Prezantimi

Nga kursi i fizikës, mësova se në mënyrë që një trup të bëhet një satelit artificial i Tokës, duhet t'i thuhet një shpejtësi e barabartë me 8 km / s (I shpejtësi kozmike). Nëse një shpejtësi e tillë i jepet një trupi në një drejtim horizontal afër sipërfaqes së Tokës, atëherë në mungesë të një atmosfere ai do të bëhet një satelit i Tokës, duke u rrotulluar rreth tij në një orbitë rrethore.

Vetëm raketat hapësinore mjaft të fuqishme janë në gjendje t'i komunikojnë satelitët një shpejtësi të tillë. Aktualisht, mijëra satelitë artificialë po rrotullohen rreth Tokës!

Dhe për të arritur planetët e tjerë, anija kozmike duhet të informohet për shpejtësinë hapësinore II, e cila është rreth 11.6 km/s! Për shembull, për të arritur në Mars, të cilën amerikanët do ta bëjnë së shpejti, ju duhet të fluturoni me një shpejtësi kaq të madhe për më shumë se tetë muaj e gjysmë! Dhe kjo nuk është duke llogaritur rrugën e kthimit në Tokë.

Cila duhet të jetë struktura e një anije kozmike për të arritur shpejtësi kaq të mëdha, të paimagjinueshme?! Kjo temë më interesoi shumë dhe vendosa të mësoj të gjitha hollësitë e dizajnit të anijeve kozmike. Siç rezulton, problemet e dizajnit praktik lindin forma të reja avionësh dhe kërkojnë zhvillimin e materialeve të reja, të cilat nga ana e tyre krijojnë probleme të reja dhe zbulojnë shumë aspekte interesante të problemeve të vjetra si në kërkimin themelor ashtu edhe në atë të aplikuar.

Materiale

Baza e zhvillimit të teknologjisë është njohja e vetive të materialeve. Të gjitha anijet kozmike përdorin një larmi materialesh në një shumëllojshmëri të gjerë mjedisesh.

Në vitet e fundit, numri i materialeve të studiuara dhe karakteristikat me interes për ne është rritur në mënyrë dramatike. Rritja e shpejtë e numrit të materialeve teknike të përdorura në krijimin e anijeve kozmike, si dhe ndërvarësia në rritje e modeleve të anijeve kozmike dhe vetive të materialit janë ilustruar në Tabelën. 1. Në vitin 1953, alumini, magnezi, titani, çeliku dhe lidhjet speciale ishin me interes kryesisht si materiale aviacioni. Pesë vjet më vonë, në vitin 1958, ato u përdorën gjerësisht në shkencën e raketave. Në vitin 1963, secili prej këtyre grupeve të materialeve përfshinte tashmë qindra kombinime elementësh ose përbërësish, dhe numri i materialeve me interes u rrit me disa mijëra. Aktualisht, materiale të reja dhe të përmirësuara nevojiten pothuajse kudo, dhe situata nuk ka gjasa të ndryshojë në të ardhmen.

Tabela 1

Materialet e përdorura në strukturat e anijeve kozmike

Materiali
Berilium
Materialet e Menaxhimit Termik
Materialet termoelektrike
Materialet fotovoltaike
Veshje mbrojtëse
Qeramika
Materiale të përforcuara me fije
Fryni veshjet (materialet ablative)
Materialet me shtresa
Polimere
Metalet zjarrduruese
Aliazhe speciale
lidhjet e titanit
lidhjet e magnezit
Lidhjet e aluminit

Nevoja për njohuri të reja në fushën e shkencës së materialeve dhe teknologjisë së materialeve rezonon me universitetet tona, kompanitë private, organizatat e pavarura kërkimore dhe organe të ndryshme qeveritare. Tabela 2 jep një ide të natyrës dhe fushës së kërkimit të vazhdueshëm të NASA-s për materialet e reja. Këto punime përfshijnë kërkime themelore dhe të aplikuara. Përpjekjet më të mëdha janë përqendruar në fushën e kërkimit themelor në fizikën dhe kiminë e gjendjes së ngurtë. Këtu, struktura atomike e materies, ndërveprimet e forcave ndëratomike, lëvizja e atomeve dhe veçanërisht ndikimi i defekteve në përpjesëtim me madhësinë e atomeve janë me interes.

tabela 2

Programi i Kërkimit të Materialeve

Kategoria tjetër përfshin materiale strukturore me forcë specifike të lartë, si titani, alumini dhe beriliumi, lidhjet rezistente ndaj nxehtësisë dhe refraktare, qeramika dhe polimeret. Një grup i veçantë duhet të përfshijë materiale për aviacionin e transportit supersonik.

Ka një interes gjithnjë në rritje për kategorinë e materialeve të përdorura në elektronikë në programin e NASA-s. Hulumtimet janë duke u zhvilluar mbi superpërçuesit dhe lazerët. Në grupin gjysmëpërçues studiohen si materialet organike ashtu edhe ato inorganike. Kërkime po kryhen edhe në fushën e termoelektronikës.

Së fundi, programi i kërkimit të materialeve përfundon me një konsideratë shumë të përgjithshme të përdorimit praktik të materialeve.

Për të treguar aplikimet e mundshme të rezultateve të kërkimit të materialeve në të ardhmen, do të fokusohem në studimet që lidhen me studimin e ndikimit të renditjes hapësinore të atomeve në vetitë e fërkimit të metaleve.

Nëse do të ishte e mundur të zvogëlohej fërkimi midis sipërfaqeve metalike në kontakt, atëherë kjo do të bënte të mundur përmirësimin e pothuajse të gjitha llojeve të mekanizmave me pjesë lëvizëse. Në shumicën e rasteve, fërkimi midis sipërfaqeve të çiftëzimit është i lartë dhe aplikohet lubrifikimi për ta zvogëluar atë. Megjithatë, të kuptuarit e mekanizmit të fërkimit midis sipërfaqeve jo të lubrifikuara është gjithashtu me interes të madh.

Figura 1 paraqet disa nga rezultatet e kërkimit të kryer në Qendrën Kërkimore Lewis. Eksperimentet u kryen në kushte vakum të lartë, pasi gazrat atmosferikë ndotin sipërfaqet dhe ndryshojnë në mënyrë drastike vetitë e tyre të fërkimit. Përfundimi i parë i rëndësishëm është se karakteristikat e fërkimit të metaleve të pastër varen shumë nga struktura e tyre atomike natyrore (shih anën e majtë të Fig. 1). Kur metalet ngurtësohen, atomet e disave formojnë një rrjetë hapësinore gjashtëkëndore, ndërsa atomet e të tjerëve formojnë një kub. Është treguar se metalet me një rrjetë gjashtëkëndore kanë shumë më pak fërkim sesa metalet me një rrjetë kub.

Fig 1. Efekti i strukturës atomike në fërkimin e thatë (pa lubrifikim).

Fig.2. Kërkesat për materiale rezistente ndaj nxehtësisë.

Më pas u hetuan një sërë metalesh, atomet e të cilave ndodhen në majat e prizmave gjashtëkëndor me distanca të ndryshme ndërmjet bazave të tyre. Studimet kanë treguar se fërkimi zvogëlohet me rritjen e lartësisë së prizmave (shih pjesën qendrore të Fig. 1). Metalet me raportin maksimal të distancës midis bazave të prizmave me distancën midis faqeve anësore kanë fërkimin më të vogël. Ky rezultat eksperimental përputhet me përfundimet e teorisë së deformimit të metaleve.

Në fazën tjetër u zgjodh si objekt studimi titani, i cili dihet se ka një strukturë gjashtëkëndore dhe karakteristika të dobëta fërkimi. Për të përmirësuar karakteristikat e fërkimit të titanit, ata filluan të studiojnë lidhjet e tij me metale të tjera, prania e të cilave supozohej të rriste madhësinë e grilave atomike. Siç pritej, me një rritje të distancës midis bazave të prizmave, fërkimi u ul ndjeshëm (shih anën e djathtë të Fig. 1). Eksperimente shtesë janë duke u zhvilluar për të përmirësuar më tej vetitë e lidhjeve të titanit. Për shembull, ne mund të "porositim" lidhjen, d.m.th. duke përdorur trajtimin termik për të rregulluar atomet e elementeve të ndryshëm në një mënyrë më të përshtatshme dhe për të eksploruar se si kjo do të ndikojë në fërkimin. Përparimet e reja në këtë fushë do të rrisin besueshmërinë e makinerive me pjesë rrotulluese dhe me sa duket do të hapin mundësi të mëdha në të ardhmen.

Ndërsa mund të duket se kemi bërë përparime të mëdha kohët e fundit në zhvillimin e materialeve rezistente ndaj nxehtësisë, përparimi në eksplorimin e hapësirës gjatë 35 viteve të ardhshme do të jetë i lidhur ngushtë me zhvillimin e materialeve të reja që mund të funksionojnë në temperatura të larta për shumë orë, dhe në disa raste dhe vite.

Figura 2 tregon se sa e rëndësishme është kjo. Boshti y tregon kohën e funksionimit në orë, dhe abshisa tregon temperaturën e funksionimit në gradë Celsius. Në rajonin me hije nga 1100 deri në 3300° C, të vetmet materiale metalike që mund të përdoren janë metalet zjarrduruese. Në boshtin y, vija horizontale shënon kohëzgjatjen e punës të barabartë me një vit. Zona e parametrave të funksionimit të një motori rakete bërthamore është e kufizuar nga temperaturat nga 2100 në 3200 ° C dhe kohëzgjatja e funksionimit nga 15 minuta në 6 orë. (Këto shifra janë shumë të përafërta dhe jepen vetëm si një udhëzues për përcaktimin e kufijve të parametrave të funksionimit.)

Zona me mbishkrimin "avion hipersonik" karakterizon kushtet e funksionimit të materialeve të lëkurës. Kjo kërkon një kohëzgjatje shumë më të gjatë të punës. Për automjetet hapësinore të ripërdorshme, citohen kohët e funksionimit prej vetëm 60 deri në 80 orë, por në realitet, kohët e funksionimit të rendit të mijëra orëve mund të kërkohen në intervalin e temperaturës nga 1320 në 1650 ° C dhe më shumë.

Sipas figurës 2, mund të gjykohet rëndësia e metaleve zjarrduruese për zgjidhjen e problemeve të paraqitura nga programi i eksplorimit të hapësirës. Disa nga këto materiale janë tashmë në përdorim dhe jam i sigurt se do të përmirësohen dhe do të bëhen edhe më të rëndësishme me kalimin e kohës.

Ndonjëherë dëgjohet se teknologjia moderne e materialeve nuk është në të vërtetë një shkencë, por një art shumë i zhvilluar. Ndoshta kjo është pjesërisht e vërtetë, por jam i sigurt se shkenca dhe teknologjia e materialeve tashmë kanë arritur një nivel shumë të lartë zhvillimi dhe do të luajnë një rol të madh në jetën e vendit tonë.

Strukturat e anijes kozmike

Tani le t'i drejtohemi çështjeve të projektimit të anijeve kozmike. Figura 3 tregon problemet kryesore të projektimit që lindin në projektimin e mjeteve moderne të lëshimit dhe anijeve kozmike. Këto përfshijnë: ngarkesat që veprojnë në strukturë, dinamikën e fluturimit dhe mekanikën; zhvillimi i strukturave që mund të përballojnë ngarkesa të larta termike; mbrojtje nga efektet e kushteve të hapësirës së jashtme, si dhe zhvillimi i dizajneve dhe kombinimeve të reja të materialeve për aplikime në të ardhmen.

Fig.3. Strukturat e anijes kozmike.

Zhvillimi i modeleve të anijeve kozmike është ende në një fazë të hershme zhvillimi dhe bazohet në përvojën e projektimit të avionëve dhe raketave balistike. Nga Fig. 4 rezulton se mjetet e mëdha lëshuese moderne janë në shumë mënyra të lidhura me raketat balistike. Karakteristikat dalluese të konfigurimeve të tyre përfshijnë një zgjatim të madh, i cili redukton tërheqjen atmosferike dhe një vëllim të madh të zënë nga karburanti. Pesha e shtytësit mund të jetë nga 85 në 90% të peshës së lëshimit të mjetit lëshues. Pesha specifike e strukturës është shumë e vogël, kështu që në thelb është një guaskë fleksibël me mure të hollë. Me koston e lartë të sotme për njësi peshë të një ngarkese të lëshuar në orbitë ose një shteg fluturimi drejt Hënës dhe planetëve, është veçanërisht e dobishme të reduktohet pesha e strukturës kryesore në një minimum të pranueshëm. Problemet e projektimit janë edhe më të mprehta në rastin e përdorimit të hidrogjenit dhe oksigjenit të lëngshëm si përbërës të karburantit, të cilët kanë një peshë specifike të ulët, si rezultat i të cilave lind nevoja për vëllime të mëdha për vendosjen e karburantit.

Fig.4. Mjete të mëdha lëshimi.

Projektuesi i automjeteve të ardhshme të lëshimit do të përballet me shumë sfida të reja. Automjetet e lëshimit ka të ngjarë të jenë më të mëdha, më komplekse dhe më të shtrenjta. Për t'i përdorur ato në mënyrë të përsëritur pa kosto të larta për transportin e kthimit ose riparimin, do të duhet të zgjidhen probleme të rëndësishme të projektimit dhe teknologjisë materiale.

Kërkesat e pazakonta për lloje të ndryshme të anijeve kozmike të së ardhmes kanë intensifikuar tashmë kërkimin për lloje të reja të modeleve dhe proceseve të prodhimit.

Kërkesat e mbrojtjes nga rreziqet që na presin në hapësirën e jashtme, si meteoritët, rrezatimi i fortë dhe termik, intensifikojnë shumë kërkimet e kryera me qëllim të krijimit të modeleve të anijeve kozmike. Për shembull, gjatë ruajtjes afatgjatë të hidrogjenit të lëngshëm dhe lëngjeve të tjera kriogjenike në hapësirën e jashtme, rrjedhja e përbërësve të karburantit përmes sistemit të kullimit dhe vrimave të meteorit në rezervuarët e karburantit duhet të përjashtohen praktikisht. Është bërë përparim i rëndësishëm në zhvillimin e materialeve izoluese me përçueshmëri termike jashtëzakonisht të ulët. Tani është e mundur të sigurohet ruajtja e karburantit gjatë kohës së kaluar në platformën e lëshimit dhe disa rrotullime rreth Tokës. Megjithatë, gjatë ruajtjes afatgjatë në hapësirën e jashtme për një periudhë deri në një vit, lind një problem shumë kompleks që lidhet me fluksin e nxehtësisë përmes elementëve strukturorë të rezervuarëve dhe tubacioneve.

Probleme të tjera të fluturimit në hapësirë, si problemi i palosjes së anijeve të mëdha kozmike ose pjesëve të tyre në procesin e lëshimit në orbitë dhe më pas montimit të tyre në hapësirën e jashtme, do të kërkojnë gjithashtu zgjidhje të reja projektimi. Në të njëjtën kohë, as forcat gravitacionale dhe as aerodinamike nuk veprojnë në anijen kozmike gjatë fluturimit në hapësirë, gjë që zgjeron gamën e zgjidhjeve të mundshme të projektimit. Figura 5 tregon një shembull të një zgjidhjeje të pazakontë të projektimit, e mundur vetëm në hapësirën e jashtme. Ky është një nga opsionet për një radio teleskop orbital, i cili është shumë më i madh se ato që mund të sigurohen në Tokë.

Pajisjet e tilla nevojiten për të studiuar emetimin natyror të radios të yjeve, galaktikave dhe objekteve të tjera qiellore. Një nga brezat e frekuencave të radios me interes për astronomët shtrihet në rangun prej 10 MHz dhe më poshtë. Valët e radios me këtë frekuencë nuk kalojnë nëpër jonosferën e tokës. Kërkohen antena orbitale jashtëzakonisht të mëdha për të marrë emetime radio me frekuencë të ulët. Ana e majtë e figurës 5 tregon varësinë e diametrit të antenës nga frekuenca e rrezatimit të marrë. Mund të shihet se me uljen e frekuencës, diametri i antenës rritet, dhe për të marrë valë radio me një frekuencë më të vogël se 10 MHz, nevojiten antena me diametër më shumë se 1.5 km.

Figura 5. Modele të reja. antenat orbitale.

Një antenë e kësaj madhësie nuk mund të vihet në orbitë dhe pesha e saj, duke përdorur parimet konvencionale të projektimit, do të tejkalojë shumë aftësitë e mjeteve më të mëdha të lëshimit. Edhe duke marrë parasysh mungesën e gravitetit, projektimi i antenave të tilla paraqet vështirësi të mëdha. Për shembull, nëse reflektori i antenës është prej fletë metalike të ngurtë alumini me trashësi vetëm 0,038 mm, atëherë pesha e materialit sipërfaqësor me një diametër antene prej 1,6 km do të jetë 214 ton. Fatmirësisht, për shkak të frekuencës së ulët të marrë emetimi i radios, sipërfaqja e antenës mund të bëhet grilë. Përparimet e fundit në fushën e dizajneve të mëdha të hapura lejojnë që grila të bëhet me fije të hollë. Në këtë rast, materiali që formon sipërfaqen e antenës do të peshojë nga 90 në 140 kg. Ky dizajn do t'ju lejojë të vendosni antenën në orbitë dhe më pas ta montoni atë. Në të njëjtën kohë, është e mundur të sigurohet paketim i dendur i antenës së bashku me sistemet e stabilizimit dhe furnizimit me energji elektrike.

Rrezatimi i fortë në hapësirën e jashtme do të vazhdojë të jetë faktori kryesor shkatërrues për anijet kozmike të lëshuara në hapësirë. Ky shkatërrim është pjesërisht për shkak të bombardimeve të anijeve kozmike nga protonet me energji të lartë në rripat e rrezatimit, si dhe nga shpërthimet diellore. Studimi i efekteve që rrjedhin nga një bombardim i tillë tregon nevojën për të studiuar thelbin e mekanizmave të shkatërrimit dhe për të përcaktuar karakteristikat e materialeve të përdorura si ekrane mbrojtëse.

Fig.6. Parimet e reja të shqyrtimit.
1 - mbështjellje superpërcjellëse; 2 - fushë magnetike; 3 - ngarkesa pozitive e anijes kozmike; 4 - ekran thithës; 5 - mbrojtja e plazmës.

Zhvillimi i metodave të reja të mbrojtjes duhet të përfshijë gjithashtu studimin e mundësisë së mbrojtjes me ndihmën e magneteve superpërcjellës, të cilët do të bëjnë të mundur uljen e ndjeshme të peshës së pajisjeve mbrojtëse dhe në këtë mënyrë rritjen e ngarkesës së anijeve kozmike të destinuara për fluturime afatgjata. .

Figura 6 ilustron këtë ide të re, të quajtur mbrojtja plazmatike. Një kombinim i fushave magnetike dhe elektrostatike përdoret për të devijuar grimcat e ngarkuara si protonet dhe elektronet. Baza e mbrojtjes së plazmës është fusha magnetike e krijuar nga mbështjelljet superpërçuese relativisht të lehta, e cila rrethon të gjithë aparatin. Në stacionet hapësinore toroidale, ekuipazhi dhe pajisjet janë të vendosura në një zonë me fuqi të ulët të fushës magnetike. Anija kozmike ngarkohet pozitivisht nga injektimi i elektroneve në fushën magnetike përreth. Këto elektrone mbajnë një ngarkesë negative të barabartë në madhësi me ngarkesën pozitive të anijes kozmike. Protonet që mbartin një ngarkesë pozitive nga hapësira e jashtme që rrethon aparatin do të zmbrapsen nga ngarkesa pozitive e aparatit. Elektronet që lëvizin në hapësirën përreth aparatit mund të shkarkojnë fushën elektrostatike, por kjo pengohet nga fusha magnetike, e cila përkul trajektoret e tyre.

Varësia e peshës së sistemeve të tilla mbrojtëse nga vëllimi i anijes është paraqitur grafikisht në pjesën e poshtme të Fig.6. Për krahasim, jepen peshat përkatëse të ekranit mbrojtës, i cili është një shtresë materiali në rrugën e rrezatimit. Meqenëse një fushë magnetike me intensitet shumë të moderuar kërkohet për të kontrolluar lëvizjen e rrjedhës së elektroneve, pesha e mburojës plazmatike në raste tipike do të jetë rreth 1/20 e peshës së një ekrani thithës konvencional.

Megjithëse ideja e mbrojtjes së plazmës është premtuese, ka ende shumë paqartësi që lidhen me funksionimin e saj në hapësirën e jashtme. Në këtë drejtim, aktualisht po kryhen studime teorike dhe eksperimentale të paqëndrueshmërisë së mundshme të resë elektronike ose ndërveprimit me pluhurin dhe plazmën kozmike. Deri më tani, nuk janë zbuluar asnjë vështirësi thelbësore dhe mund të shpresohet se rrezatimi kozmik mund të kundërshtohet me mbrojtjen e plazmës, karakteristikat e peshës së së cilës do të jenë shumë më të mira se ato të llojeve të tjera të mbrojtjes.

Hyrja në atmosferë

Tani le t'i drejtohemi problemit të hyrjes së anijeve kozmike në atmosferën e Tokës dhe planetëve të tjerë. Vështirësia kryesore këtu, natyrisht, është mbrojtja kundër flukseve të nxehtësisë që lindin gjatë hyrjes në atmosferë. Energjia kinetike kolosale e anijes duhet të shndërrohet në forma të tjera energjie, kryesisht mekanike dhe termike, përndryshe aparati ose do të digjet ose do të dëmtohet. Shpejtësia e hyrjes së anijes kozmike varion nga 7.6 në 18.3 km/s. Në shpejtësi më të ulëta, pjesa kryesore e fluksit të nxehtësisë është fluksi konvektiv i nxehtësisë, por me shpejtësi mbi ~ 12.2 km/s, fluksi i rrezatimit të nxehtësisë nga goditja e harkut fillon të luajë një rol të rëndësishëm. Materialet moderne mbrojtëse ndaj nxehtësisë janë efektive deri në shpejtësi prej ~ 11 km/s në automjete me raport të ulët ngritjeje ndaj tërheqjes, megjithatë, në shpejtësitë hyrëse nga 15,2 në 18,3 km/s, kërkohen materiale të reja.

Fig. 7 ndihmon për të kuptuar pse në të ardhmen, për zgjidhjen e problemeve të rihyrjes në atmosferën e anijeve kozmike të drejtuar, mjetet e afta për të zhvilluar ngritje të konsiderueshme do të jenë me interes të madh. Boshti y tregon raportin e ngritjes ndaj zvarritjes L/D (cilësia aerodinamike) me shpejtësi hipersonike, dhe abshisa tregon shpejtësinë e hyrjes. Shenjat e para të një prirjeje drejt rritjes së raportit ngritës ndaj zvarritjes shihen në shembullin e anijes kozmike Mercury, Gemini dhe Apollo. Në të ardhmen, fluturimet orbitale rreth Tokës pritet të arrijnë lartësinë e orbitave sinkrone. Anijet që hyjnë në atmosferën e Tokës nga ky rajon i hapësirës së jashtme do të kenë shpejtësi deri në 10.4 km/sek (në Fig. 7, vija vertikale e emërtuar "Orbitat Sinkrone").

Shpejtësia e hyrjes së anijes kozmike të drejtuar nga planetët e tjerë, si Marsi, është shumë më e lartë. Me zgjedhjen e duhur të kohës së nisjes dhe përdorimin e gravitetit të Venusit, ato arrijnë 12,2 - 13,7 km/s, ndërsa me kthimin e drejtpërdrejtë nga Marsi, shpejtësitë i kalojnë 15,2 km/s. Interesi për shpejtësi të tilla të larta rihyrjeje lidhet me fleksibilitetin më të madh të metodës së kthimit direkt nga planeti.

Figura 7. Prirjet drejt rritjes së cilësisë aerodinamike të anijes kozmike dhe shpejtësisë së hyrjes në atmosferën e Tokës.

Për të ruajtur brenda kufijve të arsyeshëm mbingarkesat e përjetuara nga ekuipazhi i anijes me shpejtësi kaq të larta hyrjeje, është e nevojshme të rritet forca e ngritjes aerodinamike në krahasim me anijen kozmike Apollo. Për më tepër, një rritje e ashensorit (më saktë, raporti i ngritjes ndaj zvarritjes L/D) me shpejtësi të lartë do të zgjerojë korridoret e lejueshme të hyrjes, të cilat ngushtohen në zero për mjetet me prejardhje balistike. Me një rritje të ngritjes, rritet edhe saktësia e manovrimit dhe e uljes. Një nga fazat më të rëndësishme të fluturimit të anijes kozmike me ashensor është afrimi i uljes dhe vetë ulja. Karakteristikat e fluturimit të anijeve kozmike me ngritje me shpejtësi të ulët janë aq të ndryshme nga ato të avionëve konvencionalë saqë duhej të ndërtoheshin dy avionë, të paraqitur në figurën 8, për t'i studiuar ato. Njësia e sipërme ka indeksin HL-10, dhe ajo e poshtme M2-F2.

Oriz. 8. Mjetet kërkimore ajrore HL-10 dhe M2-F2.

Këto pajisje supozohet të ngrihen në një lartësi prej rreth 14 km me ndihmën e avionëve B-52 dhe të hidhen me shpejtësi fluturimi që korrespondojnë me një numër Mach deri në 0.8. Automjetet HL-10 dhe M2-F2 janë të pajisura me motorë të vegjël raketash me peroksid hidrogjeni që lejojnë simulimin e raportit të ndryshueshëm të ngritjes ndaj tërheqjes. Me ndihmën e këtyre motorëve, është e mundur të ndryshohet këndi i pjerrësisë së trajektores gjatë afrimit të uljes, si dhe kufiri i qëndrueshmërisë statike, në mënyrë që të përcaktohen karakteristikat optimale të fluturimit të anijeve kozmike të drejtuara në të ardhmen të një konfigurimi të ngjashëm. Anijet e kësaj forme do të kenë një peshë afër peshës së anijes kozmike të së ardhmes. Dhe tashmë është krijuar një anije e ngjashme me këto modele të anijeve kozmike, kjo është anija kozmike orbitale Shuttle.

Anije kozmike

Anija kozmike orbitale "Shuttle" është e aftë të fluturojë në atmosferën e Tokës me shpejtësi hipersonike. Krahët e aparatit kanë një kornizë shumë-spar; kabinë monokoke e përforcuar, si krahë, e bërë nga aliazh alumini. Dyert e ndarjes së ngarkesave janë bërë nga materiali i përbërë grafit-epoksi. Mbrojtja termike e aparatit sigurohet nga disa mijëra pllaka qeramike të lehta, të cilat mbulojnë pjesë të sipërfaqes të ekspozuara ndaj flukseve të mëdha të nxehtësisë.

Vërejtje përfundimtare

Jam përpjekur të jap një përmbledhje të shkurtër të përparimeve të fundit në zhvillimin e materialeve, strukturave dhe teknikave të reja për rihyrjen e anijeve kozmike. Kjo bëri të mundur nxjerrjen në pah të disa drejtimeve për kërkime në të ardhmen. Dhe duket se unë vetë mësova pak për problemet e eksplorimit të hapësirës me ndihmën e anijeve kozmike në fazën aktuale të zhvillimit njerëzor.

Në një qytet të vogël, të humbur në rajonin e shkretëtirës së Kalifornisë, një amator i panjohur i vetmuar po përpiqet të konkurrojë me miliarderët dhe korporatat me famë botërore për të drejtën për të ndërtuar anije kozmike për të dërguar mallra në orbitën e ulët të Tokës. Ai nuk ka asistent të mjaftueshëm dhe nuk ka burime të mjaftueshme. Por, me gjithë vështirësitë, ai do ta çojë deri në fund punën e tij.

Dave Masten po shikon ekranin e kompjuterit të tij. Gishti i tij qëndroi mbi butonin e miut për një moment. Dave e di se ai është gati të hapë një letër nga DARPA dhe kjo letër do t'i ndryshojë jetën, pavarësisht se çfarë thotë. Ai ose do të marrë fonde ose do të detyrohet të heqë dorë nga ëndrra e tij përgjithmonë.

Dy lajme

Kjo është një pikë kthese e vërtetë, sepse në rrezik është pjesëmarrja në programin XS-1 të financuar nga DARPA, i cili synon të ndërtojë një aeroplan hapësinor pa pilot të ripërdorshëm që mund të përballojë dhjetë lëshime në dhjetë ditë, të përshpejtojë në shpejtësi mbi 10 M dhe, me ndihma e një faze shtesë, dorëzoni një ngarkesë me peshë më shumë se 1.5 ton. Në të njëjtën kohë, kostoja e çdo lëshimi nuk duhet të kalojë 5 milionë dollarë. Dave Masten - i huaji i përjetshëm, një refugjat nga Silicon Valley, një sipërmarrës vetmitar në industrinë hapësinore - nuk ka qenë kurrë kaq afër krijimit të një sistemi të plotë hapësinor, si këtë herë. Nëse kompania e tij bëhet një nga tre pjesëmarrësit në projektin XS-1, Dave do të marrë menjëherë një grant prej 3 milion dollarë dhe injeksione shtesë financiare vitin e ardhshëm. Dhe kostoja e kontratës së ardhshme mund të kalojë 140 milionë dollarë!

Në rast refuzimi, kompania e Dave do të mbetet një firmë e vogël e panjohur, duke zvarritur një ekzistencë të mjerueshme dhe duke ruajtur ëndrrën e brishtë për të ndërtuar një anije kozmike orbitale. Por, edhe më keq, do të humbasë një mundësi e rrallë për të realizuar idenë e Mastenit. Programet shtetërore të fluturimeve hapësinore kanë favorizuar historikisht (në fakt, kjo ishte një kërkesë) anije kozmike që kërkojnë një fushë ajrore ose një parashutë të madhe për t'u ulur. Masten propozoi një raketë vertikale ngritjeje dhe ulje vertikale, një që nuk do të kërkonte as një brez uljeje dhe as një parashutë për t'u kthyer në Tokë. Programi XS-1 paraqiti një shans të mirë për të zbatuar këtë ide, por nëse fati papritur kthen shpinën dhe shansi për të marrë pjesë në të i bie një tjetri, atëherë kush e di nëse qeveria do të hapë burime të reja financimi në të ardhmen.

Pra, një email, dy rrugë krejtësisht të ndryshme, njëra prej të cilave të çon drejt e në hapësirë. Masten klikon miun dhe fillon të lexojë - ngadalë, duke u thelluar në çdo fjalë. Kur mbaron, kthehet nga inxhinierët e mbledhur pas tij dhe me fytyrë të drejtë njofton: “Kam dy lajme, të mira dhe të këqija. Lajmi i mirë është se ne jemi përzgjedhur për të marrë pjesë në XS-1! Lajmi i keq është se ne u përzgjodhëm për XS-1.”

Grupimi i porteve hapësinore

Terreni në veri të shkretëtirës Mojave të kujton më shumë skenat nga një film fatkeqësie: pikat e braktisura të karburantit, të lyera me grafite dhe rrugët e thyera, në të cilat gjenden kufoma të kafshëve të rrëzuara në disa vende, vetëm sa e përforcojnë këtë përshtypje. Malet që flakërojnë në horizont në distancë, nxehtësia e pafalshme e diellit dhe qielli blu pa re në dukje i pafund.

Megjithatë, kjo zbrazëti konfuze është mashtruese: në Shtetet e Bashkuara perëndimore është Baza e Forcave Ajrore Edwards (R-2508), terreni kryesor i testimit të vendit. 50,000 kilometra katrorë të hapësirës ajrore të mbyllur herë pas here janë prerë nga avionët luftarakë. Ishte këtu 68 vjet më parë kur Chuck Yeager u bë aviatori i parë që tejkaloi shpejtësinë e zërit në fluturimin në nivel të kontrolluar.

Ndalimi i fluturimeve të pasagjerëve dhe avionëve privatë, megjithatë, nuk zbatohet për banorët e Portit të Hapësirës Ajrore Mojave aty pranë, i cili u caktua porti i parë hapësinor komercial i vendit në 2004. Masten gjithashtu u zhvendos këtu në të njëjtin vit, menjëherë pasi startup-i për të cilin ai punoi si inxhinier softuerësh u ble nga gjigandi i komunikimit Cisco Systems. Nga disa ndërtesa të lira që i janë ofruar Dejvit kur ai u transferua, Dave zgjodhi një kazermë të braktisur të Marinës, e ndërtuar në vitet 1940. Ndërtesa kishte nevojë serioze për riparim: çatia po rridhte dhe muret dhe qoshet ishin stolisur dendur me rrjeta kockash. Për Dave, ky ishte vendi i përsosur: falë tavaneve të larta prej gjashtë metrash, të gjithë avionët që ai dhe tre punonjësit e tij po ndërtonin në atë kohë mund të përshtateshin këtu. Një tjetër plus ishte aftësia për të ndarë disa vende nisjeje dhe për të kryer nisje provë prej tyre.

Për disa vite, Masten Space Systems ishte i njohur vetëm për disa ekspertë të teknologjisë hapësinore dhe disa fqinjë rezidentë të portit hapësinor, duke përfshirë gjigantët e njohur të industrisë si Scaled Composites, që nisën investimet private në hapësirë, Virgin Galactic të Richard Branson dhe Vulcan Stratolaunch Systems Paul. Allen. Hangaret e tyre të bollshme janë fjalë për fjalë të mbushura me pajisje të sofistikuara që kushtojnë më shumë se i gjithë MSS i mbledhur së bashku. Sidoqoftë, një konkurrencë e tillë nuk e pengoi idenë e Masten në 2009 të fitonte 1 milion dollarë në një konkurs të organizuar nga NASA për të ndërtuar një tokëzues hënor. Pas kësaj, ata papritmas filluan të flisnin për kompaninë, dhe Dave filloi të merrte porosi - përveç NASA-s, raketat e tij filluan të jenë të njohura me universitetet e famshme në vend dhe madje edhe në Ministrinë e Mbrojtjes - për eksperimente shkencore në lartësi të mëdha dhe kërkimore.

Modeli kompjuterik i anijes kozmike XS-1 VTOL i projektuar nga Masten Space Systems

Pas përfshirjes zyrtare në programin XS-1, autoriteti i MSS u rrit edhe më shumë - në konkurrencë me Korporatën Boeing dhe kompaninë e madhe ushtarako-industriale Northrop Grumman, Masten dukej shumë solid. Përveç këtyre gjigantëve të industrisë, Blue Origin, një kompani private e hapësirës ajrore në pronësi të Jeff Bezos, është përfshirë në projekt përmes një partneriteti me Boeing, si dhe Scaled Composites dhe Virgin Galactic të përmendur tashmë, duke bashkëpunuar me Northrop Grumman. Vetë MSS vendosi të bashkojë forcat me një kompani tjetër të vogël nga Mojave - XCOR Aerospace. Pra, në garën për të krijuar një kamion hapësinor të ripërdorshëm, Dave iu desh të përplasej me korporatat më të nderuara dhe më të pasura. Kanë mbetur vetëm trembëdhjetë muaj deri në fazën tjetër - vlerësimin e rezultateve të ndërmjetme dhe vendimin për financim të mëtejshëm.

Më mirë se Boeing

Ndërtesa e MSS është në të njëjtën gjendje si në kohën kur ishte e pushtuar nga Masten. Kulmi ende po rrjedh dhe ju mund të pengoheni aksidentalisht mbi një merimangë helmuese. Ka kuti mjetesh rreth perimetrit. Përveç pankartave me emrin e kompanisë, një tabelë të mbuluar me ekuacione dhe një flamur amerikan, nuk ka asgjë në mure. Qendra e hangarit është e zënë nga raketa Xaero-B, e cila mbështetet në katër këmbë metalike, mbi të cilat ka dy tanke sferike vëllimore. Njëra prej tyre është e mbushur me alkool izopropil, tjetra është e mbushur me oksigjen të lëngshëm. Pak më lart në një rreth janë rezervuarët shtesë me helium. Ato janë të nevojshme për funksionimin e motorëve të sistemit të kontrollit të avionit, të krijuar për të kontrolluar pozicionin hapësinor të anijes. Motori në pjesën e poshtme të raketës është montuar në një gjilpërë për të mbajtur të drejtuar këtë strukturë të çuditshme të ngjashme me insektet.

Disa punonjës janë të zënë me përgatitjen e Xaero-B për një eksperiment të përbashkët me Universitetin e Kolorados (Boulder, SHBA), në të cilin është planifikuar të testohet nëse anija mund të komunikojë me teleskopë tokësorë dhe të marrë pjesë në kërkimin e ekzoplaneteve.

Kompania e Masten tërheq një lloj të caktuar inxhinieri mekanik i cili është një adhurues i vërtetë i zanatit të tij. "Kam bërë një stazh në Boeing në departamentin e motorëve për 777," thotë inxhinieri 26-vjeçar Kyle Nyberg. Boeing është një kompani shumë e mirë. Por të them të drejtën, nuk më pëlqen të rri gjithë ditën në zyrë. E imagjinoja që 40 vitet e ardhshme të jetës sime do të kalonin kështu dhe u frikësova shumë. Në një kompani të vogël private si MSS, inxhinierët mund të përjetojnë një gamë të tërë emocionesh kur zbatojnë idetë e tyre - nga euforia deri te zhgënjimi i plotë. Ju rrallë e shihni këtë gjëkundi."

Mbushje me karburant në pikën e Lagranzhit

Fokusi kryesor i Masten ka qenë gjithmonë krijimi i një rakete të krijuar për të transportuar ngarkesa, jo astronautë, një lloj "kalë pune". Anije të tilla do të nevojiten patjetër, për shembull, për të transportuar oksigjen dhe hidrogjen nga sipërfaqja hënore në një pikë karburanti, e cila një ditë do të vendoset në një nga pikat e Lagranzhit midis Tokës dhe Hënës. Kjo është arsyeja pse Masten vendos në zhvillimin e tij parimin e ngritjes dhe uljes vertikale. "Kjo është mënyra e vetme që unë di se do të funksionojë në sipërfaqen e çdo trupi të ngurtë në sistemin diellor," shpjegon ai. "Nuk mund të ulësh një avion apo një anije në hënë!"

Për më tepër, VTOL e bën më të lehtë ripërdorimin e anijes kozmike. Disa nga raketat e Masten kanë bërë tashmë disa qindra fluturime dhe përgatitjet për një rinisje zgjasin jo më shumë se një ditë. Sipas kushteve të programit XS-1, ju duhet të bëni dhjetë lëshime brenda dhjetë ditësh - për MSS kjo ka qenë prej kohësh e zakonshme. Këtu Dave është shumë përpara konkurrentëve të tij, të cilët ende nuk kanë arritur ta bëjnë këtë as edhe një herë.

Përulësia dhe zelli

Pra, DARPA njoftoi se të tre pjesëmarrësit në programin XS-1 u pranuan në Fazën 1B, për të cilën secila kompani do të marrë 6 milionë dollarë shtesë. Detyrat kryesore të Fazës 1 ishin kryerja e punës së projektimit dhe përgatitja e infrastrukturës - me fjalë të tjera , ishte e nevojshme të demonstrohej se kompania do të jetë në gjendje të punojë në XS-1. Në fazën 1B, pjesëmarrësit duhet të kalojnë në teste, të mbledhin të dhëna përkatëse dhe të vazhdojnë të përsosin dizajnin për të treguar se si planifikojnë të arrijnë qëllimin përfundimtar. Rezultatet e fazës 1B do të priten verën e ardhshme, me fluturimin e parë të XS-1 në orbitë të planifikuar për vitin 2018.

Pavarësisht se cili është rezultati i këtij konkursi, vetë fakti që Dave ka arritur të arrijë deri këtu mund ta kthejë me kokë poshtë industrinë e projekteve private hapësinore. "Ky është një ndryshim i lojës," tha Hannah Kerner, drejtore ekzekutive e Fondacionit Space Frontier dhe një ish-inxhiniere e NASA-s. "DARPA jo vetëm që u ka dhënë kompanive private mundësinë për të marrë pjesë në programin hapësinor të qeverisë, por gjithashtu ka njohur kompanitë e vogla në zhvillim si lojtarë potencialisht serioz." Edhe nëse harroni për një moment pjesëmarrjen në XS-1, MSS është ende e vështirë të quash një kompani të huaj. Në gusht, ajo hapi një zyrë të re në Cape Canaveral, një qendër hapësinore në Florida që kohët e fundit ka filluar të funksionojë si një qendër për nisjet komerciale në hapësirë. Në të njëjtën qendër biznesi, që ndodhet pranë Qendrës Hapësinore Kennedy, ndodhet zyra e SpaceX.

Pavarësisht kësaj, MSS ka ende mungesë njerëzish dhe burimesh, dhe është ende një grup inxhinierësh romantikë që shpojnë, godasin dhe bashkojnë në hangarin e tyre ngjitur me kompanitë e mëdha të pasura. Dhe në mënyrë të pavullnetshme ju filloni të rrënjosni për ta - dëshironi që ata të kenë sukses.

"Unë mendoj se ne patjetër do të konkurrojmë me konkurrentët tanë," ishte gjithçka që Masten iu përgjigj pyetjes në lidhje me shanset e suksesit në XS-1. Ai nuk sheh asnjë arsye për të premtuar male prej ari, megjithëse shumë prej kolegëve të tij në dyqan tashmë janë bërë zakon. Shumë ia dalin sepse mund të flasin bukur. Dave nuk është një prej tyre - ai është i qetë, punëtor, modest, por ashtu si rivalët e tij, ai është i etur me pasion për të realizuar idetë e tij.

Sot, fluturimet në hapësirë ​​nuk i përkasin historive fantastike, por, për fat të keq, një anije kozmike moderne është ende shumë e ndryshme nga ato të shfaqura në filma.

Ky artikull është menduar për personat mbi 18 vjeç.

Jeni tashmë mbi 18 vjeç?

Anijet kozmike ruse dhe

Anijet kozmike të së ardhmes

Anija kozmike: çfarë është ajo

Në

Anija kozmike, si funksionon?

Masa e anijeve moderne kozmike lidhet drejtpërdrejt me atë se sa lart fluturojnë. Detyra kryesore e anijes kozmike të drejtuar është siguria.

Automjeti i zbritjes SOYUZ u bë seria e parë hapësinore e Bashkimit Sovjetik. Gjatë kësaj periudhe, një garë armësh po zhvillohej midis BRSS dhe SHBA. Nëse krahasojmë madhësinë dhe qasjen ndaj çështjes së ndërtimit, atëherë udhëheqja e BRSS bëri gjithçka për pushtimin e shpejtë të hapësirës. Është e qartë pse pajisje të ngjashme nuk po ndërtohen sot. Nuk ka gjasa që dikush të marrë përsipër të ndërtojë sipas një skeme në të cilën nuk ka hapësirë ​​personale për astronautët. Anijet moderne kozmike janë të pajisura me dhoma pushimi të ekuipazhit dhe një kapsulë zbritjeje, detyra kryesore e së cilës është ta bëjë atë sa më të butë në momentin e kryerjes së uljes.

Anija e parë kozmike: historia e krijimit

Tsiolkovsky konsiderohet me të drejtë babai i astronautikës. Bazuar në mësimet e tij, Goddrad ndërtoi një motor rakete.

Shkencëtarët që punuan në Bashkimin Sovjetik ishin të parët që projektuan dhe lëshuan një satelit artificial. Ata ishin gjithashtu të parët që shpikën mundësinë e lëshimit të një krijese të gjallë në hapësirë. Shtetet janë të vetëdijshme se Bashkimi ishte i pari që krijoi një avion të aftë për të shkuar në hapësirë ​​me një person. Babai i shkencës së raketave quhet me të drejtë Korolev, i cili zbriti në histori si ai që kuptoi se si të kapërcejë gravitetin dhe ishte në gjendje të krijonte anijen e parë kozmike të drejtuar. Sot, edhe fëmijët e dinë se në cilin vit u lëshua anija e parë me një person në bord, por pak njerëz e mbajnë mend kontributin e Mbretëreshës në këtë proces.

Ekuipazhi dhe siguria e tyre gjatë fluturimit

Detyra kryesore sot është siguria e ekuipazhit, sepse ata kalojnë shumë kohë në lartësinë e fluturimit. Kur ndërtoni një avion, është e rëndësishme se nga çfarë metali është bërë. Llojet e mëposhtme të metaleve përdoren në shkencën e raketave:

1. Alumini - ju lejon të rritni ndjeshëm madhësinë e anijes kozmike, pasi është e lehtë.
2. Hekuri - përballon në mënyrë të përkryer të gjitha ngarkesat në bykun e anijes.
3. Bakri ka një përçueshmëri të lartë termike.
4. Argjendi - lidh në mënyrë të besueshme bakrin dhe çelikun.
5. Rezervuarët për oksigjen të lëngshëm dhe hidrogjen janë bërë nga lidhjet e titanit.

Një sistem modern i mbështetjes së jetës ju lejon të krijoni një atmosferë të njohur për një person. Shumë djem shohin se si fluturojnë në hapësirë, duke harruar mbingarkimin shumë të madh të astronautit në fillim.

Anija hapësinore më e madhe në botë

Midis luftanijeve, luftëtarët dhe interceptorët janë shumë të njohur. Një anije mallrash moderne ka klasifikimin e mëposhtëm:

1. Sonda është një anije kërkimore.
2. Kapsula - ndarja e ngarkesave për operacionet e dorëzimit ose shpëtimit të ekuipazhit.
3. Moduli lëshohet në orbitë nga një transportues pa pilot. Modulet moderne ndahen në 3 kategori.
4. Raketë. Prototipi për krijimin ishte zhvillimi ushtarak.
5. Shuttle - struktura të ripërdorshme për dërgimin e ngarkesave të nevojshme.
6. Stacionet janë anijet më të mëdha kozmike. Sot, jo vetëm rusët, por edhe francezët, kinezët dhe të tjerë janë në hapësirën e jashtme.

Buran - një anije kozmike që hyri në histori

Vostok ishte anija e parë kozmike që shkoi në hapësirë. Pas Federatës së Shkencës së Raketave të BRSS, filloi prodhimi i anijeve Soyuz. Shumë më vonë, Clippers dhe Rus filluan të prodhoheshin. Federata vendos shpresa të mëdha në të gjitha këto projekte të drejtuara.

Në vitin 1960, anija kozmike Vostok me fluturimin e saj vërtetoi mundësinë e hyrjes së njeriut në hapësirë. Më 12 prill 1961, Vostok 1 rrotulloi Tokën. Por pyetja se kush fluturoi në anijen Vostok 1, për disa arsye, shkakton vështirësi. Ndoshta fakti është se ne thjesht nuk e dimë që Gagarin bëri fluturimin e tij të parë në këtë anije? Në të njëjtin vit, anija kozmike Vostok 2 hyri në orbitë për herë të parë, në të cilën ndodheshin dy kozmonautë njëherësh, njëri prej të cilëve shkoi përtej anijes në hapësirë. Ishte përparim. Dhe tashmë në 1965 Voskhod 2 ishte në gjendje të shkonte në hapësirën e jashtme. Historia e anijes Sunrise 2 u filmua.

Vostok 3 vendosi një rekord të ri botëror për kohën më të gjatë të kaluar një anije në hapësirë. Anija e fundit në seri ishte Vostok 6.

Anija amerikane e serisë Apollo hapi horizonte të reja. Në fund të fundit, në vitin 1968, Apollo 11 ishte i pari që u ul në Hënë. Sot ka disa projekte për zhvillimin e avionëve hapësinorë të së ardhmes, si Hermes dhe Columbus.

Salyut është një seri stacionesh hapësinore ndërorbitale të Bashkimit Sovjetik. Salyut 7 njihet se është rrëzuar.

Anija tjetër kozmike, historia e së cilës është me interes, ishte Burani, meqë ra fjala, pyes veten se ku është tani. Në vitin 1988 ai bëri fluturimin e tij të parë dhe të fundit. Pas analizave dhe transportit të përsëritur, rruga e lëvizjes së Buranit humbi. Vendndodhja e fundit e njohur e anijes kozmike Buran është në Soçi, puna në të është ndërprerë. Megjithatë, stuhia rreth këtij projekti ende nuk është shuar dhe fati i mëtejshëm i projektit të braktisur Buran është me interes për shumëkënd. Dhe në Moskë, një kompleks muzeal interaktiv u krijua brenda modelit të anijes kozmike Buran në VDNKh.

Binjakët - një seri anijesh të stilistëve amerikanë. Ata zëvendësuan projektin e Mërkurit dhe ishin në gjendje të bënin një spirale në orbitë.

Anijet amerikane me emrin Space Shuttle janë kthyer në një lloj anijesh, duke bërë më shumë se 100 fluturime ndërmjet objekteve. Anija e dytë hapësinore ishte Challenger.

Nuk mund të mos interesohet për historinë e planetit Nibiru, i cili njihet si një anije roje. Nibiru tashmë i është afruar dy herë një distancë të rrezikshme Tokës, por të dyja herët përplasja u shmang.

Dragon është një anije kozmike që supozohej të fluturonte në planetin Mars në vitin 2018. Në vitin 2014, federata, duke përmendur karakteristikat teknike dhe gjendjen e anijes Dragon, shtyu nisjen. Jo shumë kohë më parë, një ngjarje tjetër ndodhi: kompania Boeing bëri një deklaratë se kishte filluar gjithashtu punën e zhvillimit për krijimin e një rover.

Vagoni i parë i ripërdorshëm në histori do të ishte një aparat i quajtur Zarya. Zarya është zhvillimi i parë i një anijeje transporti të ripërdorshme, në të cilën federata kishte shpresa shumë të mëdha.

Një përparim është mundësia e përdorimit të instalimeve bërthamore në hapësirë. Për këto qëllime filloi puna për modulin e transportit dhe energjisë. Paralelisht, zhvillimet po zhvillohen në projektin Prometheus - një reaktor bërthamor kompakt për raketa dhe anije kozmike.

Shenzhou 11 i Kinës u nis në vitin 2016 me dy astronautë për të kaluar 33 ditë në hapësirë.

Shpejtësia e anijes kozmike (km/h)

Shpejtësia minimale me të cilën mund të shkoni në orbitë rreth Tokës është 8 km / s. Sot nuk ka nevojë të zhvillohet anija më e shpejtë në botë, pasi jemi në fillimet e hapësirës. Në fund të fundit, lartësia maksimale që mund të arrijmë në hapësirë ​​është vetëm 500 km. Rekordi për lëvizjen më të shpejtë në hapësirë ​​është vendosur në vitin 1969 dhe deri më tani nuk ka qenë e mundur të thyhet. Në anijen kozmike Apollo 10, tre astronautë po ktheheshin në shtëpi pasi kishin orbituar hënën. Kapsula që supozohej t'i lironte ata nga fluturimi arriti të arrijë një shpejtësi prej 39.897 km / orë. Për krahasim, le të shqyrtojmë se sa shpejt fluturon një stacion hapësinor. Sa më shumë që të jetë e mundur, ai mund të zhvillojë deri në 27,600 km / orë.

Anijet kozmike të braktisura

Sot, për anijet kozmike që janë bërë të papërdorshme, është krijuar një varrezë në Oqeanin Paqësor, ku dhjetëra anije kozmike të braktisura mund të gjejnë strehën e tyre të fundit. fatkeqësitë e anijeve kozmike

Fatkeqësitë ndodhin në hapësirë, shpesh duke marrë jetë. Më të shpeshtat, çuditërisht, janë aksidentet që ndodhin për shkak të përplasjeve me mbeturinat hapësinore. Në përplasje, orbita e objektit zhvendoset dhe shkakton përplasje dhe dëmtime, duke rezultuar shpesh në një shpërthim. Fatkeqësia më e famshme është vdekja e anijes kozmike amerikane Challenger.

Motori bërthamor për anije kozmike 2017

Sot, shkencëtarët po punojnë në projekte për të krijuar një motor elektrik atomik. Këto zhvillime përfshijnë pushtimin e hapësirës me ndihmën e motorëve fotonikë. Shkencëtarët rusë po planifikojnë të fillojnë testimin e një motori termonuklear në të ardhmen e afërt.

Anijet kozmike të Rusisë dhe SHBA-së

Interesi i shpejtë për hapësirën u ngrit gjatë Luftës së Ftohtë midis BRSS dhe SHBA. Shkencëtarët amerikanë njohën rivalë të denjë në kolegët e tyre rusë. Shkenca e raketave sovjetike vazhdoi të zhvillohej, dhe pas rënies së shtetit, Rusia u bë pasardhësi i saj. Sigurisht, anija kozmike me të cilën fluturojnë kozmonautët rusë janë dukshëm të ndryshme nga anijet e para. Për më tepër, sot, falë zhvillimeve të suksesshme të shkencëtarëve amerikanë, anijet kozmike janë bërë të ripërdorshme.

Anijet kozmike të së ardhmes

Sot, ka një interes në rritje për projektet që do t'i mundësojnë njerëzimit të bëjë udhëtime më të gjata. Zhvillimet moderne tashmë po përgatisin anije për ekspedita ndëryjore.

Nga nisen anijet kozmike?

Të shohësh me sytë e tu nisjen e një anije kozmike në fillim është ëndrra e shumë njerëzve. Ndoshta kjo është për shkak të faktit se lëshimi i parë jo gjithmonë çon në rezultatin e dëshiruar. Por falë internetit, ne mund të shohim se si anija niset. Duke marrë parasysh faktin se ata që shikojnë nisjen e një anije kozmike të drejtuar duhet të jenë mjaft larg, mund të imagjinojmë se jemi në vendin e ngritjes.

Anija kozmike: si është brenda?

Sot, falë ekspozitave muzeale, ne mund të shohim personalisht strukturën e anijeve të tilla si Soyuz. Sigurisht, nga brenda, anijet e para ishin shumë të thjeshta. Brendësia e opsioneve më moderne është projektuar me ngjyra qetësuese. Pajisja e çdo anije kozmike sigurisht që do të na trembë me shumë leva dhe butona. Dhe kjo shton krenarinë për ata që ishin në gjendje të kujtonin se si funksionon anija dhe, për më tepër, mësuan se si ta menaxhonin atë.

Cilat anije kozmike po fluturojnë tani?

Anijet e reja kozmike me pamjen e tyre konfirmojnë se fantazia është bërë realitet. Sot askush nuk do të habitet nga fakti që ankorimi i anijeve kozmike është një realitet. Dhe pak njerëz e kujtojnë se ankorimi i parë i tillë në botë u zhvillua në vitin 1967...

Kostov Matvey

Pjesëmarrës i leximeve shkencore urbane për fëmijë të moshës së shkollës fillore në rubrikën “Bota e Hapësirës”. Nxënësi flet për strukturën e anijes kozmike "Vostok", "Voskhod" dhe "Soyuz".

Shkarko:

Pamja paraprake:

Lexime shkencore të qytetit për fëmijët e moshës së shkollës fillore

Seksioni "Bota e hapësirës"

Tema: "Dizajni i anijeve kozmike"

Klasa 3 B MBOU-gjimnazi nr.2

Këshilltare shkencore Mosolova G.V., mësuese e shkollës fillore

Tula 2013

Prezantimi

Unë jam shumë i interesuar në projektimin e anijeve kozmike. Së pari, sepse është një aparat i madh dhe kompleks, në krijimin e të cilit po punojnë shumë shkencëtarë dhe inxhinierë. Së dyti, për disa orë apo edhe ditë, anija bëhet një shtëpi për një astronaut, ku kushtet normale njerëzore janë të nevojshme - astronauti duhet të marrë frymë, të pijë, të hajë, të flejë. Gjatë fluturimit, astronautit i kërkohet të kthejë anijen dhe të ndryshojë orbitën sipas gjykimit të tij, domethënë, anija duhet të kontrollohet lehtësisht kur lëviz në hapësirë. Së treti, në të ardhmen do të doja të projektoja vetë anije kozmike.

Anija kozmike është projektuar për të fluturuar një ose më shumë njerëz në hapësirën e jashtme dhe për t'u kthyer në mënyrë të sigurtë në Tokë pas përfundimit të misionit.

Kërkesat teknike për një anije kozmike janë më të rrepta se për çdo anije tjetër kozmike. Kushtet e fluturimit (forcat G, kushtet e temperaturës, presioni, etj.) duhet të ruhen për to me shumë saktësi në mënyrë që të mos krijohet një kërcënim për jetën e njeriut.

Një tipar i rëndësishëm i një anije kozmike të drejtuar është prania e një sistemi shpëtimi emergjent.

Anijet kozmike të drejtuara janë krijuar vetëm në Rusi, SHBA dhe Kinë, pasi kjo detyrë është me kompleksitet dhe kosto të lartë. Dhe vetëm Rusia dhe SHBA-të kanë sisteme të anijeve kozmike të drejtuara të ripërdorshme.

Në këtë punë, u përpoqa të flas për dizajnin e anijes kozmike Vostok, Voskhod dhe Soyuz.

"Lindja"

Një seri anijesh kozmike sovjetike "Vostok" është projektuar për fluturime të drejtuara në orbitën afër Tokës. Ato u krijuan nën udhëheqjen e projektuesit të përgjithshëm Sergei Pavlovich Korolev nga 1958 deri në 1963.

Fluturimi i parë me njerëz i anijes kozmike Vostok me Yu.A. Gagarin në bord u zhvillua në 12 Prill 1961, ishte anija e parë kozmike në botë që bëri të mundur kryerjen e një fluturimi të drejtuar në hapësirë.

Detyrat kryesore shkencore për anijen kozmike Vostok ishin: studimi i efekteve të kushteve të fluturimit orbital në gjendjen dhe performancën e astronautit, testimi i dizajnit dhe sistemeve, testimi i parimeve bazë të ndërtimit të anijes kozmike.

Masa totale e anijes është 4.73 ton, gjatësia është 4.4 m dhe diametri maksimal është 2.43 m.

Anija përbëhej nga një mjet zbritës sferik (2,46 ton në peshë dhe 2,3 m në diametër), i cili gjithashtu shërbente si një ndarje orbitale dhe një ndarje instrumentesh konike. Ndarjet ishin të lidhura mekanikisht me njëra-tjetrën duke përdorur shirita metalikë dhe bravë piroteknikë. Anija ishte e pajisur me sisteme: kontroll automatik dhe manual, orientim automatik në Diell, orientim manual në Tokë, mbështetje për jetën, komandim dhe kontroll logjik, furnizim me energji elektrike, kontroll termik dhe ulje. Për të siguruar detyrat e punës njerëzore në hapësirën e jashtme, anija ishte e pajisur me pajisje telemetrike autonome dhe radio për monitorimin dhe regjistrimin e parametrave që karakterizojnë gjendjen e astronautit, strukturat dhe sistemet, pajisje me valë ultra të shkurtra dhe me valë të shkurtra për radiotelefon me dy drejtime. komunikimi i astronautit me stacionet tokësore, një lidhje radio komanduese, një pajisje program-kohë, një sistem televiziv me dy kamera transmetuese për vëzhgimin e astronautit nga Toka, një sistem radio për monitorimin e parametrave të orbitës dhe gjetjen e drejtimit të anijes. , një sistem shtytës frenimi TDU-1 dhe sisteme të tjera. Pesha e anijes, së bashku me fazën e fundit të mjetit lëshues, ishte 6,17 tonë, dhe gjatësia e tyre së bashku ishte 7,35 m.

Automjeti i zbritjes kishte dy dritare, njëra prej të cilave ndodhej në kapakun e hyrjes, pak mbi kokën e kozmonautit dhe tjetra, e pajisur me një sistem të veçantë orientimi, në dyshemenë e këmbëve të tij. Astronauti, i veshur me një kostum hapësinor, u vendos në një ndenjëse të posaçme me nxjerrje. Në fazën e fundit të uljes, pasi frenoi mjetin e zbritjes në atmosferë, në një lartësi prej 7 km, kozmonauti u hodh nga kabina dhe bëri një ulje me parashutë. Përveç kësaj, u dha mundësia e uljes së një astronauti brenda mjetit të zbritjes. Automjeti i zbritjes kishte parashutën e vet, por nuk ishte i pajisur me mjetet për të kryer një ulje të butë, gjë që kërcënoi personin e mbetur në të me një mavijosje të rëndë gjatë një uljeje të përbashkët.

Në rast të dështimit të sistemeve automatike, astronauti mund të kalojë në kontroll manual. Anijet Vostok nuk ishin përshtatur për fluturime me pilot në Hënë, dhe gjithashtu nuk lejonin mundësinë e fluturimeve të njerëzve që nuk kishin kaluar trajnime speciale.

"lindja e diellit"

Anija kozmike Voskhod me shumë vende ka kryer fluturime në orbitën afër Tokës. Këto anije në fakt përsërisnin anijet e serisë Vostok dhe përbëheshin nga një mjet zbritës sferik me diametër 2.3 metra, në të cilin ishin vendosur astronautët, dhe një ndarje instrumentesh konike (pesha 2.27 ton, gjatësia 2.25 m dhe gjerësia 2.43 m. ) , i cili përmbante rezervuarët e karburantit dhe sistemin shtytës. Në anijen kozmike Voskhod-1, kozmonautët u vendosën pa kostume hapësinore për të kursyer hapësirë. Ekuipazhi i parë hapësinor përfshinte projektuesin e automjeteve të zbritjes Konstantin Feoktistov.

"Bashkimi"

"Soyuz" - një seri anijesh kozmike me shumë vende për fluturime në orbitën afër Tokës.

Kompleksi i raketave dhe hapësirës Soyuz filloi të projektohej në vitin 1962 si një anije e programit sovjetik për fluturimin rreth hënës.

Anijet e kësaj serie përbëhen nga tre module: një ndarje instrumentesh, një mjet zbritjeje dhe një ndarje shërbimi.

Sistemi i furnizimit me energji elektrike përbëhet nga panele diellore dhe bateri.

Automjeti i zbritjes përmban vende për astronautët, sisteme të mbështetjes së jetës, sisteme kontrolli dhe një sistem parashute. Gjatësia e ndarjes është 2.24 m, diametri është 2.2 m. Ndarja e shtëpisë ka një gjatësi 3.4 m, një diametër 2.25 m.

konkluzioni

Të gjitha zhvillimet më të mira dhe moderne të njerëzimit, teknologjitë më të fundit të avancuara dhe pajisjet në bord përdoren në anijen kozmike.

Vostok, Voskhod dhe Soyuz u zëvendësuan nga stacione orbitale më të avancuara të një gjenerate të re dhe aftësive të reja.

Ata hapën një faqe tjetër në historinë e kozmonautikës jo vetëm ruse, por edhe botërore, ata bashkuan kozmonautë nga shumë vende.

Më vonë u shfaqën "Shuttles", "Burans" dhe anije të tjera kozmike, por ishin këto të treja të përshkruara në punën time që shërbyen si bazë për zhvillimin e avionëve modernë.

Unë me të vërtetë shpresoj që kur të rritem, mund të krijoj ose ndihmoj në krijimin e një anijeje të re kozmike ultra-moderne që do të fluturojë në galaktika shumë të largëta.

Bibliografi

1. Fjalori Enciklopedik i një Astronomi të Ri. Moska. 2006 Përpiluar nga Erpylev N.P.;
2. Enciklopedi për fëmijë. Kozmonautika. Moska. 2010
3. Bëra të mëdha. Seria "Enciklopedia e zbulimeve dhe aventurave". Moska. 2008

Struktura e anijes "Vostok 1"

Enciklopedia e Madhe Sovjetike. -- M.: Enciklopedia Sovjetike. 1969--1978.

1. Antena e sistemit të radiolidhjes komanduese. 2. Antenë komunikimi. 3. Kutia e lidhësve elektrikë 4. Çelësi i hyrjes. 5. Enë me ushqim. 6. Rripat e lidhjes. 7. Antena fjongo. 8. Motori i frenave. 9. Antenat e komunikimit. 10. Çapa shërbimi. 11 Ndarja e instrumenteve me sistemet kryesore. 12. Tela me ndezje. 13. Cilindra të sistemit pneumatik (16 copë) për sistemin e mbështetjes së jetës. 14. Sedilja e nxjerrjes. 15. Antenë radio. 16. Porthollë me një udhëzues optik. 17. Çelje teknologjike. 18. Kamera televizive. 19. Mbrojtje termike nga materiali ablativ. 20. Blloku i pajisjeve elektronike.

DETAJE TË SHKURTRA RRETH ANIJES

Numrin e regjistrimit	1961-Mu-1/00103
Data dhe ora e fillimit (Koha universale)	06:07 m. 04/12/1961
Pikënisje	Baikonur, faqja 1
mjet lëshues
Masa e anijes (kg)
Parametrat fillestarë të orbitës:
Pjerrësia orbitale (shkallë)
Periudha e qarkullimit (minuta)
Perigee (km)
Apogee (km)
Data dhe ora e uljes së astronautëve (Koha universale)	07:55 m. 04/12/1961
Vendi i uljes	Në veri-perëndim. nga fshati Smelovka, rajoni i Saratovit
koha e fluturimit të astronautëve
Distanca e përshkuar (km)
Numri i orbitave rreth tokës
Shkurtimisht për fluturimin	Fluturimi i parë me njerëz në hapësirë.

Lista e literaturës së përdorur

1. Glushko V.P. "Zhvillimi i shkencës së raketave dhe astronautikës në BRSS", Moskë, 1987

2. Enciklopedia e madhe sovjetike. -- M.: Enciklopedia Sovjetike. 1969--1978.

3. Bobkov V.N. Nga historia e aviacionit dhe astronautikës. Çështja 72. Anijet kozmike të tipit Vostok dhe Voskhod. Studime eksperimentale të bazuara në to.

4. Anija kozmike me pilot "Vostok" dhe "Voskhod" / Në libër. "Korporata raketore dhe hapësinore "Energia" me emrin S.P. Korolev. B. m. [Korolev], 1996, fq. 20 -118.