spațiale moderne. Acestea includ: sarcini care acționează asupra structurii, dinamica zborului și mecanică; dezvoltarea structurilor care pot rezista la sarcini termice mari; protecția împotriva efectelor condițiilor spațiului cosmic, precum și dezvoltarea de noi modele și combinații de materiale pentru aplicații viitoare.

Fig.3. Structuri de nave spațiale.

Dezvoltarea proiectelor de nave spațiale este încă într-un stadiu incipient de dezvoltare și se bazează pe experiența de proiectare a aeronavelor și a rachetelor balistice. Din fig. 4 rezultă că vehiculele mari de lansare moderne sunt în multe privințe legate de rachetele balistice. Caracteristicile distinctive ale configurațiilor lor includ o alungire mare, care reduce rezistența atmosferică și un volum mare ocupat de combustibil. Greutatea propulsorului poate fi de la 85 la 90% din greutatea de lansare a vehiculului de lansare. Greutatea specifică a structurii este foarte mică, deci este în esență o carcasă flexibilă cu pereți subțiri. Având în vedere costul ridicat de astăzi pe unitatea de greutate a unei sarcini utile lansate pe orbită sau a unei traiecții de zbor către Lună și planete, este deosebit de benefic să se reducă greutatea structurii principale la un minim acceptabil. Problemele de proiectare sunt și mai acute în cazul utilizării hidrogenului lichid și oxigenului ca componente de combustibil, care au o greutate specifică scăzută, drept urmare este nevoie de volume mari pentru plasarea combustibilului.

Fig.4. Vehicule mari de lansare.

Proiectantul viitoarelor vehicule de lansare se va confrunta cu multe noi provocări. Este posibil ca vehiculele de lansare să fie mai mari, mai complexe și mai scumpe. Pentru a le folosi în mod repetat, fără costuri mari pentru transportul de retur sau reparații, vor trebui rezolvate probleme importante de proiectare și tehnologie a materialelor.

Cerințele neobișnuite pentru diferite tipuri de nave spațiale ale viitorului au intensificat deja căutarea de noi tipuri de design și procese de fabricație.

Cerințele de protecție împotriva pericolelor care ne așteaptă în spațiul cosmic, precum meteoriții, radiațiile dure și termice, intensifică foarte mult cercetările efectuate cu scopul de a crea modele de nave spațiale. De exemplu, în timpul depozitării pe termen lung a hidrogenului lichid și a altor lichide criogenice în spațiul cosmic, scurgerea componentelor combustibilului prin sistemul de drenaj și găurile de meteorit din rezervoarele de combustibil ar trebui practic excluse. S-au înregistrat progrese semnificative în dezvoltarea materialelor izolatoare cu conductivitate termică excepțional de scăzută. Acum este posibil să se asigure stocarea combustibilului în timpul petrecut pe rampa de lansare și a mai multor revoluții în jurul Pământului. Cu toate acestea, în timpul depozitării pe termen lung în spațiul cosmic pentru o perioadă de până la un an, apare o problemă foarte complexă asociată cu afluxul de căldură prin elementele structurale ale rezervoarelor și conductelor.

Alte probleme ale zborului spațial, precum problema plierii navelor spațiale mari sau a unor părți ale acestora în procesul de lansare pe orbită și apoi asamblarea lor în spațiul cosmic, vor necesita, de asemenea, noi soluții de proiectare. În același timp, nici forțele gravitaționale, nici cele aerodinamice nu acționează asupra navei spațiale în timpul zborului în spațiu, ceea ce extinde gama de soluții posibile de proiectare. Figura 5 prezintă un exemplu de soluție de proiectare neobișnuită, posibilă numai în spațiul cosmic. Aceasta este una dintre opțiunile pentru un radiotelescop orbitant, care este mult mai mare decât cele care ar putea fi furnizate pe Pământ.

Astfel de dispozitive sunt necesare pentru a studia emisia radio naturală a stelelor, galaxiilor și altor obiecte cerești. Una dintre benzile de frecvență radio de interes pentru astronomi se află în intervalul de 10 MHz și mai jos. Undele radio cu această frecvență nu trec prin ionosfera pământului. Sunt necesare antene orbitale extrem de mari pentru a recepționa emisii radio de joasă frecvență. Partea stângă a figurii 5 arată dependența diametrului antenei de frecvența radiației recepționate. Se poate observa că odată cu scăderea frecvenței, diametrul antenei crește, iar pentru a recepționa unde radio cu o frecvență mai mică de 10 MHz sunt necesare antene cu un diametru mai mare de 1,5 km.

Figura 5. Modele noi. antene orbitale.

O antenă de această dimensiune nu poate fi pusă pe orbită, iar greutatea ei, folosind principiile convenționale de proiectare, va depăși cu mult capacitățile celor mai mari vehicule de lansare. Chiar și ținând cont de absența gravitației, proiectarea unor astfel de antene prezintă mari dificultăți. De exemplu, dacă reflectorul antenei este fabricat din folie solidă de aluminiu cu o grosime de numai 0,038 mm, atunci greutatea materialului de suprafață cu un diametru al antenei de 1,6 km va fi de 214 tone.Din fericire, datorită frecvenței scăzute a recepției emisie radio, suprafața antenei poate fi făcută grătar. Progresele recente în domeniul modelelor mari ajurate permit ca zăbrelele să fie realizate din fire subțiri. În acest caz, materialul care formează suprafața antenei va cântări de la 90 la 140 kg. Acest design vă va permite să puneți antena pe orbită și apoi să o asamblați. În același timp, este posibil să se asigure o ambalare densă a antenei împreună cu sistemele de stabilizare și alimentare cu energie.

Radiațiile dure din spațiul cosmic vor continua să fie principalul factor distructiv pentru navele spațiale lansate în spațiu. Această distrugere se datorează în parte bombardării navelor spațiale de către protoni de înaltă energie din centurile de radiații, precum și erupțiilor solare. Studiul efectelor care decurg dintr-un astfel de bombardament indică necesitatea studierii esenței mecanismelor de distrugere și determinarea caracteristicilor materialelor utilizate ca ecrane de protecție.

Fig.6. Noi principii de screening.
1 - bobine supraconductoare; 2 - câmp magnetic; 3 - sarcina pozitiva a navei spatiale; 4 - ecran absorbant; 5 - protectie cu plasma.

Dezvoltarea de noi metode de protecție ar trebui să includă și studiul posibilității de ecranare cu ajutorul magneților supraconductori, ceea ce va face posibilă reducerea semnificativă a greutății dispozitivelor de protecție și, prin urmare, creșterea sarcinii utile a navelor spațiale destinate zborurilor pe termen lung. .

Figura 6 ilustrează această nouă idee, numită ecranare cu plasmă. O combinație de câmpuri magnetice și electrostatice este utilizată pentru a devia particulele încărcate, cum ar fi protonii și electronii. Baza protecției cu plasmă este câmpul magnetic generat de bobinele supraconductoare relativ ușoare, care înconjoară întregul aparat. Pe stațiile spațiale toroidale, echipajul și echipamentul sunt situate într-o zonă cu intensitate scăzută a câmpului magnetic. Nava spațială este încărcată pozitiv prin injectarea de electroni în câmpul magnetic din jur. Acești electroni poartă o sarcină negativă egală ca mărime cu sarcina pozitivă a navei spațiale. Protonii care poartă o sarcină pozitivă din spațiul exterior din jurul aparatului vor fi respinși de sarcina pozitivă a aparatului. Electronii care se deplasează în spațiul din jurul aparatului ar putea descărca câmpul electrostatic, dar acest lucru este împiedicat de un câmp magnetic care le îndoaie traiectoriile.

Dependența greutății unor astfel de sisteme de protecție de volumul navei spațiale este prezentată grafic în partea inferioară a Fig.6. Pentru comparație, sunt date greutățile corespunzătoare ale ecranului de protecție, care este un strat de material pe calea radiației. Deoarece este necesar un câmp magnetic de intensitate foarte moderată pentru a controla mișcarea fluxului de electroni, greutatea scutului cu plasmă în cazuri tipice va fi de aproximativ 1/20 din greutatea unui ecran de absorbție convențional.

Deși ideea de ecranare cu plasmă este promițătoare, există încă multe incertitudini asociate cu funcționarea sa în spațiul cosmic. În acest sens, sunt în curs de desfășurare studii teoretice și experimentale privind posibila instabilitate a norului de electroni sau interacțiunea cu praful și plasma cosmică. Până acum, nu au fost descoperite dificultăți fundamentale și se poate spera că radiația cosmică poate fi contracarată cu ecranare cu plasmă, ale cărei caracteristici de greutate vor fi mult mai bune decât cele ale altor tipuri de ecranare.

Intrarea în atmosferă

Să ne întoarcem acum la problema intrării navelor spațiale în atmosfera Pământului și a altor planete. Principala dificultate aici, desigur, este protecția împotriva fluxurilor de căldură care apar în timpul intrării în atmosferă. Energia cinetică colosală a navei spațiale trebuie convertită în alte forme de energie, în principal mecanică și termică, altfel aparatul fie se va arde, fie se va deteriora. Vitezele de intrare ale navelor spațiale variază între 7,6 și 18,3 km/s. La viteze mai mici, partea principală a fluxului de căldură este fluxul de căldură convectiv, dar la viteze peste ~ 12,2 km/s, fluxul de radiație de căldură de la șocul arcului începe să joace un rol important. Materialele moderne de ecranare termică sunt eficiente până la viteze de ~ 11 km/s pe vehiculele cu un raport de ridicare/deplasare scăzut, cu toate acestea, la viteze de intrare de la 15,2 la 18,3 km/s, sunt necesare materiale noi.

Fig. 7 ajută la înțelegerea de ce în viitor, pentru rezolvarea problemelor de reintrare în atmosfera navelor spațiale cu echipaj, vehiculele capabile să dezvolte o portanță semnificativă vor fi de mare interes. Axa y arată raportul de ridicare la tragere L/D (calitate aerodinamică) la viteze hipersonice, iar abscisa arată viteza de intrare. Primele semne ale unei tendințe de creștere a raportului lift-to-drag sunt văzute în exemplul navelor spațiale Mercur, Gemeni și Apollo. În viitor, zborurile orbitale în jurul Pământului sunt de așteptat să atingă înălțimea orbitelor sincrone. Navele care intră în atmosfera terestră din această regiune a spațiului cosmic vor avea viteze de până la 10,4 km/sec (în Fig. 7, linia verticală numită „Orbite sincrone”).

Vitezele de intrare ale navelor spațiale cu echipaj care se întorc de pe alte planete, cum ar fi Marte, sunt mult mai mari. Cu o alegere corectă a timpului de lansare și utilizarea gravitației lui Venus, acestea ajung la 12,2 - 13,7 km/s, în timp ce cu o întoarcere directă de pe Marte, vitezele depășesc 15,2 km/s. Interesul pentru astfel de viteze mari de reintrare este legat de flexibilitatea mai mare a metodei de întoarcere direct de pe planetă.

Figura 7. Tendințe spre creșterea calității aerodinamice a navelor spațiale și a vitezei de intrare în atmosfera Pământului.

Pentru a menține în limite rezonabile supraîncărcările suferite de echipajul navei spațiale la viteze atât de mari de intrare, este necesară creșterea forței de ridicare aerodinamică în comparație cu nava spațială Apollo. În plus, o creștere a liftului (mai corect, raportul lift-to-drag L/D) la viteze mari va extinde coridoarele de intrare permise, care se îngustează la zero pentru vehiculele cu coborâre balistică. Odată cu creșterea portanței, crește și precizia manevrei și aterizării. Una dintre cele mai importante faze ale zborului unei nave spațiale cu suspensie este abordarea aterizării și aterizarea în sine. Caracteristicile de zbor ale navelor spațiale cu portanță la viteze mici sunt atât de diferite de cele ale aeronavelor convenționale încât două aeronave, prezentate în Fig. 8, au trebuit să fie construite pentru a le studia. Unitatea superioară are indexul HL-10, iar cea inferioară M2-F2.

Orez. 8. Vehicule aeropurtate de cercetare HL-10 și M2-F2.

Aceste dispozitive ar trebui să fie ridicate la o înălțime de aproximativ 14 km cu ajutorul aeronavelor B-52 și aruncate la viteze de zbor corespunzătoare unui număr Mach de până la 0,8. Vehiculele HL-10 și M2-F2 sunt echipate cu motoare rachete mici cu peroxid de hidrogen, care permit simularea raportului variabil de ridicare/tragere. Cu aceste motoare, este posibil să se varieze unghiul de înclinare a traiectoriei în timpul apropierii de aterizare, precum și marja de stabilitate statică, pentru a determina caracteristicile optime de zbor ale viitoarelor nave spațiale cu echipaj cu o configurație similară. Navele de această formă vor avea o greutate apropiată de greutatea navei spațiale a viitorului. Și o navă similară cu aceste modele de nave spațiale a fost deja creată, aceasta este nava spațială orbitală Shuttle.

Naveta spatiala

Nava spațială orbitală „Shuttle” este capabilă să zboare în atmosfera Pământului la viteze hipersonice. Aripile aparatului au un cadru multi-spar; cockpit monococă ranforsat, ca aripi, din aliaj de aluminiu. Ușile compartimentului de marfă sunt realizate din material compozit grafit-epoxi. Protecția termică a dispozitivului este asigurată de câteva mii de plăci ceramice ușoare, care acoperă părți ale suprafeței expuse fluxurilor mari de căldură.

Observații finale

Am încercat să ofer o scurtă privire de ansamblu asupra progreselor recente în dezvoltarea de noi materiale, structuri și tehnici pentru reintrarea navelor spațiale. Acest lucru a făcut posibilă indicarea unor direcții pentru cercetări viitoare. Și se pare că eu însumi am învățat puțin despre problemele explorării spațiului cu ajutorul navelor spațiale în stadiul actual al dezvoltării umane.

Într-un oraș mic, pierdut în regiunea deșertică din California, un amator singuratic necunoscut încearcă să concureze cu miliardari și corporații de renume mondial pentru dreptul de a construi nave spațiale pentru a trimite marfă pe orbita joasă a Pământului. Nu are suficienți asistenți și nu suficiente resurse. Dar, în ciuda tuturor dificultăților, el își va duce munca până la capăt.

Dave Masten se uită la ecranul computerului său. Degetul lui a plutit un moment peste butonul mouse-ului. Dave știe că este pe cale să deschidă o scrisoare de la agenția DARPA, iar această scrisoare îi va schimba viața, indiferent ce spune. Fie va primi finanțare, fie va fi forțat să renunțe la visul său pentru totdeauna.

Două știri

Acesta este un adevărat punct de cotitură, deoarece în joc este participarea la programul XS-1, finanțat de DARPA, care își propune să construiască un avion spațial fără pilot reutilizabil, care să reziste la zece lansări în zece zile, să accelereze la viteze de peste 10 M și, cu cu ajutorul unei etape suplimentare, livrați la minim o sarcină utilă care cântărește mai mult de 1,5 tone. În același timp, costul fiecărei lansări nu ar trebui să depășească 5 milioane de dolari. Dave Masten - eternul outsider, un refugiat din Silicon Valley, un antreprenor pustnic în industria spațială - nu a fost niciodată atât de aproape de a crea un sistem spațial complet, ca de data aceasta. Dacă compania sa devine unul dintre cei trei participanți la proiectul XS-1, Dave va primi imediat un grant de 3 milioane de dolari și injecții financiare suplimentare anul viitor. Iar costul viitorului contract poate depăși 140 de milioane de dolari!

În caz de refuz, compania lui Dave va rămâne o firmă mică necunoscută, trăgând o existență mizerabilă și prețuind visul fragil de a construi nave spațiale orbitale. Dar, și mai rău, o ocazie rară de a realiza ideea lui Masten va fi ratată. Programele de zbor spațial de stat au favorizat istoric (de fapt, aceasta era o cerință) nave spațiale care necesită un aerodrom sau o parașută uriașă pentru a ateriza. Masten a propus o rachetă de decolare verticală și de aterizare verticală, una care nu ar necesita nici o bandă de aterizare, nici o parașută pentru a se întoarce pe Pământ. Programul XS-1 a prezentat o șansă bună de a implementa această idee, dar dacă norocul se întoarce brusc și șansa de a participa la el cade în sarcina altuia, atunci cine știe dacă guvernul va deschide noi surse de finanțare în viitor.

Deci, un e-mail, două căi complet diferite, dintre care una duce direct în spațiu. Masten dă clic pe mouse și începe să citească - încet, adâncind în fiecare cuvânt. Când termină, se îndreaptă către inginerii adunați în spatele lui și cu fața dreaptă anunță: „Am două vești, bune și rele. Vestea bună este că am fost selectați să participăm la XS-1! Vestea proastă este că am fost selecționați pentru XS-1.”

Clusterul spațialului

Terenul din nordul deșertului Mojave amintește mai mult de scene dintr-un film dezastru: benzinării abandonate, pictate cu graffiti și drumuri sparte, pe care se găsesc pe alocuri cadavre de animale doborâte, nu fac decât să întărească această impresie. Munți care se etalează la orizont în depărtare, căldura neiertă a soarelui și cerul albastru fără nori aparent fără sfârșit.

Cu toate acestea, acest gol confuz este înșelător: în vestul Statelor Unite, baza Edwards Air Force (R-2508) este principalul teren de testare din țară. 50.000 de kilometri pătrați de spațiu aerian închis sunt tăiați din când în când de avioanele de luptă. Aici, în urmă cu 68 de ani, Chuck Yeager a devenit primul aviator care a depășit viteza sunetului în zborul la nivel controlat.

Cu toate acestea, interzicerea zborurilor cu jet de pasageri și cu jet privat nu se aplică rezidenților portului aerospațial Mojave din apropiere, care a fost desemnat primul port spațial comercial al țării în 2004. Masten s-a mutat aici și în același an, imediat după ce startup-ul pentru care lucra ca inginer software a fost cumpărat de gigantul de comunicații Cisco Systems. Dintre câteva clădiri libere oferite lui Dave când s-a mutat, Dave a ales o cazarmă abandonată a Marinei, construită în anii 1940. Clădirea avea mare nevoie de reparații: acoperișul curgea, iar pereții și colțurile erau împodobite gros cu pânze de păianjen. Pentru Dave, acesta era locul perfect: datorită tavanelor înalte de șase metri, toate aeronavele pe care el și cei trei angajați ai săi le construiau la acea vreme puteau încăpea aici. Un alt plus a fost capacitatea de a stabili mai multe site-uri de lansare și de a efectua lansări de testare de la acestea.

Timp de câțiva ani, Masten Space Systems a fost cunoscut doar de câțiva experți în tehnologie spațială și de câțiva vecini rezidenți ai portului spațial, inclusiv de giganți consacrați din industrie, cum ar fi Scaled Composites, care a inițiat investiții private în spațiu, Virgin Galactic lui Richard Branson și Vulcan Stratolaunch Systems Paul. Allen. Hangarele lor spațioase sunt literalmente pline de echipamente sofisticate care costă mai mult decât întregul MSS asamblat. Cu toate acestea, o astfel de competiție nu a împiedicat creația lui Masten în 2009 să câștige 1 milion de dolari într-o competiție găzduită de NASA pentru construirea unui aterizare lunar. După aceea, brusc au început să vorbească despre companie, iar Dave a început să primească comenzi - pe lângă NASA, rachetele sale au început să fie populare la universitățile celebre din țară și chiar în Ministerul Apărării - pentru experimente științifice la altitudine mare și cercetare.

Machetă pe computer a navei spațiale XS-1 VTOL proiectată de Masten Space Systems

După includerea oficială în programul XS-1, autoritatea MSS a devenit și mai puternică - în competiție cu Boeing Corporation și marea companie militar-industrială Northrop Grumman, Masten arăta foarte solid. Pe lângă acești giganți din industrie, Blue Origin, o companie aerospațială privată deținută de Jeff Bezos, este implicată în proiect printr-un parteneriat cu Boeing, precum și deja menționate Scaled Composites și Virgin Galactic, colaborând cu Northrop Grumman. MSS însăși a decis să își unească forțele cu o altă companie mică din Mojave - XCOR Aerospace. Așadar, în cursa pentru a crea un camion spațial reutilizabil, Dave a trebuit să se ciocnească cu cele mai venerabile și bine dotate corporații. Au mai rămas doar treisprezece luni până la următoarea etapă - evaluarea rezultatelor intermediare și decizia privind finanțarea ulterioară.

Mai bine decât Boeing

Clădirea MSS este în aceeași stare ca atunci când a fost ocupată de Masten. Acoperișul încă curge și te poți împiedica accidental de un păianjen otrăvitor. Există cutii de instrumente în jurul perimetrului. În afară de bannere cu numele companiei, o tablă acoperită cu ecuații și un steag american, nu este nimic pe pereți. Centrul hangarului este ocupat de racheta Xaero-B, care se sprijină pe patru picioare metalice, deasupra cărora se află două rezervoare sferice volumetrice. Unul dintre ele este umplut cu alcool izopropilic, celălalt este umplut cu oxigen lichid. Puțin mai sus într-un cerc sunt rezervoare suplimentare cu heliu. Sunt necesare pentru funcționarea motoarelor sistemului de control cu ​​reacție, concepute pentru a controla poziția spațială a navei. Motorul din partea de jos a rachetei este montat într-un cardan pentru a menține această structură ciudată, asemănătoare unei insecte, orientabilă.

Mai mulți angajați sunt ocupați să pregătească Xaero-B pentru un experiment comun cu Universitatea din Colorado (Boulder, SUA), în care este planificat să testeze dacă nava poate comunica cu telescoape de la sol și să participe la căutarea exoplanetelor.

Compania lui Masten atrage un anumit tip de inginer mecanic care este un adevărat fan al meșteșugului său. „Am făcut un stagiu la Boeing în departamentul de motoare pentru 777”, spune inginerul Kyle Nyberg, în vârstă de 26 de ani. Boeing este o companie foarte bună. Dar să fiu sincer, nu-mi place să stau toată ziua la birou. Mi-am imaginat că următorii 40 de ani din viața mea vor merge așa și m-am speriat foarte tare. La o companie privată mică precum MSS, inginerii pot experimenta o întreagă gamă de emoții atunci când își pun în aplicare ideile - de la euforie până la dezamăgire totală. Rar vezi asta nicăieri.”

Alimentare la punctul Lagrange

Obiectivul principal al lui Masten a fost întotdeauna crearea unei rachete concepute pentru a transporta marfă, nu astronauți, un fel de „cal de bătaie”. Astfel de nave vor fi cu siguranță necesare, de exemplu, pentru a transporta oxigen și hidrogen de pe suprafața lunară la o benzinărie, care va fi amplasată într-o zi într-unul dintre punctele Lagrange dintre Pământ și Lună. De aceea, Masten stabilește în dezvoltarea sa principiul decolării și aterizării verticale. „Acesta este singurul mod în care știu că va funcționa pe suprafața oricărui corp solid din sistemul solar”, explică el. „Nu poți ateriza un avion sau o navetă pe Lună!”

În plus, VTOL facilitează reutilizarea navei spațiale. Unele dintre rachetele lui Masten au efectuat deja câteva sute de zboruri, iar pregătirile pentru o relansare nu durează mai mult de o zi. În conformitate cu termenii programului XS-1, trebuie să faceți zece lansări în zece zile - pentru MSS acest lucru a fost de mult obișnuit. Aici Dave este cu mult înaintea concurenților săi, care nu au reușit încă să facă asta nici măcar o dată.

Smerenie și sârguință

Așadar, DARPA a anunțat că toți cei trei participanți la programul XS-1 au fost admiși în Faza 1B, pentru care fiecare companie va primi 6 milioane USD în plus. Sarcinile principale ale Fazei 1 au fost să efectueze lucrări de proiectare și să pregătească infrastructura - cu alte cuvinte, a fost necesar să se demonstreze că firma va putea lucra în XS-1. În faza 1B, participanții trebuie să treacă la probe, să colecteze date relevante și să continue să perfecționeze designul pentru a arăta cum plănuiesc să atingă obiectivul final. Rezultatele fazei 1B sunt programate vara viitoare, primul zbor al XS-1 pe orbită fiind programat pentru 2018.

Indiferent de rezultatul acestei competiții, chiar faptul că Dave a reușit să ajungă atât de departe ar putea da peste cap industria proiectelor spațiale private. „Acesta este o schimbare de joc”, a spus Hannah Kerner, director executiv al Fundației Space Frontier și fost inginer NASA. „DARPA nu numai că a oferit companiilor private oportunitatea de a participa la programul spațial al guvernului, dar a recunoscut și companiile mici emergente ca jucători potențial serioși”. Chiar dacă uitați de participarea la XS-1 pentru un moment, MSS este încă dificil să apelați o companie din exterior. În august, a deschis un nou birou la Cape Canaveral, un centru spațial din Florida care a început recent să funcționeze ca un hub pentru lansările spațiale comerciale. În același centru de afaceri, situat lângă Centrul Spațial Kennedy, se află biroul SpaceX.

În ciuda acestui fapt, MSS are încă lipsă de oameni și resurse și este încă un grup de ingineri romantici care forează, ciocanesc și lipează în hangarul lor de lângă marile companii bogate. Și involuntar începi să le înrădăcini - vrei ca ei să reușească.

„Cred că cu siguranță vom concura cu concurenții noștri,” - asta este tot ceea ce Masten a răspuns la întrebarea despre șansele de succes la XS-1. Nu vede niciun motiv să promită munți de aur, deși mulți dintre colegii săi din magazin au devenit deja un obicei. Mulți reușesc pentru că pot vorbi frumos. Dave nu este unul dintre ei - este calm, muncitor, modest, dar la fel ca rivalii săi, este dornic cu pasiune să-și realizeze ideile.

Astăzi, zborurile spațiale nu aparțin poveștilor fantastice, dar, din păcate, o navă spațială modernă este încă foarte diferită de cele prezentate în filme.

Acest articol este destinat persoanelor peste 18 ani.

Ai deja peste 18 ani?

nave spațiale rusești și

Navele spațiale ale viitorului

Nava spațială: ce este

Pe

Navă spațială, cum funcționează?

Masa navelor spațiale moderne este direct legată de cât de sus zboară. Sarcina principală a navelor spațiale cu echipaj este siguranța.

Vehiculul de coborâre SOYUZ a devenit prima serie spațială a Uniunii Sovietice. În această perioadă, a avut loc o cursă a înarmărilor între URSS și SUA. Dacă comparăm dimensiunea și abordarea problemei construcției, atunci conducerea URSS a făcut totul pentru cucerirea rapidă a spațiului. Este clar de ce dispozitive similare nu sunt construite astăzi. Este puțin probabil ca cineva să se angajeze să construiască după o schemă în care nu există spațiu personal pentru astronauți. Navele spațiale moderne sunt echipate atât cu camere de odihnă pentru echipaj, cât și cu o capsulă de coborâre, a cărei sarcină principală este să o facă cât mai moale în momentul în care se efectuează aterizarea.

Prima navă spațială: istoria creației

Ciolkovski este considerat pe bună dreptate părintele astronauticii. Pe baza învățăturilor sale, Goddrad a construit un motor de rachetă.

Oamenii de știință care au lucrat în Uniunea Sovietică au fost primii care au proiectat și lansat un satelit artificial. De asemenea, au fost primii care au inventat posibilitatea lansării unei creaturi vii în spațiu. Statele sunt conștiente de faptul că Uniunea a fost prima care a creat o aeronavă capabilă să meargă în spațiu cu o persoană. Părintele științei rachetelor se numește pe bună dreptate Korolev, care a intrat în istorie drept cel care și-a dat seama cum să depășească gravitația și a fost capabil să creeze prima navă spațială cu echipaj. Astăzi, chiar și copiii știu în ce an a fost lansată prima navă cu o persoană la bord, dar puțini oameni își amintesc de contribuția Reginei la acest proces.

Echipajul și siguranța lor în timpul zborului

Sarcina principală astăzi este siguranța echipajului, deoarece petrec mult timp la altitudinea de zbor. Când construiți o aeronavă, este important din ce metal este făcută. Următoarele tipuri de metale sunt utilizate în știința rachetelor:

1. Aluminiu - vă permite să măriți semnificativ dimensiunea navei spațiale, deoarece este ușoară.
2. Fier - face față perfect tuturor sarcinilor de pe carena navei.
3. Cuprul are o conductivitate termică ridicată.
4. Argint - leagă în mod fiabil cuprul și oțelul.
5. Rezervoarele pentru oxigen lichid și hidrogen sunt fabricate din aliaje de titan.

Un sistem modern de susținere a vieții vă permite să creați o atmosferă familiară pentru o persoană. Mulți băieți văd cum zboară în spațiu, uitând de supraîncărcarea foarte mare a astronautului la început.

Cea mai mare navă spațială din lume

Printre navele de război, luptătorii și interceptori sunt foarte populari. O navă de marfă modernă are următoarea clasificare:

1. Sonda este o navă de cercetare.
2. Capsula - compartiment de marfă pentru operațiunile de livrare sau salvare a echipajului.
3. Modulul este lansat pe orbită de un transportator fără pilot. Modulele moderne sunt împărțite în 3 categorii.
4. Rachetă. Prototipul pentru creație a fost dezvoltarea militară.
5. Navetă - structuri reutilizabile pentru livrarea mărfurilor necesare.
6. Stațiile sunt cele mai mari nave spațiale. Astăzi, nu numai rușii, ci și francezi, chinezi și alții se află în spațiul cosmic.

Buran - o navă spațială care a intrat în istorie

Vostok a fost prima navă spațială care a mers în spațiu. După Federația de Știință a Rachetelor din URSS, a început producția de nave Soyuz. Mult mai târziu, Clippers și Rus au început să fie produse. Federația își pune mari speranțe în toate aceste proiecte cu echipaj.

În 1960, nava spațială Vostok, prin zborul său, a dovedit posibilitatea ca omul să intre în spațiu. Pe 12 aprilie 1961, Vostok 1 a orbitat în jurul Pământului. Dar întrebarea cine a zburat pe nava Vostok 1, din anumite motive, provoacă dificultăți. Poate că adevărul este că pur și simplu nu știm că Gagarin și-a făcut primul zbor pe această navă? În același an, pentru prima dată, nava spațială Vostok 2 a intrat pe orbită, în care se aflau doi cosmonauți deodată, dintre care unul a depășit nava în spațiu. A fost progres. Și deja în 1965 Voskhod 2 a putut să meargă în spațiul cosmic. S-a filmat istoria navei Sunrise 2.

Vostok 3 a stabilit un nou record mondial pentru cel mai lung timp petrecut de o navă în spațiu. Ultima navă din serie a fost Vostok 6.

Naveta americană din seria Apollo a deschis noi orizonturi. La urma urmei, în 1968, Apollo 11 a fost primul care a aterizat pe Lună. Astăzi există mai multe proiecte pentru dezvoltarea avioanelor spațiale ale viitorului, precum Hermes și Columb.

Salyut este o serie de stații spațiale interorbitale ale Uniunii Sovietice. Salyut 7 este cunoscut pentru că s-a prăbușit.

Următoarea navă spațială, a cărei istorie prezintă interes, a fost Buran, apropo, mă întreb unde este acum. În 1988 a efectuat primul și ultimul zbor. După analize și transporturi repetate, calea de mișcare a lui Buran a fost pierdută. Ultima locație cunoscută a navei spațiale Buran este în Soci, lucrările la ea au fost suspendate. Cu toate acestea, furtuna din jurul acestui proiect nu s-a potolit încă, iar soarta ulterioară a proiectului abandonat Buran este de interes pentru mulți. Și la Moscova, un complex muzeal interactiv a fost creat în interiorul modelului navei spațiale Buran de la VDNKh.

Gemeni - o serie de nave ale designerilor americani. Au înlocuit proiectul Mercur și au reușit să facă o spirală pe orbită.

Navele americane cu numele Space Shuttle au devenit un fel de navete, efectuând peste 100 de zboruri între obiecte. A doua Navetă Spațială a fost Challenger.

Nu se poate decât să fie interesat de istoria planetei Nibiru, care este recunoscută ca navă gardian. Nibiru s-a apropiat deja de două ori de o distanță periculoasă de Pământ, dar de ambele ori ciocnirea a fost evitată.

Dragon este o navă spațială care ar fi trebuit să zboare pe planeta Marte în 2018. În 2014, federația, invocând caracteristicile tehnice și starea navei Dragon, a amânat lansarea. Nu cu mult timp în urmă, s-a întâmplat un alt eveniment: compania Boeing a făcut o declarație că a început și lucrările de dezvoltare pentru crearea unui rover.

Primul break reutilizabil din istorie urma să fie un aparat numit Zarya. Zarya este prima dezvoltare a unei nave de transport reutilizabile, asupra căreia federația avea speranțe foarte mari.

O descoperire este posibilitatea utilizării instalațiilor nucleare în spațiu. În aceste scopuri au început lucrările la modulul transport și energie. În paralel, sunt în curs de dezvoltare proiectul Prometheus - un reactor nuclear compact pentru rachete și nave spațiale.

Shenzhou 11 din China a fost lansat în 2016 cu doi astronauți pentru a petrece 33 de zile în spațiu.

Viteza navei spațiale (km/h)

Viteza minimă cu care poți intra pe orbită în jurul Pământului este de 8 km/s. Astăzi nu este nevoie să dezvoltăm cea mai rapidă navă din lume, deoarece ne aflăm chiar la începutul spațiului cosmic. La urma urmei, înălțimea maximă pe care am putea-o atinge în spațiu este de doar 500 km. Recordul pentru cea mai rapidă mișcare în spațiu a fost stabilit în 1969, iar până acum nu a fost posibil să-l doboare. Pe nava spațială Apollo 10, trei astronauți se întorceau acasă după ce au orbitat în jurul Lunii. Capsula care trebuia să le livreze din zbor a reușit să atingă o viteză de 39,897 km/h. Pentru comparație, să luăm în considerare cât de repede zboară o stație spațială. Pe cât posibil, poate dezvolta până la 27.600 km/h.

Nave spațiale abandonate

Astăzi, pentru navele spațiale care au devenit inutilizabile, în Oceanul Pacific a fost creat un cimitir, unde zeci de nave spațiale abandonate își pot găsi ultimul refugiu. dezastre de nave spațiale

Dezastrele se întâmplă în spațiu, deseori luând vieți. Cele mai frecvente, destul de ciudat, sunt accidentele care apar din cauza ciocnirilor cu resturile spațiale. La impact, orbita obiectului este deplasată și provoacă prăbușire și daune, ducând adesea la o explozie. Cel mai faimos dezastru este moartea navei spațiale americane Challenger.

Motor nuclear pentru nave spațiale 2017

Astăzi, oamenii de știință lucrează la proiecte pentru a crea un motor electric atomic. Aceste dezvoltări presupun cucerirea spațiului cu ajutorul motoarelor fotonice. Oamenii de știință ruși plănuiesc să înceapă testarea unui motor termonuclear în viitorul apropiat.

Nave spațiale din Rusia și SUA

Interesul rapid pentru spațiu a apărut în timpul Războiului Rece dintre URSS și SUA. Oamenii de știință americani au recunoscut rivali demni în colegii lor ruși. Știința rachetelor sovietice a continuat să se dezvolte, iar după prăbușirea statului, Rusia a devenit succesorul ei. Desigur, navele spațiale pe care le zboară cosmonauții ruși sunt semnificativ diferite de primele nave. Mai mult, astăzi, datorită dezvoltărilor de succes ale oamenilor de știință americani, navele spațiale au devenit reutilizabile.

Navele spațiale ale viitorului

Astăzi, există un interes din ce în ce mai mare pentru proiectele care vor permite omenirii să facă călătorii mai lungi. Evoluțiile moderne pregătesc deja navele pentru expediții interstelare.

De unde sunt lansate navele spațiale?

A vedea cu ochii tăi lansarea unei nave spațiale la start este visul multora. Poate că acest lucru se datorează faptului că prima lansare nu duce întotdeauna la rezultatul dorit. Dar datorită internetului, putem vedea cum decolează nava. Dat fiind faptul că cei care urmăresc lansarea unei nave spațiale cu echipaj trebuie să fie suficient de departe, ne putem imagina că suntem pe locul decolare.

Navă spațială: cum este înăuntru?

Astăzi, datorită exponatelor muzeului, putem vedea personal structura unor nave precum Soyuz. Desigur, din interior, primele nave erau foarte simple. Interiorul opțiunilor mai moderne este proiectat în culori liniștitoare. Dispozitivul oricărei nave spațiale ne va speria cu o mulțime de pârghii și butoane. Și acest lucru adaugă mândrie pentru cei care au putut să-și amintească cum funcționează nava și, în plus, au învățat cum să o gestioneze.

Ce nave spațiale zboară acum?

Noile nave spațiale cu aspectul lor confirmă faptul că fantezia a devenit realitate. Astăzi, nimeni nu va fi surprins de faptul că andocarea navelor spațiale este o realitate. Și puțini oameni își amintesc că primul astfel de andocare din lume a avut loc în 1967...

Kostov Matvey

Participant la lecturi științifice urbane pentru copiii de vârstă școlară primară la secțiunea „Lumea spațiului”. Elevul vorbește despre structura navei spațiale „Vostok”, „Voskhod” și „Soyuz”.

Descarca:

Previzualizare:

Lecturi științifice de oraș pentru copiii de vârstă școlară primară

Secțiunea „Lumea spațiului”

Subiect: „Designul navelor spațiale”

Clasa 3 B MBOU-gimnaziu nr 2

Consilier științific Mosolova G.V., profesor de școală primară

Tula 2013

Introducere

Sunt foarte interesat de proiectarea navelor spațiale. În primul rând, pentru că este un aparat mare și complex, la crearea căruia lucrează mulți oameni de știință și ingineri. În al doilea rând, timp de câteva ore sau chiar zile, nava devine o casă pentru un astronaut, unde sunt necesare condiții umane normale - astronautul trebuie să respire, să bea, să mănânce, să doarmă. În timpul zborului, astronautul trebuie să întoarcă nava și să schimbe orbita la propria discreție, adică nava trebuie să fie ușor de controlat atunci când se deplasează în spațiu. În al treilea rând, în viitor aș dori să proiectez eu însumi nave spațiale.

Nava spațială este proiectată să zboare unul sau mai mulți oameni în spațiul cosmic și să se întoarcă în siguranță pe Pământ după finalizarea misiunii.

Cerințele tehnice pentru o navă spațială sunt mai stricte decât pentru orice altă navă spațială. Condițiile de zbor (forțele G, condițiile de temperatură, presiunea etc.) trebuie menținute pentru ele cu mare precizie, astfel încât să nu se creeze o amenințare la adresa vieții umane.

O caracteristică importantă a unei nave spațiale cu echipaj este prezența unui sistem de salvare în caz de urgență.

Navele spațiale cu echipaj au fost create numai în Rusia, SUA și China, deoarece această sarcină este de mare complexitate și cost. Și numai Rusia și SUA au sisteme de nave spațiale cu echipaj reutilizabile.

În această lucrare, am încercat să vorbesc despre designul navelor spațiale Vostok, Voskhod și Soyuz.

"Est"

O serie de nave spațiale sovietice „Vostok” este proiectată pentru zboruri cu echipaj uman pe orbită apropiată de Pământ. Au fost create sub conducerea designerului general Serghei Pavlovich Korolev din 1958 până în 1963.

Primul zbor cu echipaj al navei spațiale Vostok cu Yu.A. Gagarin la bord a avut loc pe 12 aprilie 1961, a fost prima navă spațială din lume care a făcut posibilă efectuarea unui zbor cu echipaj în spațiu.

Principalele sarcini științifice pentru sonda Vostok au fost: studierea efectelor condițiilor de zbor orbitale asupra stării și performanței astronautului, testarea designului și sistemelor, testarea principiilor de bază ale construcției navelor spațiale.

Masa totală a navei spațiale este de 4,73 tone, lungimea este de 4,4 m, iar diametrul maxim este de 2,43 m.

Nava consta dintr-un vehicul de coborâre sferică (2,46 tone greutate și 2,3 m diametru), care a servit și ca compartiment orbital și compartiment conic pentru instrumente. Compartimentele au fost conectate mecanic între ele folosind benzi metalice și încuietori pirotehnice. Nava era echipată cu sisteme: control automat și manual, orientare automată către Soare, orientare manuală către Pământ, suport vital, comandă și control logic, alimentare cu energie, control termic și aterizare. Pentru a asigura sarcinile muncii umane în spațiul cosmic, nava a fost echipată cu echipamente autonome și de telemetrie radio pentru monitorizarea și înregistrarea parametrilor care caracterizează starea astronautului, structuri și sisteme, echipamente cu unde ultrascurte și unde scurte pentru radiotelefon bidirecțional. comunicarea astronautului cu stațiile terestre, o legătură radio de comandă, un dispozitiv de timp program, un sistem de televiziune cu două camere de transmisie pentru observarea astronautului de pe Pământ, un sistem radio pentru monitorizarea parametrilor orbitei și a direcției navei spațiale , un sistem de propulsie de frânare TDU-1 și alte sisteme. Greutatea navei spațiale, împreună cu ultima treaptă a vehiculului de lansare, a fost de 6,17 tone, iar lungimea lor în conjuncție a fost de 7,35 m.

Vehiculul de coborâre avea două geamuri, dintre care unul era amplasat pe trapa de intrare, chiar deasupra capului cosmonautului, iar celălalt, echipat cu un sistem special de orientare, în podea la picioarele acestuia. Astronautul, îmbrăcat într-un costum spațial, a fost așezat într-un scaun special ejectabil. În ultima etapă de aterizare, după ce a frânat vehiculul de coborâre în atmosferă, la o altitudine de 7 km, cosmonautul s-a ejectat din cabină și a efectuat o aterizare cu parașuta. În plus, a fost prevăzută posibilitatea aterizării unui astronaut în interiorul vehiculului de coborâre. Vehiculul de coborâre avea o parașută proprie, dar nu era dotat cu mijloacele necesare pentru a efectua o aterizare moale, care amenința persoana rămasă în el cu o vânătaie gravă în timpul unei aterizări comune.

În cazul defecțiunii sistemelor automate, astronautul ar putea trece la controlul manual. Navele Vostok nu au fost adaptate pentru zboruri cu echipaj cu echipaj către Lună și, de asemenea, nu au permis posibilitatea de a efectua zboruri ale persoanelor care nu au urmat o pregătire specială.

"Răsărit"

Nava spațială Voskhod cu mai multe locuri a efectuat zboruri pe orbită apropiată de Pământ. Aceste nave repetau efectiv navele din seria Vostok și constau dintr-un vehicul de coborâre sferică cu un diametru de 2,3 metri, în care erau cazați astronauții, și un compartiment conic pentru instrumente (greutate 2,27 tone, lungime 2,25 m și lățime 2,43 m. ) , care conținea rezervoarele de combustibil și sistemul de propulsie. În nava spațială Voskhod-1, cosmonauții s-au stabilit fără costume spațiale pentru a economisi spațiu. Primul echipaj spațial a inclus proiectantul vehiculelor de coborâre Konstantin Feoktistov.

"Uniune"

"Soyuz" - o serie de nave spațiale cu mai multe locuri pentru zboruri pe orbită apropiată de Pământ.

Racheta Soyuz și complexul spațial au început să fie proiectate în 1962 ca navă a programului sovietic de zbor în jurul Lunii.

Navele acestei serii constau din trei module: un compartiment pentru instrumente, un vehicul de coborâre și un compartiment utilitar.

Sistemul de alimentare constă din panouri solare și baterii.

Vehiculul de coborâre conține locuri pentru astronauți, sisteme de susținere a vieții, sisteme de control și un sistem de parașute. Lungimea compartimentului este de 2,24 m, diametrul este de 2,2 m. Compartimentul de uz casnic are o lungime de 3,4 m, un diametru de 2,25 m.

Concluzie

Toate cele mai bune și mai moderne evoluții ale omenirii, cele mai recente tehnologii avansate și echipamente de bord sunt folosite pe nave spațiale.

Vostok, Voskhod și Soyuz au fost înlocuite cu stații orbitale mai avansate de o nouă generație și noi capabilități.

Au deschis o altă pagină în istoria nu numai a cosmonauticii ruse, ci și a lumii, au unit cosmonauți din multe țări.

Mai târziu, au apărut „Shuttles”, „Burans” și alte nave spațiale, dar acestea trei descrise în lucrarea mea au servit drept bază pentru dezvoltarea aeronavelor moderne.

Sper cu adevărat că, atunci când voi crește, voi putea crea sau contribui la crearea unei noi nave spațiale ultramoderne care va zbura către galaxii foarte îndepărtate.

Bibliografie

1. Dicționar enciclopedic al unui tânăr astronom. Moscova. 2006 Alcătuit de Erpylev N.P.;
2. Enciclopedie pentru copii. Cosmonautica. Moscova. 2010
3. Fapte grozave. Seria „Enciclopedia descoperirilor și aventurilor”. Moscova. 2008

Structura navei spațiale „Vostok 1”

Marea Enciclopedie Sovietică. -- M.: Enciclopedia Sovietică. 1969--1978.

1. Antena sistemului de legătură radio de comandă. 2. Antena de comunicatie. 3. Carcasa conectorilor electrici 4. Trapa de intrare. 5. Recipient cu alimente. 6. Curele de prindere. 7. Antene cu bandă. 8. Motor frână. 9. Antene de comunicare. 10. Trape de service. 11 Compartiment pentru instrumente cu sisteme principale. 12. Cablaj de aprindere. 13. Cilindri sistem pneumatic (16 buc.) pentru sistemul de sustinere a vietii. 14. Scaun ejectabil. 15. Antena radio. 16. Hublo cu ghid optic. 17. Trapă tehnologică. 18. Camera de televiziune. 19. Protecție termică împotriva materialului ablativ. 20. Bloc de echipamente electronice.

SCURT DETALII DESPRE NAVA

Număr de înregistrare	1961-Mu-1/00103
Data și ora de începere (Ora universală)	06h07m. 04/12/1961
Punct de start	Baikonur, locul 1
vehicul de lansare
Masa navei (kg)
Parametrii inițiali de orbită:
Înclinația orbitală (grad)
Perioada de circulație (minute)
Perigeu (km)
Apogeu (km)
Data și ora aterizării astronautului (Ora Universală)	07h55m. 04/12/1961
Locul de aterizare	Spre nord-vest. din sat Smelovka, regiunea Saratov
timpul de zbor al astronautului
Distanța parcursă (km)
Numărul de orbite în jurul pământului
Pe scurt despre zbor	Primul zbor cu echipaj în spațiu.

Lista literaturii folosite

1. Glushko V.P. „Dezvoltarea științei rachetelor și a astronauticii în URSS”, Moscova, 1987

2. Marea Enciclopedie Sovietică. -- M.: Enciclopedia Sovietică. 1969--1978.

3. Bobkov V.N. Din istoria aviației și a astronauticii. Numărul 72. Nave spațiale de tip Vostok și Voskhod. Studii experimentale bazate pe acestea.

4. Nave spațiale cu pilot „Vostok” și „Voskhod” / În carte. „Corporația rachetă și spațială „Energia” numită după S.P. Korolev. B. m. [Korolev], 1996, pp. 20 -118.