Дорогие участники экспедиции! Мы начинаем с вами Третий полёт по программе Звёздного пути Мастеров. Экипаж подготовлен. Мы уже немало узнали о звёздном небе. А теперь - самое главное. При помощи чего мы будем осваивать космическое пространство? Спросите своих друзей: на чём летают в космосе? Многие, наверняка, ответят - на ракете! А вот и не верно. Давайте разберёмся с этим вопросом.

Что такое ракета?

Это и петарда, и вид военного оружия, и, конечно, аппарат, который летит в космос. Только в космонавтике он называется ракета-носитель . (Неправильно иногда называют ракетоноситель , потому что несут не ракету, а ракета сама выводит на орбиту космические устройства).

Ракета-носитель - аппарат, действующий по принципу реактивного движения и предназначенный для выведения в космическое пространство космических кораблей, спутников, орбитальных станций и другой полезной нагрузки. На сегодняшний день это единственно известное науке транспортное средство, способное вывести на орбиту космический аппарат.

Это самая мощная российская ракета-носитель «Протон-М».

Чтобы выйти на околоземную орбиту, надо преодолеть силу земного прятяжения, то есть гравитацию Земли. Она очень велика, поэтому ракета должна двигаться с очень большой скоростью. Ракете нужно много топлива. Вы видите внизу несколько топливных баков первой ступени. Когда топливо в них заканчивается, первая ступень отделяется и падает (в океан), таким образом, не является больше балластом для ракеты. Также происходит со второй, третьей ступенью. В итоге, на орбиту выводится только сам космический аппарат, расположенный в носовой части ракеты.

Космические аппараты.

Итак, мы уже знаем, чтобы преодолеть земное притяжение и вывести на орбиту космический аппарат, нам понадобится ракета-носитель. А какие же бывают космические аппараты?

Искусственный спутник Земли (ИСЗ ) - космический аппарат, вращающийся вокруг Земли. Используются для исследований, экспериментов, связи, телекоммуникаций и других целей.

Вот он, первый в мире искусственный спутник Земли, запущенный в Советском Союзе в 1957 году. Совсем небольшой, правда?

В настоящее время более 40 стран запускают свои спутники.

Это первый французский спутник, запущенный в 1965 году. Его назвали Астерикс.

Космические корабли - используются для доставки грузов и человека на орбиту Земли и их возвращения. Бывают автоматические и пилотируемые.

Это наш, российский пилотируемый космический корабль последнего поколения «Союз ТМА-М». Сейчас он находится в космосе. Его вывела на орбиту ракета-носитель «Союз-ФГ».

Американские учёные разработали другую систему запуска людей и грузов в космос.

Космическая транспортная система , более известная как Спе́йс ша́ттл (от англ. Space shuttle - космический челнок ) - американский многоразовый транспортный космический корабль. Шаттл запускается в космос с помощью ракет-носителей, осуществляет манёвры на орбите как космический корабль и возвращается на Землю как самолёт. Больше всех полётов совершил шаттл «Дискавери».

А это - запуск шаттла «Индевор». Первый полёт «Индевор» совершил в 1992 году. Планируется, что Шаттл «Индевор» завершит программу Спейс шаттл. Старт его последней миссии запланирован на февраль 2011 года.

Третьей страной, сумевшей выйти в космос, является Китай.

Китайский космический корабль Шеньчжоу («Волшебная лодка»). По конструкции и внешнему виду напоминает Союз и был разработан с помощью России, однако не является точной копией российских «Союзов».

Куда же направляются космические корабли? К звёздам? Пока ещё нет. Могут облететь вокруг Земли, могут добраться до Луны или пристыковаться к космической станции.

Международная космическая станция (МКС ) - пилотируемая орбитальная станция, космический исследовательский комплекс. МКС - совместный международный проект, в котором участвуют шестнадцать стран (в алфавитном порядке): Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Канада, Нидерланды, Норвегия, Россия, США, Франция, Швейцария, Швеция, Япония.

Станция собирается из модулей прямо на орбите. Модули - отдельные части, постепенно доставляются транспортными кораблями. Питание получает от солнечных батарей.

Но важно не только вырваться из земного притяжения и оказаться в космосе. Космонавту нужно ещё безопасно вернуться на Землю. Для этого используют спускаемые аппараты.

Спускаемые аппараты - используются для доставки людей и материалов с орбиты вокруг планеты или межпланетной траектории на поверхность планеты.

Спуск спускаемого аппарата на парашюте - заключительный этап космического путешествия при возвращении на Землю. Парашют служит для смягчения посадки и торможения искусственных спутников и космических аппаратов с экипажем.

Это - спускаемый аппарат Юрия Гагарина, первого человека, полетевшего в космос 12 апреля 1961 года. В честь 50-летия со дня этого события 2011 год назван Годом Космонавтики.

А может ли человек долететь до другой планеты? Пока нет. Единственное небесное тело, куда удалось высадиться людям - спутник Земли Луна.

В 1969 году американские астронавты высадились на Луне. Долететь им помог пилотируемый космический корабль «Апполон 11». На орбите Луны от корабля отстыковался лунный модуль и прилунился на поверхности. Пробыв на поверхности 21 час, астронавты отправились обратно на взлётном модуле. А на поверхности Луны осталась посадочная часть. Снаружи на ней укрепили табличку с картой полушарий Земли и словами «Здесь люди с планеты Земля впервые ступили на Луну. Июль 1969 г. новой эры. Мы пришли с миром от имени всего Человечества». Какие хорошие слова!

А как же всё-таки с исследованием других планет? Возможно ли это? Да. Для этого существуют планетоходы.

Планетоходы - автоматические лабораторные комплексы или транспортные средства, для перемещения по поверхности планеты и другого небесного тела.

Первый в мире планетоход «Луна-1» был запущен доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 года советской межпланетной станцией «Луна-17» и проработал на её поверхности до 29 сентября 1971 года (в этот день был проведён последний успешный сеанс связи с аппаратом).

Луноход «Луна-1». Проработал на Луне почти год, после чего так и остался на поверхности Луны. НО... В 2007 году учёные, проводившие лазерное зондирование Луны, его там НЕ ОБНАРУЖИЛИ! Что с ним случилось? Попал метеорит? Или?...

Сколько ещё загадок таит космос? Сколько связано с самой ближайшей к нам планетой - Марсом! И вот американским учёным удалось отправить на эту красную планету целых два марсохода.

Много проблем было с запуском марсоходов. Пока не догадались дать им собственные имена. В 2003 году в США провели настоящий конкурс названий для новых марсоходов. Победила 9-летняя девочка, сирота из Сибири, которую удочерила американская семья. Она предложила назвать их Spirit («Дух») и Opportunity («Возможность»). Эти имена были выбраны из 10 тысяч других.

Третьего января 2011года исполнилось семь лет с того момента, как марсоход «Spirit» (на фотографии выше) начал работу на поверхности Марса. «Spirit» увяз в песках в апреле 2009 года и не выходил на связь с Землей с марта 2010 года. В настоящее время не известно, жив ли еще этот марсоход.

Между тем, его близнец по имени «Opportunity» в настоящее время исследует 90-метровый в диаметре кратер.

А этот марсоход только готовится к старту.

Это целая марсианская научная лаборатория, которая готовится к отправке на Марс в 2011 году. Она будет в несколько раз больше и тяжелее существующих марсоходов-близнецов.

И наконец, поговорим о звездолётах. Существуют ли они в реальности или это только фантастика? Существуют!

Звездолёт - космический аппарат (космический корабль), способный перемещаться между звёздными системами или даже галактиками.

Для того, чтобы космический аппарат стал звездолётом, достаточно, чтобы он набрал третью космическую скорость. В настоящее время звездолётами такого типа являются покинувшие Солнечную систему аппараты «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1», «Вояджер-2».

Это «Пионер-10 » (США) - беспилотный космический аппарат, предназначенный, главным образом, для изучения Юпитера. Это был первый аппарат, пролетевший мимо Юпитера и сфотографировавший его из космоса. Аппарат-близнец «Пионер-11» исследовал также Сатурн.

Он был запущен 2 марта 1972 года. В 1983 году миновал орбиту Плутона и стал первым запущенным с Земли аппаратом, покинувшим пределы Солнечной системы.

Однако, за пределами Солнечной системы с «Пионером-10» стали происходить загадочные явления. Его начала тормозить сила неизвестного происхождения. Последний сигнал от «Пионера-10» был получен 23 января 2003 года. Сообщалось, что он направляется в сторону Альдебарана. Если с ним ничего не случится по пути, он достигнет окрестностей звезды через 2 миллиона лет. Такой вот долгий полёт... На борту аппарата закреплена золотая пластина, где для инопланетян указано местонахождение Земли, а также записаны ряд изображений и звуков.

Космический туризм

Конечно, многим хочется побывать в космосе, увидеть Землю с высоты, звёздное небо гораздо ближе... Только ли космонавты могут туда отправиться? Не только. Уже несколько лет успешно развивается космический туризм.

В настоящее время единственной используемой целью космического туризма является Международная космическая станция (МКС). Полёты осуществляются при помощи российских космических кораблей Союз. Уже 7 космических туристов удачно совершили свой вояж, пробыв в космосе несколько дней. Последним был Ги Лалиберте́ - основатель и руководитель компании Цирк дю Солей (Цирк Солнца). Правда, путёвка в космос стоит очень дорого, от 20 до 40 миллионов долларов.

Есть и другой вариант. Точнее, скоро будет.

Пилотируемый корабль Спэйс Шип Ту (SpaceShipTwo) (он в середине) поднимают специальным самолетом-катамараном «Белый рыцарь» на высоту 14 км, где отстыковывают от самолёта. После отстыковки должен включаться собственный твердотопливный двигатель, и SpaceShipTwo поднимется на высоту 50 км. Здесь произойдет отключение двигателей, и на высоту 100 км аппарат поднимется по инерции. Затем он разворачивается и начинает падать на Землю, на высоте 20 км крылья аппарата занимают положение для планирования, и SpaceShipTwo приземляется.

Всего 6 минут он будет находиться в космическом пространстве, и его пассажиры (6 человек) смогут ощутить все прелести невесомости и полюбоваться видом из иллюминаторов.

Правда, эти 6 минут тоже будут стоить недёшево - 200 тыс. долларов. Но пилот, совершавший пробный полёт, говорит, что они того стоят. Билеты уже продаются!

В мире фантастики

Итак, мы очень кратко познакомились с основными космическими летательными аппаратами, существующими сегодня. В заключение поговорим о тех аппаратах, существование которых наука пока не подтверждает. В редакции газет, на телевидение, в интернет часто поступают такие фотографии летающих объектов, посещающих нашу Землю.

Что это? Летающая тарелка инопланетного происхождения, чудеса компьютерной графики и что-то ещё? Мы пока не знаем. Но вы-то уж точно узнаете!

Полёты к звёздам всегда привлекали внимание писателей-фантастов, режиссёров, сценаристов.

Вот так выглядит космический летательный аппарат Пепелац в фильме Г.Данелия «Кин-дза-дза».

В сленге специалистов по ракетно-космической технике слово «пепелац» стало с юмором обозначать одноступенчатую ракету-носитель вертикального старта и посадки, а также нелепые и экзотические конструкции космических аппаратов и средств выведения.

Однако, то, что сегодня кажется фантастикой, скоро может стать реальностью. Мы смеёмся до сих пор над любимым фильмом, а американская частная компания решила воплотить эти идеи.

Этот «пепелац» появился через десяток лет после фильма и он, действительно, летал, правда под именем «Roton».

Один из самых известных зарубежных фантастических фильмов - Star Trek (Звёздный путь), киноэпопея из многих частей, созданная Джимом Родденберри. Там команда исследователей космоса отправляется в полёт между галактиками на звездолёте Энтенпрайз.

В честь легендарного Энтерпрайза были названы некоторые реальные космические корабли.

Звездолёт «Вояджер». Более совершенный, продолживший исследовательскую миссию Энтерпрайза.

Материал из Википедии , www.cosmoworld.ru , из новостных лент.

Как видите, реальность и фантастика не так уж далеки друг от друга. В этом полёте вам предстоит создать свой космический летательный аппарат. Вы можете выбрать любую разновидность существующих аппаратов: ракету-носитель, спутник, космический корабль, космическую станцию, планетоход и др. А можете изобразить звездолёт из мира фантастики.

Другие темы в этом полете:

• Виртуальная экскурсия «Космические аппараты»
• Тема 1. Конструируем космические аппараты
• Тема 2. Изображаем космические аппараты

Вакуум, невесомость, жесткое излучение, удары микрометеоритов, отсутствие опоры и выделенных направлений в пространстве -- все это факторы космического полета, практически не встречающиеся на Земле. Чтобы совладать с ними, космические аппараты оснащают множеством приспособлений, о которых в обыденной жизни никто и не задумывается. Водителю, например, обычно не надо заботиться об удержании автомобиля в горизонтальном положении, а для поворота достаточно покрутить баранку. В космосе же перед любым маневром приходится проверять ориентацию аппарата по трем осям, а повороты выполняются двигателями -- ведь нет дороги, от которой можно оттолкнуться колесами. Или вот, например, двигательная установка -- ее упрощенно представляют баками с топливом и камерой сгорания, из которой вырываются языки пламени. Между тем в ее состав входит множество приспособлений, без которых двигатель в космосе не заработает, а то и вовсе взорвется. Все это делает космическую технику неожиданно сложной по сравнению с земными аналогами. Детали ракетного двигателя

На большинстве современных космических аппаратов стоят жидкостные ракетные двигатели. Однако в невесомости непросто обеспечить для них устойчивую подачу топлива. В отсутствие силы тяжести любая жидкость под влиянием сил поверхностного натяжения стремится принять форму шара. Обычно внутри бака образуется множество плавающих шаров. Если компоненты топлива будут поступать неравномерно, чередуясь с газом, заполняющим пустоты, горение будет неустойчивым. В лучшем случае произойдет остановка двигателя -- он буквально «подавится» газовым пузырем, а в худшем -- взрыв. Поэтому для запуска двигателя нужно прижать топливо к заборным устройствам, отделив жидкость от газа. Один из способов «осадить» топливо -- включить вспомогательные двигатели, например, твердотопливные или работающие на сжатом газе. На короткое время они создадут ускорение, и жидкость по инерции прижмется к топливозаборнику, одновременно освободившись от пузырьков газа. Другой способ -- добиться, чтобы первая порция жидкости всегда оставалась в заборнике. Для этого возле него можно поставить сетчатый экран, который за счет капиллярного эффекта будет удерживать часть топлива для запуска двигателя, а когда он заработает, остальное «осядет» по инерции, как в первом варианте.

Но есть и более радикальный способ: залить топливо в эластичные мешки, помещенные внутрь бака, после чего закачивать в баки газ. Для наддува обычно используют азот или гелий, запасая их в баллонах высокого давления. Конечно, это лишний вес, зато при небольшой мощности двигателя можно избавиться от топливных насосов -- давление газа обеспечит подачу компонентов по трубопроводам в камеру сгорания. Для более мощных двигателей без насосов с электрическим, а то и с газотурбинным приводом не обойтись. В последнем случае турбину раскручивает газогенератор -- маленькая камера сгорания, сжигающая основные компоненты или специальное топливо.

Маневрирование в космосе требует высокой точности, а значит, нужен регулятор, который постоянно корректирует расход топлива, обеспечивая расчетную силу тяги. При этом важно поддерживать правильное соотношение горючего и окислителя. Иначе эффективность двигателя упадет, и вдобавок один из компонентов топлива кончится раньше другого. Расход компонентов измеряют, помещая в трубопроводы небольшие крыльчатки, частота вращения которых зависит от скорости потока жидкости. А в маломощных двигателях расход жестко задается калиброванными шайбами, установленными в трубопроводах.

Для безопасности двигательную установку снабжают аварийной защитой, выключающей неисправный двигатель до того, как он взорвется. Управляет ею автоматика, поскольку в экстренных ситуациях температура и давление в камере сгорания могут меняться очень быстро. В целом двигатели и топливно-трубопроводное хозяйство -- объект повышенного внимания в любом космическом аппарате. Запасом топлива во многих случаях определяется ресурс современных спутников связи и научных зондов. Часто создается парадоксальная ситуация: аппарат полностью исправен, но не может работать из-за исчерпания топлива или, например, утечки газа для наддува баков.

Современные космические аппараты становятся все технологичнее и меньше, и запускать такие спутники тяжелыми ракетами невыгодно. Вот тут и пригодится легкий "Союз". Первый старт и начало летных испытаний - уже в будущем году.

Включаю гидравлику. Испытания начинаем. Перегрузка 0,2, частота 11.

Эта платформа - имитация железнодорожного вагона, на ней ценный груз - ракета. Идет проверка топливного бака ракеты "Союз 2-1В" - на прочность.

"Он должен выдержать всё, все нагрузки. Датчики должны показывать, что внутри не произошло какой-то аварийной ситуации", - рассказывает Борис Баранов, заместитель начальника исследовательско-испытательного комплекса ЦСКБ "Прогресс".

Ракету трясут не переставая 100 часов. Уровень нагрузки постоянно растет. В таких испытаниях создают всё, что может произойти в пути от Самары до места пуска - космодрома.

Испытания закончены, всем спасибо.

Так от испытания к испытанию рождается новая ракета. Двухступенчатый легкий носитель "Союз 2 1В" - на финишной прямой. Это собранная первая ступень, та самая, которая отвечает за отрыв ракеты от земли.

Двигатель НК-33 - мощный и очень экономичный.

Двигатель с легендарной историей. В 1968 году в связки из 34 штук он давал невообразимую мощь лунной ракете Н-1, "царь-ракете", которая должна была лететь на Луну.

Уже тогда реактивная тяга двигателя составляла 154 тонны.

"Ракета не пошла, двигатель остался, и сейчас мы используем его для новых разработок. Он прекрасно работает на всех испытаниях", - рассказал первый заместитель генерального директора, генеральный конструктор ЦСКБ "Прогресс" Равиль Ахметов.

Интерес к этому двигателю и в те - годы был огромен. Часть НК-33 купили американцы, испытали их и даже лицензировали. Уже были произведены несколько запусков носителей с этим двигателем по американской космической программе. Спустя десятилетия в стенах российского ЦСКБ "Прогресс" рождается новая ракета с хорошо отработанным сердцем. "По прошествии времени двигатель отработал без замечаний. Мы решили наши заделы, нашу интеллектуальную собственность реализовать в "Союз 2-1В", - рассказал генеральный директор ЦСКБ "Прогресс" Александр Кирилин. С таким привычным названием "Союз", с такой сложной шифровкой "2-1В". Конструкторы утверждают - "Союз" должен быть во всех модификациях, тем более в легкой. Современные космические аппараты - всё технологичнее и меньше, и запускать такие спутники тяжелыми ракетами невыгодно. "Это проект, где фактически отсутствуют боковые блоки, ракета представляет собой центральный блок, но увеличенный в размерах, всё это позволяет реализовать возможность выведения аппаратов легкого класса на орбиты. Уникальность легкого "Союза" в том, что мы его удачно вписали в существующие стартовые сооружения", - поясняет первый заместитель генерального директора, главный инженер ЦСКБ "Прогресс" Сергей Тюлевин. Легкий "Союз" будет доставлять в космос спутники весом до трех тонн. Первый старт и начало летных испытаний - уже в начале будущего года.

2 января 1959 года советская космическая ракета впервые в истории достигла второй космической скорости, необходимой для межпланетных полетов, и вывела на лунную траекторию автоматическую-межпланетную станцию «Луна-1». Это событие положило начало «лунной гонки» между двумя сверхдержавами - СССР и США.

«Луна-1»

2 января 1959 года СССР осуществил пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая вывела на лунную траекторию автоматическую межпланетную станцию «Луна-1». АМС пролетела на расстоянии 6 тыс. км. от лунной поверхности и вышла на гелиоцентрическую орбиту. Целью полёта было достижение «Луной-1» поверхности Луны. Вся бортовая аппаратура работала корректно, но в циклограмму полёта закралась ошибка, и АМП на поверхность Луны не попала. На результативности бортовых экспериментов это не отразилось. В ходе полёта «Луны-1» удалось зарегистрировать внешний радиационный пояс Земли, впервые измерить параметры солнечного ветра, установить отсутствие у Луны магнитного поля и провести эксперимент по созданию искусственной кометы. К тому же «Луна-1» стала космическим аппаратом, который сумел достичь второй космической скорости, преодолел земное притяжение и стал искусственным спутником Солнца.

«Пионер-4»

3 марта 1959 с космодрома на мысе Канаверал был запущен американский космический аппарат «Пионер-4», который первым совершил облёт Луны. На его борту были установлены счётчик Гейгера и фотоэлектрический сенсор для фотографирования лунной поверхности. Космический аппарат пролетел на расстоянии 60 тыс. километров от Луны на скорости 7,230 км/с. На протяжении 82 часов «Пионер-4» передавал на Землю данные о радиационной обстановке: в лунных окрестностях радиации обнаружено не было. «Пионер-4» стал первым американским космическим аппаратом, которому удалось преодолеть земное притяжение.

«Луна-2»

12 сентября 1959 года с космодрома Байконур стартовала автоматическая межпланетная станция «Луна-2», которая стала первой в мире станцией, достигшей поверхности Луны. Собственной двигательной установки у АМК не было. Из научного оборудования на «Луна-2» были установлены счётчики Гейгера, сцинтилляционные счётчики, магнитометры и детекторы микрометеоритов. «Луна-2» доставила на лунную поверхность вымпел с изображением герба СССР. Копию этого вымпела Н.С. Хрущев вручил президенту США Эйзенхауэру. Стоит отметить, что СССР демонстрировал модель «Луна-2» на различных европейских выставках, и ЦРУ смогло получить неограниченный доступ к модели для изучения возможных характеристик.

«Луна-3»

4 октября 1959 года с Байконура стартовала АМС «Луна-3», целью которой было изучение космического пространства и Луны. В ходе этого полёты впервые в истории были получены фото обратной стороны Луны. Масса аппарата «Луна-3» - 278,5 кг. На борту космического аппарата были установлены системы телеметрической, радиотехнической и фототелеметрической ориентации, позволявшие ориентироваться относительно Луны и Солнца, система энергопитания с солнечными батареями и комплекс научной аппаратуры с фотолабораторией.

«Луна-3» совершила 11 оборотов вокруг Земли, а затем вошла в земную атмосферу и прекратила своё существование. Несмотря на низкое качество снимков, полученные фотографии обеспечили СССР приоритет в наименовании объектов на поверхности Луны. Так на карте Луны появились цирки и кратеры Лобачевского, Курчатова, Герца, Менделеева, Попова, Склодовской-Кюри и лунное море Москвы.

«Рейнджер-4»

23 апреля 1962 года с мыса Канаверал стартовала американская автоматическая межпланетная станция Рейнджер-4. АМС несла капсулу весом 42,6 кг, содержавшую магнитный сейсмометр и гамма- спектрометр. Американцы планировали произвести сброс капсулы в районе Океана Бурь и в течение 30 суток проводить исследования. Но бортовая аппаратуры вышла из строя, и Рейнджер-4 не смог обрабатывать команды, которые поступали с Земли. Продолжительность полёта АМС «Рейнджер-4» 63 часа и 57 минут.

«Луна-4С»

4 января 1963 года ракета-носитель «Молния» вывела на орбиту АМС «Луна-4С», которая должна была впервые в истории космических полётов совершить мягкую посадку на поверхность Луны. Но старт в сторону Луны по техническим причинам не произошёл, и 5 января 1963 года «Луна-4С» вошла в плотные слои атмосферы и прекратила существование.

Рейнджер-9

21 марта 1965 года американцы запустили Рейнджер-9, целью полёта которого было получение детальных фото лунной поверхности на последних минутах перед жёсткой посадкой. Аппарат был сориентирован таким образом, чтобы центральная ось камер полностью совпадала с вектором скорости. Это должно было позволить избежать «смазывания изображения».

За 17,5 минут до падения (расстояние до поверхности Луны составляло 2360 км) удалось получить 5814 телевизионных изображений лунной поверхности. Работа Рейнджера-9 получила высшие оценки мирового научного сообщества.

«Луна-9»

31 января 1966 года с Байконура стартовала советская АМС «Луна-9», которая 3 февраля совершила первую мягкую посадку на Луне. АМС прилунился в Океане Бурь. Со станцией состоялось 7 сеансов связи, продолжительность которых составляла более 8 часов. Во время сеансов связи «Луна-9» передавала панорамные изображения лунной поверхности вблизи места посадки.

«Аполлон-11»

16-24 июля 1969 года состоялся полёт американского пилотируемого космического корабля серии «Аполлон». Этот полёт знаменит в первую очередь тем, что земляне впервые в истории совершили посадку на поверхность космического тела. 20 июля 1969 года в 20:17:39 лунный модуль корабля на борту с командиром экипажа Нилом Армстронгом и пилотом Эдвином Олдрином прилунился в юго-западной части Моря Спокойствия. Астронавты совершили выход на лунную поверхность, который продолжался 2 часа 31 минуту 40 секунд. Пилот командного модуля Майкл Коллинз ждал их на окололунной орбите. Астронавтами в месте посадки был установлен флаг США. Американцы разместили на поверхности Луны комплект научных приборов и собрали 21,6 кг образцов лунного грунта, который доставили на Землю. Известно, что после возвращения члены экипажа и лунные образцы прошли строгий карантин, не выявивший никаких лунных микроорганизмов.

«Аполлон-11» привёл к достижению цели, поставленной президентом США Джоном Кеннеди – осуществить высадку на Луну, обогнав в лунной гонке СССР. Стоит отметить, что факт высадки американцев на поверхность Луны вызывает у современных учёных сомнения.

«Луноход-1»

10 ноября 1970 с космодрома Байконур АМС «Луна-17». 17 ноября АМС прилунилась в Море Дождей, и на лунный грунт съехал первый в мире планетоход – советский дистанционно-управляемый самоходный аппарат «Луноход-1», который был предназначен для исследования Луны и проработал на Луне 10,5 месяцев (11 лунных дней).

За время работы «Луноход-1» преодолел 10 540 метров, двигаясь со скоростью 2 км/ч, и обследовал площадь 80 тыс. кв.м. Он передал на землю 211 лунных панорам и 25 тыс. фото. За 157 сеансов с Землёй «Луноход-1» принял 24 820 радиокоманд и произвёл химический анализ грунта в 25 точках.

15 сентября 1971 года ресурс изотопного источника тепла исчерпался, и температура внутри герметичного контейнера лунохода начала падать. 30 сентября аппарат на связь не вышел, а 4 октября учёные прекратили попытки войти с ним в контакт.

Стоит отметить, что битва за Луну продолжается и сегодня: космические державы разрабатывают самые невероятные технологии, планируя .

Союз ТМА-6

Космический аппарат (КА) - общее название технических устройств, используемых для выполнения разнообразных задач в космическом пространстве, а также проведения исследовательских и иного рода работ на поверхности различных небесных тел. Средствами доставки космических аппаратов на орбиту служат ракеты-носители или самолёты.

Космический аппарат, одной из основных задач которого является транспортировка людей или оборудования в верхней части земной атмосферы - так называемом, ближнем космосе, называют космическим кораблём (КК) или космическим летательным аппаратом (КЛА).

Области использования космических аппаратов обуславливают их разделение по следующим группам:

суборбитальные;
околоземные орбитальные, движущиеся по геоцентрическим орбитам искусственных спутников Земли;
межпланетные (экспедиционные);
напланетные.

Принято различать автоматические спутники (ИСЗ) и пилотируемые космические аппараты. К пилотируемым космическим аппаратам, в частности относят все виды пилотируемых космических кораблей (КК) и орбитальных космических станций (ОС). (Несмотря на то, что современные орбитальные станции совершают свой полёт в области ближнего космоса, и формально могут называться «Космическими летательными аппаратами», в сложившейся традиции, их называют «Космическими аппаратами».)

Название «Космический летательный аппарат» иногда также используется для обозначения активных (то есть маневрирующих) ИСЗ, с целью подчёркивания их отличий от пассивных спутников. В большинстве же случаев значения терминов «Космический летательный аппарат» и «Космический аппарат» синонимичны и взаимозаменяемы.

В активно исследуемых в последнее время проектах создания орбитально-гиперзвуковых летательных аппаратов как частей авиационно-космических систем (АКС) часто используют ещё названия воздушно-космический аппарат (ВКА), обозначая космопланы и космолёты АКС, предназначенные для выполнения управляемого полёта, как в безвоздушном космическом пространстве, так и в плотной атмосфере Земли.

В то время как стран, имеющих ИСЗ - несколько десятков, наиболее сложные технологии автоматических возвращаемых и межпланетных КА освоили всего несколько стран - СССР/Россия, США, Китай, Япония, Индия, Европа/ESA. Пилотируемые КК имеют только первые три из них (кроме того, Япония и Европа имеют КА, посещаемые людьми на орбите, в виде модулей и грузовиков МКС). Также только первые три из них имеют технологии перехвата ИСЗ на орбите (хотя Япония и Европа близки к ней ввиду проведения стыковок).

В 2005 году состоялось 55 запусков космических аппаратов (самих аппаратов было больше, так как за один запуск может выводиться несколько аппаратов). На долю России пришлось 26 запусков. Число коммерческих запусков составило 18.

Космический аппарат

По режиму работы различают следующие типы космических аппаратов:

искусственные спутники Земли - общее название всех аппаратов, находящихся на геоцентрической орбите, то есть вращающихся вокруг Земли
автоматические межпланетные станции (космические зонды) - аппараты, осуществляющие перелёт между Землёй и другими космическими телами ; при этом они могут как выходить на орбиту вокруг изучаемого тела, так и исследовать их с пролётных траекторий, некоторые аппараты после этого направляются за пределы Солнечной системы
космические корабли, автоматические или пилотируемые, - используются для доставки грузов и человека на орбиту Земли; существуют планы полётов на орбиты других планет
орбитальные станции - аппараты, предназначенные для долговременного пребывания и работы людей на орбите Земли
спускаемые аппараты - используются для доставки людей и материалов с орбиты вокруг или межпланетной траектории на поверхность планеты
планетоходы - автоматические лабораторные комплексы или транспортные средства, для перемещения по поверхности планеты и другого небесного тела

По наличию функции возвращения:

Возвращаемые - предусматривают возвращения людей и материалов на Землю, осуществляя мягкую либо жёсткую посадку
Невозвращаемые - при выработке ресурса обычно сходят с орбиты и сгорают в атмосфере

По выполняемым функциям выделяют следующие классы:

метеорологические
навигационные
спутники связи, телевещания, телекоммуникационные спутники
научно-исследовательские
геофизические
геодезические
астрономические
дистанционного зондирования Земли
разведывательные и военные спутники
другие
Многие космические аппараты выполняют сразу несколько функций.

Также по массовым характеристикам:

фемто- - до 100 г
пико- - до 1 кг
нано- - 1-10 кг
микро- - 10-100 кг
мини- - 100-500 кг
малые - 500-1000 кг
большие - более 1000 кг

В общем случае, в полёте космического аппарата выделяются участок выведения, участок орбитального полёта и участок посадки. На участке выведения космический аппарат должен приобрести необходимую космическую скорость в заданном направлении. Орбитальный участок характеризуется инерциальным движением аппарата в соответствии с законами небесной механики. Посадочный участок призван погасить скорость возвращающегося аппарата до допустимой посадочной скорости.

Космический аппарат состоит из нескольких составных частей, прежде всего - это целевая аппаратура, которая обеспечивает выполнение стоящей перед космическим аппаратом задачи. Помимо целевой аппаратуры обычно присутствует целый ряд служебных систем, которые обеспечивают длительное функционирование аппарата в условиях космического пространства, это: системы энергообеспечения, терморегуляции, радиационной защиты, управления движением, ориентации, аварийного спасения, посадки, управления, отделения от носителя, разделения и стыковки, бортового радиокомплекса, жизнеобеспечения. В зависимости от выполняемой космическим аппаратом функции отдельные из перечисленных служебных систем могут отсутствовать, например, спутники связи не имеют систем аварийного спасения, жизнеобеспечения.

Подавляющее большинство систем космического аппарата требуют электропитания, в качестве источника электроэнергии обычно используется связка из солнечных батарей и химических аккумуляторов. Реже используются иные источники, такие как топливные элементы, радиоизотопные батареи, ядерные реакторы, одноразовые гальванические элементы.

Космический аппарат непрерывно получает тепло от внутренних источников (приборы, агрегаты и т. д.) и от внешних: прямого солнечного излучения, отражённого от планеты излучения, собственного излучения планеты, трения об остатки атмосферы планеты на высоте аппарата. Также аппарат теряет тепло в виде излучения. Многие узлы космических аппаратов требовательны к температурному режиму, не терпят перегрева или переохлаждения. Поддержанием баланса между получаемой тепловой энергией и её отдачей, перераспределением тепловой энергией между конструкциями аппарата и таким образом обеспечением заданной температуры занимается система обеспечения теплового режима.

Система управления космического аппарата – осуществляет управление двигательной установкой аппарата с целью обеспечения ориентации аппарата, выполнения манёвров. Обычно имеет связи с целевой аппаратурой, другими служебными подсистемами с целью контроля и управления их состоянием. Как правило, способна обмениваться посредством бортового радиокомплекса с наземными службами управления.

Для обеспечения контроля состояния космического аппарата, управления, передачи информации с целевой аппаратуры требуется канал связи с наземным комплексом управления. В основном для этого используется радиосвязь. При большом удалении КА от Земли требуются остронаправленные антенны и системы их наведения.

Система жизнеобеспечения необходима для пилотируемых КА, а также для аппаратов, на борту которых осуществляются биологические эксперименты. Включает запасы необходимых веществ, а также системы регенерации и утилизации.

Система ориентации космического аппарата включает устройства определения текущей ориентации КА (солнечный датчик, звёздные датчики и т. п.) и исполнительные органы (двигатели ориентации и силовые гироскопы).

Двигательная установка космического аппарата позволяет менять скорость и направление движения КА. Обычно используется химический ракетный двигатель, но это могут быть и электрические, ядерные и другие двигатели; может применяться также солнечный парус.

Система аварийного спасения космического аппарата характерна для пилотируемых космических аппаратов, а также для аппаратов с ядерными реакторами (УС-А) и ядерными боезарядами (Р-36орб).

План работы

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ФОТОН

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ КОСМИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ И БИОЛОГИИ БИОН

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ЗЕМЛИ И КОНТРОЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ СЕРИИ РЕСУРС-Ф

Для исследования природных ресурсов Земли и контроля окружающей среды разработана космическая система Ресурс-Ф, которая включает в себя КА Ресурс-Ф1 и Ресурс-Ф2, являющиеся КА серии Зенит третьего поколения.

Общий вид КА Ресурс-Ф1 приведен на рис. 1. Аппарат периодически запускается с 1981г. РН Союз. Масса КА 6300 кг, масса научной аппаратуры 800 кг.

Вначале КА Ресурс-Ф1 выводится РН на промежуточную орбиту. Далее с использованием КДУ формируется рабочая орбита в диапазоне высот 250 - 400 км и наклонением к плоскости экватора 63…83°. Параметры рабочих орбит выбираются из условия обеспечения сплошного покрытия поверхности Земли полосами захвата фотоаппаратуры с необходимым поперечным перекрытием на заданной географической широте. Поддержание заданного значения поперечного перекрытия в процессе полета КА осуществляется за счет проведения соответствующих маневров на орбите.

КА Ресурс-Ф1 может находиться на орбите до 25 суток. Из них 11 суток аппарат находится в дежурном режиме, т.е. с выключенными системой ориентации и некоторыми другими бортовыми системами. Наличие дежурного режима позволяет увеличить срок существования КА на орбите и обеспечивает 2-х кратное покрытие части межвиткового интервала, используемое для повторного фотографирования.

Наряду с выполнением основной задачи полета - проведения фотосъемок поверхности Земли, КА типа Ресурс-Ф способен выводить на орбиту научную аппаратуру для проведения различных экспериментов в условиях космического пространства.

Научная аппаратура может находиться в спускаемом аппарате и в контейнере научной аппаратуры, установленном на поверхности СА. Научная аппаратура работает в космосе при открытой крышке контейнера. Перед спуском крышка закрывается, и научная аппаратура доставляется на Землю. Установленная снаружи КА научная аппаратура не возвращается на Землю, информация с нее может передаваться только по радиотелеметрической системе.

1 – бленда звездного фотоаппарата; 2 – спускаемый аппарат; 3 – тормозная двигательная установка; 4 – корректирующая двигательная установка; 5 – приборный отсек

В комплекс исследовательской аппаратуры КА зондирования включены:

Три широкоформатных топографических аппарата КАТЭ-200 с размером кадра 180х180 мм и фокусным расстоянием 200 мм для съемок в спектральных диапазонах 510 ‑ 600, 600 ‑ 700, 700 ‑ 850 нм, позволяющие получать синхронные снимки территорий с разрешением до 15 ‑ 20 м (в каждом аппарате по 1800 кадров);

Два длиннофокусных широкоформатных аппарата КФА-1000 с размером кадра 300х300 мм и фокусным расстоянием 1000 мм, ведущие съемку в спектральном диапазоне 570 ‑ 800 нм, позволяющие получать спектрозональные снимки (в каждом аппарате по 1200 кадров) с разрешением до 6 - 8 м, которое последующей обработкой может быть улучшено до 2 - 4 м.

В составе фотоаппаратуры КА имеется звездный аппарат для определения элементов внешнего ориентирования КА (фотографирование звезд до 5 звездной величины) с целью координатной привязки осей космического аппарата в пространстве в момент выполнения съемки и анализа особенностей его перемещения- Точность определения углового положения составляет 40 - 60.

Бортовой комплекс управления КА обеспечивает проведение многозональной (КАТЭ-200) и спектрозональной (КФА-1000) съемок совместно и по отдельности (предусмотренно шесть различных режимов работы, отличающихся друг от друга числом одновременно включаемых фотокамер).

Ширина полосы фотографирования и фотографируемая площадь с высоты 250 км составляет соответственно 225 км и 27 млн. км 2 при многозональной съемке и 147 км и 16 млн. км 2 при спектрозональной съемке.

Следует отметить, что диапазон широт наблюдения (±83°) обеспечивает практически глобальный обзор территории земного шара. Во время полета с наземных пунктов осуществляется управление и телеметрический контроль работы космического аппарата.

С помощью КА типа Ресурс-Ф1 обеспечивается получение высококачественной картографической информации в масштабах 1: 1000000 и 1: 200000.

Основные технические характеристики КА Ресурс-Ф1 и фотоаппаратуры приведены в табл.1 и 2.

Схема фотографирования КА Ресурс-Ф1 показана на рис.2.

Космический аппарат Ресурс-Ф2, общий вид которого показан на рис. 3, запускается с 1988г. РН Союз и обеспечивает синхронную многозональную и спектрозональную (или цветную) фотосъемку поверхности Земли с высоким разрешением. Аппарат функционирует на околокруговых орбитах в диапазоне высот 210…450 км с наклонением орбиты к плоскости экватора 63°…83° Масса КА Ресурс-Ф2 6300…6450 кг.

В отличие от КА Ресурс-Ф1 в космическом аппарате Ресурс-Ф2 используется система электропитания на базе солнечной энергетической установки, что позволяет увеличить время активного существования до 30 суток. В КА установлена высокоинформативная многозональная фотокамера МК-4, которая обеспечивает фотографирование в четырех зонах спектра из шести возможных (см. табл.1). МК-4 позволяет получать многозональные снимки с разрешением 5-8 м, спектрозональные снимки с разрешением 8-12 м. В каждый кадр снимка впечатывается необходимая информация: номер кадра, код бортового времени, значение фактической выдержки, координатные кресты, фотометрический клин (устройство для ослабления светового потока).

В составе фотоаппаратуры КА Ресурс-Ф2 имеется звездная камера для определения элементов внешнего ориентирования КА. Фотоаппаратура позволяет при необходимости проводить многозональную съемку в сочетании со спектрозональной и цветной фотосъемкой.

Время активного существования (до 30 суток) дает возможность осуществить двух - трехкратное покрытие всего межвиткового интервала, поэтому здесь не предусматривается дежурный режим.

Основные технические характеристики КА Ресурс-Ф2 и фотокамеры МК-4 приведены в таблицах 3.1 и 3.2.

С помощью КА Ресурс-Ф2 возможно картографирование земной поверхности в масштабе 1: 50 000. Проведение фотосъемок с заданным продольным перекрытием обеспечивает стереоскопичность снимков.

Доставка информации на Землю осуществляется, как и в КА Ресурс-Ф1 в спускаемом аппарате.

На КА Ресурс-Ф2 может устанавливаться дополнительная исследовательская аппаратура.

1 – спускаемый аппарат; 2 – бленда звездного фотоаппарата; 3 – тормозная двигательная установка; 4 – корректирующая двигательная установка; 5 – солнечные батареи; 6 ‑ приборный отсек.

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ФОТОН

Разработан в ЦСКБ (г. Самара) на базе ИСЗ серии Зенит. Запуск осуществляется РН Союз. Один из последних аппаратов функционировал 18 суток на орбите с высотой апогея 383 км, высотой перигея 228 км, наклонением i = 62.8°.

КА предназначен для проведения экспериментов по получению в условиях микрогравитации кристаллов белков и полупроводниковых материалов, отработки технологии их опытно-промышленного производства (установки Сплав, Каштан). Наряду с советскими установками для производства на орбите материалов с улучшенными свойствами на борту КА Фотон устанавливалась (4-20 октября 1991г.) немецкая (эксперимент Козима-4) и французская (эксперимент Седекс) аппаратура для проведения аналогичных работ. Имеются планы использования КА Фотон в рамках программы EuroKosmos для проведения полетов с размещением на борту оборудования для проведения исследований в условиях микрогравитации с последующим возвращением результатов в спускаемом аппарате. Предполагается завершить модификацию спускаемого аппарата КА Фотон, установив на нем дополнительную привязную возвращаемую микрокапсулу Мирка, которая в ходе полета будет разворачиваться на орбите с помощью троса длиной 30-50 м.

КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ КОСМИЧЕСКОЙМЕДИЦИНЫ И БИОЛОГИИ БИОН

Разработан в ЦСКБ (г.Самара) на базе КА серии Зенит. Основной внешний отличительный признак - отсутствие носовой корректирующей двигательной установки, вместо которой установлен отсек с дополнительной полезной нагрузкой (рис. 5.1).

К настоящему времени проведено 10 запусков биологических КА (1966-1993г.). Последний из КА этой серии Космос 2229 (Бион-10) запущен РН Союз 29 декабря 1993г. и выведен на орбиту с параметрами: высота апогея - 396.8 км, высота перигея - 226 км, наклонение орбиты - 62.8° период обращения - 90.4 мин.

Ведущее предприятие по разработке и изготовлению комплекса научной аппаратуры - специальное конструкторско-технологическое бюро Биофизприбор Минздрава РФ (г. Санкт-Петербург). Для реализации программы научных экспериментов в полете биоспутника был создан комплекс аппаратуры, включающий:

Две капсулы БИОС-Примат для обеспечения условий содержания и проведения исследований на обезьянах;