Uvod

Iz tečaja fizike sem se naučil, da je treba telo, da postane umetni satelit Zemlje, povedati hitrost, ki je enaka 8 km / s (I kozmična hitrost). Če se taka hitrost prenese na telo v vodoravni smeri blizu površine Zemlje, potem bo v odsotnosti atmosfere postalo satelit Zemlje, ki se vrti okoli njega v krožni orbiti.

Samo dovolj močne vesoljske rakete lahko satelitom sporočijo takšno hitrost. Trenutno okrog Zemlje kroži na tisoče umetnih satelitov!

In da bi doseglo druge planete, mora biti vesoljsko plovilo obveščeno o vesoljski hitrosti II, ki je približno 11,6 km/s! Na primer, da bi dosegli Mars, kar bodo Američani kmalu, morate leteti s tako veliko hitrostjo več kot osem mesecev in pol! In to ne šteje poti nazaj na Zemljo.

Kakšna bi morala biti struktura vesoljskega plovila, da bi dosegli tako ogromne, nepredstavljive hitrosti?! Ta tema me je zelo zanimala in odločil sem se, da se naučim vseh tankosti oblikovanja vesoljskih ladij. Izkazalo se je, da problemi praktičnega oblikovanja porajajo nove oblike letal in zahtevajo razvoj novih materialov, ki posledično ustvarjajo nove probleme in razkrivajo številne zanimivosti starih problemov tako v temeljnih kot uporabnih raziskavah.

materiali

Osnova razvoja tehnologije je poznavanje lastnosti materialov. Vsa vesoljska plovila uporabljajo različne materiale v najrazličnejših okoljih.

V zadnjih nekaj letih se je močno povečalo število preučenih materialov in značilnosti, ki nas zanimajo. Hitro rast števila tehničnih materialov, uporabljenih pri izdelavi vesoljskih plovil, pa tudi vse večja soodvisnost zasnov vesoljskih plovil in lastnosti materiala prikazuje tabela. 1. Leta 1953 so bili aluminij, magnezij, titan, jeklo in posebne zlitine zanimivi predvsem kot letalski materiali. Pet let pozneje, leta 1958, so jih široko uporabljali v raketni znanosti. Leta 1963 je vsaka od teh skupin materialov vključevala že na stotine kombinacij elementov ali komponent, število zanimivih materialov pa se je povečalo za nekaj tisoč. Trenutno so novi in ​​izboljšani materiali potrebni skoraj povsod in situacija se verjetno ne bo spremenila v prihodnosti.

Tabela 1

Materiali, ki se uporabljajo v konstrukcijah vesoljskih plovil

Material
berilij
Materiali za toplotno upravljanje
Termoelektrični materiali
Fotovoltaični materiali
Zaščitni premazi
Keramika
Materiali, ojačani z nitmi
Odpihnite premaze (ablativni materiali)
Večplastni materiali
Polimeri
Ognjevzdržne kovine
Posebne zlitine
titanove zlitine
magnezijeve zlitine
Aluminijeve zlitine

Potreba po novih znanjih na področju znanosti o materialih in tehnologije materialov odmeva na naših univerzah, zasebnih podjetjih, neodvisnih raziskovalnih organizacijah in različnih državnih organih. Tabela 2 daje nekaj idej o naravi in ​​obsegu Nasinih stalnih raziskav novih materialov. Ta dela vključujejo tako temeljne kot uporabne raziskave. Največji napori so osredotočeni na področje temeljnih raziskav fizike in kemije trdnih snovi. Tu so zanimivi atomska zgradba snovi, interakcije medatomskih sil, gibanje atomov, predvsem pa vpliv defektov, sorazmernih z velikostjo atomov.

tabela 2

Program za raziskave materialov

Naslednja kategorija vključuje konstrukcijske materiale z visoko specifično trdnostjo, kot so titan, aluminij in berilij, toplotno odporne in ognjevzdržne zlitine, keramika in polimeri. Posebna skupina bi morala vključevati materiale za nadzvočno transportno letalstvo.

V programu NASA je vedno večje zanimanje za kategorijo materialov, ki se uporabljajo v elektroniki. V teku so raziskave superprevodnikov in laserjev. V skupini polprevodnikov se preučujejo tako organski kot anorganski materiali. Raziskave se izvajajo tudi na področju termoelektronike.

Končno se program raziskav materialov zaključi z zelo splošnim preučitvijo praktične uporabe materialov.

Za prikaz potencialnih aplikacij rezultatov raziskav materialov v prihodnosti se bom osredotočil na študije, povezane s preučevanjem vpliva prostorske razporeditve atomov na torne lastnosti kovin.

Če bi bilo mogoče zmanjšati trenje med kovinskimi površinami v stiku, bi to omogočilo izboljšanje skoraj vseh vrst mehanizmov s gibljivimi deli. V večini primerov je trenje med spojenimi površinami veliko in za zmanjšanje se uporablja mazanje. Zelo zanimivo pa je tudi razumevanje mehanizma trenja med nemazanimi površinami.

Na sliki 1 so predstavljeni nekateri rezultati raziskav, opravljenih v raziskovalnem centru Lewis. Poskusi so bili izvedeni v pogojih visokega vakuuma, saj atmosferski plini onesnažujejo površine in drastično spreminjajo njihove torne lastnosti. Prvi pomemben zaključek je, da so torne lastnosti čistih kovin močno odvisne od njihove naravne atomske strukture (glej levo stran slike 1). Ko se kovine strdijo, atomi nekaterih tvorijo šesterokotno prostorsko mrežo, medtem ko atomi drugih tvorijo kubično. Pokazalo se je, da imajo kovine s heksagonalno mrežo veliko manj trenja kot kovine s kubično mrežo.

Slika 1. Vpliv atomske strukture na suho trenje (brez mazanja).

sl.2. Zahteve za toplotno odporne materiale.

Nato so raziskali številne kovine, katerih atomi se nahajajo na vrhovih šesterokotnih prizm z različnimi razdaljami med njihovimi osnovami. Študije so pokazale, da se trenje zmanjšuje z naraščanjem višine prizme (glej osrednji del slike 1). Kovine z največjim razmerjem med razdaljo med osnovami prizme in razdaljo med stranskimi ploskvami imajo najmanjše trenje. Ta eksperimentalni rezultat se ujema s sklepi teorije deformacije kovin.

Na naslednji stopnji je bil za predmet študija izbran titan, za katerega je znano, da ima šesterokotno strukturo in slabe torne lastnosti. Da bi izboljšali torne lastnosti titana, so začeli preučevati njegove zlitine z drugimi kovinami, katerih prisotnost naj bi povečala velikost atomskih rešetk. Kot je bilo pričakovano, se je s povečanjem razdalje med bazami prizm trenje močno zmanjšalo (glej desno stran slike 1). Trenutno potekajo dodatni poskusi za nadaljnje izboljšanje lastnosti titanovih zlitin. Na primer, zlitino lahko »naročimo«, t.j. s toplotno obdelavo, da atome različnih elementov razporedimo na bolj primeren način in raziščemo, kako bo to vplivalo na trenje. Novi napredki na tem področju bodo povečali zanesljivost strojev z vrtljivimi deli in bodo verjetno odprli velike možnosti v prihodnosti.

Čeprav se morda zdi, da smo v zadnjem času naredili velik napredek pri razvoju toplotno odpornih materialov, bo napredek pri raziskovanju vesolja v naslednjih 35 letih tesno povezan z razvojem novih materialov, ki lahko delujejo pri visokih temperaturah več ur, in v nekaterih primerih in letih.

Slika 2 prikazuje, kako pomembno je to. Os y prikazuje čas delovanja v urah, abscisa pa delovno temperaturo v stopinjah Celzija. V zasenčenem območju od 1100 do 3300° C so edini kovinski materiali, ki se lahko uporabljajo, ognjevzdržne kovine. Na osi y vodoravna črta označuje trajanje dela, ki je enako enemu letu. Območje delovnih parametrov jedrskega raketnega motorja je omejeno s temperaturami od 2100 do 3200 ° C in trajanjem delovanja od 15 minut do 6 ur. (Te številke so zelo približne in so podane le kot vodilo za določanje meja obratovalnih parametrov.)

Območje z napisom "hiperzvočno letalo" označuje pogoje delovanja kožnih materialov. To zahteva veliko daljše trajanje dela. Za vesoljska vozila za večkratno uporabo so navedeni časi delovanja le od 60 do 80 ur, v resnici pa so lahko potrebni časi delovanja na tisoče ur v temperaturnem območju od 1320 do 1650 °C in več.

Po sliki 2 je mogoče oceniti pomen ognjevzdržnih kovin za reševanje problemov, ki jih postavlja program raziskovanja vesolja. Nekateri od teh materialov so že v uporabi in prepričan sem, da se bodo sčasoma izboljšali in postali še pomembnejši.

Včasih je slišati, da sodobna tehnologija materialov v resnici ni znanost, temveč zelo razvita umetnost. Morda je to delno res, vendar sem prepričan, da sta znanost o materialih in tehnologija že dosegla zelo visoko stopnjo razvoja in bosta imela veliko vlogo v življenju naše države.

Strukture vesoljskih plovil

Zdaj pa se obrnimo na vprašanja oblikovanja vesoljskih plovil. Slika 3 prikazuje glavne težave pri načrtovanju, ki se pojavljajo pri načrtovanju sodobnih nosilnih raket in vesoljskih plovil. Sem spadajo: obremenitve, ki delujejo na konstrukcijo, dinamiko leta in mehaniko; razvoj konstrukcij, ki lahko prenesejo visoke toplotne obremenitve; zaščita pred vplivi razmer v vesolju, pa tudi razvoj novih oblik in kombinacij materialov za prihodnje aplikacije.

sl.3. Strukture vesoljskih plovil.

Razvoj načrtov vesoljskih plovil je še v zgodnji fazi razvoja in temelji na izkušnjah pri načrtovanju letal in balističnih raket. Iz slike 4 izhaja, da so velike sodobne nosilne rakete v marsičem povezane z balističnimi raketami. Posebnosti njihovih konfiguracij vključujejo velik raztezek, ki zmanjšuje atmosferski upor, in veliko prostornino, ki jo zaseda gorivo. Teža pogonskega goriva je lahko od 85 do 90 % izstrelitvene teže nosilne rakete. Specifična teža konstrukcije je zelo majhna, zato je v bistvu tankostenska fleksibilna lupina. Z današnjimi visokimi stroški na enoto teže tovora, izstreljenega v orbito ali pot leta do Lune in planetov, je še posebej koristno zmanjšati težo glavne strukture na sprejemljiv minimum. Težave pri načrtovanju so še bolj akutne v primeru uporabe tekočega vodika in kisika kot komponent goriva, ki imajo nizko specifično težo, zaradi česar so potrebne velike količine za vgradnjo goriva.

sl.4. Velika nosilna vozila.

Oblikovalec prihodnjih nosilnih vozil se bo soočil s številnimi novimi izzivi. Lansirna vozila bodo verjetno večja, kompleksnejša in dražja. Za njihovo večkratno uporabo brez visokih stroškov za vračilo ali popravilo, bo treba rešiti pomembne težave pri načrtovanju in tehnologiji materiala.

Nenavadne zahteve za različne vrste vesoljskih plovil prihodnosti so že okrepile iskanje novih oblik dizajnov in proizvodnih procesov.

Zahteve po zaščiti pred nevarnostmi, ki nas čakajo v vesolju, kot so meteoriti, trdo in toplotno sevanje, močno intenzivirajo raziskave, ki se izvajajo z namenom oblikovanja zasnov vesoljskih plovil. Na primer, pri dolgotrajnem skladiščenju tekočega vodika in drugih kriogenih tekočin v vesolju je treba praktično izključiti uhajanje komponent goriva skozi drenažni sistem in meteoritne luknje v rezervoarjih za gorivo. Pomemben napredek je bil dosežen pri razvoju izolacijskih materialov z izjemno nizko toplotno prevodnostjo. Zdaj je mogoče zagotoviti shranjevanje goriva v času, preživetem na izstrelitvi in ​​več vrtljajih okoli Zemlje. Vendar pa se pri dolgotrajnem skladiščenju v vesolju za obdobje do enega leta pojavi zelo zapleten problem, povezan z dotokom toplote skozi konstrukcijske elemente rezervoarjev in cevovodov.

Tudi drugi problemi vesoljskih letov, kot je problem zlaganja velikih vesoljskih plovil ali njihovih delov med izstrelitvijo v orbito in nato sestavljanje v vesolju, bodo zahtevali nove oblikovne rešitve. Hkrati na vesoljsko plovilo med poletom v vesolje ne delujejo niti gravitacijske niti aerodinamične sile, kar širi nabor možnih oblikovnih rešitev. Slika 5 prikazuje primer nenavadne oblikovne rešitve, ki je možna le v vesolju. To je ena od možnosti za orbitalni radijski teleskop, ki je veliko večji od tistih, ki bi jih lahko ponudili na Zemlji.

Takšne naprave so potrebne za preučevanje naravne radijske emisije zvezd, galaksij in drugih nebesnih objektov. Eden od radiofrekvenčnih pasov, ki zanima astronome, je v območju 10 MHz in manj. Radijski valovi s to frekvenco ne prehajajo skozi zemeljsko ionosfero. Za sprejem nizkofrekvenčnih radijskih oddaj so potrebne izredno velike orbitalne antene. Leva stran slike 5 prikazuje odvisnost premera antene od frekvence prejetega sevanja. Vidimo, da se z upadanjem frekvence premer antene povečuje, za sprejem radijskih valov s frekvenco manj kot 10 MHz pa so potrebne antene s premerom več kot 1,5 km.

Slika 5. Novi dizajni. orbitalne antene.

Antene te velikosti ni mogoče spraviti v orbito, njena teža pa bo ob uporabi običajnih načel oblikovanja daleč presegla zmogljivosti največjih nosilnih raket. Tudi ob upoštevanju odsotnosti gravitacije zasnova takšnih anten predstavlja velike težave. Na primer, če je antenski reflektor izdelan iz trdne aluminijaste folije z debelino le 0,038 mm, bo teža površinskega materiala s premerom antene 1,6 km 214 ton. Na srečo je zaradi nizke frekvence prejetega radijskega oddajanja, površino antene lahko naredimo z rešetko. Nedavni napredek na področju velikih odprtih modelov omogoča, da je rešetka izdelana iz tankih niti. V tem primeru bo material, ki tvori površino antene, tehtal od 90 do 140 kg. Ta zasnova vam bo omogočila, da anteno postavite v orbito in jo nato sestavite. Hkrati je mogoče zagotoviti gosto pakiranje antene skupaj s stabilizacijskimi in napajalnimi sistemi.

Trdo sevanje v vesolju bo še naprej glavni destruktivni dejavnik za vesoljska plovila, izstreljena v vesolje. To uničenje je deloma posledica bombardiranja vesoljskih plovil z visokoenergetskimi protoni v sevalnih pasovih, pa tudi sončnimi izbruhi. Študija učinkov, ki izhajajo iz takšnega bombardiranja, kaže na potrebo po preučevanju bistva mehanizmov uničenja in določitvi značilnosti materialov, ki se uporabljajo kot zaščitni zasloni.

sl.6. Nova načela presejanja.
1 - superprevodne tuljave; 2 - magnetno polje; 3 - pozitivni naboj vesoljskega plovila; 4 - vpojni zaslon; 5 - plazemska zaščita.

Razvoj novih metod zaščite bi moral vključevati tudi preučevanje možnosti zaščite s pomočjo superprevodnih magnetov, kar bo omogočilo znatno zmanjšanje teže zaščitnih naprav in s tem povečanje nosilnosti vesoljskih plovil, namenjenih za dolgotrajne lete. .

Slika 6 ponazarja to novo idejo, imenovano plazemsko zaščito. Kombinacija magnetnih in elektrostatičnih polj se uporablja za odklon nabitih delcev, kot so protoni in elektroni. Osnova plazemske zaščite je magnetno polje, ki ga ustvarjajo relativno lahke superprevodne tuljave, ki obdaja celoten aparat. Na toroidnih vesoljskih postajah se posadka in oprema nahajajo v območju nizke jakosti magnetnega polja. Vesoljsko plovilo je pozitivno nabito z vbrizgavanjem elektronov v okoliško magnetno polje. Ti elektroni nosijo negativen naboj, ki je po velikosti enak pozitivnemu naboju vesoljskega plovila. Protoni, ki nosijo pozitiven naboj iz vesolja, ki obdaja aparat, se bodo odbili s pozitivnim nabojem aparata. Elektroni, ki se gibljejo v prostoru, ki obdaja aparat, bi lahko razelektrili elektrostatično polje, vendar to prepreči magnetno polje, ki upogne njihove poti.

Odvisnost teže tovrstnih zaščitnih sistemov od prostornine vesoljskega plovila je grafično prikazana v spodnjem delu sl.6. Za primerjavo so podane ustrezne teže zaščitnega zaslona, ​​ki je plast materiala na poti sevanja. Ker je za nadzor gibanja toka elektronov potrebno magnetno polje zelo zmerne intenzivnosti, bo teža plazemskega ščita v tipičnih primerih približno 1/20 teže običajnega absorpcijskega zaslona.

Čeprav je ideja plazemske zaščite obetavna, je še vedno veliko negotovosti, povezanih z njenim delovanjem v vesolju. V zvezi s tem se trenutno izvajajo teoretične in eksperimentalne študije možne nestabilnosti elektronskega oblaka oziroma interakcije s prahom in kozmično plazmo. Do zdaj niso odkrili nobenih temeljnih težav in lahko upamo, da se bo kozmičnemu sevanju lahko zoperstavilo s plazemsko zaščito, katere utežne lastnosti bodo veliko boljše kot pri drugih vrstah zaščite.

Vstop v ozračje

Obrnimo se zdaj na problem vstopa vesoljskih plovil v ozračje Zemlje in drugih planetov. Glavna težava tukaj je seveda zaščita pred toplotnimi tokovi, ki nastanejo pri vstopu v ozračje. Ogromno kinetično energijo vesoljskega plovila je treba pretvoriti v druge oblike energije, predvsem mehanske in toplotne, sicer bo aparat izgorel ali poškodoval. Hitrosti vstopa v vesoljsko plovilo se gibljejo od 7,6 do 18,3 km/s. Pri nižjih hitrostih je glavni del toplotnega toka konvektivni toplotni tok, pri hitrostih nad ~ 12,2 km/s pa začne pomembno vlogo igrati tok toplotnega sevanja iz premčnega udarca. Sodobni materiali za toplotno zaščito so učinkoviti do hitrosti ~ 11 km/s na vozilih z nizkim razmerjem med dvigom in uporom, vendar so pri vstopnih hitrostih od 15,2 do 18,3 km/s potrebni novi materiali.

Slika 7 pomaga razumeti, zakaj bodo v prihodnosti za reševanje problemov ponovnega vstopa v ozračje vesoljskih plovil s posadko zelo zanimiva vozila, ki lahko razvijejo velik dvig. Os y prikazuje razmerje med dvigom in uporom L/D (aerodinamična kakovost) pri hiperzvočnih hitrostih, abscisa pa vstopno hitrost. Prve znake trenda povečevanja razmerja med dvigom in uporom vidimo na primeru vesoljskih plovil Mercury, Gemini in Apollo. V prihodnosti naj bi orbitalni leti okoli Zemlje dosegli višino sinhronih orbit. Ladje, ki vstopajo v Zemljino atmosfero iz tega območja vesolja, bodo imele hitrosti do 10,4 km/s (na sliki 7 navpična črta z oznako "Sinhrone orbite").

Vstopne hitrosti vesoljskih plovil s posadko, ki se vračajo z drugih planetov, kot je Mars, so veliko višje. Ob pravilni izbiri izstrelitvenega časa in uporabi Venerine gravitacije dosežejo 12,2 - 13,7 km/s, pri neposrednem povratku z Marsa pa hitrosti presežejo 15,2 km/s. Zanimanje za tako visoke hitrosti ponovnega vstopa je povezano z večjo fleksibilnostjo metode vračanja neposredno s planeta.

Slika 7. Trendi povečevanja aerodinamične kakovosti vesoljskih plovil in hitrosti vstopa v zemeljsko atmosfero.

Da bi ohranili v razumnih mejah preobremenitve, ki jih doživlja posadka vesoljskega plovila pri tako visokih vstopnih hitrostih, je treba povečati aerodinamično dvižno silo v primerjavi z vesoljskim plovilom Apollo. Poleg tega bo povečanje dviga (bolj pravilno, razmerje med dvigom in uporom L/D) pri visokih hitrostih razširilo dovoljene vstopne koridorje, ki se zožijo na nič za vozila z balističnim spuščanjem. S povečanjem dviga se poveča tudi natančnost manevriranja in pristajanja. Ena najpomembnejših faz leta vesoljskega plovila z dvigom je pristajanje in sam pristanek. Lastnosti letenja vesoljskih plovil z dvigom pri nizkih hitrostih so tako drugačne od tistih pri običajnih letalih, da sta za njihovo preučevanje morali izdelati dve letali, prikazani na sliki 8. Zgornja enota ima indeks HL-10, spodnja pa M2-F2.

riž. 8. Letalska raziskovalna vozila HL-10 in M2-F2.

Te naprave naj bi s pomočjo letal B-52 dvignili na višino okoli 14 km in spustili pri hitrostih letenja, ki ustrezajo Machovemu številu do 0,8. Vozila HL-10 in M2-F2 so opremljena z majhnimi raketnimi motorji na vodikov peroksid, ki omogočajo simulacijo spremenljivega razmerja med dvigom in uporom. S pomočjo teh motorjev je mogoče spreminjati kot nagiba trajektorije med pristajanjem, pa tudi mejo statične stabilnosti, da bi določili optimalne značilnosti leta bodočih vesoljskih plovil s posadko podobne konfiguracije. Ladje te oblike bodo imele težo blizu teže vesoljskega plovila prihodnosti. In ladja, podobna tem modelom vesoljskih plovil, je že bila ustvarjena, to je orbitalno vesoljsko plovilo Shuttle.

Vesoljsko plovilo

Orbitalno vesoljsko plovilo "Shuttle" je sposobno leteti v Zemljini atmosferi s hiperzvočno hitrostjo. Krila naprave imajo okvir z več lopaticami; ojačan kokpit monokok, kot krila, izdelan iz aluminijeve zlitine. Vrata tovornega prostora so izdelana iz grafitno-epoksi kompozitnega materiala. Toplotno zaščito aparata zagotavlja več tisoč lahkih keramičnih ploščic, ki pokrivajo dele površine, izpostavljene velikim toplotnim tokovom.

Končne pripombe

Poskušal sem podati kratek pregled nedavnega napredka pri razvoju novih materialov, struktur in tehnik za ponovni vstop v vesoljska plovila. To je omogočilo izpostaviti nekatere usmeritve za prihodnje raziskave. In zdi se, da sem se tudi sam malo naučil o problemih raziskovanja vesolja s pomočjo vesoljskih ladij na sedanji stopnji človekovega razvoja.

V majhnem mestu, izgubljenem v puščavski regiji Kalifornije, se neznani osamljeni amater skuša tekmovati s svetovno znanimi milijarderji in korporacijami za pravico do gradnje vesoljskih ladij za pošiljanje tovora v nizko Zemljino orbito. Nima dovolj pomočnikov in premalo sredstev. Toda kljub vsem težavam bo svoje delo pripeljal do konca.

Dave Masten strmi v zaslon svojega računalnika. Njegov prst je za trenutek lebdel nad gumbom miške. Dave ve, da bo odprl pismo DARPA, in to pismo mu bo spremenilo življenje, ne glede na to, kaj piše. Ali bo prejel financiranje ali pa se bo moral za vedno odreči svojim sanjam.

Dve novici

To je prava prelomnica, saj je na kocki sodelovanje v programu XS-1, ki ga financira DARPA, katerega cilj je izdelati vesoljsko letalo brez posadke za večkratno uporabo, ki bo zdržalo deset izstrelitev v desetih dneh, pospešilo do hitrosti nad 10 M in z s pomočjo dodatne stopnje dostavi na nizko tovor, ki tehta več kot 1,5 tone. Hkrati pa stroški vsake izstrelitve ne smejo preseči 5 milijonov dolarjev Dave Masten - večni autsajder, begunec iz Silicijeve doline, podjetnik puščavnik v vesoljski industriji - še nikoli ni bil tako blizu ustvarjanju popolnega vesoljskega sistema, kot tokrat. Če bo njegovo podjetje postalo eden od treh udeležencev v projektu XS-1, bo Dave naslednje leto takoj prejel nepovratna sredstva v višini 3 milijone dolarjev in dodatne finančne injekcije. In stroški prihodnje pogodbe lahko presežejo 140 milijonov dolarjev!

V primeru zavrnitve bo Davovo podjetje ostalo neznano majhno podjetje, ki bo vleklo bedno obstoj in neguje krhke sanje o gradnji orbitalnih vesoljskih plovil. A še huje, redka priložnost za uresničitev Mastenove ideje bo zamujena. Državni programi vesoljskih letov so v preteklosti dajali prednost (pravzaprav je bila to zahteva) vesoljska plovila, ki zahtevajo letališče ali ogromno padalo za pristanek. Masten je predlagal raketo z navpičnim vzletom in navpičnim pristankom, ki ne bi potrebovala niti pristajalnega steza niti padala za vrnitev na Zemljo. Program XS-1 je predstavljal dobro priložnost za uresničitev te ideje, a če sreča nenadoma obrne hrbet in možnost sodelovanja v njem pade na drugega, kdo ve, ali bo vlada v prihodnosti odprla nove vire financiranja.

Torej, en email, dve popolnoma različni poti, od katerih ena vodi naravnost v vesolje. Masten klikne z miško in začne brati – počasi in se poglobi v vsako besedo. Ko konča, se obrne k inženirjem, ki so se zbrali za njim, in z ravnim obrazom sporoči: »Imam dve novici, dobro in slabo. Dobra novica je, da smo bili izbrani za sodelovanje na XS-1! Slaba novica je, da smo bili izbrani za XS-1."

Grozd vesoljskih pristanišč

Teren na severu puščave Mojave bolj spominja na prizore iz filma katastrofe: zapuščene bencinske črpalke, poslikane z grafiti, in razbite ceste, na katerih se ponekod nahajajo trupla podrtih živali, ta vtis le še krepijo. Na obzorju v daljavi se bohotijo ​​gore, neprizanesljiva sončna vročina in na videz neskončno brezoblačno modro nebo.

Vendar pa je ta zmedena praznina zavajajoča: na zahodu Združenih držav je letalska baza Edwards (R-2508), najpomembnejši poligon za testiranje v državi. 50.000 kvadratnih kilometrov zaprtega zračnega prostora tu in tam prerežejo bojna letala. Tu je pred 68 leti Chuck Yeager postal prvi letalec, ki je presegel hitrost zvoka pri kontroliranem nivoju.

Prepoved letov potniških in zasebnih letal pa ne velja za prebivalce bližnjega letalskega pristanišča Mojave, ki je bilo leta 2004 imenovano za prvo komercialno vesoljsko pristanišče v državi. Istega leta se je sem preselil tudi Masten, takoj po tem, ko je komunikacijski velikan Cisco Systems kupil startup, za katerega je delal kot programski inženir. Od več praznih stavb, ki so bile Daveu ponujene, ko se je preselil, je Dave izbral zapuščeno barako marinca, zgrajeno v 40. letih prejšnjega stoletja. Stavbo je bilo treba resno popraviti: streha je puščala, stene in vogali pa so bili na debelo okrašeni s pajčevinami. Za Dava je bil to popoln kraj: zahvaljujoč visokim šestmetrskim stropom so se lahko tu spravila vsa letala, ki so jih v tistem času konstruirali on in njegovi trije zaposleni. Še en plus je bila možnost, da se izstreli več izstrelitev in izvede testna izstrelitev z njih.

Več let je bilo podjetje Masten Space Systems poznano le nekaj strokovnjakov za vesoljsko tehnologijo in nekaj rezidenčnih sosedov vesoljskega pristanišča, vključno z uveljavljenimi industrijskimi velikani, kot so Scaled Composites, ki je sprožil zasebne naložbe v vesolje, Virgin Galactic Richarda Bransona in Vulcan Stratolaunch Systems Paul Allen. Njihovi prostorni hangarji so dobesedno natrpani s sofisticirano opremo, ki stane več kot celoten MSS skupaj. Vendar pa takšna konkurenca ni preprečila Mastenovi zamisli, da bi leta 2009 osvojil 1 milijon dolarjev na tekmovanju, ki ga je organizirala NASA za izgradnjo lunarnega pristajalnega letala. Po tem so nenadoma začeli govoriti o podjetju in Dave je začel prejemati naročila - poleg Nase so njegove rakete začele biti priljubljene na znanih univerzah v državi in ​​celo na ministrstvu za obrambo - za znanstveno eksperimente na visokih nadmorskih višinah in raziskave.

Računalniška maketa vesoljske ladje XS-1 VTOL, ki jo je zasnoval Masten Space Systems

Po uradni vključitvi v program XS-1 se je avtoriteta MSS še okrepila - v konkurenci s korporacijo Boeing in velikim vojaško-industrijskim podjetjem Northrop Grumman je bil Masten videti zelo soliden. Poleg teh industrijskih velikanov so v projekt prek partnerstva z Boeingom vključeni Blue Origin, zasebno letalsko podjetje v lasti Jeffa Bezosa, pa tudi že omenjeni Scaled Composites in Virgin Galactic, ki sodelujeta s Northropom Grummanom. MSS se je sam odločil združiti moči z drugim majhnim podjetjem iz Mojave - XCOR Aerospace. Tako se je Dave moral v tekmi za ustvarjanje vesoljskega tovornjaka za večkratno uporabo spopasti z najbolj častitljivimi in dobro premoženimi korporacijami. Le še trinajst mesecev je ostalo do naslednje faze – ocene vmesnih rezultatov in odločitve o nadaljnjem financiranju.

Bolje kot Boeing

Stavba MSS je v enakem stanju kot takrat, ko jo je zasedel Masten. Streha še vedno pušča in po nesreči lahko naletite na strupenega pajka. Po obodu so škatle z orodjem. Razen transparentov z imenom podjetja, table z enačbami in ameriške zastave na stenah ni ničesar. Središče hangarja zaseda raketa Xaero-B, ki sloni na štirih kovinskih nogah, nad katerimi sta dva volumetrična sferična rezervoarja. Eden od njih je napolnjen z izopropilnim alkoholom, drugi je napolnjen s tekočim kisikom. Nekoliko višje v krogu so dodatni rezervoarji s helijem. Potrebni so za delovanje motorjev sistema za nadzor curka, zasnovanega za nadzor prostorskega položaja ladje. Motor na dnu rakete je nameščen v kardanu, da je ta čudna struktura, podobna žuželkam, vodljiva.

Več zaposlenih se ukvarja s pripravo Xaero-B na skupni eksperiment z Univerzo v Koloradu (Boulder, ZDA), v katerem naj bi preizkusili, ali lahko ladja komunicira s zemeljskimi teleskopi in sodeluje pri iskanju eksoplanetov.

Mastenovo podjetje pritegne določen tip strojnega inženirja, ki je pravi ljubitelj svoje obrti. »Pri Boeingu sem opravljal pripravništvo v oddelku za motorje za 777,« pravi 26-letni inženir Kyle Nyberg. Boeing je zelo dobro podjetje. A če sem iskren, ne maram sedeti po cele dneve v pisarni. Predstavljal sem si, da bo naslednjih 40 let mojega življenja potekalo tako, in me je bilo res strah. V majhnem zasebnem podjetju, kot je MSS, lahko inženirji ob uresničevanju svojih idej doživijo celo paleto čustev – od evforije do popolnega razočaranja. To le redko kje vidiš."

Točenje goriva na Lagrange točki

Mastenov glavni poudarek je bil vedno ustvarjanje rakete, namenjene prevozu tovora, ne astronavtov, neke vrste "delovni konj". Takšne ladje bodo zagotovo potrebne, na primer za prevoz kisika in vodika z luninega površja do bencinske črpalke, ki bo nekoč postavljena v eno od Lagrangeovih točk med Zemljo in Luno. Zato Masten v svoj razvoj polaga načelo navpičnega vzleta in pristanka. "To je edini način, za katerega vem, da bo deloval na površini katerega koli trdnega telesa v sončnem sistemu," pojasnjuje. "Ne moreš pristati letala ali šatla na luni!"

Poleg tega VTOL olajša ponovno uporabo vesoljskega plovila. Nekatere Mastenove rakete so opravile že več sto letov, priprave na ponovni zagon pa ne trajajo več kot en dan. V skladu s pogoji programa XS-1 morate v desetih dneh izvesti deset izstrelitev - za MSS je to že dolgo običajno. Tu je Dave daleč pred svojimi tekmeci, ki jim to še ni uspelo niti enkrat.

Skromnost in marljivost

Tako je DARPA objavila, da so bili vsi trije udeleženci programa XS-1 sprejeti v fazo 1B, za katero bo vsako podjetje prejelo dodatnih 6 milijonov dolarjev.Glavne naloge faze 1 so bile izvedba projektantskih del in priprava infrastrukture – z drugimi besedami , je bilo treba dokazati, da bo podjetje sposobno delati v XS-1. V fazi 1B morajo udeleženci preiti na poskusne vožnje, zbrati ustrezne podatke in nadaljevati z izpopolnjevanjem zasnove, da pokažejo, kako nameravajo doseči končni cilj. Rezultati faze 1B bodo objavljeni naslednje poletje, prvi let XS-1 v orbito pa je načrtovan za leto 2018.

Ne glede na to, kakšen je izid tega tekmovanja, bi samo dejstvo, da je Daveu uspelo priti tako daleč, lahko obrnilo industrijo zasebnih vesoljskih projektov na glavo. "To je sprememba igre," je dejala Hannah Kerner, izvršna direktorica Fundacije Space Frontier in nekdanja inženirka Nase. "DARPA zasebnim podjetjem ni dala le priložnosti za sodelovanje v vladnem vesoljskem programu, ampak je tudi prepoznala nastajajoča mala podjetja kot potencialno resne akterje." Tudi če za trenutek pozabite na sodelovanje v XS-1, je MSS še vedno težko imenovati zunanje podjetje. Avgusta je odprla novo pisarno v Cape Canaveralu, vesoljskem centru na Floridi, ki je pred kratkim začelo delovati kot središče za komercialne izstrelitve v vesolje. V istem poslovnem centru, ki se nahaja v bližini vesoljskega centra Kennedy, se nahaja pisarna SpaceX.

Kljub temu MSS še vedno primanjkuje ljudi in sredstev in je še vedno skupina romantičnih inženirjev, ki vrtajo, zabijajo in spajkajo v svojem hangarju poleg bogatih velikih podjetij. In nehote začneš navijati zanje – želiš jim, da uspejo.

“Mislim, da bomo zagotovo tekmovali s tekmeci,” je bilo vse, kar je Masten odgovoril na vprašanje o možnostih za uspeh v XS-1. Ne vidi razloga, da bi obljubljal zlate gore, čeprav so številni njegovi sodelavci v trgovini že postali navada. Mnogim uspe, ker znajo lepo govoriti. Dave ni eden izmed njih – je umirjen, delaven, skromen, a tako kot njegovi tekmeci strastno želi uresničiti svoje zamisli.

Danes vesoljski poleti ne sodijo med fantastične zgodbe, žal pa se sodobna vesoljska ladja še vedno zelo razlikuje od tistih, prikazanih v filmih.

Ta članek je namenjen osebam, starejšim od 18 let.

Ste že starejši od 18 let?

ruske vesoljske ladje in

Vesoljske ladje prihodnosti

Vesoljska ladja: kaj je to

Na

Vesoljska ladja, kako deluje?

Masa sodobnih vesoljskih plovil je neposredno povezana s tem, kako visoko letijo. Glavna naloga vesoljskih plovil s posadko je varnost.

Spustno vozilo SOYUZ je postalo prva vesoljska serija Sovjetske zveze. V tem obdobju je med ZSSR in ZDA potekala oboroževalna tekma. Če primerjamo velikost in pristop k vprašanju gradnje, potem je vodstvo ZSSR naredilo vse za hitro osvajanje vesolja. Jasno je, zakaj se podobne naprave danes ne izdelujejo. Malo verjetno je, da se bo nekdo lotil gradnje po shemi, v kateri ni osebnega prostora za astronavte. Sodobna vesoljska plovila so opremljena tako s prostori za počitek posadke kot s spustno kapsulo, katerih glavna naloga je, da je v trenutku pristanka čim mehkejša.

Prva vesoljska ladja: zgodovina nastanka

Tsiolkovsky upravičeno velja za očeta astronavtike. Goddrad je na podlagi svojih naukov zgradil raketni motor.

Znanstveniki, ki so delali v Sovjetski zvezi, so bili prvi, ki so zasnovali in izstrelili umetni satelit. Bili so tudi prvi, ki so izumili možnost izstrelitve živega bitja v vesolje. Države se zavedajo, da je bila Unija prva, ki je ustvarila letalo, ki je sposobno leteti v vesolje z osebo. Oče raketne znanosti se upravičeno imenuje Korolev, ki se je v zgodovino zapisal kot tisti, ki je ugotovil, kako premagati gravitacijo, in uspel ustvariti prvo vesoljsko plovilo s posadko. Danes celo otroci vedo, v katerem letu je bila spuščena prva ladja z osebo na krovu, vendar se le malokdo spomni prispevka kraljice k temu procesu.

Posadka in njihova varnost med letom

Glavna naloga danes je varnost posadke, saj veliko časa preživi na višini letenja. Pri gradnji letala je pomembno, iz katere kovine je izdelano. V raketni znanosti se uporabljajo naslednje vrste kovin:

1. Aluminij - omogoča znatno povečanje velikosti vesoljskega plovila, saj je lahka.
2. Železo - odlično se spopada z vsemi obremenitvami na trupu ladje.
3. Baker ima visoko toplotno prevodnost.
4. Srebro - zanesljivo veže baker in jeklo.
5. Rezervoarji za tekoči kisik in vodik so izdelani iz titanovih zlitin.

Sodoben sistem za podporo življenju vam omogoča, da ustvarite znano vzdušje za osebo. Mnogi fantje vidijo, kako letijo v vesolju, pri čemer pozabijo na zelo veliko preobremenitev astronavta na začetku.

Največja vesoljska ladja na svetu

Med vojaškimi ladjami so zelo priljubljeni lovci in prestrezniki. Sodobna tovorna ladja ima naslednjo klasifikacijo:

1. Sonda je raziskovalna ladja.
2. Kapsula - tovorni prostor za dostavo ali reševalne operacije posadke.
3. Modul v orbito izstreli brezpilotni nosilec. Sodobni moduli so razdeljeni v 3 kategorije.
4. raketa. Prototip za ustvarjanje je bil vojaški razvoj.
5. Shuttle - strukture za večkratno uporabo za dostavo potrebnega tovora.
6. Postaje so največje vesoljske ladje. Danes v vesolju niso samo Rusi, ampak tudi Francozi, Kitajci in drugi.

Buran - vesoljska ladja, ki se je zapisala v zgodovino

Vostok je bilo prvo vesoljsko plovilo, ki je šlo v vesolje. Po Federaciji raketne znanosti ZSSR se je začela proizvodnja ladij Soyuz. Veliko kasneje so se začeli proizvajati Clippers in Rus. Zveza polaga velike upe na vse te projekte s posadko.

Leta 1960 je vesoljsko plovilo Vostok s svojim poletom dokazalo možnost vstopa človeka v vesolje. 12. aprila 1961 je Vostok 1 krožil okoli Zemlje. Toda vprašanje, kdo je letel na ladji Vostok 1, iz nekega razloga povzroča težave. Mogoče je dejstvo, da preprosto ne vemo, da je Gagarin opravil svoj prvi let na tej ladji? Istega leta je v orbito prvič vstopilo vesoljsko plovilo Vostok 2, v katerem sta bila naenkrat dva kozmonavta, od katerih je eden šel čez ladjo v vesolju. To je bil napredek. In že leta 1965 je Voskhod 2 lahko odšel v vesolje. Zgodovina ladje Sunrise 2 je bila posneta.

Vostok 3 je postavil nov svetovni rekord za najdaljši čas, ki ga je ladja preživela v vesolju. Zadnja ladja v seriji je bila Vostok 6.

Ameriški shuttle serije Apollo je odprl nova obzorja. Navsezadnje je leta 1968 Apollo 11 prvi pristal na Luni. Danes obstaja več projektov za razvoj vesoljskih letal prihodnosti, kot sta Hermes in Columbus.

Salyut je serija medorbitalnih vesoljskih postaj Sovjetske zveze. Salyut 7 je znan po strmoglavljenju.

Naslednja vesoljska ladja, katere zgodovina je zanimiva, je bil Buran, mimogrede, sprašujem se, kje je zdaj. Leta 1988 je opravil svoj prvi in ​​zadnji polet. Po večkratni analizi in transportu se je Buranova pot gibanja izgubila. Zadnja znana lokacija vesoljskega plovila Buran je v Sočiju, dela na njem so ukinjena. Vendar se vihar okoli tega projekta še ni umiril, nadaljnja usoda opuščenega projekta Buran pa zanima mnoge. In v Moskvi je bil v modelu vesoljskega plovila Buran na VDNKh ustvarjen interaktivni muzejski kompleks.

Gemini - serija ladij ameriških oblikovalcev. Zamenjali so projekt Merkur in lahko naredili spiralo v orbiti.

Ameriške ladje z imenom Space Shuttle so postale neke vrste shuttle, ki opravijo več kot 100 letov med predmeti. Drugi Space Shuttle je bil Challenger.

Ne moremo se zanimati za zgodovina planeta Nibiru, ki je priznan kot stražarska ladja. Nibiru se je že dvakrat približal nevarni razdalji Zemlji, a se je obakrat trku izognil.

Dragon je vesoljsko plovilo, ki naj bi leta 2018 poletelo na planet Mars. Leta 2014 je zveza, navajajoč tehnične značilnosti in stanje ladje Dragon, izstrelitev preložila. Ne tako dolgo nazaj se je zgodil še en dogodek: družba Boeing je dala izjavo, da je začela tudi razvojna dela pri ustvarjanju rovverja.

Prvi karavan za večkratno uporabo v zgodovini naj bi bil aparat z imenom Zarya. Zarya je prvi razvoj transportne ladje za večkratno uporabo, na katero je zveza zelo upala.

Preboj je možnost uporabe jedrskih objektov v vesolju. V te namene so se začela dela na transportnem in energetskem modulu. Vzporedno poteka razvoj projekta Prometheus - kompaktnega jedrskega reaktorja za rakete in vesoljska plovila.

Kitajski Shenzhou 11 je izstrelil leta 2016 z dvema astronavtoma, ki sta v vesolju preživela 33 dni.

Hitrost vesoljskega plovila (km/h)

Najmanjša hitrost, s katero lahko greste v orbito okoli Zemlje, je 8 km / s. Danes ni treba razvijati najhitrejše ladje na svetu, saj smo na samem začetku vesolja. Konec koncev je največja višina, ki jo lahko dosežemo v vesolju, le 500 km. Rekord najhitrejšega gibanja v vesolju je bil postavljen leta 1969 in ga doslej še ni bilo mogoče podreti. Na vesoljskem plovilu Apollo 10 so se trije astronavti vračali domov po orbiti Lune. Kapsula, ki naj bi jih spravila z leta, je uspela doseči hitrost 39,897 km/h. Za primerjavo razmislimo, kako hitro leti vesoljska postaja. Kolikor je mogoče, lahko razvije do 27.600 km / h.

Zapuščene vesoljske ladje

Danes je za vesoljska plovila, ki so postala neuporabna, v Tihem oceanu ustvarjeno pokopališče, kjer lahko svoje zadnje zatočišče najde na desetine zapuščenih vesoljskih ladij. katastrofe vesoljske ladje

Nesreče se dogajajo v vesolju in pogosto vzamejo življenja. Najpogostejše, nenavadno, so nesreče, ki se zgodijo zaradi trkov z vesoljskimi odpadki. Ob trku se orbita predmeta premakne in povzroči trk in škodo, kar pogosto povzroči eksplozijo. Najbolj znana katastrofa je smrt ameriškega vesoljskega plovila Challenger s posadko.

Jedrski motor za vesoljske ladje 2017

Danes znanstveniki delajo na projektih za ustvarjanje atomskega elektromotorja. Ta razvoj vključuje osvajanje vesolja s pomočjo fotonskih motorjev. Ruski znanstveniki nameravajo v bližnji prihodnosti začeti s testiranjem termonuklearnega motorja.

Vesoljske ladje Rusije in ZDA

Hitro zanimanje za vesolje se je pojavilo med hladno vojno med ZSSR in ZDA. Ameriški znanstveniki so v svojih ruskih kolegih prepoznali vredne tekmece. Sovjetska raketna znanost se je še naprej razvijala in po razpadu države je Rusija postala njena naslednica. Seveda se vesoljska plovila, s katerimi letijo ruski kozmonavti, bistveno razlikujejo od prvih ladij. Poleg tega so danes, zahvaljujoč uspešnemu razvoju ameriških znanstvenikov, vesoljska plovila postala ponovno uporabna.

Vesoljske ladje prihodnosti

Danes se povečuje zanimanje za projekte, ki bodo človeštvu omogočili daljša potovanja. Sodobni razvoj že pripravlja ladje na medzvezdne odprave.

Od kod se izstrelijo vesoljske ladje?

Videti na lastne oči izstrelitev vesoljskega plovila na začetku so sanje mnogih. Morda je to posledica dejstva, da prvi zagon ne vodi vedno do želenega rezultata. Toda zahvaljujoč internetu lahko vidimo, kako ladja vzleti. Glede na to, da bi morali biti tisti, ki opazujejo izstrelitev vesoljskega plovila s posadko, dovolj daleč, si lahko predstavljamo, da smo na vzletišču.

Vesoljska ladja: kako je v notranjosti?

Danes, zahvaljujoč muzejskim eksponatom, lahko osebno vidimo strukturo takšnih ladij, kot je Soyuz. Seveda so bile prve ladje od znotraj zelo preproste. Notranjost modernejših možnosti je zasnovana v pomirjujočih barvah. Naprava katerega koli vesoljskega plovila nas bo zagotovo prestrašila z veliko vzvodi in gumbi. In to dodaja ponos tistim, ki so se lahko spomnili, kako ladja deluje, in se poleg tega naučili upravljati z njo.

Katere vesoljske ladje zdaj letijo?

Nove vesoljske ladje s svojim videzom potrjujejo, da je fantazija postala resničnost. Danes nihče ne bo presenečen nad dejstvom, da je priklop vesoljskih plovil realnost. In le malokdo se spomni, da se je prvi tak priklop na svetu zgodil že leta 1967 ...

Kostov Matvej

Udeleženec urbanističnih znanstvenih branj za osnovnošolske otroke v rubriki "Vesoljski svet". Študent govori o zgradbi vesoljskih plovil "Vostok", "Voskhod" in "Soyuz".

Prenesi:

Predogled:

Mestna znanstvena branja za osnovnošolske otroke

Oddelek "Vesoljski svet"

Tema: "Oblikovanje vesoljskih ladij"

Razred 3 B MBOU-gimnazija št. 2

Znanstvena svetovalka Mosolova G.V., učiteljica osnovne šole

Tula 2013

Uvod

Zelo me zanima oblikovanje vesoljskih ladij. Prvič, ker gre za velik in kompleksen aparat, pri ustvarjanju katerega delajo številni znanstveniki in inženirji. Drugič, za nekaj ur ali celo dni postane ladja dom astronavtu, kjer so nujni normalni človeški pogoji - astronavt mora dihati, piti, jesti, spati. Med letom mora astronavt ladjo obrniti in spremeniti orbito po lastni presoji, to pomeni, da mora biti ladja zlahka nadzorovana med premikanjem v vesolju. Tretjič, v prihodnosti bi rad sam oblikoval vesoljske ladje.

Vesoljsko plovilo je zasnovano tako, da eno ali več ljudi odleti v vesolje in se po končani misiji varno vrne na Zemljo.

Tehnične zahteve za vesoljsko plovilo so strožje kot za katero koli drugo vesoljsko plovilo. Pogoje letenja (G-sile, temperaturni pogoji, tlak itd.) je treba zanje vzdrževati zelo natančno, da ne pride do nevarnosti za človeško življenje.

Pomembna značilnost vesoljskega plovila s posadko je prisotnost sistema za reševanje v sili.

Vesoljska plovila s posadko so bila ustvarjena le v Rusiji, ZDA in na Kitajskem, saj je ta naloga zelo zapletena in stroškovna. In samo Rusija in ZDA imata sisteme vesoljskih plovil s posadko za večkratno uporabo.

V tem delu sem poskušal govoriti o zasnovi vesoljskih plovil Vostok, Voskhod in Soyuz.

"vzhod"

Serija sovjetskih vesoljskih plovil "Vostok" je zasnovana za lete s posadko v orbiti blizu Zemlje. Ustvarjeni so bili pod vodstvom generalnega konstruktorja Sergeja Pavloviča Koroleva od leta 1958 do 1963.

Prvi let s posadko vesoljskega plovila Vostok z Yu.A. Gagarin na krovu se je zgodil 12. aprila 1961, bilo je prvo vesoljsko plovilo na svetu, ki je omogočilo polet s posadko v vesolje.

Glavne znanstvene naloge vesoljskega plovila Vostok so bile: preučevanje vplivov orbitalnih letnih pogojev na stanje in zmogljivost astronavta, testiranje zasnove in sistemov, preizkušanje osnovnih principov gradnje vesoljskih plovil.

Skupna masa vesoljskega plovila je 4,73 tone, dolžina je 4,4 m, največji premer pa 2,43 m.

Ladjo je sestavljalo sferično spuščajoče vozilo (teža 2,46 tone in premer 2,3 m), ki je služilo tudi kot orbitalni oddelek in stožčasti prostor za instrumente. Predelki so bili med seboj mehansko povezani s kovinskimi trakovi in ​​pirotehničnimi ključavnicami. Ladja je bila opremljena s sistemi: avtomatsko in ročno krmiljenje, avtomatska orientacija proti Soncu, ročna orientacija na Zemljo, vzdrževanje življenja, vodenje in logično krmiljenje, napajanje, termični nadzor in pristanek. Za zagotavljanje nalog človeškega dela v vesolju je bila ladja opremljena z avtonomno in radiotelemetrično opremo za spremljanje in snemanje parametrov, ki označujejo stanje astronavta, struktur in sistemov, ultrakratkovalovno in kratkovalovno opremo za dvosmerni radiotelefon komunikacija astronavta s zemeljskimi postajami, ukazna radijska povezava, programsko-časovna naprava, televizijski sistem z dvema oddajnima kamerama za opazovanje astronavta z Zemlje, radijski sistem za spremljanje parametrov orbite in iskanje smeri vesoljskega plovila , zavorni pogonski sistem TDU-1 in drugi sistemi. Teža vesoljskega plovila skupaj z zadnjo stopnjo nosilne rakete je bila 6,17 tone, njihova skupna dolžina pa 7,35 m.

Vozilo za spuščanje je imelo dve okni, od katerih je bilo eno nameščeno na vhodni loputi, tik nad kozmonavtovo glavo, drugo pa s posebnim orientacijskim sistemom v tleh ob njegovih nogah. Astronavta, oblečenega v vesoljsko obleko, so postavili na poseben izmetni sedež. Na zadnji stopnji pristanka se je kozmonavt po zaviranju spuščajočega vozila v ozračju na višini 7 km izvrgel iz kabine in pristal s padalom. Poleg tega je bila zagotovljena možnost pristanka astronavta v spuščajočem se vozilu. Vozilo za spuščanje je imelo lastno padalo, vendar ni bilo opremljeno s sredstvi za mehki pristanek, zaradi česar je oseba, ki je ostala v njem, med skupnim pristankom ogrozila hudo modrico.

V primeru okvare avtomatskih sistemov bi lahko astronavt prešel na ročno upravljanje. Ladje Vostok niso bile prilagojene za lete s posadko na Luno in tudi niso dopuščale možnosti letov ljudi, ki niso opravili posebnega usposabljanja.

"sončni vzhod"

Večsedežno vesoljsko plovilo Voskhod je izvajalo lete v orbiti blizu Zemlje. Te ladje so dejansko ponovile ladje serije Vostok in so bile sestavljene iz sferičnega spustnega vozila s premerom 2,3 metra, v katerem so bili nameščeni astronavti, in stožčastega prostora za instrumente (teža 2,27 tone, dolžina 2,25 m in širina 2,43 m.) , ki je vseboval rezervoarje za gorivo in pogonski sistem. V vesoljskem plovilu Voskhod-1 so se kozmonavti ustalili brez vesoljskih oblek, da bi prihranili prostor. Prva vesoljska posadka je vključevala oblikovalca spuščajočih se vozil Konstantin Feoktistov.

"Zveza"

"Soyuz" - serija vesoljskih plovil z več sedeži za lete v orbiti blizu Zemlje.

Raketno-vesoljski kompleks Sojuz so začeli načrtovati leta 1962 kot ladjo sovjetskega programa za letenje okoli lune.

Ladje te serije so sestavljene iz treh modulov: oddelka za instrumente, vozila za spuščanje in pomožnega oddelka.

Napajalni sistem je sestavljen iz sončnih kolektorjev in baterij.

Vozilo za spuščanje vsebuje prostore za astronavte, sisteme za vzdrževanje življenja, nadzorne sisteme in padalski sistem. Dolžina predelka je 2,24 m, premer 2,2 m. Gospodinjski predal ima dolžino 3,4 m, premer 2,25 m.

Zaključek

Na vesoljskih plovilih se uporabljajo vsi najboljši in najsodobnejši razvoj človeštva, najnovejše napredne tehnologije in oprema na krovu.

Vostok, Voskhod in Soyuz so nadomestile naprednejše orbitalne postaje nove generacije in novih zmogljivosti.

Odprli so še eno stran v zgodovini ne le ruske, ampak tudi svetovne kozmonavtike, združili so kozmonavte iz mnogih držav.

Kasneje so se pojavili "Shuttles", "Burans" in druga vesoljska plovila, vendar so prav ta tri, opisana v mojem delu, služila kot osnova za razvoj sodobnih letal.

Resnično upam, da bom, ko bom velik, lahko ustvaril ali pomagal ustvariti novo ultramoderno vesoljsko plovilo, ki bo letelo v zelo oddaljene galaksije.

Bibliografija

1. Enciklopedični slovar mladega astronoma. Moskva. 2006 Sestavil Erpylev N.P.;
2. Enciklopedija za otroke. Kozmonavtika. Moskva. 2010
3. Veliki podvigi. Serija "Enciklopedija odkritij in dogodivščin". Moskva. 2008

Struktura vesoljskega plovila "Vostok 1"

Velika sovjetska enciklopedija. -- M.: Sovjetska enciklopedija. 1969--1978.

1. Antena sistema ukazne radijske povezave. 2. Komunikacijska antena. 3. Ohišje električnih konektorjev 4. Vhodna loputa. 5. Posoda s hrano. 6. Pasovi za privezovanje. 7. Tračne antene. 8. Zavorni motor. 9. Komunikacijske antene. 10. Servisne lopute. 11 Predal za instrumente z glavnimi sistemi. 12. Ožičenje za vžig. 13. Cilindri pnevmatskega sistema (16 kosov) za sistem za vzdrževanje življenja. 14. Izmetni sedež. 15. Radijska antena. 16. Lučka z optičnim vodilom. 17. Tehnološka loputa. 18. Televizijska kamera. 19. Toplotna zaščita iz ablativnega materiala. 20. Blok elektronske opreme.

KRATKE PODROBNOSTI O LADJI

Registrska številka	1961-Mu-1/00103
Začetni datum in ura (univerzalni čas)	06h07m. 04/12/1961
Izhodišče	Bajkonur, mesto 1
nosilno vozilo
Masa ladje (kg)
Začetni parametri orbite:
Orbitalni naklon (stopinja)
Obdobje obtoka (minute)
perigej (km)
Apogee (km)
Datum in čas pristanka astronavta (univerzalni čas)	07h55m. 04/12/1961
Mesto pristanka	Na severozahodu. iz vasi Smelovka, regija Saratov
čas letenja astronavta
Prevožena razdalja (km)
Število orbit okoli Zemlje
Na kratko o letu	Prvi polet s posadko v vesolje.

Seznam uporabljene literature

1. Glushko V.P. "Razvoj raketne znanosti in astronavtike v ZSSR", Moskva, 1987

2. Velika sovjetska enciklopedija. -- M.: Sovjetska enciklopedija. 1969--1978.

3. Bobkov V.N. Iz zgodovine letalstva in astronavtike. Izdaja 72. Vesoljski ladji tipa Vostok in Voskhod. Eksperimentalne študije, ki temeljijo na njih.

4. Vesoljska plovila s posadko "Vostok" in "Voskhod" / V knjigi. "Raketna in vesoljska korporacija "Energia" po imenu S.P. Korolev. B. m. [Korolev], 1996, str. 20 -118.