Cosmonautica ca știință și apoi ca ramură practică s-a format la mijlocul secolului al XX-lea. Dar aceasta a fost precedată de o istorie fascinantă a nașterii și dezvoltării ideii de a zbura în spațiu, care a început cu fantezie și abia atunci au apărut primele lucrări și experimente teoretice. Astfel, inițial în visele umane, zborul în spațiul cosmic a fost efectuat cu ajutorul unor mijloace sau forțe fabuloase ale naturii (tornade, uragane). Mai aproape de secolul al XX-lea, mijloacele tehnice erau deja prezente în aceste scopuri în descrierile scriitorilor de science fiction - baloane, pistoale super-puternice și, în sfârșit, motoare de rachete și rachetele în sine. Mai mult de o generație de tineri romantici a crescut pe baza lucrărilor lui J. Verne, G. Wells, A. Tolstoi, A. Kazantsev, pe baza cărora a fost o descriere a călătoriilor în spațiu.
Tot ceea ce este descris de scriitorii de science fiction a entuziasmat mintea oamenilor de știință. Deci, K.E. Ciolkovski a spus: „Primul vine inevitabil: gândul, fantezia, basmul, iar în spatele lor vine calculul precis.” Publicarea la începutul secolului al XX-lea a lucrărilor teoretice ale pionierilor astronauticii K.E. Ciolkovski, F.A. Tsandera, Yu.V. Kondratyuk, R.Kh. Goddard, G. Ganswindt, R. Hainault-Peltry, G. Aubert, V. Homan au limitat într-o oarecare măsură zborul fanteziei, dar în același timp au dat naștere la noi direcții în știință - au apărut încercări de a determina ce poate oferi astronautica. societatea și modul în care aceasta îl afectează.
Trebuie spus că ideea de a conecta direcțiile cosmice și terestre ale activității umane aparține fondatorului cosmonauticii teoretice K.E. Ciolkovski. Când un om de știință a spus: „Planeta este leagănul rațiunii, dar nu poți trăi pentru totdeauna într-un leagăn”, el nu a propus alternative - nici Pământul, nici spațiul. Ciolkovski nu s-a gândit niciodată să plece în spațiu ca o consecință a lipsei de speranță a vieții pe Pământ. Dimpotrivă, a vorbit despre transformarea rațională a naturii planetei noastre prin puterea rațiunii. Oamenii, a susținut omul de știință, „vor schimba suprafața Pământului, oceanele sale, atmosfera, plantele și ei înșiși. Ei vor controla clima și vor domni în sistemul solar, ca și pe Pământul însuși, care va rămâne casa umanității. pentru o perioadă nedefinită de timp.”
Începutul în URSS munca practicaîn programele spațiale este asociat cu numele de S.P. Koroleva și M.K. Tihonravova. La începutul anului 1945 M.K. Tikhonravov a organizat un grup de specialiști RNII pentru a dezvolta un proiect pentru o rachetă de mare altitudine (o cabină cu doi cosmonauți) pentru a studia straturile superioare ale atmosferei. Grupul a inclus N.G. Chernyshev, P.I. Ivanov, V.N. Galkovsky, G.M. Moskalenko și alții S-a decis să se creeze proiectul pe baza unei rachete lichide cu o singură etapă, proiectată pentru zbor vertical la o altitudine de până la 200 km.
Acest proiect (a fost numit VR-190) prevedea rezolvarea următoarelor sarcini:
- studiul condițiilor de imponderabilitate în zborul liber pe termen scurt al unei persoane într-o cabină presurizată;
- studierea mișcării centrului de masă al cabinei și a mișcării acestuia în jurul centrului de masă după separarea de vehiculul de lansare;
- obținerea de date privind straturile superioare ale atmosferei; verificarea funcționalității sistemelor (separare, coborâre, stabilizare, aterizare etc.) incluse în proiectarea cabinei de mare altitudine.
Proiectul VR-190 a fost primul care a propus următoarele soluții care și-au găsit aplicație în navele spațiale moderne:
- sistem de coborâre cu parașuta, motor rachetă de frânare cu aterizare moale, sistem de separare cu pirobolturi;
- tijă electrică de contact pentru pre-aprinderea motorului de aterizare moale, cabină etanșată fără ejecție cu sistem de susținere a vieții;
- sistem de stabilizare a cabinei în afara straturilor dense ale atmosferei folosind duze cu tracțiune redusă.
În general, proiectul VR-190 a fost un complex de soluții și concepte tehnice noi, confirmate acum de progresul dezvoltării rachetelor interne și externe și a tehnologiei spațiale. În 1946, materialele proiectului VR-190 au fost raportate lui M.K. Ti-khonravov I.V. Stalin. Din 1947, Tikhonravov și grupul său au lucrat la ideea unui pachet de rachete și la sfârșitul anilor 1940 - începutul anilor 1950. arată posibilitatea obținerii primei viteze cosmice și lansării unui satelit artificial de Pământ (AES) folosind baza de rachete în curs de dezvoltare în acea perioadă în țară. În 1950-1953 eforturile angajaților grupului M.K Tikhonravov avea ca scop studierea problemelor creării de vehicule de lansare compozite și sateliți artificiali.
Într-un raport către Guvern în 1954 privind posibilitatea dezvoltării sateliților, S.P. Korolev a scris: „La instrucțiunile dumneavoastră, vă prezint raportul tovarășului M.K. Tikhonravov „Pe un satelit artificial de pe Pământ...” În raportul privind activitățile științifice pentru 1954, S.P. Korolev a remarcat: „Am considera că este posibilă efectuarea unui studiu preliminar. dezvoltarea de proiectare a proiectului satelitului în sine, ținând cont de lucrările în curs (lucrarea lui M.K. Tikhonravov este deosebit de demnă de remarcat...)."
Au început lucrările de pregătire pentru lansarea primului satelit PS-1. A fost creat primul Consiliu al Designerilor Sefi, condus de S.P. Korolev, care a gestionat ulterior programul spațial al URSS, care a devenit lider mondial în explorarea spațiului. Creat sub conducerea S.P. Regina OKB-1 - TsKBEM - NPO Energia există de la începutul anilor 1950. centru al științei și industriei spațiale în URSS.
Cosmonautica este unică prin aceea că ceea ce a fost prezis mai întâi de scriitorii de science fiction și apoi de oamenii de știință s-a adeverit cu adevărat la viteza cosmică. Au trecut doar patruzeci de ani de la lansarea primului satelit artificial al Pământului, pe 4 octombrie 1957, iar istoria astronauticii conține deja o serie de realizări remarcabile realizate inițial de URSS și SUA, iar apoi de alte puteri spațiale.
Deja multe mii de sateliți zboară pe orbită în jurul Pământului, dispozitivele au ajuns la suprafața Lunii, Venus, Marte; echipamente științifice au fost trimise la Jupiter, Mercur, Saturn pentru a obține cunoștințe despre aceste planete îndepărtate ale sistemului solar.
Triumful astronauticii a fost lansarea primului om în spațiu pe 12 aprilie 1961 - Yu.A. Gagarin. Apoi - un zbor de grup, o plimbare spațială cu echipaj, crearea stațiilor orbitale Salyut și Mir... URSS a devenit mult timp țara lider din lume în programele cu echipaj.
Indicativă este tendința de tranziție de la lansarea unei nave spațiale unice pentru a rezolva probleme în primul rând militare la crearea de sisteme spațiale la scară largă în interesul rezolvării unei game largi de probleme (inclusiv socio-economice și științifice) și la integrarea spațiului. industrii din diferite țări.
Ce a realizat știința spațială în secolul al XX-lea? Motoare puternice de rachete lichide au fost dezvoltate pentru a propulsa vehiculele de lansare la viteze cosmice. În acest domeniu, meritul V.P. este deosebit de mare. Glushko. Crearea unor astfel de motoare a devenit posibilă datorită implementării de noi idei și scheme științifice care practic elimină pierderile în acționarea unităților de turbopompe. Dezvoltarea vehiculelor de lansare și a motoarelor de rachete lichide a contribuit la dezvoltarea termodinamicii, hidrodinamicii și a gazelor, a teoriei transferului de căldură și a rezistenței, metalurgia materialelor de înaltă rezistență și rezistente la căldură, chimia combustibilului, tehnologia de măsurare, vid și tehnologie cu plasmă. Propulsorul solid și alte tipuri de motoare de rachete au fost dezvoltate în continuare.
La începutul anilor 1950. Oamenii de știință sovietici M.V. Keldysh, V.A. Kotelnikov, A.Yu. Ishlinsky, L.I. Sedov, B.V. Rauschenbach și colaboratorii au dezvoltat legi matematice și suport de navigație și balistic pentru zborurile spațiale.
Problemele care au apărut în timpul pregătirii și implementării zborurilor spațiale au servit drept imbold pentru dezvoltarea intensivă a unor discipline științifice generale precum mecanica cerească și teoretică. Utilizarea pe scară largă a noilor metode matematice și crearea de calculatoare avansate au făcut posibilă rezolvarea celor mai multe sarcini complexe proiectarea orbitelor navelor spațiale și controlul acestora în timpul zborului și, ca urmare, a apărut o nouă disciplină științifică - dinamica zborului spațial.
Birouri de proiectare conduse de N.A. Pilyugin și V.I. Kuznetsov, a creat sisteme de control unice pentru tehnologia rachetelor și spațiale, care sunt foarte fiabile.
În același timp, V.P. Glushko, A.M. Isaev a creat cea mai importantă școală din lume de construcție practică a motoarelor de rachetă. Și bazele teoretice ale acestei școli au fost puse încă din anii 1930, în zorii științei rachetelor interne. Și acum rămân pozițiile de lider ale Rusiei în acest domeniu.
Datorită muncii intense de creație a birourilor de proiectare sub conducerea lui V.M. Myasishcheva, V.N. Chelomeya, D.A. Polukhin a lucrat la crearea de scoici de dimensiuni mari, în special durabile. Aceasta a devenit baza pentru crearea de rachete intercontinentale puternice UR-200, UR-500, UR-700, iar apoi stații cu echipaj „Salyut”, „Almaz”, „Mir”, module de clasă de douăzeci de tone „Kvant”, „Kristall”. ”, „Natura”, „Spectrum”, module moderne pentru Stația Spațială Internațională (ISS) „Zarya” și „Zvezda”, vehicule de lansare din familia „Proton”. Cooperare creativă între proiectanții acestor birouri de proiectare și fabrica de mașini numită după. M.V. Hrunichev a făcut posibilă până la începutul secolului 21 crearea familiei de vehicule de lansare Angara, un complex de nave spațiale mici și fabricarea modulelor ISS. Fuziunea biroului de proiectare și a fabricii și restructurarea acestor divizii a făcut posibilă crearea celei mai mari corporații din Rusia - Centrul de Cercetare și Producție Spațială de Stat numit după. M.V. Hrunicheva.
Multe lucrări la crearea de vehicule de lansare bazate pe rachete balistice au fost efectuate la Biroul de Proiectare Yuzhnoye, condus de M.K. Yangel. Fiabilitatea acestor vehicule de lansare de clasă uşoară nu are analogi în astronautica mondială. În același birou de proiectare sub conducerea lui V.F. Utkin a creat vehiculul de lansare de clasă medie Zenit - un reprezentant al celei de-a doua generații de vehicule de lansare.
De-a lungul a patru decenii, capacitățile sistemelor de control pentru vehiculele de lansare și nave spațiale au crescut semnificativ. Dacă în 1957-1958. La plasarea sateliților artificiali pe orbită în jurul Pământului, a fost permisă o eroare de câteva zeci de kilometri, apoi până la mijlocul anilor 1960. Precizia sistemelor de control era deja atât de mare încât a permis unei nave spațiale lansate pe Lună să aterizeze pe suprafața sa cu o abatere de la punctul prevăzut de doar 5 km. Sisteme de control al proiectării N.A. Pilyugin a fost unul dintre cei mai buni din lume.
Marile realizări ale astronauticii în domeniul comunicațiilor spațiale, transmisiei de televiziune, retransmisie și navigație, trecerea la liniile de mare viteză a făcut posibilă deja în 1965 transmiterea de fotografii ale planetei Marte pe Pământ de la o distanță care depășește 200 de milioane de km, iar în 1980, o imagine a lui Saturn a fost transmisă pe Pământ de la distanțe de aproximativ 1,5 miliarde km. Asociatia Stiintifica si Productiva de Mecanica Aplicata, condusa de multi ani de M.F. Reshetnev, a fost creat inițial ca o filială a S.P. Design Bureau. Regină; Acest NPO este unul dintre liderii mondiali în dezvoltarea de nave spațiale în acest scop.
Sunt create sisteme de comunicații prin satelit care acoperă aproape toate țările lumii și oferă comunicații operaționale bidirecționale cu orice abonat. Acest tip de comunicare s-a dovedit a fi cel mai fiabil și devine din ce în ce mai profitabil. Sistemele de relee fac posibilă controlul grupurilor spațiale dintr-un punct de pe Pământ. Au fost create și sunt operate sisteme de navigație prin satelit. Fără aceste sisteme nu mai este de imaginat astăzi să folosim modern Vehicul- nave comerciale, aeronave civile, echipamente militare etc.
S-au produs schimbări calitative și în domeniul zborurilor cu echipaj. Capacitatea de a opera cu succes în afara unei nave spațiale a fost dovedită pentru prima dată de cosmonauții sovietici în anii 1960-1970 și în anii 1980-1990. a fost demonstrată capacitatea unei persoane de a trăi și de a lucra în condiții de imponderabilitate timp de un an. În timpul zborurilor au fost efectuate și un număr mare de experimente - tehnice, geofizice și astronomice.
Cele mai importante sunt cercetările în domeniul medicinei spațiale și al sistemelor de susținere a vieții. Este necesar să se studieze în profunzime omul și echipamentele de susținere a vieții pentru a determina ce poate fi încredințat unei persoane în spațiu, mai ales în timpul unui zbor spațial lung.
Unul dintre primele experimente spațiale a fost fotografia Pământului, arătând cât de mult ar putea oferi observațiile din spațiu descoperirea și utilizarea înțeleaptă a resurselor naturale. Sarcinile de dezvoltare a complexelor de detectare a pământului foto și optoelectronice, cartografiere, cercetare a resurselor naturale, monitorizare a mediului, precum și crearea de vehicule de lansare de clasă medie bazate pe rachete R-7A sunt îndeplinite de fosta filială nr. 3 a OKB. , transformat mai întâi în TsSKB, iar astăzi în GRNPTS „TSSKB - Progress” condus de D.I. Kozlov.
În 1967, în timpul andocării automate a doi sateliți Pământeni artificiali fără pilot „Cosmos-186” și „Cosmos-188”, a fost rezolvată cea mai mare problemă științifică și tehnică de întâlnire și andocare a navelor spațiale în spațiu, ceea ce a făcut posibilă crearea primei orbitale. stație într-un timp relativ scurt (URSS) și alegeți cea mai rațională schemă pentru zborul navelor spațiale pe Lună cu aterizarea pământenilor pe suprafața sa (SUA). În 1981, a fost realizat primul zbor al sistemului de transport spațial reutilizabil „Space Shuttle” (SUA), iar în 1991 a fost lansat sistemul intern „Energia” - „Buran”.
În general, rezolvarea diferitelor probleme de explorare a spațiului - de la lansarea sateliților artificiali Pământului până la lansarea de nave spațiale interplanetare și nave spațiale și stații cu echipaj - a oferit o mulțime de informații științifice de neprețuit despre Univers și planetele Sistemului Solar și a contribuit în mod semnificativ la dezvoltarea tehnologică. progresul omenirii. Sateliții Pământului, împreună cu rachetele de sondare, au făcut posibilă obținerea de date detaliate despre spațiul din apropierea Pământului. Astfel, cu ajutorul primilor sateliți artificiali, s-au descoperit centuri de radiații; în timpul cercetărilor lor s-a studiat în continuare interacțiunea Pământului cu particulele încărcate emise de Soare. Zborurile spațiale interplanetare ne-au ajutat să înțelegem mai bine natura multor fenomene planetare - vântul solar, furtunile solare, ploile de meteori etc.
Navele spațiale lansate pe Lună au transmis imagini ale suprafeței sale, inclusiv fotografierea părții sale invizibile de pe Pământ, cu o rezoluție semnificativ superioară capacităților mijloacelor terestre. Au fost prelevate mostre de sol lunar, iar vehiculele automate autopropulsate „Lunokhod-1” și „Lunokhod-2” au fost livrate pe suprafața lunară.
Navele spațiale automate au făcut posibilă obținerea Informații suplimentare despre forma și câmpul gravitațional al Pământului, clarificați detaliile fine ale formei Pământului și câmpului său magnetic. Sateliții artificiali au ajutat la obținerea de date mai precise despre masa, forma și orbita Lunii. Masele lui Venus și Marte au fost, de asemenea, rafinate folosind observații ale traiectoriilor de zbor ale navelor spațiale.
Proiectarea, fabricarea și operarea sistemelor spațiale foarte complexe au adus o contribuție majoră la dezvoltarea tehnologiei avansate. Navele spațiale automate trimise către planete sunt, de fapt, roboți controlați de pe Pământ prin comenzi radio. Necesitatea dezvoltării unor sisteme fiabile pentru rezolvarea problemelor de acest gen a condus la o mai bună înțelegere a problemei analizei și sintezei diverselor sisteme tehnice complexe. Astfel de sisteme sunt utilizate atât în cercetarea spațială, cât și în multe alte domenii ale activității umane. Cerințele astronauticii au necesitat proiectarea unor dispozitive automate complexe sub limitări severe cauzate de capacitatea de transport a vehiculelor de lansare și de condițiile spațiului, ceea ce a reprezentat un stimulent suplimentar pentru îmbunătățirea rapidă a automatizării și microelectronicii.
Birourile de proiectare conduse de G.N. au avut o mare contribuție la implementarea acestor programe. Babakin, G.Ya. Guskov, V.M. Kovtunenko, D.I. Kozlov, N.N. Sheremetyevsky și alții.Cosmonautica a dat naștere unei noi direcții în tehnologie și construcții - construcția portului spațial. Fondatorii acestei direcții în țara noastră au fost echipe conduse de oameni de știință de seamă V.P. Barmina și V.N. Solovyova. În prezent, există peste o duzină de cosmodrome care funcționează în lume cu complexe unice automatizate la sol, stații de testare și altele. prin mijloace complexe pregătirea navelor spațiale și a vehiculelor de lansare de rachete pentru lansare. Rusia lansează intens din cosmodromele renumite din Baikonur și Plesetsk și, de asemenea, efectuează lansări experimentale din cosmodromul Svobodny, creat în estul țării.
Nevoile moderne de comunicații și control de la distanță pe distanțe lungi au condus la dezvoltarea unor sisteme de comandă și control de înaltă calitate care au contribuit la dezvoltarea metodelor tehnice de urmărire și măsurare a navelor spațiale pe distanțe interplanetare, deschizând noi aplicații pentru sateliți. În cosmonautica modernă, acesta este unul dintre domeniile prioritare. Complex de control automatizat la sol dezvoltat de M.S. Ryazansky și L.I. Gusev, iar astăzi asigură funcționarea grupului orbital rusesc.
Dezvoltarea lucrărilor în domeniul tehnologiei spațiale a condus la crearea unor sisteme de suport pentru vremea spațială care, cu frecvența necesară, primesc imagini ale acoperirii norilor Pământului și efectuează observații în diverse intervale spectrale. Datele meteorologice din satelit sunt baza pentru realizarea prognozelor meteo operaționale, în primul rând pentru regiuni mari. În prezent, aproape toate țările lumii folosesc date despre vremea spațială.
Rezultatele obținute în domeniul geodeziei prin satelit sunt deosebit de importante pentru rezolvarea problemelor militare, cartografierea resurselor naturale, creșterea preciziei măsurătorilor traiectoriei, precum și pentru studiul Pământului. Odată cu utilizarea activelor spațiale, apare o oportunitate unică de a rezolva problemele de monitorizare a mediului a Pământului și controlul global al resurselor naturale. Rezultatele sondajelor spațiale s-au dovedit a fi un mijloc eficient de monitorizare a dezvoltării culturilor agricole, de identificare a bolilor vegetației, de măsurarea unor factori ai solului, a stării mediului acvatic etc. Totalitate diverse metode Imaginile prin satelit oferă informații practic fiabile, complete și detaliate despre resursele naturale și starea mediului.
Pe lângă direcțiile deja definite, noi direcții de utilizare a tehnologiei spațiale vor dezvolta evident, de exemplu, organizația producție tehnologică, imposibil în condiții terestre. Astfel, imponderabilitate poate fi folosită pentru a obține cristale de compuși semiconductori. Astfel de cristale își vor găsi aplicație în industria electronică pentru a crea o nouă clasă de dispozitive semiconductoare. În condiții de gravitate zero, metalul lichid care plutește liber și alte materiale sunt ușor deformate de câmpurile magnetice slabe. Aceasta deschide calea pentru obținerea de lingouri de orice formă predeterminată fără a le cristaliza în matrițe, așa cum se face pe Pământ. Particularitatea unor astfel de lingouri este absența aproape completă a tensiunilor interne și puritatea ridicată.
Utilizarea activelor spațiale joacă un rol decisiv în crearea unui spațiu informațional unificat în Rusia și asigurarea telecomunicațiilor globale, în special în perioada introducerii în masă a Internetului în țară. Viitorul în dezvoltarea internetului este utilizarea pe scară largă a canalelor de comunicații spațiale în bandă largă de mare viteză, deoarece în secolul XXI deținerea și schimbul de informații vor deveni nu mai puțin importante decât deținerea de arme nucleare.
Misiunea noastră spațială cu echipaj are ca scop dezvoltarea în continuare a științei, utilizarea rațională a resurselor naturale ale Pământului și soluționarea problemelor de monitorizare a mediului înconjurător al pământului și oceanului. Acest lucru necesită crearea de mijloace echipate atât pentru zborurile pe orbite apropiate de Pământ, cât și pentru realizarea visului vechi al omenirii - zborurile către alte planete.
Posibilitatea implementării unor astfel de planuri este indisolubil legată de rezolvarea problemelor creării de noi motoare pentru zborurile în spațiul cosmic care nu necesită rezerve semnificative de combustibil, de exemplu, ion, fotoni, precum și utilizarea forțelor naturale - gravitație, câmpuri de torsiune etc. .
Crearea de noi mostre unice de rachete și tehnologie spațială, precum și metode de cercetare spațială, desfășurarea de experimente spațiale pe nave spațiale automate și cu echipaj și stații din spațiul apropiat Pământului, precum și pe orbitele planetelor Sistemului Solar, este teren fertil pentru combinarea eforturilor oamenilor de știință și designerilor din diferite țări.
La începutul secolului XXI, zeci de mii de obiecte de origine artificială se află în zborul în spațiu. Acestea includ nave spațiale și fragmente (ultimele etape ale vehiculelor de lansare, carene, adaptoare și piese separabile).
Prin urmare, alături de problema urgentă a combaterii poluării planetei noastre, se va pune problema combaterii poluării spațiului apropiat Pământului. Deja în prezent, una dintre probleme este distribuția resursei de frecvență a orbitei geostaționare din cauza saturației sale cu sateliți în diverse scopuri.
Problemele explorării spațiale au fost și sunt rezolvate în URSS și Rusia de o serie de organizații și întreprinderi conduse de o galaxie de moștenitori ai primului Consiliu al designerilor șefi Yu.P. Semenov, N.A. Anfimov, I.V. Barmin, G.P. Biryukov, B.I. Gubanov, G.A. Efremov, A.G. Kozlov, B.I. Katorgin, G.E. Lozino-Lozinsky și alții.
Odată cu munca de dezvoltare, producția în serie a tehnologiei spațiale s-a dezvoltat și în URSS. Pentru crearea complexului Energia-Buran, peste 1.000 de întreprinderi au participat la cooperare pentru această lucrare. Directori de fabrici de producție S.S. Bovkun, A.I. Kiselev, I.I. Klebanov, L.D. Kucima, A.A. Makarov, V.D. Vachnadze, A.A. Chizhov și mulți alții au ajustat rapid producția și au asigurat producția. Este necesar în special de remarcat rolul unui număr de lideri ai industriei spațiale. Acesta este D.F. Ustinov, K.N. Rudnev, V.M. Riabikov, L.V. Smirnov, S.A. Afanasiev, O.D. Baklanov, V.Kh. Dogujiev, O.N. Shishkin, Yu.N. Koptev, A.G. Karas, A.A. Maksimov, V.L. Ivanov.
Lansarea cu succes a lui Cosmos-4 în 1962 a început utilizarea spațiului în interesul apărării țării noastre. Această problemă a fost rezolvată mai întâi de NII-4 MO, iar apoi TsNII-50 MO a fost separat de compoziția sa. Aici s-a justificat crearea unor sisteme spațiale militare și cu dublă utilizare, la a căror dezvoltare au avut o contribuție decisivă celebrii oameni de știință militari T.I. Levin, G.P. Melnikov, I.V. Meshcheryakov, Yu.A. Mozzhorin, P.E. Eliasberg, I.I. Yatsunsky și colab.
Este general acceptat că utilizarea mijloacelor spațiale face posibilă creșterea eficienței acțiunilor forțelor armate de 1,5-2 ori. Particularitățile purtate de războaie și conflicte armate la sfârșitul secolului al XX-lea au arătat că rolul spațiului în rezolvarea problemelor de confruntare militară este în continuă creștere. Numai mijloacele spațiale de recunoaștere, navigație și comunicații oferă capacitatea de a vedea inamicul la întreaga adâncime a apărării sale, comunicațiile globale și determinarea operațională de înaltă precizie a coordonatelor oricărui obiect, ceea ce face posibilă desfășurarea operațiunilor de luptă aproape. „în mișcare” în teritorii neechipate militar și teatre îndepărtate de operațiuni militare. Doar utilizarea mijloacelor spațiale va asigura protecția teritoriilor împotriva atacurilor cu rachete nucleare ale oricărui agresor. Spațiul devine baza puterii militare a fiecărui stat - aceasta este o tendință strălucitoare a noului mileniu.
În aceste condiții, sunt necesare noi abordări pentru dezvoltarea unor modele promițătoare de rachete și tehnologie spațială, radical diferite de generația existentă de vehicule spațiale. Astfel, generația actuală de vehicule orbitale este în principal o aplicație specializată bazată pe structuri presurizate, legate de tipuri specifice de vehicule de lansare. În noul mileniu, este necesar să se creeze nave spațiale multifuncționale bazate pe platforme nepresurizate cu design modular și să se dezvolte o gamă unificată de vehicule de lansare, cu un sistem ieftin și foarte eficient pentru funcționarea acestora. Numai în acest caz, bazându-se pe potențialul creat în industria de rachete și spațială, Rusia în secolul XXI va putea accelera semnificativ procesul de dezvoltare a economiei sale, va asigura un nivel calitativ nou de cercetare științifică, cooperare internațională, soluții pentru problemele socio-economice și sarcinile de întărire a capacității de apărare a țării, care în cele din urmă îi va consolida poziția în comunitatea mondială.
Întreprinderile de vârf din industria rachetelor și spațiale au jucat și joacă un rol decisiv în crearea rachetelor rusești și a științei și tehnologiei spațiale: GKNPTs im. M.V. Khrunichev, RSC Energia, TsSKB, KBOM, KBTM etc. Această lucrare este gestionată de Rosaviakosmos.
În prezent, cosmonautica rusă nu trece prin cele mai bune zile. Finanțarea programelor spațiale a fost redusă drastic, iar o serie de întreprinderi se află într-o situație extrem de dificilă. Dar știința spațială rusă nu stă pe loc. Chiar și în aceste condiții dificile, oamenii de știință ruși proiectează sisteme spațiale pentru secolul 21.
În străinătate, explorarea spațiului a început odată cu lansarea navei spațiale American Explorer 1 la 1 februarie 1958. Programul spațial american a fost condus de Wernher von Braun, care a fost unul dintre specialiștii de frunte în domeniul tehnologiei rachetelor din Germania până în 1945, iar apoi a lucrat în SUA. A creat vehiculul de lansare Jupiter-S pe baza rachetei balistice Redstone, cu ajutorul căreia a fost lansat Explorer 1.
Pe 20 februarie 1962, vehiculul de lansare Atlas, dezvoltat sub conducerea lui K. Bossart, a lansat pe orbită nava spațială Mercur, pilotată de primul astronaut american J. Tlenn. Cu toate acestea, toate aceste realizări nu au fost complete, deoarece au repetat pașii deja făcuți de cosmonautica sovietică. Pe baza acestui fapt, guvernul SUA a depus eforturi menite să câștige o poziție de lider în cursa spațială. Și în anumite domenii de activitate spațială, în anumite secțiuni ale maratonului spațial, au reușit.
Astfel, Statele Unite au fost prima care a lansat o navă spațială pe orbită geostaționară în 1964. Dar cel mai mare succes a fost livrarea astronauților americani pe Lună cu ajutorul navei spațiale Apollo 11 și accesul primilor oameni - N. Armstrong și E. Aldrin - la suprafața acesteia. Această realizare a fost posibilă datorită dezvoltării, sub conducerea lui von Braun, a vehiculelor de lansare de tip Saturn, create în 1964-1967. în cadrul programului Apollo.
Vehiculele de lansare Saturn erau o familie de vehicule de lansare în două și trei etape din clasa grea și super-grele, bazate pe utilizarea blocurilor standardizate. Versiunea în două etape a lui Saturn-1 a făcut posibilă plasarea unei sarcini utile cu o greutate de 10,2 tone pe orbită joasă a Pământului, iar Saturn-5 în trei etape - 139 de tone (47 de tone pe calea de zbor către Lună).
O realizare majoră în dezvoltarea tehnologiei spațiale americane a fost crearea sistemului spațial reutilizabil Space Shuttle cu o treaptă orbitală cu calitate aerodinamică, a cărui prima lansare a avut loc în aprilie 1981. Și, în ciuda faptului că toate capacitățile oferite de reutilizarea nu s-a realizat niciodată pe deplin folosit, desigur, acesta a fost un pas major (deși foarte scump) înainte pe calea explorării spațiului.
Succesele timpurii ale URSS și SUA au determinat unele țări să-și intensifice eforturile în activități spațiale. Transportatorii americani au lansat prima navă spațială engleză „Ariel-1” (1962), prima navă spațială canadiană „Alouette-1” (1962), prima navă spațială italiană „San Marco” (1964). Cu toate acestea, lansările de nave spațiale de către transportatori străini au făcut ca țările care dețin nava spațială să depindă de Statele Unite. Prin urmare, s-a început munca pentru crearea propriei noastre media. Franța a obținut cel mai mare succes în acest domeniu, deja în 1965 a lansat nava spațială A-1 cu propriul vehicul de lansare Diaman-A. Ulterior, dezvoltând acest succes, Franța a dezvoltat familia de vehicule de lansare Ariane, care este una dintre cele mai rentabile.
Succesul incontestabil al cosmonauticii mondiale a fost implementarea programului ASTP, a cărui etapă finală - lansarea și andocarea pe orbită a navelor spațiale Soyuz și Apollo - a fost efectuată în iulie 1975. Acest zbor a marcat începutul programelor internaționale care dezvoltat cu succes în ultimul sfert al secolului 20. secolul și al cărui succes neîndoielnic a fost fabricarea, lansarea și asamblarea pe orbită a Stației Spațiale Internaționale. Cooperarea internațională în domeniul serviciilor spațiale a căpătat o importanță deosebită, unde locul de frunte aparține Centrului Spațial de Cercetare și Producție de Stat care poartă numele. M.V. Hrunicheva.
În această carte, autorii, pe baza experienței de mulți ani în domeniul proiectării și creării practice a sistemelor de rachete și spațiale, analizei și generalizării dezvoltărilor cunoscute de ei în astronautică în Rusia și în străinătate, și-au expus punctul de vedere privind dezvoltarea astronauticii în secolul XXI. Viitorul apropiat va determina dacă am avut dreptate sau greșit. Aș dori să-mi exprim recunoștința academicienilor din cadrul Academiei Ruse de Științe N.A. pentru sfaturile valoroase cu privire la conținutul cărții. Anfimov și A.A. Galeev, doctori în științe tehnice G.M. Tamkovich și V.V. Ostroukhov.
Autorii îi mulțumesc doctorului în științe tehnice, profesorului B.N. pentru asistență în colectarea materialelor și discutarea manuscrisului cărții. Rodionov, candidații la științe tehnice A.F. Akimova, N.V. Vasileva, I.N. Golovaneva, S.B. Kabanova, V.T. Konovalova, M.I. Makarova, A.M. Maksimova, L.S. Medushevsky, E.G. Trofimova, I.L. Cherkasov, candidat la științe militare S.V. Pavlov, specialiști de frunte ai Institutului de Cercetare al CS A.A. Kachekana, Yu.G. Pichurina, V.L. Svetlichny, precum și Yu.A. Peshnina și N.G. Makarov pentru asistență tehnică în pregătirea cărții. Autorii își exprimă profunda recunoștință pentru sfaturile valoroase privind conținutul manuscrisului către candidații de științe tehnice E.I. Motorny, V.F. Nagavkin, O.K. Roskin, S.V. Sorokin, S.K. Shaevici, V.Yu. Yuryev și directorul de program I.A. Glazkova.
Autorii vor accepta cu recunoștință toate comentariile, sugestiile și articolele critice, care, credem noi, vor urma după publicarea cărții și vor confirma încă o dată că problemele astronauticii sunt cu adevărat relevante și necesită atenția sporită a oamenilor de știință și a practicienilor, deoarece precum și toți cei care trăiesc în viitor.
În a doua jumătate a secolului XX. Omenirea a pășit pe pragul Universului - a intrat în spațiul cosmic. Patria noastră a deschis drumul către spațiu. Primul satelit artificial al Pământului, care a deschis era spațială, a fost lansat de fosta Uniune Sovietică, primul cosmonaut din lume este cetățean al fostei URSS.
Cosmonautica este un catalizator imens stiinta modernași tehnologie, care într-o perioadă de timp fără precedent a devenit una dintre pârghiile principale ale procesului mondial modern. Stimulează dezvoltarea electronicii, ingineriei mecanice, științei materialelor, tehnologiei computerelor, energiei și multe alte domenii ale economiei naționale.
Din punct de vedere științific, omenirea se străduiește să găsească în spațiu răspunsul la întrebări fundamentale precum structura și evoluția Universului, formarea sistemului solar, originea și dezvoltarea vieții. De la ipoteze despre natura planetelor și structura spațiului, oamenii au trecut la un studiu cuprinzător și direct al corpurilor cerești și al spațiului interplanetar cu ajutorul tehnologiei rachetelor și spațiale.
În explorarea spațiului, omenirea va trebui să exploreze diverse zone ale spațiului cosmic: Luna, alte planete și spațiul interplanetar.
Tururi foto active, vacanțe la munte
Nivelul actual al tehnologiei spațiale și prognoza dezvoltării acesteia arată că scopul principal al cercetării științifice folosind mijloacele spațiale, aparent, în viitorul apropiat va fi sistem solar. Sarcinile principale vor fi studiul conexiunilor solar-terestre și spațiul Pământ-Lună, precum și Mercur, Venus, Marte, Jupiter, Saturn și alte planete, cercetarea astronomică, cercetarea medicală și biologică pentru a evalua influența zborului. durata asupra corpului uman și performanța acestuia.
În principiu, dezvoltarea tehnologiei spațiale ar trebui să fie înaintea „cererii” asociată cu rezolvarea problemelor economice naționale presante. Sarcinile principale aici sunt vehiculele de lansare, sistemele de propulsie, navele spațiale, precum și instalațiile de sprijin (complexe de comandă și măsurare și lansare, echipamente etc.), asigurarea progresului în ramurile conexe ale tehnologiei, legate direct sau indirect de dezvoltarea astronauticii.
Înainte de a zbura în spațiul cosmic, a fost necesar să înțelegem și să folosiți în practică principiul propulsiei cu reacție, să învățați cum să faceți rachete, să creați o teorie a comunicațiilor interplanetare etc. Racheta nu este un concept nou. Omul a ajuns la crearea unor vehicule de lansare moderne puternice prin milenii de vise, fantezii, greșeli, căutări în diverse zoneștiință și tehnologie, acumulare de experiență și cunoștințe.
Principiul de funcționare al unei rachete este mișcarea acesteia sub influența forței de recul, reacția unui flux de particule aruncate din rachetă. Într-o rachetă. acestea. Într-un dispozitiv echipat cu un motor de rachetă, se formează gaze care scapă din cauza reacției oxidantului și a combustibilului stocat în racheta în sine. Această circumstanță face ca funcționarea unui motor de rachetă să fie independentă de prezența sau absența unui mediu gazos. Astfel, racheta este o structură uimitoare, capabilă să se deplaseze în spațiu fără aer, adică. nu referință, spațiu cosmic.
Un loc aparte printre proiectele rusești pentru aplicarea principiului jet al zborului îl ocupă proiectul lui N.I. Kibalcich, un revoluționar rus celebru care, în ciuda vieții sale scurte (1853-1881), a lăsat o amprentă adâncă în istoria științei și tehnologie. Având cunoștințe extinse și profunde de matematică, fizică și în special chimie, Kibalchich a făcut scoici și mine de casă pentru membrii Narodnaya Volya. Proiectul Instrumentelor Aeronautice a fost rezultatul unei lungi muncă de cercetare Kibalchich peste explozibili. El, în esență, a fost primul care a propus nu un motor de rachetă adaptat oricărei aeronave existente, așa cum au făcut alți inventatori, ci un dispozitiv complet nou (dinamic al rachetei), prototipul unei nave spațiale moderne cu echipaj, în care împingerea motoarelor de rachetă servește. pentru a crea direct portanță.forță care susține aeronava în zbor. Aeronava lui Kibalchich trebuia să funcționeze pe principiul unei rachete!
Dar pentru că Kibalcici a fost trimis la închisoare pentru atentatul asupra vieții țarului Alexandru al II-lea, apoi proiectul său aeronave a fost descoperit abia în 1917 în arhivele secției de poliție.
Deci, până la sfârșitul secolului al XIX-lea, ideea de a folosi instrumente cu reacție pentru zbor a câștigat o scară largă în Rusia. Iar primul care a decis să continue cercetările a fost marele nostru compatriot Konstantin Eduardovici Ciolkovski (1857-1935). A devenit foarte devreme interesat de principiul reactiv al mișcării. Deja în 1883 a dat o descriere a navei cu motor turboreactor. Deja în 1903, Tsiolkovsky, pentru prima dată în lume, a făcut posibilă construirea unui proiect de rachetă lichidă. Ideile lui Tsiolkovsky au primit recunoaștere universală încă din anii 1920. Iar succesorul strălucit al lucrării sale, S.P. Korolev, cu o lună înainte de lansarea primului satelit artificial de pe Pământ, a spus că ideile și lucrările lui Konstantin Eduardovich vor atrage din ce în ce mai multă atenție pe măsură ce se va dezvolta tehnologia rachetelor, în care s-a dovedit a fi absolut corect!
Începutul erei spațiale
Și așa, la 40 de ani după ce a fost găsit proiectul aeronavei create de Kibalchich, pe 4 octombrie 1957, fosta URSS a lansat primul satelit artificial Pământean din lume. Primul satelit sovietic a făcut posibilă pentru prima dată măsurarea densității atmosferei superioare, obținerea de date despre propagarea semnalelor radio în ionosferă, rezolvarea problemelor de inserare în orbită, condiții termice etc. Satelitul era un aluminiu. sferă cu un diametru de 58 cm și o masă de 83,6 kg cu patru antene bici cu lungimea de 2, 4-2,9 m. Carcasa etanșă a satelitului adăpostește echipamente și surse de alimentare. Parametrii orbitali inițiali au fost: altitudinea perigeului 228 km, altitudinea apogeului 947 km, înclinația 65,1 grade. 3 noiembrie Uniunea Sovietică a anunțat lansarea celui de-al doilea satelit sovietic pe orbită. Într-o cabină ermetică separată se afla un câine Laika și un sistem de telemetrie pentru a-și înregistra comportamentul în gravitate zero. Satelitul a fost echipat și cu instrumente științifice pentru a studia radiația solară și razele cosmice.
Pe 6 decembrie 1957, Statele Unite au încercat să lanseze satelitul Avangard-1 folosind un vehicul de lansare dezvoltat de Naval Research Laboratory.După aprindere, racheta s-a ridicat deasupra mesei de lansare, dar o secundă mai târziu motoarele s-au oprit și racheta. a căzut pe masă, explodând la impact.
Pe 31 ianuarie 1958 a fost lansat pe orbită satelitul Explorer 1, răspunsul american la lansarea sateliților sovietici. În ceea ce privește dimensiunea și greutatea, nu a fost un candidat pentru deținătorul recordului. Având mai puțin de 1 m lungime și doar ~15,2 cm în diametru, avea o masă de doar 4,8 kg.
Cu toate acestea, sarcina sa utilă a fost atașată la cea de-a patra și ultima etapă a vehiculului de lansare Juno 1. Satelitul, împreună cu racheta aflată pe orbită, avea o lungime de 205 cm și o masă de 14 kg. A fost echipat cu senzori de temperatură externi și interni, senzori de eroziune și impact pentru a detecta fluxurile de micrometeoriți și un contor Geiger-Muller pentru a înregistra razele cosmice penetrante.
Un rezultat științific important al zborului satelitului a fost descoperirea centurilor de radiații din jurul Pământului. Contorul Geiger-Muller a încetat să mai conteze când dispozitivul era la apogeu la o altitudine de 2530 km, altitudinea perigeului era de 360 km.
Pe 5 februarie 1958, Statele Unite au făcut o a doua încercare de lansare a satelitului Avangard-1, dar s-a terminat și cu un accident, ca și prima încercare. În cele din urmă, pe 17 martie, satelitul a fost lansat pe orbită. Între decembrie 1957 și septembrie 1959, au fost făcute unsprezece încercări de a pune Avangard 1 pe orbită, dintre care doar trei au avut succes.
Între decembrie 1957 și septembrie 1959, au fost făcute unsprezece încercări de a pune Avangard pe orbită.
Ambii sateliți au contribuit cu multe lucruri noi la știința și tehnologia spațială (baterii solare, date noi despre densitatea atmosferei superioare, cartografierea precisă a insulelor din Oceanul Pacific etc.) La 17 august 1958, Statele Unite au făcut prima încercare de a trimite o sondă cu echipament științific de la Cape Canaveral în vecinătatea Lunii. S-a dovedit a fi fără succes. Racheta a decolat și a zburat doar 16 km. Prima etapă a rachetei a explodat la 77 de minute de zbor. La 11 octombrie 1958, a fost făcută o a doua încercare de lansare a sondei lunare Pioneer 1, care, de asemenea, nu a avut succes. Următoarele lansări s-au dovedit a fi, de asemenea, nereușite, abia pe 3 martie 1959, Pioneer-4, cu o greutate de 6,1 kg, și-a îndeplinit parțial sarcina: a zburat pe lângă Lună la o distanță de 60.000 km (în loc de cei 24.000 km planificați) .
La fel ca în cazul lansării satelitului Pământului, prioritatea în lansarea primei sonde aparține URSS; la 2 ianuarie 1959, a fost lansat primul obiect artificial, care a fost plasat pe o traiectorie care trecea destul de aproape de Lună în orbita satelitului Soarelui. Astfel, Luna 1 a atins pentru prima dată a doua viteză de evacuare. Luna 1 avea o masă de 361,3 kg și a zburat pe lângă Lună la o distanță de 5500 km. La o distanță de 113.000 km de Pământ, un nor de vapori de sodiu a fost eliberat dintr-o etapă de rachetă andocata pe Luna 1, formând o cometă artificială. Radiația solară a provocat o strălucire strălucitoare de vapori de sodiu și sistemele optice de pe Pământ au fotografiat norul pe fundalul constelației Vărsător.
Luna 2, lansat pe 12 septembrie 1959, a realizat primul zbor din lume către un alt corp ceresc. Sfera de 390,2 kilograme conținea instrumente care au arătat că Luna nu are câmp magnetic sau centură de radiații.
Stația interplanetară automată (AMS) „Luna-3” a fost lansată pe 4 octombrie 1959. Greutatea stației a fost de 435 kg. Scopul principal al lansării a fost de a zbura în jurul Lunii și de a fotografia reversul acesteia, invizibil de pe Pământ. Fotografierea a fost realizată pe 7 octombrie timp de 40 de minute de la o altitudine de 6200 km deasupra Lunii.
Omul în spațiu
La 12 aprilie 1961, la ora 9:07, ora Moscovei, la câteva zeci de kilometri nord de satul Tyuratam din Kazahstan, la Cosmodromul sovietic Baikonur, a fost lansată racheta balistică intercontinentală R-7, în compartimentul de la prova căreia Nava spațială cu echipaj personal „Vostok” a fost localizată cu maiorul forțelor aeriene Yuri Alekseevich Gagarin la bord. Lansarea a avut succes. Nava spatiala a fost lansat pe o orbită cu o înclinare de 65 de grade, o înălțime a perigeului de 181 km și o înălțime a apogeului de 327 km și a finalizat o orbită în jurul Pământului în 89 de minute. La 108 minute de la lansare, s-a întors pe Pământ, aterizează lângă satul Smelovka, regiunea Saratov. Astfel, la 4 ani de la lansarea primului satelit artificial al Pământului, Uniunea Sovietică a efectuat pentru prima dată în lume un zbor uman în spațiul cosmic.
Nava spațială era formată din două compartimente. Modulul de coborâre, care era și cabina cosmonautului, era o sferă cu diametrul de 2,3 m, acoperită cu un material ablativ pentru protecție termică la reintrare. Nava spațială a fost controlată automat și de către astronaut. În timpul zborului a fost întreținut continuu cu Pământul. Atmosfera navei este un amestec de oxigen și azot sub o presiune de 1 atm. (760 mmHg). Vostok-1 avea o masă de 4730 kg, iar cu ultima etapă a vehiculului de lansare 6170 kg. Nava Vostok a fost lansată în spațiu de 5 ori, după care a fost declarată sigură pentru zborul uman.
La patru săptămâni după zborul lui Gagarin din 5 mai 1961, căpitanul de rang 3 Alan Shepard a devenit primul astronaut american.
Deși nu a ajuns pe orbita Pământului, s-a ridicat deasupra Pământului la o altitudine de aproximativ 186 km. Shepard, lansat de la Cape Canaveral în nava spațială Mercury 3 folosind o rachetă balistică Redstone modificată, a petrecut 15 minute și 22 de secunde în zbor înainte de a ateriza în Oceanul Atlantic. El a dovedit că o persoană în condiții de imponderabilitate poate exercita controlul manual al unei nave spațiale. Nava spațială Mercur a fost semnificativ diferită de nava spațială Vostok.
Acesta a constat dintr-un singur modul - o capsulă cu echipaj în formă de trunchi de con cu o lungime de 2,9 m și un diametru de bază de 1,89 m. Carcasa sa sigilată din aliaj de nichel avea o căptușeală de titan pentru a o proteja de încălzire în timpul reintrarii. Atmosfera din interiorul lui Mercur era formată din oxigen pur sub o presiune de 0,36 at.
Pe 20 februarie 1962, Statele Unite au ajuns pe orbita joasă a Pământului. Mercury 6, pilotat de locotenent-colonelul John Glenn, a fost lansat de la Cape Canaveral. Glenn a petrecut doar 4 ore și 55 de minute pe orbită, completând 3 orbite înainte de o aterizare cu succes. Scopul zborului lui Glenn a fost de a determina posibilitatea ca o persoană să lucreze în nava spațială Mercur. Ultima dată când Mercur a fost lansat în spațiu a fost 15 mai 1963.
La 18 martie 1965, nava spațială Voskhod a fost lansată pe orbită cu doi cosmonauți la bord - comandantul navei, colonelul Pavel Ivarovici Belyaev, și copilotul, locotenent-colonelul Alexei Arkhipovich Leonov. Imediat după ce a intrat pe orbită, echipajul s-a curățat de azot prin inhalarea oxigenului pur. Apoi compartimentul ecluzei a fost desfășurat: Leonov a intrat în compartimentul ecluzei, a închis capacul trapei navei spațiale și, pentru prima dată în lume, a ieșit în spațiul cosmic. Cosmonautul cu sistem autonom de susținere a vieții a stat în afara cabinei navei spațiale timp de 20 de minute, îndepărtându-se uneori de navă spațială la o distanță de până la 5 m. În timpul ieșirii, a fost conectat la navă spațială doar prin cabluri telefonice și de telemetrie. Astfel, a fost practic confirmată posibilitatea ca un astronaut să rămână și să lucreze în afara navei spațiale.
Pe 3 iunie, nava spațială Gemeny 4 a fost lansată cu căpitanii James McDivitt și Edward White. În timpul acestui zbor, care a durat 97 de ore și 56 de minute, White a părăsit nava spațială și a petrecut 21 de minute în afara cabinei testând capacitatea de a manevra în spațiu folosind un pistol cu jet de gaz comprimat de mână.
Din păcate, explorarea spațiului nu a fost lipsită de victime. Pe 27 ianuarie 1967, echipajul care se pregătea să efectueze primul zbor cu echipaj în cadrul programului Apollo a murit în timpul unui incendiu în interiorul navei spațiale, arzând în 15 secunde într-o atmosferă de oxigen pur. Virgil Grissom, Edward White și Roger Chaffee au devenit primii astronauți americani care au murit în misiune spațială. Pe 23 aprilie, noua sondă Soyuz-1 a fost lansată de la Baikonur, pilotată de colonelul Vladimir Komarov. Lansarea a avut succes.
Pe orbită a 18-a, la 26 de ore și 45 de minute de la lansare, Komarov a început orientarea pentru a intra în atmosferă. Toate operațiunile au decurs bine, dar după intrarea în atmosferă și frânarea, sistemul de parașute a eșuat. Astronautul a murit instantaneu când Soyuz a lovit Pământul cu o viteză de 644 km/h. Ulterior, Space a pretins mai mult de o viață umană, dar aceste victime au fost primele.
Trebuie remarcat faptul că în termeni naturali științifici și productivi lumea se confruntă cu o serie de probleme globale, a cărui rezolvare necesită eforturile unite ale tuturor popoarelor. Acestea sunt probleme de resurse de materii prime, energie, controlul mediului și conservarea biosferei și altele. Un rol uriaș în soluția lor fundamentală va fi jucat de cercetare spatiala- una dintre cele mai importante direcții ale revoluției științifice și tehnologice. Cosmonautica demonstrează în mod clar lumii întregi fecunditatea muncii creative pașnice, beneficiile combinării eforturilor diferitelor țări în rezolvarea problemelor științifice și economice.
Cu ce probleme se confruntă astronautica și astronauții înșiși? Să începem cu susținerea vieții. Ce este suportul vital? Suportul de viață în zbor în spațiu- aceasta este crearea și întreținerea pe toată durata zborului în compartimentele de locuit și de lucru ale K.K. astfel de condiții care ar oferi echipajului performanțe suficiente pentru a îndeplini sarcina atribuită și o probabilitate minimă de apariție a modificărilor patologice în corpul uman. Cum să o facă? Este necesar să se reducă semnificativ gradul de expunere umană la factori externi negativi ai zborului spațial - vid, corpuri meteorice, radiații penetrante, imponderabilitate, supraîncărcări; furnizarea echipajului cu substanțe și energie fără de care viața umană normală nu este posibilă - hrană, apă, oxigen și hrană; eliminarea deșeurilor corpului și a substanțelor dăunătoare sănătății eliberate în timpul funcționării sistemelor și echipamentelor navelor spațiale; asigura nevoile umane de miscare, odihna, informatii externe si conditii normale de munca; să organizeze monitorizarea medicală a stării de sănătate a echipajului și să o mențină la nivelul cerut. Alimentele și apa sunt livrate în spațiu în ambalaje adecvate, iar oxigenul este livrat într-o formă legată chimic. Dacă nu restaurați deșeurile, atunci pentru un echipaj de trei persoane timp de un an veți avea nevoie de 11 tone din produsele de mai sus, ceea ce, vedeți, este o greutate, un volum considerabil și cum vor fi depozitate toate acestea pe tot parcursul anului. ?!
În viitorul apropiat, sistemele de regenerare vor face posibilă reproducerea aproape completă a oxigenului și apei la bordul stației. Au început să folosească apă după spălare și duș, purificată în sistem de regenerare, cu mult timp în urmă. Umiditatea expirată este condensată în unitatea de uscare frigorifică și apoi regenerată. Oxigenul respirabil este extras din apa purificată prin electroliză, iar hidrogenul gazos reacţionează cu dioxidul de carbon care vine din concentrator pentru a forma apă, care alimentează electrolizorul. Utilizarea unui astfel de sistem face posibilă reducerea masei de substanțe stocate în exemplul considerat de la 11 la 2 tone. Recent, s-a practicat cultivarea diferitelor tipuri de plante direct la bordul navei, ceea ce face posibilă reducerea aprovizionării cu alimente care trebuie luate în spațiu; Tsiolkovsky a menționat acest lucru în lucrările sale.
Știința spațială
Explorarea spațiului ajută în multe feluri la dezvoltarea științelor:
La 18 decembrie 1980 a fost stabilit fenomenul fluxului de particule din centurile de radiații ale Pământului sub anomalii magnetice negative.
Experimentele efectuate pe primii sateliți au arătat că spațiul din apropierea Pământului din afara atmosferei nu este deloc „gol”. Este umplut cu plasmă, pătruns cu fluxuri de particule de energie. În 1958, în apropierea spațiului au fost descoperite centurile de radiații ale Pământului - capcane magnetice uriașe pline cu particule încărcate - protoni și electroni de înaltă energie.
Cea mai mare intensitate a radiațiilor din centuri se observă la altitudini de câteva mii de km. Estimările teoretice au arătat că sub 500 km. Nu ar trebui să existe o radiație crescută. Prin urmare, descoperirea primului K.K. în timpul zborurilor a fost complet neașteptată. zone de radiații intense la altitudini de până la 200-300 km. S-a dovedit că acest lucru se datorează zonelor anormale ale câmpului magnetic al Pământului.
S-a răspândit studiul resurselor naturale ale Pământului folosind metode spațiale, ceea ce a contribuit în mare măsură la dezvoltarea economiei naționale.
Prima problemă cu care s-au confruntat cercetătorii spațiali în 1980 a fost un complex de cercetare științifică, incluzând majoritatea domeniilor cele mai importante ale științelor naturale spațiale. Scopul lor a fost să dezvolte metode de interpretare tematică a informațiilor video multispectrale și utilizarea lor în rezolvarea problemelor din sectoarele geoștiințe și economice. Aceste sarcini includ: studierea structurilor globale și locale ale scoarței terestre pentru a înțelege istoria dezvoltării sale.
A doua problemă este una dintre problemele fizice și tehnice fundamentale ale teledetecției și urmărește crearea de cataloage ale caracteristicilor de radiație ale obiectelor pământești și modele ale transformării acestora, care să permită analizarea stării formațiunilor naturale la momentul filmării. și prezice dinamica lor.
O trăsătură distinctivă a celei de-a treia probleme este concentrarea asupra caracteristicilor radiațiilor din regiuni mari până la planetă în ansamblu, folosind date despre parametrii și anomaliile câmpurilor gravitaționale și geomagnetice ale Pământului.
Explorarea Pământului din spațiu
Omul a apreciat mai întâi rolul sateliților pentru monitorizarea stării terenurilor agricole, a pădurilor și a altor resurse naturale ale Pământului la doar câțiva ani după apariția erei spațiale. A început în 1960, când, cu ajutorul sateliților meteorologici Tiros, s-au obținut contururi sub formă de hărți ale globului aflat sub nori. Aceste prime imagini TV alb-negru au oferit foarte puține informații despre activitatea umană, dar a fost totuși un prim pas. În curând, au fost dezvoltate noi mijloace tehnice care au făcut posibilă îmbunătățirea calității observațiilor. Informațiile au fost extrase din imagini multispectrale în regiunile vizibil și infraroșu (IR) ale spectrului. Primii sateliți proiectați să folosească la maximum aceste capacități au fost de tip Landsat. De exemplu, Landsat-D, al patrulea din serie, a observat Pământul de la o altitudine de peste 640 km folosind senzori avansați, permițând consumatorilor să primească informații semnificativ mai detaliate și la timp. Unul dintre primele domenii de aplicare a imaginilor suprafeței pământului a fost cartografia. În era pre-satelit, hărțile multor zone, chiar și în zonele dezvoltate ale lumii, erau desenate incorect. Imaginile Landsat au ajutat la corectarea și actualizarea unor hărți existente din SUA. În URSS, imaginile obținute de la stația Salyut s-au dovedit a fi indispensabile pentru calibrarea liniei de cale ferată BAM.
La mijlocul anilor '70, NASA și Departamentul de Agricultură al SUA au decis să demonstreze capacitățile sistemului satelit în prognoza celei mai importante culturi agricole, grâul. Observațiile prin satelit, care s-au dovedit a fi extrem de precise, au fost ulterior extinse la alte culturi. În același timp, în URSS, s-au efectuat observații ale culturilor agricole de pe sateliții din seria Cosmos, Meteor, Monsoon și stațiile orbitale Salyut.
Utilizarea informațiilor din satelit a dezvăluit acest lucru avantaje incontestabile la estimarea volumului de lemn pe suprafeţe mari ale oricărei ţări. A devenit posibil să se gestioneze procesul de defrișare și, dacă este necesar, să se facă recomandări privind modificarea contururilor zonei de defrișare din punctul de vedere al celei mai bune conservări a pădurii. Datorită imaginilor din satelit, a devenit posibilă și evaluarea rapidă a limitelor incendiilor forestiere, în special a celor „în formă de coroană”, caracteristice regiunilor de vest ale Americii de Nord, precum și regiunilor Primorye și regiunilor sudice ale Siberiei de Est. in Rusia.
De mare importanță pentru omenire în ansamblu este capacitatea de a observa aproape continuu vastitatea Oceanului Mondial, această „forjă” a vremii. Deasupra straturilor de apă oceanică apar uragane și taifunuri monstruoase, provocând numeroase victime și distrugeri pentru locuitorii de pe coastă. Avertizarea timpurie a publicului este adesea esențială pentru a salva viețile a zeci de mii de oameni. Determinarea stocurilor de pește și alte fructe de mare este, de asemenea, de mare importanță practică. Curenții oceanici se îndoaie adesea, își schimbă cursul și dimensiunea. De exemplu, El Nino, un curent cald în direcția sudică în largul coastei Ecuadorului, în câțiva ani, se poate răspândi de-a lungul coastei Peru până la 12 grade. S . Când se întâmplă acest lucru, planctonul și peștele mor în cantități uriașe, provocând daune ireparabile pescuitului din multe țări, inclusiv din Rusia. Concentrațiile mari de organisme marine unicelulare cresc mortalitatea peștilor, posibil din cauza toxinelor pe care le conțin. Observațiile prin satelit ajută la dezvăluirea capriciilor unor astfel de curenți și oferă informații utile celor care au nevoie de ele. Potrivit unor estimări ale oamenilor de știință ruși și americani, economiile de combustibil, combinate cu „captura suplimentară” datorată utilizării informațiilor din satelit obținute în intervalul infraroșu, oferă un profit anual de 2,44 milioane USD.Utilizarea sateliților în scopuri de sondaj a avut a facilitat sarcina de a trasa cursul vaselor maritime . Sateliții detectează, de asemenea, aisbergurile și ghețarii care sunt periculoși pentru nave. Cunoașterea exactă a rezervelor de zăpadă din munți și a volumului ghețarilor este o sarcină importantă a cercetării științifice, deoarece pe măsură ce se dezvoltă zonele aride, nevoia de apă crește brusc.
Ajutorul cosmonauților a fost de neprețuit în crearea celei mai mari lucrări cartografice - Atlasul resurselor de zăpadă și gheață ale lumii.
De asemenea, cu ajutorul sateliților, se găsesc poluare cu petrol, poluare a aerului și minerale.
Știința Spațială
Într-o perioadă scurtă de timp de la începutul erei spațiale, omul nu numai că a trimis stații spațiale robotizate pe alte planete și a pus piciorul pe suprafața Lunii, dar a provocat și o revoluție în știința spațială de neegalat în întreaga istorie. a omenirii. Odată cu marile progrese tehnice aduse de dezvoltarea astronauticii, s-au acumulat noi cunoștințe despre planeta Pământ și lumile învecinate. Una dintre primele descoperiri importante, făcute nu prin vizual tradițional, ci printr-o altă metodă de observație, a fost stabilirea faptului unei creșteri accentuate odată cu înălțimea, începând de la un anumit prag de înălțime, a intensității razelor cosmice considerate anterior izotrope. Această descoperire îi aparține austriacului W.F. Hess, care a lansat un balon cu gaz cu echipament la altitudini mari în 1946.
În 1952 și 1953 Dr. James Van Allen a efectuat cercetări asupra razelor cosmice cu energie joasă în timpul lansărilor de rachete mici la o altitudine de 19-24 km și baloane de mare altitudine în zona polului nord magnetic al Pământului. După ce a analizat rezultatele experimentelor, Van Allen a propus să plaseze la bordul primilor sateliți artificiali americani de pe Pământ, detectoare de raze cosmice, care erau destul de simple în design.
Cu ajutorul satelitului Explorer 1, lansat de Statele Unite pe orbită la 31 ianuarie 1958, s-a descoperit o scădere bruscă a intensității radiațiilor cosmice la altitudini de peste 950 km. La sfarsitul anului 1958, Pioneer-3 AMS, care a parcurs o distanta de peste 100.000 km intr-o zi de zbor, a inregistrat, folosind senzorii de la bord, un al doilea, situat deasupra primei, centura de radiatii a Pamantului, care inconjoara si ea. întreg globul.
În august și septembrie 1958, au avut loc trei explozii atomice la o altitudine de peste 320 km, fiecare cu o putere de 1,5 kt. Scopul testării cu nume de cod„Argus” studia posibilitatea pierderii comunicațiilor radio și radar în timpul unor astfel de teste. Studiul Soarelui este cea mai importantă sarcină științifică, soluției căreia sunt dedicate multe lansări ale primilor sateliți și nave spațiale.
American Pioneer 4 - Pioneer 9 (1959-1968) de pe orbitele aproape solare a transmis prin radio către Pământ cele mai importante informații despre structura Soarelui. În același timp, au fost lansați peste douăzeci de sateliți din seria Intercosmos pentru a studia Soarele și spațiul circumsolar.
Găuri negre
Găurile negre au fost descoperite în anii 1960. S-a dovedit că dacă ochii noștri ar putea vedea doar raze X, cerul înstelat de deasupra noastră ar arăta cu totul diferit. Adevărat, razele X emise de Soare au fost descoperite chiar înainte de nașterea astronauticii, dar nici măcar nu erau conștienți de alte surse de pe cerul înstelat. Am dat peste ele întâmplător.
În 1962, americanii, după ce au decis să verifice dacă radiația de raze X emana de pe suprafața Lunii, au lansat o rachetă echipată cu echipamente speciale. Atunci, atunci când procesăm rezultatele observației, ne-am convins că instrumentele detectaseră o sursă puternică de radiație cu raze X. A fost situat în constelația Scorpion. Și deja în anii 70, primii 2 sateliți, menționați să caute cercetarea surselor de raze X din univers, au intrat pe orbită - americanul Uhuru și sovieticul Cosmos-428.
Până atunci, lucrurile începuseră deja să devină clare. Obiectele care emit raze X au fost legate de stele abia vizibile cu proprietăți neobișnuite. Acestea erau cheaguri compacte de plasmă de nesemnificative, desigur după standardele cosmice, dimensiuni și mase, încălzite la câteva zeci de milioane de grade. În ciuda aspectului lor foarte modest, aceste obiecte posedau o putere colosală a radiațiilor X, de câteva mii de ori mai mare decât compatibilitatea deplină a Soarelui.
Acestea sunt mici, de aproximativ 10 km în diametru. , rămășițele de stele complet arse, comprimate la o densitate monstruoasă, au trebuit cumva să se facă cunoscute. Acesta este motivul pentru care stelele cu neutroni au fost atât de ușor „recunoscute” în sursele de raze X. Și totul părea să se potrivească. Dar calculele au respins așteptările: stelele de neutroni nou formate ar fi trebuit să se răcească imediat și să nu mai emită, dar acestea au emis raze X.
Folosind sateliții lansați, cercetătorii au descoperit modificări strict periodice ale fluxurilor de radiații ale unora dintre ei. A fost determinată și perioada acestor variații - de obicei nu depășea câteva zile. Doar două stele care se roteau în jurul lor s-au putut comporta astfel, dintre care una o eclipsează periodic pe cealaltă. Acest lucru a fost dovedit prin observarea cu telescoape.
De unde își obțin sursele de raze X energia de radiație colosală? Condiția principală pentru transformarea unei stele normale într-o stea neutronică este considerată atenuarea completă a reacției nucleare din ea. Prin urmare, energia nucleară este exclusă. Atunci poate aceasta este energia cinetică a unui corp masiv care se rotește rapid? Într-adevăr, este grozav pentru stelele neutronice. Dar durează doar o perioadă scurtă de timp.
Majoritatea stelelor cu neutroni nu există singure, ci în perechi cu o stea uriașă. În interacțiunea lor, cred teoreticienii, sursa puterii puternice a razelor X cosmice este ascunsă. Formează un disc de gaz în jurul stelei neutronice. La polii magnetici ai bilei de neutroni, substanța discului cade pe suprafața sa, iar energia dobândită de gaz este transformată în radiație de raze X.
Cosmos-428 și-a prezentat și propria surpriză. Echipamentul său a înregistrat un fenomen nou, complet necunoscut - flash-uri cu raze X. Într-o zi, satelitul a detectat 20 de explozii, fiecare dintre ele nu a durat mai mult de 1 secundă. , iar puterea radiației a crescut de zeci de ori. Oamenii de știință au numit sursele erupțiilor cu raze X BURSTERS. Ele sunt, de asemenea, asociate cu sisteme binare. Cele mai puternice erupții în ceea ce privește energia declanșată sunt doar de câteva ori inferioare radiației totale a sute de miliarde de stele situate în galaxia noastră.
Teoreticienii au demonstrat că „găurile negre” care fac parte din sistemele stelare binare se pot semnala prin raze X. Și motivul apariției sale este același - acumularea de gaze. Adevărat, mecanismul în acest caz este oarecum diferit. Părțile interne ale discului de gaz care se instalează în „gaura” ar trebui să se încălzească și, prin urmare, să devină surse de raze X. Prin tranziția la o stea neutronică, doar acele corpuri de iluminat a căror masă nu depășește 2-3 solare își încheie „viața”. Stelele mai mari suferă soarta unei „găuri negre”.
Astronomia cu raze X ne-a spus despre ultima etapă, poate cea mai turbulentă, a dezvoltării stelelor. Datorită ei, am aflat despre explozii cosmice puternice, despre gaz cu temperaturi de zeci și sute de milioane de grade, despre posibilitatea unei stări superdense complet neobișnuite a substanțelor în „găurile negre”.
Ce altceva ne oferă spațiul? De mult timp în programele de televiziune nu se menționează că transmisia se realizează prin satelit. Aceasta este o dovadă suplimentară a succesului enorm în industrializarea spațiului, care a devenit o parte integrantă a vieții noastre. Sateliții de comunicație încurcă literalmente lumea cu fire invizibile. Ideea creării sateliților de comunicații s-a născut la scurt timp după cel de-al Doilea Război Mondial, când A. Clark în numărul din octombrie 1945 al revistei Wireless World. și-a prezentat conceptul de stație releu de comunicații situată la o altitudine de 35.880 km deasupra Pământului.
Meritul lui Clark a fost că a determinat orbita în care satelitul este staționar în raport cu Pământul. Această orbită se numește orbită geostaționară sau Clarke. Când se deplasează pe o orbită circulară cu o altitudine de 35880 km, o revoluție este finalizată în 24 de ore, adică. în perioada de rotație zilnică a Pământului. Un satelit care se mișcă pe o astfel de orbită se va afla în mod constant deasupra unui anumit punct de pe suprafața Pământului.
Primul satelit de comunicații, Telstar-1, a fost lansat pe orbita joasă a Pământului cu parametri de 950 x 5630 km; acest lucru s-a întâmplat pe 10 iulie 1962. Aproape un an mai târziu, satelitul Telstar-2 a fost lansat. Prima transmisie a arătat steagul american în Noua Anglie, cu stația Andover pe fundal. Această imagine a fost transmisă în Marea Britanie, Franța și la postul american din stat. New Jersey la 15 ore după lansarea satelitului. Două săptămâni mai târziu, milioane de europeni și americani au urmărit negocierile dintre oamenii de pe malurile opuse ale Oceanului Atlantic. Nu numai că au vorbit, ci s-au și văzut, comunicând prin satelit. Istoricii pot considera această zi data de naștere a Space TV. Cel mai mare din lume sistem guvernamental comunicațiile prin satelit a fost creat în Rusia. A început în aprilie 1965. lansarea sateliților din seria Molniya, plasați pe orbite eliptice foarte alungite, cu un apogeu peste emisfera nordică. Fiecare serie include patru perechi de sateliți care orbitează la o distanță unghiulară unul de celălalt de 90 de grade.
Primul sistem de comunicații spațiale pe distanțe lungi, Orbita, a fost construit pe baza sateliților Molniya. În decembrie 1975 Familia sateliților de comunicații a fost completată cu satelitul Raduga care funcționează pe orbită geostaționară. Apoi a apărut satelitul Ekran cu un transmițător mai puternic și stații terestre mai simple. După prima dezvoltare a sateliților, a început o nouă perioadă în dezvoltarea tehnologiei de comunicații prin satelit, când sateliții au început să fie plasați pe o orbită geostaționară în care se mișcă sincron cu rotația Pământului. Acest lucru a făcut posibilă stabilirea unei comunicări non-stop între stațiile terestre folosind sateliți de nouă generație: americanii Sinkom, Airlie Bird și Intelsat și sateliții rusi Raduga și Horizon.
Un viitor mare este asociat cu plasarea complexelor de antene pe orbită geostaționară.
Pe 17 iunie 1991, satelitul geodezic ERS-1 a fost lansat pe orbită. Misiunea principală a sateliților ar fi să observe oceanele și masele de pământ acoperite de gheață pentru a oferi climatologilor, oceanografilor și grupurilor de mediu date despre aceste regiuni puțin explorate. Satelitul a fost echipat cu echipamente de ultimă generație cu microunde, datorită cărora este pregătit pentru orice vreme: „ochii” săi radar pătrund prin ceață și nori și oferă o imagine clară a suprafeței Pământului, prin apă, prin pământ. - și prin gheață. ERS-1 a avut ca scop dezvoltarea hărților de gheață, care ar contribui ulterior la evitarea multor dezastre asociate cu coliziunile navelor cu aisbergurile etc.
Cu toate acestea, dezvoltarea rutelor de transport maritim este, vorbind în diferite limbi, doar vârful aisbergului, dacă vă amintiți doar decodarea datelor ERS privind oceanele și spațiile acoperite cu gheață ale Pământului. Suntem conștienți de previziuni alarmante privind încălzirea generală a Pământului, care va duce la topirea calotelor polare și la creșterea nivelului mării. Toate zonele de coastă vor fi inundate, milioane de oameni vor avea de suferit.
Dar nu știm cât de corecte sunt aceste predicții. Observațiile pe termen lung ale regiunilor polare de către ERS-1 și satelitul său ulterior ERS-2 la sfârșitul toamnei anului 1994 oferă date din care se pot face inferențe despre aceste tendințe. Ei creează un sistem de „detecție timpurie” în cazul topirii gheții.
Datorită imaginilor pe care satelitul ERS-1 le-a transmis pe Pământ, știm că fundul oceanului, cu munții și văile sale, este, așa cum spune, „imprimat” pe suprafața apelor. În acest fel, oamenii de știință își pot face o idee dacă distanța de la satelit la suprafața mării (măsurată până la zece centimetri de altimetrele radar prin satelit) este o indicație a creșterii nivelului mării sau dacă este „amprenta” unui munte pe fund.
Deși satelitul ERS-1 a fost proiectat inițial pentru observarea oceanelor și a gheții, și-a dovedit rapid versatilitatea pe uscat. În agricultură, silvicultură, pescuit, geologie și cartografie, specialiștii lucrează cu date furnizate de sateliți. Deoarece ERS-1 este încă operațional după trei ani de misiune, oamenii de știință au șansa de a-l opera împreună cu ERS-2 pentru misiuni partajate, în tandem. Și vor obține noi informații despre topografia suprafeței pământului și vor oferi asistență, de exemplu, în avertizare cu privire la posibile cutremure.
Având în vedere numeroasele probleme de mediu globale pe care atât ERS-1, cât și ERS-2 trebuie să furnizeze informații fundamentale de abordat, planificarea rutelor de transport maritim pare a fi un rezultat relativ minor al acestei noi generații de sateliți. Dar acesta este unul dintre domeniile în care potențialul de utilizare comercială a datelor satelitare este exploatat în mod deosebit de intens. Acest lucru ajută la finanțarea altor sarcini importante. Și acest lucru are un efect asupra protecției mediului care este greu de supraestimat: rutele de transport maritime mai rapide necesită un consum mai mic de energie. Sau să ne amintim petrolierele care au eșuat în timpul furtunilor sau s-au destrămat și s-au scufundat, pierzându-și încărcătura periculoasă pentru mediu. Planificarea fiabilă a rutelor ajută la evitarea unor astfel de dezastre.
Explorarea spațiului este tot ceea ce implică familiaritatea noastră cu spațiul și cu tot ceea ce se află dincolo de straturile inferioare ale atmosferei Pământului. Călătorie robotică pe Marte și alte planete, trimițând sonde dincolo de sistemul solar, studiind rapid, ieftin și căi sigure oameni care merg în spațiu și colonizează alte planete - toate acestea sunt explorarea spațiului. Prin eforturile oamenilor curajoși, a inginerilor și oamenilor de știință străluciți, precum și a agențiilor spațiale din întreaga lume și a corporațiilor private de conducere, omenirea va începe foarte curând să exploreze spațiul cu salturi și limite. Singura noastră șansă de a supraviețui ca specie este colonizarea și, cu cât ne dăm seama mai devreme de acest lucru (și sperăm că nu este prea târziu), cu atât va fi mai bine.
Virusul herpes s-a reactivat la mai mult de jumătate din echipajul de la bordul navetei spațiale și al Stației Spațiale Internaționale, arată un studiu publicat în Frontiers in Microbiology. Deși doar o mică parte a dezvoltat simptome, rata reactivării virusului crește odată cu durata zborului spațial și ar putea prezenta un risc semnificativ pentru sănătate în misiunile pe Marte și nu numai. Sistemele de detectare rapidă a virusurilor de la NASA și cercetările în curs încep să protejeze astronauții - și pacienții imunodeprimați de pe Pământ.
Istoria dezvoltării astronauticii
Pentru a evalua contribuția unei persoane la dezvoltarea unui anumit domeniu de cunoaștere, este necesar să urmărim istoria dezvoltării acestui domeniu și să încercăm să discerneți influența directă sau indirectă a ideilor și lucrărilor acestei persoane asupra procesului. de a dobândi noi cunoștințe și noi succese. Să luăm în considerare istoria dezvoltării tehnologiei rachetelor și istoria ulterioară a tehnologiei rachetelor și spațiale.
Nașterea tehnologiei rachete
Dacă vorbim despre însăși ideea propulsiei cu reacție și a primei rachete, atunci această idee și întruchiparea ei s-au născut în China în jurul secolului al II-lea d.Hr. Propulsorul rachetei era praful de pușcă. Chinezii au folosit pentru prima dată această invenție pentru divertisment - chinezii sunt încă lideri în producția de artificii. Și apoi au pus această idee în funcțiune, în sensul literal al cuvântului: un astfel de „foc de artificii” legat de o săgeată și-a mărit raza de zbor cu aproximativ 100 de metri (care era o treime din toată lungimea zborului), iar când a lovit , ținta s-a luminat. Au existat, de asemenea, arme mai formidabile pe același principiu - „sulițe de foc furios”.
În această formă primitivă, rachetele au existat până în secolul al XIX-lea. Abia la sfârșitul secolului al XIX-lea s-au făcut încercări de a explica matematic propulsia cu reacție și de a crea arme serioase. În Rusia, Nikolai Ivanovici Tihomirov a fost unul dintre primii care au abordat această problemă în 1894 32 . Tikhomirov a propus utilizarea ca forță motrice a reacției gazelor rezultate din arderea explozivilor sau a combustibililor lichizi foarte inflamabili în combinație cu un ejectat. mediu inconjurator. Tikhomirov a început să se ocupe de aceste probleme mai târziu decât Ciolkovski, dar în ceea ce privește implementarea a mers mult mai departe, deoarece s-a gândit mai cu picioarele pe pământ. În 1912, a prezentat Ministerului Marinei un proiect pentru un proiectil de rachetă. În 1915 a solicitat un privilegiu pentru un nou tip de „mine autopropulsate” pentru apă și aer. Invenția lui Tihomirov a primit o evaluare pozitivă din partea comisiei de experți prezidată de N. E. Jukovski. În 1921, la propunerea lui Tikhomirov, la Moscova a fost creat un laborator pentru dezvoltarea invențiilor sale, care mai târziu (după ce a fost transferat la Leningrad) a primit numele de Laborator de dinamică a gazelor (GDL). La scurt timp după înființare, activitățile GDL s-au concentrat pe crearea de obuze de rachetă folosind pulbere fără fum.
În paralel cu Tihomirov, fostul colonel al armatei țariste Ivan Grave 33 a lucrat la rachete cu combustibil solid. În 1926, a primit un brevet pentru o rachetă care folosea o compoziție specială de pulbere neagră drept combustibil. El a început să-și dezvolte ideea, chiar a scris Comitetului Central al Partidului Comunist al Bolșevicilor din întreaga Uniune, dar aceste eforturi s-au încheiat destul de tipic pentru acea perioadă: colonelul mormântului armatei țariste a fost arestat și condamnat. Dar I. Grave își va juca în continuare rolul în dezvoltarea tehnologiei de rachete în URSS și va lua parte la dezvoltarea rachetelor pentru celebrul Katyusha.
În 1928, o rachetă a fost lansată folosind praful de pușcă al lui Tihomirov drept combustibil. În 1930, a fost eliberat un brevet în numele lui Tikhomirov pentru rețeta unui astfel de praf de pușcă și tehnologia de a face dame din aceasta.
geniu american
Omul de știință american Robert Hitchings Goddard 34 a fost unul dintre primii care a studiat problema propulsiei cu reacție în străinătate. În 1907, Goddard a scris un articol „Despre posibilitatea mișcării în spațiul interplanetar”, care este foarte apropiat în spirit de lucrarea lui Tsiolkovsky „Explorarea spațiilor lumii cu instrumente cu reacție”, deși Goddard se limitează până acum doar la estimări calitative și nu deriva orice formule. Goddard avea 25 de ani la acea vreme. În 1914, Goddard a primit brevete americane pentru proiectarea unei rachete compozite cu duze conice și a unei rachete cu ardere continuă în două versiuni: cu o alimentare secvențială cu încărcături de pulbere în camera de ardere și cu o pompă de alimentare cu combustibil lichid bicomponent. Din 1917, Goddard a condus dezvoltări de design în domeniul rachetelor cu combustibil solid. tipuri variate, inclusiv rachete cu ardere cu impulsuri multiple. Din 1921, Goddard a început experimentele cu motoare rachete lichide (oxidant - oxigen lichid, combustibil - diverse hidrocarburi). Aceste rachete cu combustibil lichid au devenit primii strămoși ai vehiculelor de lansare spațială. În lucrările sale teoretice, el a remarcat în mod repetat avantajele motoarelor cu rachete lichide. Pe 16 martie 1926, Goddard a lansat cu succes o rachetă de propulsie simplă (combustibil - benzină, oxidant - oxigen lichid). Greutatea de lansare este de 4,2 kg, înălțimea atinsă este de 12,5 m, raza de zbor este de 56 m. Goddard deține campionatul la lansarea unei rachete cu combustibil lichid.
Robert Goddard a fost un om cu un caracter dificil și complex. A preferat să lucreze pe ascuns, într-un cerc restrâns de oameni de încredere care îi ascultau orbește. Potrivit unuia dintre colegii săi americani, „ Goddard considera rachetele rezerva sa privată, iar cei care au lucrat și la această problemă erau considerați braconieri... Această atitudine l-a determinat să abandoneze tradiția științifică de a-și raporta rezultatele prin reviste științifice... " 35. Se poate adăuga: și nu numai prin reviste științifice. Răspunsul lui Goddard din 16 august 1924 către pasionații sovietici de cercetare a problemei zborurilor interplanetare, care doreau sincer să stabilească legături științifice cu colegii americani, este foarte caracteristic. Răspunsul este foarte scurt, dar conține tot caracterul lui Goddard:
"Universitatea Clark, Worchester, Massachusetts, Departamentul de Fizică. Dlui Leutheisen, secretar al Societății pentru Studiul Comunicațiilor Interplanetare. Moscova, Rusia.
Stimate domn! Mă bucur să aflu că în Rusia a fost creată o societate pentru studiul conexiunilor interplanetare și voi fi bucuros să colaborez la această lucrare. în limitele posibilului. Cu toate acestea, nu există materiale tipărite referitoare la lucrările în curs de desfășurare sau la zborurile experimentale. Vă mulțumesc că mi-ați prezentat materialele. Cu stimă, directorul Laboratorului de Fizică R.Kh. Goddard " 36 .
Atitudinea lui Tsiolkovsky față de cooperarea cu oamenii de știință străini pare interesantă. Iată un fragment din scrisoarea sa către tineretul sovietic, publicată în Komsomolskaya Pravda în 1934:
"În 1932, cea mai mare societate capitalistă Metal Airship mi-a trimis o scrisoare. Mi-au cerut informații detaliate despre dirijabilele mele metalice. Nu am răspuns la întrebările puse. Consider că cunoștințele mele sunt proprietatea URSS " 37 .
Astfel, putem concluziona că nu a existat nicio dorință de a coopera din ambele părți. Oamenii de știință erau foarte zeloși în ceea ce privește munca lor.
Litigii prioritare
Teoreticienii și practicanții rachetării la acea vreme erau complet dezbinați. Acestea erau aceleași „... studii și experimente fără legătură ale multor oameni de știință individuali care atacau o zonă necunoscută la întâmplare, ca o hoardă de călăreți nomazi”, despre care, totuși, în legătură cu electricitatea, F. Engels a scris în „Dialectica naturii”. ” . Robert Goddard nu știa nimic despre munca lui Tsiolkovsky de foarte mult timp, la fel ca și Hermann Oberth, care lucra cu motoare și rachete lichide în Germania. La fel de singur în Franța a fost unul dintre pionierii astronauticii, inginerul și pilotul Robert Esnault-Peltry, viitorul autor al lucrării în două volume „Astronautica”.
Despărțiți de spații și granițe, ei nu vor învăța curând unul despre celălalt. Pe 24 octombrie 1929, Oberth avea probabil singura mașină de scris din întregul oraș Mediașa cu font rusesc și va trimite o scrisoare lui Tsiolkovsky din Kaluga. " Sunt, desigur, ultima persoană care ți-ar contesta primatul și meritele în afacerile cu rachete și regret doar că nu am auzit de tine până în 1925. Probabil că aș fi mult mai înainte în propriile mele lucrări astăzi și m-aș descurca fără acele multe eforturi irosite, cunoscând lucrările tale excelente„Obert a scris deschis și sincer. Dar nu este ușor să scrii așa când ai 35 de ani și te-ai considerat întotdeauna primul. 38
În raportul său fundamental despre cosmonautică, francezul Esnault-Peltry nu l-a menționat niciodată pe Tsiolkovsky. Popularizatorul scriitorului de știință Ya.I. Perelman, după ce a citit lucrarea lui Esnault-Peltry, i-a scris lui Tsiolkovsky în Kaluga: „ Există o referire la Lorenz, Goddard, Oberth, Hohmann, Vallier, dar nu am observat nicio referire la tine. Se pare că autorul nu este familiarizat cu lucrările dvs. E o rușine!„După ceva timp, ziarul L’Humanité va scrie destul de categoric:” Ciolkovski ar trebui să fie recunoscut pe bună dreptate ca părintele astronauticii științifice". Se dovedește cumva ciudat. Esnault-Peltry încearcă să explice totul: " ...Am făcut toate eforturile pentru a le obține (lucrări de Ciolkovski - Ya.G.). S-a dovedit a fi imposibil pentru mine să obțin chiar și un mic document înainte de rapoartele mele din 1912". O oarecare iritare este detectată când scrie că în 1928 a primit " de la profesorul S.I. Chizhevsky o declarație prin care se cere confirmarea priorității lui Ciolkovski." "Cred că l-am mulțumit pe deplin", scrie Esnault-Peltry. 39
De-a lungul vieții sale, americanul Goddard nu l-a numit niciodată pe Tsiolkovsky în niciuna dintre cărțile sau articolele sale, deși a primit cărțile lui Kaluga. Cu toate acestea, acest om dificil s-a referit rareori la lucrările altora.
geniul nazist
Pe 23 martie 1912 s-a născut în Germania Wernher von Braun, viitorul creator al rachetei V-2. Cariera sa de rachetă a început cu citirea cărților non-ficțiune și observarea cerului. El și-a amintit mai târziu: „ Acesta a fost un obiectiv căruia i-ar fi putut fi dedicat pentru tot restul vieții mele! Nu doar observați planetele printr-un telescop, ci și pătrundeți în Univers, explorați lumi misterioase„40. Un băiat serios dincolo de ani, a citit cartea lui Oberth despre zborurile spațiale, a vizionat de mai multe ori filmul lui Fritz Lang „Fata pe Lună”, iar la vârsta de 15 ani s-a alăturat societății de călătorii în spațiu, unde a cunoscut o adevărată rachetă. oameni de știință.
Familia Brown era obsedată de război. Printre oamenii casei von Braun se vorbea doar despre arme și război. Această familie, aparent, nu a fost lipsită de complexul care a fost inerent multor germani după înfrângerea din Primul Război Mondial. În 1933, naziștii au ajuns la putere în Germania. Baronul și adevăratul arian Wernher von Braun cu ideile sale pentru rachete cu reacție a venit la curtea noii conduceri a țării. S-a alăturat SS-ului și a început să treacă repede scara carierei. Autoritățile au alocat sume uriașe de bani pentru cercetarea sa. Țara se pregătea de război, iar Fuhrer-ul chiar avea nevoie de noi arme. Wernher von Braun a trebuit să uite de zborurile spațiale timp de mulți ani. 41
Introducere:
În a doua jumătate a secolului XX. Omenirea a pășit pe pragul Universului - a intrat în spațiul cosmic. Patria noastră a deschis drumul către spațiu. Primul satelit artificial al Pământului, care a deschis era spațială, a fost lansat de fosta Uniune Sovietică, primul cosmonaut din lume este cetățean al fostei URSS.
Cosmonautica este un catalizator imens pentru știința și tehnologia modernă, care într-un timp fără precedent a devenit una dintre pârghiile principale ale procesului lumii moderne. Stimulează dezvoltarea electronicii, ingineriei mecanice, științei materialelor, tehnologiei computerelor, energiei și multe alte domenii ale economiei naționale.
Din punct de vedere științific, omenirea se străduiește să găsească în spațiu răspunsul la întrebări fundamentale precum structura și evoluția Universului, formarea sistemului solar, originea și dezvoltarea vieții. De la ipoteze despre natura planetelor și structura spațiului, oamenii au trecut la un studiu cuprinzător și direct al corpurilor cerești și al spațiului interplanetar cu ajutorul tehnologiei rachetelor și spațiale.
În explorarea spațiului, omenirea va trebui să exploreze diverse zone ale spațiului cosmic: Luna, alte planete și spațiul interplanetar.
Nivelul actual al tehnologiei spațiale și prognoza dezvoltării acesteia arată că scopul principal al cercetării științifice folosind mijloace spațiale, se pare, în viitorul apropiat va fi sistemul nostru solar. Sarcinile principale vor fi studiul conexiunilor solar-terestre și spațiul Pământ-Lună, precum și Mercur, Venus, Marte, Jupiter, Saturn și alte planete, cercetarea astronomică, cercetarea medicală și biologică pentru a evalua influența zborului. durata asupra corpului uman și performanța acestuia.
În principiu, dezvoltarea tehnologiei spațiale ar trebui să fie înaintea „cererii” asociată cu rezolvarea problemelor economice naționale presante. Sarcinile principale aici sunt vehiculele de lansare, sistemele de propulsie, navele spațiale, precum și instalațiile de sprijin (complexe de comandă și măsurare și lansare, echipamente etc.), asigurarea progresului în ramurile conexe ale tehnologiei, legate direct sau indirect de dezvoltarea astronauticii.
Înainte de a zbura în spațiul cosmic, a fost necesar să înțelegem și să folosiți în practică principiul propulsiei cu reacție, să învățați cum să faceți rachete, să creați o teorie a comunicațiilor interplanetare etc.
Racheta nu este un concept nou. Omul a mers la crearea de vehicule de lansare moderne puternice prin milenii de vise, fantezii, greșeli, căutări în diverse domenii ale științei și tehnologiei, acumulare de experiență și cunoștințe.
Principiul de funcționare al unei rachete este mișcarea acesteia sub influența forței de recul, reacția unui flux de particule aruncate din rachetă. Într-o rachetă. acestea. Într-un dispozitiv echipat cu un motor de rachetă, se formează gaze care scapă din cauza reacției oxidantului și a combustibilului stocat în racheta în sine. Această circumstanță face ca funcționarea unui motor de rachetă să fie independentă de prezența sau absența unui mediu gazos. Astfel, racheta este o structură uimitoare, capabilă să se deplaseze în spațiu fără aer, adică. nu referință, spațiu cosmic.
Un loc aparte printre proiectele rusești pentru aplicarea principiului jet al zborului îl ocupă proiectul lui N.I. Kibalcich, un revoluționar rus celebru care, în ciuda vieții sale scurte (1853-1881), a lăsat o amprentă adâncă în istoria științei și tehnologie. Având cunoștințe extinse și profunde de matematică, fizică și în special chimie, Kibalchich a făcut scoici și mine de casă pentru membrii Narodnaya Volya. „Proiectul de instrumente aeronautice” a fost rezultatul cercetării pe termen lung a lui Kibalchich asupra explozivilor. El, în esență, a fost primul care a propus nu un motor de rachetă adaptat oricărei aeronave existente, așa cum au făcut alți inventatori, ci un dispozitiv complet nou (dinamic al rachetei), prototipul unei nave spațiale moderne cu echipaj, în care împingerea motoarelor de rachetă servește. pentru a crea direct portanță.forță care susține aeronava în zbor. Aeronava lui Kibalchich trebuia să funcționeze pe principiul unei rachete!
Dar pentru că Kibalchich a fost închis pentru atentatul asupra vieții țarului Alexandru al II-lea, dar designul aeronavei sale a fost descoperit abia în 1917 în arhivele departamentului de poliție.
Deci, până la sfârșitul secolului trecut, ideea de a folosi instrumente cu reacție pentru zboruri a câștigat o scară largă în Rusia. Iar primul care a decis să continue cercetările a fost marele nostru compatriot Konstantin Eduardovici Ciolkovski (1857-1935). A devenit foarte devreme interesat de principiul reactiv al mișcării. Deja în 1883 a dat o descriere a unei nave cu motor cu reacție. Deja în 1903, Tsiolkovsky, pentru prima dată în lume, a făcut posibilă construirea unui proiect de rachetă lichidă. Ideile lui Tsiolkovsky au primit recunoaștere universală încă din anii 1920. Iar succesorul strălucit al lucrării sale, S.P. Korolev, cu o lună înainte de lansarea primului satelit artificial de pe Pământ, a spus că ideile și lucrările lui Konstantin Eduardovich vor atrage din ce în ce mai multă atenție pe măsură ce se va dezvolta tehnologia rachetelor, în care s-a dovedit a fi absolut corect!
Începutul erei spațiale
Și așa, la 40 de ani după ce a fost găsit proiectul aeronavei create de Kibalchich, pe 4 octombrie 1957, fosta URSS a lansat primul satelit artificial Pământean din lume. Primul satelit sovietic a făcut posibilă pentru prima dată măsurarea densității atmosferei superioare, obținerea de date despre propagarea semnalelor radio în ionosferă, rezolvarea problemelor de inserare în orbită, condiții termice etc. Satelitul era un aluminiu. sferă cu un diametru de 58 cm și o masă de 83,6 kg cu patru antene bici cu lungimea de 2, 4-2,9 m. Carcasa etanșă a satelitului adăpostește echipamente și surse de alimentare. Parametrii orbitali inițiali au fost: altitudinea perigeului 228 km, altitudinea apogeului 947 km, înclinația 65,1 grade. Pe 3 noiembrie, Uniunea Sovietică a anunțat lansarea pe orbită a unui al doilea satelit sovietic. Într-o cabină ermetică separată se afla un câine Laika și un sistem de telemetrie pentru a-și înregistra comportamentul în gravitate zero. Satelitul a fost echipat și cu instrumente științifice pentru a studia radiația solară și razele cosmice.
Pe 6 decembrie 1957, Statele Unite au încercat să lanseze satelitul Avangard-1 folosind un vehicul de lansare dezvoltat de Naval Research Laboratory.După aprindere, racheta s-a ridicat deasupra mesei de lansare, dar o secundă mai târziu motoarele s-au oprit și racheta. a căzut pe masă, explodând la impact.
Pe 31 ianuarie 1958 a fost lansat pe orbită satelitul Explorer 1, răspunsul american la lansarea sateliților sovietici. După mărime și
În cea mai mare parte, el nu a fost un candidat pentru deținătorul recordului. Având mai puțin de 1 m lungime și doar ~15,2 cm în diametru, avea o masă de doar 4,8 kg.
Cu toate acestea, sarcina sa utilă a fost atașată la cea de-a patra și ultima etapă a vehiculului de lansare Juno 1. Satelitul, împreună cu racheta aflată pe orbită, avea o lungime de 205 cm și o masă de 14 kg. A fost echipat cu senzori de temperatură externi și interni, senzori de eroziune și impact pentru a detecta fluxurile de micrometeoriți și un contor Geiger-Muller pentru a înregistra razele cosmice penetrante.
Un rezultat științific important al zborului satelitului a fost descoperirea centurilor de radiații din jurul Pământului. Contorul Geiger-Muller a încetat să mai conteze când dispozitivul era la apogeu la o altitudine de 2530 km, altitudinea perigeului era de 360 km.
Pe 5 februarie 1958, Statele Unite au făcut o a doua încercare de lansare a satelitului Avangard-1, dar s-a terminat și cu un accident, ca și prima încercare. În cele din urmă, pe 17 martie, satelitul a fost lansat pe orbită. Între decembrie 1957 și septembrie 1959, au fost făcute unsprezece încercări de a pune Avangard 1 pe orbită, dintre care doar trei au avut succes.
Între decembrie 1957 și septembrie 1959, au fost făcute unsprezece încercări de a pune Avangard pe orbită.
Ambii sateliți au introdus o mulțime de lucruri noi în știința și tehnologia spațială (baterii solare, date noi despre densitatea atmosferei superioare, cartografierea precisă a insulelor din Oceanul Pacific etc.) La 17 august 1958, Statele Unite au realizat prima încercare de a trimite sateliți de la Cape Canaveral în vecinătatea sondei Lunii cu echipament științific. S-a dovedit a fi fără succes. Racheta a decolat și a zburat doar 16 km. Prima etapă a rachetei a explodat la 77 de minute de zbor. La 11 octombrie 1958, a fost făcută o a doua încercare de lansare a sondei lunare Pioneer 1, care, de asemenea, nu a avut succes. Următoarele lansări s-au dovedit a fi, de asemenea, nereușite, abia pe 3 martie 1959, Pioneer-4, cu o greutate de 6,1 kg, și-a îndeplinit parțial sarcina: a zburat pe lângă Lună la o distanță de 60.000 km (în loc de cei 24.000 km planificați) .
La fel ca în cazul lansării satelitului Pământului, prioritatea în lansarea primei sonde aparține URSS; la 2 ianuarie 1959, a fost lansat primul obiect artificial, care a fost plasat pe o traiectorie care trecea destul de aproape de Lună în orbita satelitului Soarelui. Astfel, Luna 1 a atins pentru prima dată a doua viteză de evacuare. Luna 1 avea o masă de 361,3 kg și a zburat pe lângă Lună la o distanță de 5500 km. La o distanță de 113.000 km de Pământ, un nor de vapori de sodiu a fost eliberat dintr-o etapă de rachetă andocata pe Luna 1, formând o cometă artificială. Radiația solară a provocat o strălucire strălucitoare de vapori de sodiu și sistemele optice de pe Pământ au fotografiat norul pe fundalul constelației Vărsător.
Luna 2, lansat pe 12 septembrie 1959, a realizat primul zbor din lume către un alt corp ceresc. Sfera de 390,2 kilograme conținea instrumente care au arătat că Luna nu are câmp magnetic sau centură de radiații.
Stația interplanetară automată (AMS) „Luna-3” a fost lansată pe 4 octombrie 1959. Greutatea stației a fost de 435 kg. Scopul principal al lansării a fost de a zbura în jurul Lunii și de a fotografia reversul acesteia, invizibil de pe Pământ. Fotografierea a fost realizată pe 7 octombrie timp de 40 de minute de la o altitudine de 6200 km deasupra Lunii.
Omul în spațiu
La 12 aprilie 1961, la ora 9:07, ora Moscovei, la câteva zeci de kilometri nord de satul Tyuratam din Kazahstan, la Cosmodromul sovietic Baikonur, a fost lansată racheta balistică intercontinentală R-7, în compartimentul de la prova căreia Nava spațială cu echipaj personal „Vostok” a fost localizată cu maiorul forțelor aeriene Yuri Alekseevich Gagarin la bord. Lansarea a avut succes. Nava spațială a fost pusă pe orbită cu o înclinare de 65 de grade, o altitudine de perigeu de 181 km și o altitudine de apogeu de 327 km și a finalizat o orbită în jurul Pământului în 89 de minute. La 108 minute de la lansare, s-a întors pe Pământ, aterizează lângă satul Smelovka, regiunea Saratov. Astfel, la 4 ani de la lansarea primului satelit artificial al Pământului, Uniunea Sovietică a efectuat pentru prima dată în lume un zbor uman în spațiul cosmic.