Kirish

Fizika kursidan shuni bildimki, jism Yerning sun'iy yo'ldoshiga aylanishi uchun unga 8 km/s (I kosmik tezlik) ga teng tezlikni aytish kerak. Agar shunday tezlik jismga Yer yuzasiga yaqin gorizontal yo'nalishda berilsa, u holda atmosfera bo'lmaganda u Yerning sun'iy yo'ldoshiga aylanadi va aylana orbita bo'ylab aylanadi.

Faqat etarlicha kuchli kosmik raketalar bunday tezlikni sun'iy yo'ldoshlarga etkazishga qodir. Hozirda minglab sun'iy yo'ldoshlar Yer atrofida aylanmoqda!

Boshqa sayyoralarga etib borish uchun esa, kosmik kemaga kosmik tezligi II haqida ma'lumot berilishi kerak, bu taxminan 11,6 km/s! Misol uchun, amerikaliklar tez orada amalga oshiradigan Marsga yetib olish uchun sakkiz yarim oydan ko'proq vaqt davomida shunday ulkan tezlikda uchishingiz kerak! Va bu Yerga qaytish yo'lini hisobga olmaydi.

Bunday ulkan, tasavvur qilib bo'lmaydigan tezlikka erishish uchun kosmik kemaning tuzilishi qanday bo'lishi kerak?! Bu mavzu meni juda qiziqtirdi va men kosmik kemalar dizaynining barcha nozik tomonlarini o'rganishga qaror qildim. Ma'lum bo'lishicha, amaliy dizayn muammolari samolyotlarning yangi shakllarini keltirib chiqaradi va yangi materiallarni ishlab chiqishni talab qiladi, bu esa o'z navbatida yangi muammolarni keltirib chiqaradi va fundamental va amaliy tadqiqotlarda eski muammolarning ko'plab qiziqarli tomonlarini ochib beradi.

materiallar

Texnologiyaning rivojlanishining asosi materiallarning xususiyatlarini bilishdir. Barcha kosmik kemalar turli xil muhitda turli xil materiallardan foydalanadi.

So'nggi bir necha yil ichida o'rganilgan materiallar soni va bizni qiziqtiradigan xususiyatlar keskin oshdi. Kosmik kemalarni yaratishda foydalaniladigan texnik materiallar sonining tez o'sishi, shuningdek, kosmik kemalarning konstruktsiyalari va moddiy xususiyatlarining o'zaro bog'liqligi Jadvalda ko'rsatilgan. 1. 1953 yilda alyuminiy, magniy, titanium, po'lat va maxsus qotishmalar birinchi navbatda aviatsiya materiallari sifatida qiziqish uyg'otdi. Besh yil o'tgach, 1958 yilda ular raketa fanida keng qo'llanila boshlandi. 1963 yilda ushbu materiallar guruhlarining har biri allaqachon yuzlab elementlar yoki komponentlarning kombinatsiyalarini o'z ichiga olgan va qiziqish materiallari soni bir necha mingga oshdi. Hozirgi vaqtda yangi va takomillashtirilgan materiallar deyarli hamma joyda kerak va kelajakda vaziyat o'zgarishi mumkin emas.

1-jadval

Kosmik kema konstruksiyalarida ishlatiladigan materiallar

Material
berilliy
Issiqlik boshqaruvi materiallari
Termoelektrik materiallar
Fotovoltaik materiallar
Himoya qoplamalari
Keramika
Iplar bilan mustahkamlangan materiallar
Qoplamalarni puflash (ablativ materiallar)
Qatlamli materiallar
Polimerlar
O'tga chidamli metallar
Maxsus qotishmalar
titanium qotishmalari
magniy qotishmalari
Alyuminiy qotishmalari

Materialshunoslik va material texnologiyalari sohasidagi yangi bilimlarga bo'lgan ehtiyoj universitetlarimiz, xususiy kompaniyalar, mustaqil tadqiqot tashkilotlari va turli davlat organlari bilan rezonanslashmoqda. 2-jadvalda NASAning yangi materiallar bo'yicha olib borayotgan tadqiqotlarining tabiati va ko'lami haqida bir oz tasavvur mavjud. Bu ishlar fundamental va amaliy tadqiqotlarni o‘z ichiga oladi. Eng katta sa'y-harakatlar qattiq jismlar fizikasi va kimyosi bo'yicha fundamental tadqiqotlar sohasida jamlangan. Bu erda materiyaning atom tuzilishi, atomlararo kuchlarning o'zaro ta'siri, atomlarning harakati va ayniqsa, atomlarning o'lchamiga mos keladigan nuqsonlarning ta'siri qiziqish uyg'otadi.

jadval 2

Materiallar tadqiqot dasturi

Keyingi toifaga titan, alyuminiy va berilliy, issiqlikka chidamli va o'tga chidamli qotishmalar, keramika va polimerlar kabi yuqori o'ziga xos kuchga ega bo'lgan strukturaviy materiallar kiradi. Maxsus guruh tovushdan tez transport aviatsiyasi uchun materiallarni o'z ichiga olishi kerak.

NASA dasturida elektronikada ishlatiladigan materiallar toifasiga qiziqish tobora ortib bormoqda. Supero'tkazuvchilar va lazerlar ustida tadqiqotlar olib borilmoqda. Yarimo'tkazgichlar guruhida ham organik, ham noorganik materiallar o'rganiladi. Termoelektronika sohasida ham tadqiqotlar olib borilmoqda.

Va nihoyat, materiallarni o'rganish dasturi materiallardan amaliy foydalanishni juda umumiy ko'rib chiqish bilan yakunlanadi.

Kelajakda materiallarni o'rganish natijalarining potentsial qo'llanilishini ko'rsatish uchun men atomlarning fazoviy joylashuvining metallarning ishqalanish xususiyatlariga ta'sirini o'rganish bilan bog'liq tadqiqotlarga e'tibor qarataman.

Agar kontaktdagi metall yuzalar orasidagi ishqalanishni kamaytirish mumkin bo'lsa, bu harakatlanuvchi qismlar bilan deyarli barcha turdagi mexanizmlarni yaxshilash imkonini beradi. Ko'pgina hollarda, birlashtiruvchi yuzalar orasidagi ishqalanish yuqori va uni kamaytirish uchun moylash qo'llaniladi. Shu bilan birga, moylanmagan yuzalar orasidagi ishqalanish mexanizmini tushunish ham katta qiziqish uyg'otadi.

1-rasmda Lyuis tadqiqot markazida olib borilgan tadqiqot natijalarining ayrimlari keltirilgan. Tajribalar yuqori vakuum sharoitida o'tkazildi, chunki atmosfera gazlari sirtlarni ifloslantiradi va ularning ishqalanish xususiyatlarini keskin o'zgartiradi. Birinchi muhim xulosa shundan iboratki, sof metallarning ishqalanish xususiyatlari ularning tabiiy atom tuzilishiga juda bog'liqdir (1-rasmning chap tomoniga qarang). Metalllar qattiqlashganda, ba'zilarining atomlari olti burchakli fazoviy panjara hosil qiladi, boshqalarining atomlari esa kub shaklida bo'ladi. Olti burchakli panjarali metallar kub panjarali metallarga qaraganda ancha kam ishqalanish kuchiga ega ekanligi isbotlangan.

1-rasm. Atom tuzilishining quruq ishqalanishga ta'siri (moylashsiz).

2-rasm. Issiqlikka chidamli materiallarga qo'yiladigan talablar.

Keyin bir qancha metallar tekshirildi, ularning atomlari olti burchakli prizmalarning tepalarida, asoslari orasidagi masofalar turlicha joylashgan. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, prizmalarning balandligi ortishi bilan ishqalanish kamayadi (1-rasmning markaziy qismiga qarang). Prizmalarning asoslari orasidagi masofaning yon yuzlari orasidagi masofaga maksimal nisbati bo'lgan metallar eng kam ishqalanishga ega. Ushbu eksperimental natija metallarning deformatsiyalanish nazariyasi xulosalariga mos keladi.

Keyingi bosqichda tadqiqot ob'ekti sifatida titan tanlandi, u olti burchakli tuzilishga ega va yomon ishqalanish xususiyatlariga ega. Titanning ishqalanish xususiyatlarini yaxshilash uchun ular uning qotishmalarini boshqa metallar bilan o'rganishni boshladilar, ularning mavjudligi atom panjaralarining hajmini oshirishi kerak edi. Kutilganidek, prizmalarning asoslari orasidagi masofaning oshishi bilan ishqalanish keskin kamaydi (1-rasmning o'ng tomoniga qarang). Hozirgi vaqtda titanium qotishmalarining xususiyatlarini yanada yaxshilash uchun qo'shimcha tajribalar olib borilmoqda. Misol uchun, biz qotishma "buyurtma" berishimiz mumkin, ya'ni. issiqlik bilan ishlov berishdan foydalanib, turli elementlarning atomlarini to'g'riroq tartibga solish va bu ishqalanishga qanday ta'sir qilishini o'rganish. Ushbu sohadagi yangi yutuqlar aylanadigan qismlarga ega bo'lgan mashinalarning ishonchliligini oshiradi va kelajakda katta imkoniyatlarni ochadi.

Yaqinda biz issiqlikka chidamli materiallarni ishlab chiqishda katta muvaffaqiyatlarga erishgandek tuyulishi mumkin bo'lsa-da, keyingi 35 yil ichida kosmik tadqiqotlardagi muvaffaqiyat ko'p soatlar davomida yuqori haroratlarda ishlay oladigan yangi materiallarni ishlab chiqish bilan chambarchas bog'liq bo'ladi. ba'zi hollarda va yillarda.

2-rasmda bu qanchalik muhimligi ko'rsatilgan. Y o'qi ish vaqtini soatlarda, abscissa ish haroratini Selsiy gradusida ko'rsatadi. 1100 dan 3300 ° S gacha bo'lgan soyali hududda faqat metall materiallardan foydalanish mumkin bo'lgan refrakter metallardir. Y o'qida gorizontal chiziq bir yilga teng ish davomiyligini belgilaydi. Yadro raketasi dvigatelining ishlash parametrlari maydoni 2100 dan 3200 ° C gacha bo'lgan harorat va ishlash muddati 15 daqiqadan 6 soatgacha cheklangan. (Bu ko'rsatkichlar juda taxminiy va faqat operatsion parametrlarning chegaralarini aniqlash uchun ko'rsatma sifatida berilgan.)

"Gipersonik samolyot" yozuvi bo'lgan maydon teri materiallarining ishlash sharoitlarini tavsiflaydi. Bu ancha uzoqroq ish vaqtini talab qiladi. Qayta foydalanish mumkin bo'lgan kosmik transport vositalari uchun atigi 60 dan 80 soatgacha bo'lgan ish vaqtlari ko'rsatilgan, ammo aslida 1320 dan 1650 ° C gacha bo'lgan harorat oralig'ida minglab soatlik ish vaqtlari talab qilinishi mumkin.

2-rasmga ko'ra, kosmik tadqiqotlar dasturida qo'yilgan muammolarni hal qilish uchun refrakter metallarning ahamiyatini baholash mumkin. Ushbu materiallarning ba'zilari allaqachon qo'llanilmoqda va ishonchim komilki, ular vaqt o'tishi bilan yaxshilanadi va yanada muhimroq bo'ladi.

Ba'zida zamonaviy materiallar texnologiyasi haqiqatan ham fan emas, balki juda rivojlangan san'at ekanligi eshitiladi. Ehtimol, bu qisman to'g'ridir, lekin men materialshunoslik va texnologiya allaqachon juda yuqori rivojlanish darajasiga erishganiga va mamlakatimiz hayotida katta rol o'ynashiga aminman.

Kosmik kema tuzilmalari

Endi kosmik kemalarni loyihalash masalalariga murojaat qilaylik. 3-rasmda zamonaviy raketalar va kosmik kemalarni loyihalashda yuzaga keladigan asosiy dizayn muammolari ko'rsatilgan. Bularga quyidagilar kiradi: strukturaga ta'sir qiluvchi yuklar, parvoz dinamikasi va mexanikasi; yuqori termal yuklarga bardosh bera oladigan tuzilmalarni ishlab chiqish; kosmik sharoitlarning ta'siridan himoya qilish, shuningdek, kelajakda qo'llanilishi uchun yangi dizaynlar va materiallar kombinatsiyasini ishlab chiqish.

3-rasm. Kosmik kema tuzilmalari.

Kosmik kemalar konstruksiyalarini ishlab chiqish hali rivojlanishning dastlabki bosqichida va samolyotlar va ballistik raketalarni loyihalash tajribasiga asoslanadi. 4-rasmdan ko'rinib turibdiki, yirik zamonaviy raketalar ko'p jihatdan ballistik raketalar bilan bog'liq. Ularning konfiguratsiyasining o'ziga xos xususiyatlari atmosfera qarshiligini kamaytiradigan katta cho'zilish va yoqilg'i bilan ishg'ol qilingan katta hajmni o'z ichiga oladi. Yonilg'i quyish moslamasining og'irligi raketaning uchish og'irligining 85 dan 90 foizigacha bo'lishi mumkin. Strukturaning o'ziga xos og'irligi juda kichik, shuning uchun u asosan ingichka devorli moslashuvchan qobiqdir. Bugungi kunda orbitaga chiqarilgan foydali yuk yoki Oy va sayyoralarga parvoz yo'lining bir og'irligining yuqori narxini hisobga olgan holda, asosiy strukturaning og'irligini maqbul minimal darajaga tushirish ayniqsa foydalidir. Yoqilg'i komponentlari sifatida suyuq vodorod va kisloroddan foydalanishda dizayn muammolari yanada keskinroq bo'lib, ular past o'ziga xos og'irlikga ega, buning natijasida yoqilg'ini joylashtirish uchun katta hajmlarga ehtiyoj bor.

4-rasm. Katta raketalar.

Kelajakdagi raketalarning konstruktori ko'plab yangi muammolarga duch keladi. Ishga tushirish vositalari kattaroq, murakkabroq va qimmatroq bo'lishi mumkin. Qaytish yoki ta'mirlash uchun yuqori xarajatlarsiz ularni qayta-qayta ishlatish uchun muhim dizayn va material texnologiyasi muammolarini hal qilish kerak bo'ladi.

Kelajakdagi kosmik kemalarning har xil turlariga bo'lgan noodatiy talablar allaqachon yangi turdagi konstruktsiyalar va ishlab chiqarish jarayonlarini izlashni kuchaytirdi.

Kosmosda bizni kutayotgan meteoritlar, qattiq va termal nurlanish kabi xavf-xatarlardan himoya qilish talablari kosmik kemalar konstruktsiyalarini yaratish maqsadida olib borilayotgan tadqiqotlarni sezilarli darajada kuchaytiradi. Masalan, suyuq vodorod va boshqa kriogen suyuqliklarni kosmosda uzoq muddatli saqlash paytida yonilg'i tarkibiy qismlarining drenaj tizimi va yonilg'i baklaridagi meteorit teshiklari orqali oqishi amalda istisno qilinishi kerak. Issiqlik o'tkazuvchanligi juda past bo'lgan izolyatsion materiallarni ishlab chiqishda sezilarli yutuqlarga erishildi. Endi ishga tushirish maydonchasida va Yer atrofida bir nechta aylanishlarda sarflangan vaqt davomida yoqilg'i saqlashni ta'minlash mumkin. Biroq, kosmosda bir yilgacha uzoq muddatli saqlash vaqtida, tanklar va quvurlarning strukturaviy elementlari orqali issiqlik oqimi bilan bog'liq juda murakkab muammo yuzaga keladi.

Koinotga parvoz qilishning boshqa muammolari, masalan, katta kosmik kemalarni yoki ularning qismlarini orbitaga chiqarish jarayonida katlama va keyin ularni koinotda yig‘ish muammosi ham yangi dizayn yechimlarini talab qiladi. Shu bilan birga, kosmik parvoz paytida kosmik kemaga na tortishish kuchi, na aerodinamik kuchlar ta'sir qilmaydi, bu esa mumkin bo'lgan dizayn echimlari doirasini kengaytiradi. 5-rasmda faqat kosmosda mumkin bo'lgan g'ayrioddiy dizayn echimining namunasi ko'rsatilgan. Bu Yerda taqdim etilishi mumkin bo'lganidan ancha katta bo'lgan orbital radioteleskopning variantlaridan biridir.

Bunday qurilmalar yulduzlar, galaktikalar va boshqa samoviy jismlarning tabiiy radio emissiyasini o‘rganish uchun zarur. Astronomlarni qiziqtirgan radiochastota diapazonlaridan biri 10 MGts va undan past diapazonda joylashgan. Bunday chastotali radioto'lqinlar yerning ionosferasidan o'tmaydi. Past chastotali radio emissiyasini olish uchun juda katta orbital antennalar talab qilinadi. 5-rasmning chap tomonida antenna diametrining qabul qilingan nurlanish chastotasiga bog'liqligi ko'rsatilgan. Ko'rinib turibdiki, chastotaning pasayishi bilan antennaning diametri oshadi va 10 MGts dan kam chastotali radio to'lqinlarni qabul qilish uchun diametri 1,5 km dan ortiq antennalar kerak bo'ladi.

Rasm 5. Yangi dizaynlar. orbital antennalar.

Bunday o'lchamdagi antennani orbitaga qo'yib bo'lmaydi va uning og'irligi an'anaviy dizayn tamoyillaridan foydalangan holda eng yirik raketalarning imkoniyatlaridan ancha yuqori bo'ladi. Gravitatsiyaning yo'qligini hisobga olsak ham, bunday antennalarning dizayni katta qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Misol uchun, agar antenna reflektori qalinligi atigi 0,038 mm bo'lgan qattiq alyuminiy folgadan yasalgan bo'lsa, u holda antenna diametri 1,6 km bo'lgan sirt materialining og'irligi 214 tonnani tashkil qiladi Yaxshiyamki, qabul qilingan chastotaning past chastotasi tufayli. radio emissiyasi, antennaning sirtini panjara qilish mumkin. Katta ochiq ish dizaynlari sohasidagi so'nggi yutuqlar panjarani ingichka iplardan yasash imkonini beradi. Bunday holda, antennaning sirtini tashkil etuvchi materialning og'irligi 90 dan 140 kg gacha bo'ladi. Ushbu dizayn sizga antennani orbitaga qo'yish va keyin uni yig'ish imkonini beradi. Shu bilan birga, stabilizatsiya va elektr ta'minoti tizimlari bilan birga antennaning zich o'rashini ta'minlash mumkin.

Kosmosdagi qattiq radiatsiya kosmosga uchirilgan kosmik kemalar uchun asosiy halokatli omil bo'lib qoladi. Bu vayronagarchilik qisman kosmik kemalarning radiatsiya kamarlarida yuqori energiyali protonlar tomonidan bombardimon qilinishi, shuningdek, quyosh chaqnashlari bilan bog'liq. Bunday bombardimondan kelib chiqadigan ta'sirlarni o'rganish halokat mexanizmlarining mohiyatini o'rganish va himoya ekranlar sifatida ishlatiladigan materiallarning xususiyatlarini aniqlash zarurligini ko'rsatadi.

6-rasm. Yangi skrining tamoyillari.
1 - o'ta o'tkazuvchan bobinlar; 2 - magnit maydon; 3 - kosmik kemaning musbat zaryadi; 4 - yutuvchi ekran; 5 - plazma himoyasi.

Himoya qilishning yangi usullarini ishlab chiqish, shuningdek, o'ta o'tkazuvchan magnitlar yordamida himoya qilish imkoniyatini o'rganishni o'z ichiga olishi kerak, bu esa himoya vositalarining og'irligini sezilarli darajada kamaytirishga va shu bilan uzoq muddatli parvozlar uchun mo'ljallangan kosmik kemalarning foydali yukini oshirishga imkon beradi. .

6-rasmda plazmadan himoyalanish deb ataladigan yangi g'oya tasvirlangan. Magnit va elektrostatik maydonlarning kombinatsiyasi protonlar va elektronlar kabi zaryadlangan zarralarni burish uchun ishlatiladi. Plazma himoyasining asosi - butun apparatni o'rab turgan nisbatan engil supero'tkazuvchi sariqlar tomonidan yaratilgan magnit maydon. Toroidal kosmik stantsiyalarda ekipaj va uskunalar past magnit maydon kuchi zonasida joylashgan. Atrofdagi magnit maydonga elektronlar kiritilishi natijasida kosmik kema musbat zaryadlanadi. Bu elektronlar kosmik kemaning musbat zaryadiga teng kattalikdagi manfiy zaryadni olib yuradi. Qurilmani o'rab turgan kosmosdan musbat zaryad olib yuruvchi protonlar apparatning musbat zaryadi bilan itariladi. Qurilmani o'rab turgan bo'shliqda harakatlanadigan elektronlar elektrostatik maydonni zaryadsizlantirishi mumkin, ammo bu ularning traektoriyalarini eguvchi magnit maydon tomonidan oldini oladi.

Bunday himoya tizimlarining og'irligining kosmik kemaning hajmiga bog'liqligi 6-rasmning pastki qismida grafik tarzda keltirilgan. Taqqoslash uchun radiatsiya yo'lidagi material qatlami bo'lgan himoya ekranning mos keladigan og'irliklari berilgan. Elektron oqimining harakatini boshqarish uchun juda mo''tadil intensivlikdagi magnit maydon talab qilinganligi sababli, plazma qalqonining og'irligi odatdagi holatlarda an'anaviy yutuvchi ekranning og'irligining 1/20 qismini tashkil qiladi.

Plazmani himoya qilish g'oyasi istiqbolli bo'lsa-da, uning kosmosda ishlashi bilan bog'liq ko'plab noaniqliklar mavjud. Shu munosabat bilan hozirgi vaqtda elektron bulutning mumkin bo'lgan beqarorligi yoki chang va kosmik plazma bilan o'zaro ta'sirining nazariy va eksperimental tadqiqotlari olib borilmoqda. Hozircha hech qanday fundamental qiyinchiliklar aniqlanmagan va kosmik nurlanishni plazma bilan himoya qilish bilan kurashish mumkin, deb umid qilish mumkin, uning og'irlik xususiyatlari boshqa himoya turlariga qaraganda ancha yaxshi bo'ladi.

Atmosferaga kirish

Keling, kosmik kemalarning Yer va boshqa sayyoralar atmosferasiga kirishi muammosiga murojaat qilaylik. Bu erda asosiy qiyinchilik, albatta, atmosferaga kirish paytida paydo bo'ladigan issiqlik oqimlaridan himoya qilishdir. Kosmik kemaning ulkan kinetik energiyasi energiyaning boshqa turlariga, asosan mexanik va issiqlikka aylantirilishi kerak, aks holda apparat yonib ketadi yoki shikastlanadi. Kosmik kemalarning kirish tezligi 7,6 dan 18,3 km/s gacha. Pastroq tezliklarda issiqlik oqimining asosiy qismi konvektiv issiqlik oqimidir, lekin ~ 12,2 km / s dan yuqori tezlikda kamon zarbasidan issiqlik radiatsiya oqimi muhim rol o'ynay boshlaydi. Zamonaviy issiqlikdan himoya qiluvchi materiallar ko'tarilish va tortish nisbati past bo'lgan transport vositalarida ~ 11 km / s tezlikda ishlaydi, ammo kirish tezligi 15,2 dan 18,3 km / s gacha bo'lganida, yangi materiallar talab qilinadi.

7-rasm nima uchun kelajakda boshqariladigan kosmik kemalar atmosferasiga qayta kirish muammolarini hal qilish uchun sezilarli ko'tarish qobiliyatiga ega bo'lgan transport vositalari katta qiziqish uyg'otishini tushunishga yordam beradi. Y o'qi gipertovush tezligida L/D (aerodinamik sifat) ko'tarish va tortish nisbatini, abscissa esa kirish tezligini ko'rsatadi. Ko'tarilish va tortish nisbati ortishi tendentsiyasining birinchi belgilari Mercury, Gemini va Apollon kosmik kemalari misolida ko'rinadi. Kelajakda Yer atrofidagi orbital parvozlar sinxron orbitalar balandligiga yetishi kutilmoqda. Kosmosning ushbu hududidan Yer atmosferasiga kiradigan kemalar 10,4 km / sek gacha tezlikka ega bo'ladi (7-rasmda "Sinxron orbitalar" deb nomlangan vertikal chiziq).

Boshqa sayyoralardan, masalan, Marsdan qaytgan boshqariladigan kosmik kemalarning kirish tezligi ancha yuqori. Uchirish vaqtini to'g'ri tanlash va Veneraning tortishish kuchidan foydalanish bilan ular 12,2 - 13,7 km / s ga etadi, Marsdan to'g'ridan-to'g'ri qaytish bilan esa tezlik 15,2 km / s dan oshadi. Bunday yuqori qayta kirish tezligiga qiziqish sayyoradan to'g'ridan-to'g'ri qaytish usulining ko'proq moslashuvchanligi bilan bog'liq.

Shakl 7. Koinot kemalarining aerodinamik sifati va Yer atmosferasiga kirish tezligini oshirish tendentsiyalari.

Bunday yuqori kirish tezligida kosmik kema ekipajining haddan tashqari yuklanishini oqilona chegaralarda ushlab turish uchun Apollon kosmik kemasiga nisbatan aerodinamik ko'tarish kuchini oshirish kerak. Bundan tashqari, yuqori tezlikda liftning ko'tarilishi (to'g'rirog'i, ko'tarilish va tortish nisbati L / D) ballistik tushuvchi transport vositalari uchun ruxsat etilgan kirish koridorlarini kengaytiradi. Liftning oshishi bilan manevr va qo'nishning aniqligi ham oshadi. Kosmik kemaning lift bilan parvozining eng muhim bosqichlaridan biri qo'nishga yaqinlashish va qo'nishning o'zi. Past tezlikda ko'taruvchi kosmik kemalarning parvoz xususiyatlari oddiy samolyotlardan shunchalik farq qiladiki, ularni o'rganish uchun 8-rasmda ko'rsatilgan ikkita samolyot qurish kerak edi. Yuqori blokda HL-10 indeksi, pastki qismida esa M2-F2 mavjud.

Guruch. 8. HL-10 va M2-F2 havo-tadqiqot vositalari.

Ushbu qurilmalar B-52 samolyotlari yordamida taxminan 14 km balandlikka ko'tarilishi va Mach soni 0,8 gacha bo'lgan parvoz tezligida tushirilishi kerak. HL-10 va M2-F2 avtomashinalari kichik vodorod peroksidli raketa dvigatellari bilan jihozlangan bo'lib, ular o'zgaruvchan ko'tarish va tortish nisbatlarini simulyatsiya qilish imkonini beradi. Ushbu dvigatellar yordamida xuddi shunday konfiguratsiyaga ega bo'lajak boshqariladigan kosmik kemaning optimal parvoz xususiyatlarini aniqlash uchun qo'nishga yaqinlashish paytida traektoriyaning moyillik burchagini, shuningdek, statik barqarorlik chegarasini o'zgartirish mumkin. Ushbu shakldagi kemalar kelajakdagi kosmik kemaning og'irligiga yaqin vaznga ega bo'ladi. Va kosmik kemalarning ushbu modellariga o'xshash kema allaqachon yaratilgan, bu Shuttle orbital kosmik kemasi.

Kosmik kema

"Shuttle" orbital kosmik kemasi Yer atmosferasida gipersonik tezlikda uchishga qodir. Qurilmaning qanotlari ko'p shpalli ramkaga ega; alyuminiy qotishmasidan yasalgan qanotlari kabi mustahkamlangan monokok kokpit. Yuk bo'limining eshiklari grafit-epoksi kompozit materialdan tayyorlangan. Qurilmaning termal himoyasi bir necha ming engil keramik plitkalar bilan ta'minlanadi, ular katta issiqlik oqimlariga duchor bo'lgan sirt qismlarini qoplaydi.

Yakuniy izohlar

Men kosmik kemalarni qayta kiritish uchun yangi materiallar, tuzilmalar va texnikani ishlab chiqishda so'nggi yutuqlar haqida qisqacha ma'lumot berishga harakat qildim. Bu kelajakdagi tadqiqotlar uchun ba'zi yo'nalishlarni ko'rsatishga imkon berdi. Aftidan, men o'zim insoniyat rivojlanishining hozirgi bosqichida kosmik kemalar yordamida koinotni o'rganish muammolari haqida ozgina bilib oldim.

Kaliforniyaning cho'l mintaqasida yo'qolgan kichik shaharchada noma'lum yolg'iz havaskor dunyoga mashhur milliarderlar va korporatsiyalar bilan past Yer orbitasiga yuk jo'natish uchun kosmik kemalar qurish huquqi uchun raqobatlashishga harakat qilmoqda. Unga yordamchilar va resurslar yetarli emas. Ammo, barcha qiyinchiliklarga qaramay, u o'z ishini oxirigacha olib boradi.

Deyv Masten kompyuter ekraniga tikilib turibdi. Uning barmog'i bir zum sichqoncha tugmasi ustida turdi. Deyv DARPA agentligidan maktub ochmoqchi ekanligini biladi va bu maktubda nima bo'lishidan qat'i nazar, uning hayoti o'zgaradi. U yo moliya oladi yoki orzusidan abadiy voz kechishga majbur bo'ladi.

Ikkita yangilik

Bu haqiqiy burilish nuqtasidir, chunki DARPA tomonidan moliyalashtirilgan XS-1 dasturida ishtirok etish xavf ostida bo'lib, u o'n kun ichida o'nta uchirilishga bardosh bera oladigan, 10 M dan oshiq tezlikka tezlasha oladigan va qayta foydalanish mumkin bo'lgan uchuvchisiz kosmik samolyotni yaratishga qaratilgan. qo'shimcha bosqich yordami bilan og'irligi 1,5 tonnadan ortiq bo'lgan foydali yukni past darajaga yetkazish.Shu bilan birga, har bir uchirma narxi 5 million dollardan oshmasligi kerak.Deyv Masten - abadiy autsayder, Silikon vodiysidan qochqin, zohid tadbirkor kosmik sanoatida - bu safargi kabi to'liq kosmik tizimni yaratishga hech qachon yaqin bo'lmagan. Agar uning kompaniyasi XS-1 loyihasining uchta ishtirokchisidan biriga aylansa, Deyv zudlik bilan 3 million dollar miqdorida grant va kelgusi yilda qo'shimcha moliyaviy in'ektsiyalarni oladi. Kelajakdagi shartnoma narxi esa 140 million dollardan oshishi mumkin!

Agar rad etilsa, Deyv kompaniyasi noma'lum kichik firma bo'lib qoladi, u ayanchli hayotni yo'qotadi va orbital kosmik kemalarni qurishning nozik orzusini ro'yobga chiqaradi. Ammo bundan ham yomoni, Mastenning g'oyasini amalga oshirish uchun noyob imkoniyat qo'ldan boy beriladi. Davlat kosmik parvoz dasturlari qo'nish uchun aerodrom yoki ulkan parashyutni talab qiladigan kosmik kemalarni tarixan afzal ko'rgan (aslida bu talab edi). Masten vertikal uchish va vertikal qo‘nish raketasini taklif qildi, bu raketaning Yerga qaytishi uchun na qo‘nish chizig‘i, na parashyut kerak bo‘ladi. XS-1 dasturi bu g‘oyani amalga oshirish uchun yaxshi imkoniyat tug‘dirdi, biroq agar omad kutilmaganda yuz o‘girib, unda ishtirok etish imkoniyati boshqasiga tushib qolsa, kelajakda hukumat yangi moliya manbalarini ochadimi yoki yo‘qmi, kim biladi.

Shunday qilib, bitta elektron pochta, ikkita butunlay boshqa yo'l, ulardan biri to'g'ridan-to'g'ri kosmosga olib boradi. Masten sichqonchani bosadi va o'qishni boshlaydi - sekin, har bir so'zni chuqur o'rganadi. Ishi tugagach, orqasiga yig‘ilgan muhandislarga yuzlanib, yuzi to‘g‘ri bo‘lib e’lon qiladi: “Menda ikkita yangilik bor: yaxshi va yomon. Yaxshi xabar shundaki, biz XS-1da ishtirok etish uchun tanlandik! Yomon xabar shundaki, biz XS-1 uchun tanlanganmiz”.

Kosmik port klasteri

Moxave cho'lining shimolidagi er ko'proq falokat filmidagi sahnalarni eslatadi: graffiti bilan bo'yalgan tashlandiq yoqilg'i quyish shoxobchalari va ba'zi joylarda o'ldirilgan hayvonlarning jasadlari topilgan buzilgan yo'llar bu taassurotni yanada kuchaytiradi. Olisda ufqda yaltirab turgan tog'lar, quyoshning murosasiz isishi va go'yo cheksiz bulutsiz moviy osmon.

Biroq, bu chalkash bo'shliq aldamchi: AQShning g'arbiy qismida Edvards havo kuchlari bazasi (R-2508) mamlakatdagi asosiy sinov maydonchasi hisoblanadi. 50 000 kvadrat kilometr yopiq havo maydoni hozir va keyin jangovar samolyotlar tomonidan kesib o'tilmoqda. 68 yil oldin aynan shu yerda Chak Yeager boshqariladigan balandlikdagi parvozda tovush tezligidan oshib ketgan birinchi aviator bo‘lgan edi.

Biroq, yo'lovchilar va xususiy reaktiv parvozlarni taqiqlash 2004 yilda mamlakatning birinchi tijorat kosmodromi sifatida belgilangan yaqin atrofdagi Mojave aerokosmik porti aholisiga taalluqli emas. Masten ham o'sha yili bu yerga ko'chib o'tdi, u dasturiy ta'minot muhandisi sifatida ishlagan startapdan so'ng Cisco Systems aloqa giganti tomonidan sotib olingan. Deyv ko'chib kelganida unga taklif qilingan bir nechta bo'sh binolardan Deyv 1940-yillarda qurilgan tashlandiq dengiz piyodalari kazarmasini tanladi. Bino jiddiy ta'mirlashga muhtoj edi: tomidan suv oqayotgan, devorlari va burchaklari o'rgimchak to'rlari bilan qalin bezatilgan. Deyv uchun bu eng zo'r joy edi: baland olti metrli shiftlar tufayli o'sha paytda u va uning uch xodimi qurayotgan barcha samolyotlar bu erga sig'ishi mumkin edi. Yana bir ortiqcha - bu bir nechta ishga tushirish joylarini ajratib ko'rsatish va ulardan test sinovlarini o'tkazish qobiliyati edi.

Bir necha yillar davomida Masten Space Systems-ni faqat bir nechta kosmik texnologiyalar bo'yicha mutaxassislar va kosmodromning bir necha doimiy qo'shnilari, shu jumladan kosmosga xususiy investitsiyalarni boshlagan Scaled Composites, Richard Bransonning Virgin Galactic va Vulcan Stratolaunch Systems Pol kabi taniqli sanoat gigantlari bilishgan. Allen. Ularning keng angarlari tom ma'noda murakkab uskunalar bilan gavjum bo'lib, ular butun MSS yig'ilganidan qimmatroq turadi. Biroq, bunday raqobat Mastenning 2009 yilda NASA tomonidan Oyga qo'nadigan qurilmani qurish bo'yicha o'tkazilgan tanlovda 1 million dollar yutib olishiga to'sqinlik qilmadi. Shundan so'ng, ular to'satdan kompaniya haqida gapira boshladilar va Deyv buyurtmalar ola boshladi - NASAdan tashqari, uning raketalari mamlakatdagi mashhur universitetlar va hatto Mudofaa vazirligida mashhur bo'la boshladi - yuqori balandlikdagi ilmiy tajribalar va tadqiqot.

Masten Space Systems tomonidan ishlab chiqilgan XS-1 VTOL kosmik kemasining kompyuter maketi

XS-1 dasturiga rasmiy kiritilganidan so'ng, MSS nufuzi yanada kuchaydi - Boeing korporatsiyasi va yirik harbiy-sanoat kompaniyasi Northrop Grumman bilan raqobatda Masten juda mustahkam ko'rinardi. Ushbu sanoat gigantlaridan tashqari, Jeff Bezosga tegishli Blue Origin xususiy aerokosmik kompaniyasi loyihada Boeing bilan hamkorlikda, shuningdek, Northrop Grumman bilan hamkorlikda yuqorida aytib o'tilgan Scaled Composites va Virgin Galactic bilan hamkorlikda ishtirok etmoqda. MSSning o'zi Mojavening yana bir kichik kompaniyasi - XCOR Aerospace bilan kuchlarni birlashtirishga qaror qildi. Shunday qilib, qayta foydalanish mumkin bo'lgan kosmik yuk mashinasini yaratish poygasida Deyv eng hurmatli va yaxshi ta'minlangan korporatsiyalar bilan to'qnash keldi. Keyingi bosqich - oraliq natijalarni baholash va keyingi moliyalashtirish to'g'risidagi qarorga qadar faqat o'n uch oy qoldi.

Boeingdan yaxshiroq

MSS binosi Masten tomonidan ishg'ol qilingan paytdagi holatda. Tom hali ham oqmoqda va siz tasodifan zaharli o'rgimchakka qoqilib ketishingiz mumkin. Perimetr atrofida asboblar qutilari mavjud. Devorlarda kompaniya nomi yozilgan bannerlar, tenglamalar bilan qoplangan taxta va Amerika bayrog'idan tashqari hech narsa yo'q. Angarning markazini Xaero-B raketasi egallaydi, u to'rtta metall oyoqqa tayanadi, uning ustida ikkita hajmli sferik tank mavjud. Ulardan biri izopropil spirti bilan to'ldirilgan, ikkinchisi suyuq kislorod bilan to'ldirilgan. Bir doira ichida bir oz balandroq, geliyli qo'shimcha tanklar. Ular kemaning fazoviy holatini boshqarish uchun mo'ljallangan reaktiv boshqaruv tizimining dvigatellarining ishlashi uchun zarurdir. Raketaning pastki qismidagi dvigatel gimbalga o'rnatilgan bo'lib, bu g'alati hasharotlarga o'xshash tuzilmani boshqarib turishi mumkin.

Bir necha xodimlar Xaero-Bni Kolorado universiteti (Boulder, AQSH) bilan qo‘shma eksperimentga tayyorlash bilan band bo‘lib, unda kema yer usti teleskoplari bilan aloqa o‘rnatishi va ekzosayyoralarni qidirishda qatnashishi rejalashtirilgan.

Masten kompaniyasi o'z hunarining haqiqiy muxlisi bo'lgan ma'lum bir turdagi mexanik muhandisni jalb qiladi. "Men Boeing kompaniyasida 777 dvigatel bo'limida amaliyot o'tadim", deydi 26 yoshli muhandis Kayl Nayberg. Boeing juda yaxshi kompaniya. Lekin to‘g‘risini aytsam, kun bo‘yi ishxonada o‘tirishni yoqtirmayman. Men hayotimning keyingi 40 yili shunday o'tishini tasavvur qildim va men juda qo'rqib ketdim. MSS kabi kichik xususiy kompaniyada muhandislar o'z g'oyalarini amalga oshirishda his-tuyg'ularning butun gamutini boshdan kechirishlari mumkin - eyforiyadan to to'liq umidsizlikka qadar. Siz buni kamdan-kam hollarda ko'rasiz."

Lagrange nuqtasida yonilg'i quyish

Mastenning asosiy e'tibori doimo kosmonavtlarni emas, balki yuk tashish uchun mo'ljallangan raketani yaratish bo'lib kelgan. Bunday kemalar, albatta, kerak bo'ladi, masalan, kislorod va vodorodni oy yuzasidan, bir kun kelib Yer va Oy o'rtasidagi Lagrange nuqtalaridan biriga joylashtiriladigan yoqilg'i quyish stantsiyasiga tashish uchun. Shuning uchun Masten o'z ishlanmalariga vertikal uchish va qo'nish tamoyilini qo'yadi. "Bu quyosh tizimidagi har qanday qattiq jism yuzasida ishlashini biladigan yagona yo'l", deb tushuntiradi u. "Siz Oyga samolyot yoki moki qo'sha olmaysiz!"

Bundan tashqari, VTOL kosmik kemadan qayta foydalanishni osonlashtiradi. Mastenning ba'zi raketalari allaqachon bir necha yuz parvozlarni amalga oshirgan, qayta ishga tushirishga tayyorgarlik ko'rish bir kundan ko'proq vaqtni oladi. XS-1 dasturining shartlariga ko'ra, siz o'n kun ichida o'nta parvozni amalga oshirishingiz kerak - MSS uchun bu uzoq vaqtdan beri odatiy hol bo'lib kelgan. Bu erda Deyv hali bir marta ham buni uddalay olmagan raqiblaridan ancha oldinda.

Kamtarlik va mehnatsevarlik

Shunday qilib, DARPA XS-1 dasturining barcha uch ishtirokchisi 1B bosqichga qabul qilinganligini e'lon qildi, buning uchun har bir kompaniya qo'shimcha 6 million dollar oladi.1 bosqichning asosiy vazifalari loyihalash ishlarini olib borish va infratuzilmani tayyorlash edi - boshqacha qilib aytganda, kompaniya XS-1 da ishlay olishini namoyish qilish kerak edi. 1B bosqichida ishtirokchilar sinov sinovlariga o‘tishlari, tegishli ma’lumotlarni to‘plashlari va yakuniy maqsadga qanday erishishni rejalashtirganliklarini ko‘rsatish uchun dizaynni takomillashtirishda davom etishlari kerak. Faza 1B natijalari keyingi yozda, XS-1 ning orbitaga birinchi parvozi 2018 yilga mo'ljallangan.

Ushbu tanlovning natijasi qanday bo'lishidan qat'i nazar, Deyvning shu darajaga yetganligi xususiy kosmik loyihalar sanoatini tubdan o'zgartirishi mumkin. "Bu o'yinni o'zgartiradi", dedi Xanna Kerner, Space Frontier Foundation ijrochi direktori va NASAning sobiq muhandisi. "DARPA nafaqat xususiy kompaniyalarga hukumatning kosmik dasturida ishtirok etish imkoniyatini berdi, balki rivojlanayotgan kichik kompaniyalarni potentsial jiddiy o'yinchilar sifatida ham tan oldi". XS-1da ishtirok etishni bir lahzaga unutib qo'ysangiz ham, MSSni begona kompaniyaga qo'ng'iroq qilish hali ham qiyin. Avgust oyida u Florida shtatidagi Kanaveral burnida yangi ofisini ochdi, u yaqinda tijorat koinotlarini uchirish uchun markaz sifatida ishlay boshladi. Kennedi kosmik markazi yaqinida joylashgan xuddi shu biznes markazida SpaceX ofisi joylashgan.

Shunga qaramay, MSS hali ham odamlar va resurslarga etishmaydi va hali ham boy yirik kompaniyalarga qo'shni angarlarida burg'ulash, bolg'alash va lehim bilan shug'ullanadigan romantik muhandislar guruhidir. Va siz beixtiyor ularga ildiz otishni boshlaysiz - muvaffaqiyatga erishishlarini xohlaysiz.

"O'ylaymanki, biz raqobatchilarimiz bilan albatta raqobatlashamiz", - bu Masten XS-1da muvaffaqiyat qozonish imkoniyatlari haqidagi savolga javob berdi. U oltin tog'larni va'da qilish uchun hech qanday sabab ko'rmadi, garchi uning do'kondagi ko'plab hamkasblari allaqachon odat bo'lib qolgan. Ko'pchilik muvaffaqiyatga erishadi, chunki ular chiroyli gapira oladilar. Deyv ulardan biri emas – u vazmin, mehnatsevar, kamtarin, lekin xuddi raqiblari kabi o‘z g‘oyalarini amalga oshirishga ishtiyoq bilan intiladi.

Bugungi kunda kosmik parvozlar fantastik hikoyalarga tegishli emas, lekin, afsuski, zamonaviy kosmik kema hali ham filmlarda ko'rsatilganidan juda farq qiladi.

Ushbu maqola 18 yoshdan oshgan shaxslar uchun mo'ljallangan.

Siz allaqachon 18 yoshdan oshganmisiz?

Rossiya kosmik kemalari va

Kelajak kosmik kemalari

Kosmik kema: bu nima

Ustida

Kosmik kema, u qanday ishlaydi?

Zamonaviy kosmik kemalarning massasi ularning qanchalik baland uchishi bilan bevosita bog'liq. Boshqariladigan kosmik kemalarning asosiy vazifasi xavfsizlikdir.

SOYUZ tushiriladigan transport vositasi Sovet Ittifoqining birinchi kosmik seriyasiga aylandi. Bu davrda SSSR va AQSH oʻrtasida qurollanish poygasi davom etardi. Agar biz qurilish masalasiga o'lcham va yondashuvni taqqoslasak, SSSR rahbariyati kosmosni tezda zabt etish uchun hamma narsani qildi. Bugungi kunda shunga o'xshash qurilmalar nima uchun ishlab chiqarilmasligi aniq. Kimdir astronavtlar uchun shaxsiy joy bo'lmagan sxema bo'yicha qurishni o'z zimmasiga olishi dargumon. Zamonaviy kosmik kemalar ekipajning dam olish xonalari va tushish kapsulasi bilan jihozlangan, ularning asosiy vazifasi qo'nish amalga oshirilayotgan paytda uni iloji boricha yumshoq qilishdir.

Birinchi kosmik kema: yaratilish tarixi

Tsiolkovskiy haqli ravishda astronavtikaning otasi hisoblanadi. Uning ta'limotiga asoslanib, Goddrad raketa dvigatelini yaratdi.

Sovet Ittifoqida ishlagan olimlar birinchi bo'lib sun'iy sun'iy yo'ldoshni loyihalashtirdilar va uchirishdi. Shuningdek, ular koinotga tirik mavjudotni uchirish imkoniyatini birinchi bo'lib ixtiro qilishgan. Shtatlarga ma'lumki, Ittifoq birinchi bo'lib odam bilan kosmosga ucha oladigan samolyotni yaratgan. Raketa fanining otasi haqli ravishda Korolev deb ataladi, u tarixga tortishish kuchini qanday engib o'tishni aniqlagan va birinchi boshqariladigan kosmik kemani yaratishga muvaffaq bo'lgan. Bugungi kunda hatto bolalar ham bortida odam bo'lgan birinchi kema qaysi yili ishga tushirilganini bilishadi, ammo qirolichaning bu jarayonga qo'shgan hissasini kam odam eslaydi.

Ekipaj va ularning parvoz paytida xavfsizligi

Bugungi kunda asosiy vazifa - ekipaj xavfsizligi, chunki ular parvoz balandligida ko'p vaqt sarflashadi. Samolyotni qurishda uning qaysi metalldan yasalganligi muhim ahamiyatga ega. Raketa fanida quyidagi metal turlari qo'llaniladi:

1. Alyuminiy - kosmik kemaning o'lchamlarini sezilarli darajada oshirish imkonini beradi, chunki u engil.
2. Temir - kema korpusidagi barcha yuklarni mukammal darajada engadi.
3. Mis yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.
4. Kumush - mis va po'latni ishonchli tarzda bog'laydi.
5. Suyuq kislorod va vodorod uchun tanklar titanium qotishmalaridan tayyorlanadi.

Zamonaviy hayotni qo'llab-quvvatlash tizimi inson uchun tanish muhitni yaratishga imkon beradi. Ko'pgina o'g'il bolalar kosmosda qanday uchishlarini ko'rishadi, boshida kosmonavtning juda katta yukini unutishadi.

Dunyodagi eng katta kosmik kema

Harbiy kemalar orasida qiruvchi va tutqichlar juda mashhur. Zamonaviy yuk kemasi quyidagi tasnifga ega:

1. Zond tadqiqot kemasidir.
2. Kapsül - ekipajni etkazib berish yoki qutqarish operatsiyalari uchun yuk bo'limi.
3. Modul orbitaga uchuvchisiz tashuvchi tomonidan chiqariladi. Zamonaviy modullar 3 toifaga bo'lingan.
4. Raketa. Yaratishning prototipi harbiy rivojlanish edi.
5. Shuttle - kerakli yuklarni etkazib berish uchun qayta ishlatiladigan tuzilmalar.
6. Stansiyalar eng katta kosmik kemalardir. Bugungi kunda koinotda nafaqat ruslar, balki frantsuzlar, xitoylar va boshqalar ham bor.

Buran - tarixga kirgan kosmik kema

"Vostok" kosmosga chiqqan birinchi kosmik kema edi. SSSR Raketa fanlari federatsiyasidan keyin "Soyuz" kemalarini ishlab chiqarish boshlandi. Keyinchalik, Clippers va Rus ishlab chiqarila boshlandi. Federatsiya ushbu barcha loyihalarga katta umid bog'laydi.

1960 yilda "Vostok" kosmik kemasi o'zining parvozi bilan insonning kosmosga kirishi mumkinligini isbotladi. 1961 yil 12 aprelda "Vostok 1" Yer atrofida aylanib chiqdi. Ammo Vostok 1 kemasida kim uchgan degan savol negadir qiyinchilik tug‘dirmoqda. Balki Gagarin o'zining birinchi parvozini aynan shu kemada amalga oshirganini bilmaymizmi? O'sha yili "Vostok 2" kosmik kemasi birinchi marta orbitaga chiqdi, unda bir vaqtning o'zida ikkita kosmonavt bor edi, ulardan biri kosmosda kemadan tashqariga chiqdi. Bu taraqqiyot edi. Va allaqachon 1965 yilda Vosxod 2 kosmosga chiqishga muvaffaq bo'ldi. Sunrise 2 kemasining tarixi suratga olindi.

Vostok 3 kemaning kosmosda eng uzoq vaqt bo'lishi bo'yicha yangi jahon rekordini o'rnatdi. Seriyadagi oxirgi kema Vostok 6 edi.

Apollon seriyasining Amerika kemasi yangi ufqlarni ochdi. Axir, 1968 yilda Apollon 11 birinchi bo'lib Oyga qo'ndi. Bugungi kunda Hermes va Kolumb kabi kelajak kosmik samolyotlarini ishlab chiqish bo'yicha bir nechta loyihalar mavjud.

Salyut - Sovet Ittifoqining bir qator orbitalararo kosmik stantsiyalari. Salyut 7 halokatga uchragani bilan mashhur.

Tarixi qiziq bo'lgan navbatdagi kosmik kema Buran edi, aytmoqchi, u hozir qayerda? 1988 yilda u o'zining birinchi va oxirgi parvozini amalga oshirdi. Takroriy tahlil va tashishdan so'ng Buranning harakat yo'li yo'qoldi. Buran kosmik kemasining so'nggi ma'lum joyi Sochida bo'lib, u ustida ish olib borilmoqda. Biroq, ushbu loyiha atrofidagi bo'ron hali ham tinmagan va tark etilgan Buran loyihasining keyingi taqdiri ko'pchilikni qiziqtirmoqda. Va Moskvada VDNKhda Buran kosmik kemasi modeli ichida interaktiv muzey majmuasi yaratildi.

Gemini - amerikalik dizaynerlarning bir qator kemalari. Ular Merkuriy loyihasini almashtirdilar va orbitada spiral yasashga muvaffaq bo'lishdi.

"Space Shuttle" nomiga ega Amerika kemalari ob'ektlar o'rtasida 100 dan ortiq parvozlarni amalga oshiradigan o'ziga xos shattllarga aylandi. Ikkinchi kosmik kema Challenger edi.

Qo'riqchi kemasi sifatida e'tirof etilgan Nibiru sayyorasi tarixi bilan qiziqmay bo'lmaydi. Nibiru allaqachon ikki marta Yerga xavfli masofaga yaqinlashgan, biroq ikkala marta ham to'qnashuvning oldini olgan.

Dragon - 2018 yilda Mars sayyorasiga uchishi kerak bo'lgan kosmik kema. 2014-yilda federatsiya “Dragon” kemasining texnik tavsiflari va holatiga asoslanib, uchirishni keyinga surgan edi. Yaqinda yana bir voqea yuz berdi: Boeing kompaniyasi ham rover yaratish bo'yicha ishlanmalarni boshlagani haqida bayonot berdi.

Tarixdagi birinchi qayta foydalanish mumkin bo'lgan vagon Zarya deb nomlangan apparat bo'lishi kerak edi. "Zarya" - bu qayta foydalanish mumkin bo'lgan transport kemasining birinchi ishlanmasi bo'lib, federatsiya unga juda katta umid bog'lagan.

Kosmosda yadroviy inshootlardan foydalanish imkoniyati yutuqdir. Ushbu maqsadlar uchun transport va energiya moduli ustida ish boshlandi. Bunga parallel ravishda Prometey loyihasi - raketalar va kosmik kemalar uchun ixcham yadro reaktori ustida ishlanmalar davom etmoqda.

Xitoyning Shenzhou 11 2016-yilda koinotda 33 kun o'tkazish uchun ikki astronavt bilan uchirilgan.

Kosmik kema tezligi (km/soat)

Yer atrofida orbitaga chiqishingiz mumkin bo'lgan minimal tezlik - 8 km / s. Bugungi kunda dunyodagi eng tezkor kemani ishlab chiqishning hojati yo'q, chunki biz kosmosning boshida turibmiz. Axir, biz kosmosda erisha oladigan maksimal balandlik atigi 500 km. Kosmosda eng tez harakatlanish rekordi 1969 yilda o'rnatilgan va hozirgacha uni yangilab bo'lmadi. Apollon 10 kosmik kemasida uchta astronavt Oy atrofida aylanib, uyiga qaytayotgan edi. Ularni parvozdan yetkazishi kerak bo‘lgan kapsula soatiga 39,897 km tezlikka erisha oldi. Taqqoslash uchun, keling, kosmik stantsiya qanchalik tez uchishini ko'rib chiqaylik. Iloji boricha u soatiga 27 600 km tezlikka erisha oladi.

Tashlab ketilgan kosmik kemalar

Bugungi kunda yaroqsiz holga kelgan kosmik kemalar uchun Tinch okeanida qabriston tashkil etilgan bo‘lib, u yerda o‘nlab tashlandiq kemalar so‘nggi boshpana topishi mumkin. kosmik kema halokatlari

Kosmosda falokatlar sodir bo'lib, ko'pincha odamlarning hayotiga zomin bo'ladi. Eng tez-tez uchraydigan, g'alati darajada, kosmik chiqindilar bilan to'qnashuv natijasida sodir bo'lgan baxtsiz hodisalar. Ta'sir paytida ob'ektning orbitasi siljiydi va qulash va shikastlanishga olib keladi, ko'pincha portlash sodir bo'ladi. Eng mashhur falokat - Amerikaning Challenger kosmik kemasining o'limi.

Kosmik kemalar uchun yadro dvigateli 2017

Bugungi kunda olimlar atom elektr motorini yaratish loyihalari ustida ishlamoqda. Bu ishlanmalar fotonik dvigatellar yordamida fazoni zabt etishni o'z ichiga oladi. Rossiyalik olimlar yaqin orada termoyadro dvigatelini sinovdan o‘tkazishni rejalashtirmoqda.

Rossiya va AQShning kosmik kemalari

Kosmosga tez qiziqish SSSR va AQSh o'rtasidagi sovuq urush davrida paydo bo'ldi. Amerikalik olimlar rossiyalik hamkasblarida munosib raqiblarni tan olishdi. Sovet raketa fani rivojlanishda davom etdi va davlat parchalanganidan keyin Rossiya uning vorisi bo'ldi. Albatta, rus kosmonavtlari uchadigan kosmik kemalar birinchi kemalardan sezilarli darajada farq qiladi. Bundan tashqari, bugungi kunda amerikalik olimlarning muvaffaqiyatli ishlanmalari tufayli kosmik kemalar qayta foydalanishga yaroqli holga keldi.

Kelajak kosmik kemalari

Bugungi kunda insoniyatga uzoqroq sayohat qilish imkonini beradigan loyihalarga qiziqish ortib bormoqda. Zamonaviy ishlanmalar allaqachon kemalarni yulduzlararo ekspeditsiyalarga tayyorlamoqda.

Kosmik kemalar qayerdan uchiriladi?

Kosmik kemaning boshlanishini o'z ko'zingiz bilan ko'rish - ko'pchilikning orzusi. Ehtimol, bu birinchi ishga tushirish har doim ham kerakli natijaga olib kelmasligi bilan bog'liq. Ammo Internet tufayli biz kemaning qanday uchishini ko'rishimiz mumkin. Boshqariladigan kosmik kemaning uchirilishini kuzatayotganlar etarlicha uzoqda bo'lishi kerakligini hisobga olsak, biz uchish joyida ekanligimizni tasavvur qilishimiz mumkin.

Kosmik kema: ichkarida qanday?

Bugungi kunda muzey eksponatlari tufayli biz "Soyuz" kabi kemalarning tuzilishini shaxsan ko'rishimiz mumkin. Albatta, ichkaridan birinchi kemalar juda oddiy edi. Keyinchalik zamonaviy variantlarning ichki qismi tinchlantiruvchi ranglarda yaratilgan. Har qanday kosmik kemaning qurilmasi bizni juda ko'p tutqichlar va tugmalar bilan qo'rqitishi aniq. Va bu kema qanday ishlashini eslay olgan va bundan tashqari, uni qanday boshqarishni o'rganganlar uchun g'urur bag'ishlaydi.

Hozir qanday kosmik kemalar uchmoqda?

Tashqi ko'rinishi bilan yangi kosmik kemalar fantaziya haqiqatga aylanganini tasdiqlaydi. Bugungi kunda kosmik kemalarning birlashishi haqiqat ekanligi hech kimni ajablantirmaydi. Dunyoda birinchi marta bunday o'rnatish 1967 yilda sodir bo'lganini kam odam eslaydi ...

Kostov Matvey

"Kosmik dunyo" bo'limida boshlang'ich maktab yoshidagi bolalar uchun shahar ilmiy o'qishlari ishtirokchisi. Talaba "Vostok", "Vosxod" va "Soyuz" kosmik kemalarining tuzilishi haqida gapiradi.

Yuklab oling:

Ko‘rib chiqish:

Boshlang'ich maktab yoshidagi bolalar uchun shahar ilmiy o'qishlari

"Kosmik dunyo" bo'limi

Mavzu: "Kosmik kemalar dizayni"

3-B sinf MBOU-2-sonli gimnaziya

Ilmiy maslahatchi Mosolova G.V., boshlang'ich sinf o'qituvchisi

Tula 2013 yil

Kirish

Men kosmik kemalar dizayniga juda qiziqaman. Birinchidan, chunki bu katta va murakkab apparat bo'lib, uni yaratish ustida ko'plab olimlar va muhandislar ishlamoqda. Ikkinchidan, bir necha soat yoki hatto kunlar davomida kema kosmonavtning uyiga aylanadi, bu erda oddiy insoniy sharoit zarur - kosmonavt nafas olishi, ichishi, ovqatlanishi, uxlashi kerak. Parvoz vaqtida kosmonavtdan kemani burish va orbitani o‘z xohishiga ko‘ra o‘zgartirish talab etiladi, ya’ni kosmosda harakatlanayotganda kemani oson boshqarish kerak. Uchinchidan, kelajakda men o'zim kosmik kemalarni loyihalashtirmoqchiman.

Koinot kemasi bir yoki bir nechta odamni koinotga uchishi va missiyani tugatgandan so'ng Yerga xavfsiz tarzda qaytishi uchun mo'ljallangan.

Kosmik kemaga qo'yiladigan texnik talablar boshqa kosmik kemalarga qaraganda qattiqroq. Parvoz sharoitlari (G-kuchlari, harorat sharoitlari, bosim va boshqalar) ular uchun inson hayotiga xavf tug'dirmasligi uchun juda aniq saqlanishi kerak.

Boshqariladigan kosmik kemaning muhim xususiyati favqulodda qutqaruv tizimining mavjudligidir.

Boshqariladigan kosmik kemalar faqat Rossiya, AQSh va Xitoyda yaratilgan, chunki bu vazifa juda murakkab va qimmat. Va faqat Rossiya va AQShda qayta ishlatiladigan boshqariladigan kosmik kemalar tizimi mavjud.

Ushbu ishda men "Vostok", "Vosxod" va "Soyuz" kosmik kemalarining dizayni haqida gapirishga harakat qildim.

"Sharq"

Sovet "Vostok" kosmik kemasi Yerga yaqin orbitada boshqariladigan parvozlar uchun mo'ljallangan. Ular 1958 yildan 1963 yilgacha bosh dizayner Sergey Pavlovich Korolev boshchiligida yaratilgan.

Yu.A bilan “Vostok” kosmik kemasining birinchi boshqariladigan parvozi. Gagarin bortida 1961 yil 12 aprelda bo'lib o'tdi, bu dunyodagi birinchi kosmik kema bo'lib, u koinotga boshqariladigan parvozni amalga oshirishga imkon berdi.

"Vostok" kosmik kemasining asosiy ilmiy vazifalari quyidagilardan iborat edi: orbital parvoz sharoitlarining kosmonavtning holati va ishlashiga ta'sirini o'rganish, konstruktsiya va tizimlarni sinovdan o'tkazish, kosmik kemalarni qurishning asosiy tamoyillarini sinovdan o'tkazish.

Kosmik kemaning umumiy massasi 4,73 tonna, uzunligi 4,4 m, maksimal diametri esa 2,43 m.

Kema sharsimon tushuvchi transport vositasidan (og'irligi 2,46 tonna va diametri 2,3 m) iborat bo'lib, u ham orbital bo'linma va konusning asboblar bo'limi bo'lib xizmat qilgan. Bo'limlar metall bantlar va pirotexnika qulflari yordamida mexanik ravishda bir-biriga bog'langan. Kema tizimlar bilan jihozlangan: avtomatik va qo'lda boshqarish, Quyoshga avtomatik yo'nalish, Yerga qo'lda yo'naltirish, hayotni qo'llab-quvvatlash, buyruq va mantiqiy boshqaruv, elektr ta'minoti, issiqlik nazorati va qo'nish. Kosmosda inson mehnati vazifalarini ta'minlash uchun kema kosmonavtning holatini, tuzilmalari va tizimlarini tavsiflovchi parametrlarni kuzatish va qayd etish uchun avtonom va radio telemetriya uskunalari, ikki tomonlama radiotelefon uchun ultra qisqa to'lqinli va qisqa to'lqinli uskunalar bilan jihozlangan. kosmonavtning yerosti stansiyalari bilan aloqasi, qo'mondon radio aloqasi, dastur-vaqt qurilmasi, kosmonavtni Yerdan kuzatish uchun ikkita uzatuvchi kamerali televizion tizim, orbita parametrlarini kuzatish va kosmik kemaning yo'nalishini aniqlash uchun radiotizim. , TDU-1 tormozli harakat tizimi va boshqa tizimlar. Kosmik kemaning og'irligi raketaning oxirgi bosqichi bilan birga 6,17 tonnani, uzunligi esa 7,35 metrni tashkil etdi.

Tushayotgan transport vositasining ikkita oynasi bor edi, ulardan biri kirish lyukida, kosmonavtning boshi tepasida, ikkinchisi esa maxsus yo'naltirish tizimi bilan jihozlangan, uning oyoqlari ostidagi polda joylashgan edi. Kosmonavt skafandr kiyib, maxsus ejeksiyon o'rindig'iga joylashtirildi. Qo'nishning so'nggi bosqichida, atmosferada tushgan transport vositasini tormozlagandan so'ng, 7 km balandlikda kosmonavt salondan otilib chiqdi va parashyut bilan qo'ndi. Bundan tashqari, kosmonavtni tushayotgan transport vositasi ichiga qo'ndirish imkoniyati taqdim etildi. Tushgan transport vositasining o'z parashyuti bor edi, lekin yumshoq qo'nish uchun vositalar bilan jihozlanmagan, bu esa unda qolgan odamga qo'nish paytida jiddiy jarohatlar bilan tahdid qilgan.

Avtomatik tizimlar ishlamay qolsa, astronavt qo'lda boshqarishga o'tishi mumkin edi. "Vostok" kemalari Oyga boshqariladigan parvozlar uchun moslashtirilmagan, shuningdek, maxsus tayyorgarlikdan o'tmagan odamlarning parvozlariga ruxsat bermagan.

"Quyosh chiqishi"

Ko'p o'rindiqli "Vosxod" kosmik kemasi Yerga yaqin orbitada parvozlarni amalga oshirdi. Ushbu kemalar aslida "Vostok" seriyasidagi kemalarni takrorladilar va diametri 2,3 metr bo'lgan sharsimon tushuvchi transport vositasidan iborat bo'lib, unda kosmonavtlar joylashdi va konusning asboblar bo'limi (og'irligi 2,27 tonna, uzunligi 2,25 m va kengligi 2,43 m. ) , unda yonilg'i baklari va harakatlantiruvchi tizim mavjud edi. "Vosxod-1" kosmik kemasida kosmonavtlar joyni tejash uchun kosmik kostyumlarsiz joylashdilar. Birinchi kosmik ekipaj tarkibiga tushuvchi transport vositalarining dizayneri Konstantin Feoktistov kirdi.

"Birlashma"

"Soyuz" - Yerga yaqin orbitada parvozlar uchun ko'p o'rindiqli kosmik kemalar seriyasi.

"Soyuz" raketa-kosmik kompleksi 1962 yilda Sovet Ittifoqining oy atrofida parvoz qilish dasturining kemasi sifatida ishlab chiqila boshlandi.

Ushbu seriyali kemalar uchta moduldan iborat: asbob-agregat bo'linmasi, tushish vositasi va yordamchi bo'linma.

Elektr ta'minoti tizimi quyosh panellari va batareyalardan iborat.

Tushgan transport vositasida astronavtlar uchun joylar, hayotni qo'llab-quvvatlash tizimlari, boshqaruv tizimlari va parashyut tizimi mavjud. Kupening uzunligi 2,24 m, diametri 2,2 m.Uy bo'limining uzunligi 3,4 m, diametri 2,25 m.

Xulosa

Kosmik kemalarda insoniyatning barcha eng yaxshi va eng zamonaviy ishlanmalari, eng yangi ilg'or texnologiyalar va bort uskunalari qo'llaniladi.

"Vostok", "Vosxod" va "Soyuz" o'rniga yangi avlod va yangi imkoniyatlarning yanada ilg'or orbital stansiyalari paydo bo'ldi.

Ular nafaqat Rossiya, balki jahon kosmonavtikasi tarixida yana bir sahifa ochdilar, ko'plab mamlakatlar kosmonavtlarini birlashtirdilar.

Keyinchalik "Shuttles", "Burans" va boshqa kosmik kemalar paydo bo'ldi, ammo mening ishimda tasvirlangan ushbu uchtasi zamonaviy samolyotlarning rivojlanishi uchun asos bo'lib xizmat qildi.

Umid qilamanki, men katta bo'lganimda juda uzoq galaktikalarga uchadigan yangi ultra-zamonaviy kosmik kemani yaratishim yoki yaratishga yordam berishim mumkin.

Bibliografiya

1. Yosh astronomning entsiklopedik lug'ati. Moskva. 2006 Erpylev N.P. tomonidan tuzilgan;
2. Bolalar uchun ensiklopediya. Kosmonavtika. Moskva. 2010 yil
3. Ajoyib yutuqlar. "Kashfiyotlar va sarguzashtlar entsiklopediyasi" seriyasi. Moskva. 2008 yil

"Vostok 1" kosmik kemasining tuzilishi

Buyuk Sovet Entsiklopediyasi. -- M .: Sovet Entsiklopediyasi. 1969-1978 yillar.

1. Buyruqli radioaloqa tizimining antennasi. 2. Aloqa antennasi. 3. Elektr konnektorlarining korpusi 4. Kirish lyugi. 5. Oziq-ovqat solingan idish. 6. Bog'lovchi tasmalari. 7. Lentali antennalar. 8. Tormoz dvigateli. 9. Aloqa antennalari. 10. Xizmat lyuklari. 11 Asosiy tizimli asboblar bo'limi. 12. Ateşleme simlari. 13. Hayotni qo'llab-quvvatlash tizimi uchun pnevmatik tizim tsilindrlari (16 dona). 14. Ejeksiyon o'rindig'i. 15. Radio antenna. 16. Optik qo'llanma bilan illyuminator. 17. Texnologik lyuk. 18. Televizion kamera. 19. Ablativ materialdan termal himoya. 20. Elektron jihozlar bloki.

KEMA HAQIDA QISQA TAFSILATLAR

Ro'yxatga olish raqami	1961 yil - Mu-1/00103
Boshlanish sanasi va vaqti (Universal vaqt)	06:07. 04.12.1961
Boshlanish nuqtasi	Baykonur, 1-sayt
uchirish vositasi
Kema massasi (kg)
Dastlabki orbita parametrlari:
Orbital moyillik (daraja)
Aylanma davri (daqiqa)
Perigey (km)
Apogey (km)
Kosmonavtning qo'ngan sanasi va vaqti (Umumjahon vaqti)	07:55 da 04.12.1961
Qo'nish joyi	Shimoli-g'arbiy tomonga. qishloqdan Smelovka, Saratov viloyati
kosmonavtning parvoz vaqti
Bosilgan masofa (km)
Yer atrofidagi orbitalar soni
Parvoz haqida qisqacha	Insonning koinotga birinchi parvozi.

Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati

1. Glushko V.P. "SSSRda raketa va kosmonavtikaning rivojlanishi", Moskva, 1987 yil

2. Buyuk Sovet Entsiklopediyasi. -- M .: Sovet Entsiklopediyasi. 1969-1978 yillar.

3. Bobkov V.N. Aviatsiya va kosmonavtika tarixidan. 72-son. Vostok va Vosxod tipidagi kosmik kemalar. Ularga asoslangan eksperimental tadqiqotlar.

4. Boshqariladigan “Vostok” va “Vosxod” kosmik kemalari / Kitobda. "S.P. Korolev nomidagi "Energia" raketa-kosmik korporatsiyasi. B.M. [Korolev], 1996 yil, 20-118-betlar.