Касмічны апарат

Матэрыял з Вікіпедыі - вольнай энцыклапедыі
Перайсці да навігацыі Перайсці да пошуку
Камандзір касмічнага карабля - спадарожніка Павел Бяляеў і Аляксей Лявонаў на паштовым блоку СССР " Усход-2" . Трыумф Краіны Саветаў», 1965 год, таксама намаляваны сам касмічны карабель - спадарожнік «Усход-2».

Касмічны апарат ( КА ) - агульная назва тэхнічных прылад, якія выкарыстоўваюцца для выканання разнастайных задач у касмічнай прасторы , а таксама правядзення даследчых і іншага роду работ на паверхні нябесных цел .

Падпадзяляюцца на непілатуемыя ( ИСЗ , АМС ) і пілатуемыя касмічныя апараты (касмічны карабель, арбітальная станцыя ).

Сродкамі дастаўкі касмічных апаратаў на арбіту служаць ракеты-носьбіты ці самалёты .

Агульная інфармацыя

Касмічны апарат, адной з асноўных задач якога з'яўляецца транспарціроўка людзей або абсталявання ў верхняй частцы зямной атмасферы - так званым, блізкім космасе , называюць касмічным караблём (КК) або касмічным лятальным апаратам (КЛА) [1] [2] .

Вобласці выкарыстання касмічных апаратаў абумоўліваюць іх падзел па наступных групах:

  • субарбітальныя;
  • калязямныя арбітальныя, якія рухаюцца па геацэнтрычных арбітах штучных спадарожнікаў Зямлі ;
  • міжпланетныя (экспедыцыйныя);
  • напланетныя.

Прынята адрозніваць аўтаматычныя спадарожнікі (ИСЗ) Зямлі і пілатуемыя касмічныя апараты . Да пілатуемых касмічных апаратаў, у прыватнасці адносяць усе віды пілатуемых касмічных караблёў (КК) і арбітальных касмічных станцый (АС). (Нягледзячы на ​​тое, што сучасныя арбітальныя станцыі здзяйсняюць свой палёт у вобласці блізкага космасу, і фармальна могуць звацца "Касмічнымі лятальнымі апаратамі", у якая склалася традыцыі, іх завуць "Касмічнымі апаратамі".)

Назва «Касмічны лятальны апарат» часам таксама выкарыстоўваецца для абазначэння актыўных (гэта значыць манеўравальных) ИСЗ, з мэтай падкрэслення іх адрозненняў ад пасіўных спадарожнікаў. У большасці ж выпадкаў значэння тэрмінаў "Касмічны лятальны апарат" і "Касмічны апарат" сінанімічныя і ўзаемазаменныя.

У актыўна доследных у апошні час праектах стварэння арбітальна- гіпергукавых лятальных апаратаў як частак авіяцыйна-касмічных сістэм (АКС) часта выкарыстоўваюць яшчэ назвы паветрана-касмічны апарат (ВКА), пазначаючы касмапланы і касмалёты АКС, прызначаныя для выканання кіраванага палёту, як у беспаветранай косм прасторы, так і ў шчыльнай атмасферы Зямлі.

У той час як краін, якія маюць ИСЗ - некалькі дзясяткаў, найбольш складаныя тэхналогіі аўтаматычных якія вяртаюцца і міжпланетных КА асвоілі ўсяго некалькі краін - СССР / Расія , ЗША , Кітай , Японія , Індыя , Еўропа / ESA . Пілатуемыя КК маюць толькі першыя тры з іх (акрамя таго, Японія і Еўропа маюць КА, наведвальныя людзьмі на арбіце, у выглядзе модуляў і грузавікоў МКС ). Таксама толькі першыя тры з іх маюць тэхналогіі перахопу ИСЗ на арбіце (хоць Японія і Еўропа блізкія да яе з прычыны правядзення стыковак ).

У 2005 годзе адбылося 55 запускаў касмічных апаратаў (самых апаратаў было больш, бо за адзін запуск можа выводзіцца некалькі апаратаў). На долю Расіі прыпала 26 запускаў. Колькасць камерцыйных запускаў склала 18.

Класіфікацыя

Па рэжыме працы адрозніваюць наступныя тыпы касмічных апаратаў [3] :

  • штучныя спадарожнікі Зямлі - агульная назва ўсіх апаратаў, якія знаходзяцца на геацэнтрычнай арбіце , гэта значыць якія верцяцца вакол Зямлі.
  • аўтаматычныя міжпланетныя станцыі (касмічныя зонды) — апараты, якія ажыццяўляюць пералёт паміж Зямлёй і іншымі касмічнымі целамі Сонечнай сістэмы ; пры гэтым яны могуць як выходзіць на арбіту вакол якое вывучаецца цела, так і даследаваць іх з пралётных траекторый, некаторыя апараты пасля гэтага накіроўваюцца за межы Сонечнай сістэмы.
  • касмічныя караблі , аўтаматычныя або пілатуемыя, - выкарыстоўваюцца для дастаўкі грузаў і чалавека на арбіту Зямлі; існуюць планы палётаў на арбіты іншых планет
  • арбітальныя станцыі - апараты, прызначаныя для доўгачасовага знаходжання і працы людзей на арбіце Зямлі
  • якія спускаюцца апараты - выкарыстоўваюцца для спуску карыснай нагрузкі з арбіты штучнага спадарожніка або з міжпланетнай траекторыі і мяккай пасадкі на паверхню Зямлі або іншага нябеснага цела. Карыснай нагрузкай з'яўляюцца людзі, стацыянарныя даследчыя станцыі, планетаходы і т. д.
  • планетаходы - аўтаматычныя лабараторныя комплексы або транспартныя сродкі , для перамяшчэння па паверхні планеты і іншага нябеснага цела

Па наяўнасці функцыі вяртання:

  • Якія вяртаюцца - прадугледжваюць вяртання людзей і матэрыялаў на Зямлю, ажыццяўляючы мяккую або цвёрдую пасадку.
  • Невяртаемыя – пры выпрацоўцы рэсурсу звычайна сходзяць з арбіты і згараюць у атмасферы, альбо пераводзяцца на арбіту пахавання .

Па выкананых функцый вылучаюць наступныя класы [4] :

Многія касмічныя апараты выконваюць адразу некалькі функцый.

Таксама па масавых характарыстыках:

Асаблівасці палёту

У агульным выпадку, у палёце касмічнага апарата вылучаюцца ўчастак вывядзення, участак арбітальнага палёту і ўчастак пасадкі . На ўчастку вывядзення касмічны апарат павінен набыць неабходную касмічную хуткасць у зададзеным напрамку. Арбітальны ўчастак характарызуецца інерцыйным рухам апарата ў адпаведнасці з законамі нябеснай механікі . Пасадачны ўчастак закліканы пагасіць хуткасць апарата, які вяртаецца, да дапушчальнай пасадачнай хуткасці.

Бартавыя сістэмы

Касмічны апарат складаецца з некалькіх складовых частак, перш за ўсё - гэта мэтавая апаратура, якая забяспечвае выкананне якая стаіць перад касмічным апаратам задачы. Апроч мэтавай апаратуры звычайна прысутнічае цэлы шэраг службовых сістэм, якія забяспечваюць працяглае функцыянаванне апарата ва ўмовах касмічнай прасторы , гэта: сістэмы энергазабеспячэння, тэрмарэгуляцыі, радыяцыйнай абароны, кіраванні рухам, арыентацыі, аварыйнага выратавання, пасадкі, кіраванні, аддзяленні ад носьбіта, падзелы. бартавога радыёкомплексу, жыццезабеспячэння. У залежнасці ад выкананай касмічным апаратам функцыі асобныя з пералічаных службовых сістэм могуць адсутнічаць, напрыклад, спадарожнікі сувязі не маюць сістэм аварыйнага выратавання, жыццезабеспячэння.

Сістэма электразабеспячэння

Пераважная большасць сістэм касмічнага апарата патрабуюць электрасілкавання, у якасці крыніцы электраэнергіі звычайна выкарыстоўваецца звязак з сонечных батарэй і хімічных акумулятараў . Радзей выкарыстоўваюцца іншыя крыніцы, такія як паліўныя элементы , радыеізатопныя батарэі , ядзерныя рэактары , аднаразовыя гальванічныя элементы .

Сістэма забеспячэння тэмпературнага рэжыму

Касмічны апарат бесперапынна атрымлівае цеплыню ад унутраных крыніц (прыборы, агрэгаты і т. д.) і ад вонкавых: прамога сонечнага выпраменьвання, адлюстраванага ад планеты выпраменьвання, уласнага выпраменьвання планеты, трэнні аб рэшткі атмасферы планеты на вышыні апарата. Таксама апарат губляе цеплыню ў выглядзе выпраменьвання. Многія вузлы касмічных апаратаў патрабавальныя да тэмпературнага рэжыму, не церпяць перагрэву ці пераахаладжэння. Падтрыманнем балансу паміж атрымоўванай цеплавой энергіяй і яе аддачай, пераразмеркаваннем цеплавой энергіяй паміж канструкцыямі апарата і такім чынам забеспячэннем зададзенай тэмпературы займаецца сістэма забеспячэння цеплавога рэжыму.

Сістэма кіравання

Ажыццяўляе кіраванне рухальнай усталёўкай апарата з мэтай забеспячэння арыентацыі апарата, выкананні манеўраў. Звычайна мае сувязі з мэтавай апаратурай, іншымі службовымі падсістэмамі з мэтай кантролю і кіраванні іх станам. Як правіла, здольная абменьвацца пасродкам бартавога радыёкомплексу з наземнымі службамі кіравання.

Сістэма сувязі

Для забеспячэння кантролю стану касмічнага апарата, кіраванні, перадачы інфармацыі з мэтавай апаратуры патрабуецца канал сувязі з наземным комплексам кіравання. У асноўным для гэтага выкарыстоўваецца радыёсувязь . Пры вялікім выдаленні КА ад Зямлі патрабуюцца востранакіраваныя антэны і сістэмы іх навядзення.

Сістэма жыццезабеспячэння

Неабходная для пілатуемых КА, а таксама для апаратаў, на борце якіх ажыццяўляюцца біялагічныя эксперыменты. Уключае запасы неабходных рэчываў, а таксама сістэмы рэгенерацыі і ўтылізацыі.

Сістэма арыентацыі

Уключае прылады вызначэння бягучай арыентацыі КА ( сонечны датчык , зорныя датчыкі і т. п.) і выканаўчыя органы (рухавікі арыентацыі і сілавыя гіраскопы).

Рухальная ўстаноўка

Дазваляе мяняць хуткасць і кірунак руху КА. Звычайна выкарыстоўваецца хімічны ракетны рухавік , але гэта могуць быць і электрычныя , ядзерныя і іншыя рухавікі; можа прымяняцца таксама сонечны ветразь .

Сістэма аварыйнага выратавання

Характэрна для пілатуемых касмічных апаратаў , а таксама для апаратаў з ядзернымі рэактарамі ( УС-А ) і ядзернымі боезарадаў ( Р-36орб ).

Касмічныя караблі ў фантастыцы

Засваенне касмічнай прасторы з'яўляецца адным з галоўных сюжэтаў навуковай фантастыкі . У прыватнасці, навуковая фантастыка апісвае магчымыя тыпы і класы касмічных караблёў і фактычна высоўвае гіпотэзы аб характары іх эксплуатацыі. Касмічныя караблі для перамяшчэння ўнутры зорнай сістэмы, у прыватнасці паміж планетамі, называюцца ў некаторых аўтараў планеталётамі . Як правіла, яны выкарыстоўваюць рэактыўную цягу , падобна сучасным касмічным апаратам. Аднак, у адрозненне ад іх, навукова-фантастычныя планеталёты (як і перспектыўныя) ствараюць рэактыўную цягу , выкарыстоўваючы тэхналагічна больш прагрэсіўныя рухавікі (у прыватнасці: імпульсныя, іённыя, ядзерныя, тэрмаядзерныя). Часам такія караблі называюцца проста ракетамі .

Для перасоўванняў на міжзоркавыя і міжгалактычныя адлегласці служаць зоркалёты . Сучасная тэхналогія не дазваляе ствараць апараты для міжзоркавых перасоўванняў, якія валодаюць прымальнай хуткасцю . У навуковай фантастыцы фігуруюць як дасветлавыя (якія рухаюцца на дасветлавых хуткасцях), так і звышсветлавыя караблі (якія рухаюцца са звышсветлавой хуткасцю ). Дасветлавыя зоркалёты могуць выкарыстоўваць у якасці маршевых рухавікоў фатонную ўстаноўку. У звышсветлавых зоркалётах найбольш часта выкарыстоўваюцца гіпер- (для перамяшчэння ў подпространстве ) або варп-рухавікі (скрыўляльныя прастору, навакольнае карабель). Найбольш яркі прыклад зоркалётаў з гіперрухавікамі - зоркалёты ў фільме " Зорныя вароты " і серыяле " Зорныя вароты: SG-1 " (напрыклад, зямныя караблі класа "BC-304" "Дэдал". Прыклад зоркалётаў на варп-рухавіках - зоркалёты ў серыялах фільмах Зорны Шлях (напрыклад, усе Энтэрпрайзы і класы караблёў, да якіх яны прыналежаць).Адзін з першых касмічных караблёў («Срэбная каралева») згадвае Айзек Азімаў у апавяданні У палоне ў Весты ( 1938 ).

Глядзіце таксама

Нататкі

  1. Касмічны карабель // Вялікая савецкая энцыклапедыя : [у 30 т.] / гл. рэд. А. М. Прохараў . - 3-е выд. - М . : Савецкая энцыклапедыя, 1969-1978.
  2. Касмічны лятальны апарат // Вялікая савецкая энцыклапедыя : [у 30 т.] / гл. рэд. А. М. Прохараў . - 3-е выд. - М . : Савецкая энцыклапедыя, 1969-1978.
  3. Класіфікацыя касмічных апаратаў
  4. Гушчын В. Н. Асновы прылады касмічных апаратаў: Падручнік для ВНУ . - М . : Машынабудаванне, 2003. - 272 с. - ISBN 5-217-01301-X .

Спасылкі