Техника

Библиотека

наука

Современные технологии и производство

Детская энциклопедия
оглавление

От орбитальных станций к "эфирным поселениям"

Искусственные спутники Земли оказывают большую помощь науке и народному хозяйству. Однако каждый спутник работает строго по заложенной в него на Земле программе. Совместить разные специальности, создать спутник, работающий в разных областях знаний, очень трудно. Кроме того, автомат на орбите не способен правильно оценить и проанализировать новое, "непонятное" для него явление и, уж конечно, не сумеет принять не предусмотренные программой решения.

Все это может делать человек. Но время пребывания космического корабля на околоземной орбите ограничено запасами топлива, воды, пищи и другого необходимого снаряжения.

Где же выход? Ответ на этот вопрос можно найти в трудах К. Э. Циолковского. Уже в начале нашего века ученый наметил пути создания орбитальных станций, мечтал об устройстве "эфирных поселений".

Что же такое орбитальная станция? Во-первых, это тяжелый искусственный спутник Земли. От обычных космических аппаратов орбитальную станцию отличает прежде всего способность проводить большой комплекс исследований, обеспечивая при этом все необходимые условия для жизни и работы космонавтов и ученых.

Предполагается, что орбитальные станции в будущем, как и современные дома, будут собираться в космосе из типовых блоков. Вначале ими могут быть отсеки космических кораблей или отдельные ступени ракет-носителей, а затем и специально разработанные конструкции. Части станции будут доставляться на околоземные орбиты мощными ракетами и там стыковаться. Отдельные жилые отсеки будут герметичными, с многослойной обшивкой, поэтому попадание даже крупных метеорных частиц не выведет всю станцию из строя.

Длительное пребывание в невесомости может отразиться на здоровье членов экипажа. Поэтому в некоторых проектах предусматривается, создать в космосе искусственную силу тяжести. Земное притяжение космонавтам заменит центробежная сила, возникающая при медленном вращении станции. Этим во многом определяется и форма будущих орбитальных станций. Предполагаются самые различные конструкции: огромные "бублики" и "гантели", "колеса", "звезды" и др.

Орбитальная станция сможет летать вокруг Земли годами. Поэтому так же, как сменяются составы экспедиций полярников, будут регулярно сменяться и их экипажи. На трассе "Земля - орбитальная станция" будут регулярно курсировать специальные транспортные космические корабли. На крупных станциях для них можно будет оборудовать несколько причалов.

Для отправки пилотируемых космических кораблей в далекие межпланетные рейсы очень выгодно иметь космодромы на околоземных, а еще лучше, на окололунных орбитах. На этих "промежуточных станциях" прибывшие с Земли корабли перед дальней дорогой смогут заправляться горючим. На таких базах можно оборудовать стапели для сборки огромных межпланетных лайнеров, так как вывести такой корабль в космическое пространство с Земли будет просто не под силу даже самой мощной ракете-носителю. Большие долговременные орбитальные станции станут настоящими "космодромами в космосе"...

Подготовку к полету космонавты тоже будут проходить на борту орбитальных баз. В условиях реального космического полета по околоземной орбите можно будет поставить сложные медицинские и биологические эксперименты, здесь астронавты научатся работать в открытом космосе.

Долговременную орбитальную станцию необходимо создавать последовательно, этап за этапом.

Сборку станции на орбите невозможно осуществить, не овладев различными способами маневрирования и стыковки в космосе. Поэтому еще в начале 60-х годов в СССР были запущены первые беспилотные маневрирующие космические аппараты у Полет-1" и "Полет-2". В совместных полетах космических кораблей типа "Восток", а затем и "Союз" также, осваивались методы взаимного маневрирования и сближения.

В конце 1967 г. была впервые выполнена автоматическая стыковка и расстыковка искусственных спуяшков Земли "Космос-186" и "Космос-188" В 1969 г. корабли "Союз-4" и "Союз-5" образовали на орбите первую экспериментальную космическую станцию. За стыковкой последовала космическая пересадка. Космонавты Е. Хрунов и А. Елисеев перешли из корабля в корабль через открытый космос. В следующем совместном полете трех "Союзов" отрабатывались способы управления сразу несколькими космическими кораблями.

19 апреля 1971 г. радио сообщило: "В полете орбитальная научная станция "Салют"!" Несколько дней станция провела на орбите в одиночестве 23 апреля к ней "причалил" космический корабль "Союз-10" с космонавтами В. Шагаловым, А.Елисеевым и H. Рукавишниковым на борту. После стыковки и тщательной многочасовой проверки стыковочного механизма корабль отошел от станции и благополучно вернулся на Землю. Станция одна продолжала полет по орбите.

7 июня на борт станции ступили прибывшие на корабле "Союз-11" космонавты Г. Добровольский, В. Волков и В. Пацаев. Станция стала пилотируемой.

А теперь! давайте познакомимся с устройстном "Салюта". Прежде всего поража от размеры орбитальной научной лаборатории. Её длина вместе с транспортным кораблем - 23 м, масса - около 26 т. Свободный объем герметичных отсеков - 100 м3.

Только на большой станции можно создать максимум удобств для ее обитателей, обеспечить им возможность нормально (насколько это вообще возможно в космосе) жить и работать проводить серьезные научные эксперименты.

Совершим воображаемую экскурсию по "Салюту". Из космического корабля; минуя стыковочный узел, попадаем в цилиндрический переходный отсек орбитальной станции (диаметр - 2,1 м). В нем размещены часть научной и фотографической аппаратуры, а также пост управления телескопом "Орион". Затем попадаем в главное помещение космического дома - в рабочий отсек. Эта самая большая часть станции состоит из двух цилиндров, соединенных конической частью. Один цилиндр диаметром 2,9 м, другой - 4,15 м.

В цилиндре меньшего диаметра два рабочих кресла. Перед ними - центральный пульт управления станцией, на котором сосредоточено управление основными бортовыми системами и частично научной аппаратурой. Там же оборудовано еще два рабочих места. Они расположены около круглых иллюминаторов. Всего в отсеке 15 таких окошек. Через них можно видеть земную поверхность и черное небо с яркими звездами, вести кино- и фотосъемку. Рядом с каждым рабочим местом - пульты космонавтов с многочисленными кнопками, клавишами и переключателями. Во время полета с этих пультов проводилось управление движением станции и положением ее в космическом пространстве. В этом же отсеке космонавты проводят свой досуг, едят. Здесь имеется библиотечка.

Двигаемся дальше. В конической части рабочего отсека расположено оборудование для физических упражнений космонавтов, их "стадион", а также приборы и средства для медицинского контроля. По самодвижущейся дорожке можно совершать легкие прогулки и даже пробежки.

Полеты космических кораблей помогли выяснить, что длительная невесомость таит в себе много неожиданностей. В условиях, когда почти полностью отсутствуют физические нагрузки, кости теряют кальций и становятся хрупкими, из организма выводится много воды - гораздо больше, чем на Земле.

Чтобы избежать нежелательных последствий невесомости, космонавтов орбитальной станции "Салют" снабдили специальными нагрузочными костюмами. Эластичные упругие элементы костюмов заставляют косм шавта прикладывать определенные физические усилия при каждом движении.

В рабочем отсеке мы видим и специально оборудованные спальные места. На них спящий закрепляется ремнями в удобной для него позе. Здесь же размещешы холодильник, запасы воды, пищи, а также устройство для разогревания еды. За стеной рабочего отсека расположена корректирующая двигательная установка. С ее помощью станция выполняет маневры на орбите. у

Орбита станции сравнительно (низка: немногим более 200км. На этой высоте еще чувствуется сопротивление атмосферы. Поэтому время от времени нужно корректировать орбиту - "поднимать" ее. Придав "Салюту" с помощью микродвигателей ориентации необходимое положение в пространстве, космонавты включают двигательную установку, и станция переходит на новую, более высокую орбиту.

Для работы оборудования станции и ее научной аппаратуры необходимо много электроэнергии. Ее поставляет Солнце. Установленные на переходном и двигательном отсеках панели солнечных батарей распластались в космосе словно огромные крылья. Их площадь - 28 м2

Экипаж орбитальной станции "Салют" вел большую научную работу. На ее борту находились гамма-телескоп и астрономический комплекс "Орион", "следовавший спектры далеких звезд. Впервые за пределами земной атмосферы работала такая астрономическая обсерватория. Другие приборы peгистрировали и анализировали различного рода излучения земной поверхности и атмосферы, в том числе и невидимые.

Огромное значение в полете орбитальной станции придавалось медицинским исследованиям. Занимались космонавты и, Казалось бы, такой далекой от их профессии наукой, как биология.

Даже из этого краткого и неполного перечня видно, сколь широк был круг научных интересов космонавтов. Их космический полет продолжался более 3 недель. За это время героический экипаж "Салюта" полностью выполнил программу исследований.

Во время возвращения на Землю в транспортном корабле "Союз-11", полностью выполнив задание Родины, космонавты Г. Добровольский, В. Волков и В. Пацаев трагически погибли. Имена героев навеки останутся в памяти нашего народа.

Рассказ об орбитальной станции хочетая закончить словами космонавта В. Шаталова: "Полет трех советских космонавтов имеет огромное научное и практическое значение. Мы, советские космонавты, понимаем, что дорога в космос неизведанна, трудна и сложна. Но ничто не может остановить дальнейшее развитие и совершенствование космической техники, стремление человека к познанию тайн Вселенной".

14 мая 1973 г. на орбиту была выведена первая американская орбитальная станция, "Скайлэб". На ее борту не был космонавтов. Сначала следовало убедиться в том, что их прребывание в космосе будет безопасным. Небесную лабораторию (так переводится; название станции) создали на базе третьей ступени ракеты "Сатурн-5". В баке для горючего диаметром около 7 м оборудовали жилое и рабочее помещения, бак окислителя переделали в емкость для отходов. Соединенные со станцией причальная конструкция и шлюзовая камера увеличили ее вес до 77 т и длину - до 25 м.

На орбите "Скайлэб" должен был "расправить крылья" - раскрыть две панели солнечной батареи размахом около 30 м. Но по пути в космос не обошлось без происшествий: во время подъема одна панель солнечной батареи оторвалась, а вторая - не раскрылась. На этом участке, кроме того, был сорван противрметеоритный экран,. Вследствие, этого температура в космическом доме резко повысилась. Возникли сомнения можноли ли посылать на станцию космонавтов? И все же космический корабль "Аполлон" с экипажем в составе Ч. Конрада, П. Вейца и Д. Кервина был запущен, и 26 мая была произведена его стыковка со станцией.

После стыковки астронавты не спешили покинуть корабль и перейти в орбитальную станцию. Сначала нужно было раскрыть оставшуюся целой панель солнечной батареи. Для этого надо было выйти в открытый космос и по корпусу станции добраться к панели. Правда, можно* было и "подъехать" к батарее на космическом корабле. Этот путь и избрали американские астронавты.

Высунувшись по пояс из люка корабля, летящего рядом со станцией, одетый в скафандр П. Вейц резаком и багром попробовал освободить панель. Попытка не удилась. Тогда астронавты раскрыли над станцией "солнечный зонтик" - привезенный ими с Земли теплозащитный экран. Температура в космической лаборатории понизилась, и астронавты смогли приступить к работе.

"Скайлэб" не зря называли космической лабораторией. На его борту было установлено много приборов дли научных исследований.

Интересно, что некоторые эксперименты были предложены американскими школьниками.

Задолго до полета Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США объявило конкурс среди учащихся средних школ на разработку научных экспериментов для проведения их на станции "Скайлэб". Из нескольких тысяч предложений было отобрано всего только 25.

Все авторы отобранных предложений, школьные преподаватели этих ребят-победителей и коллективы школ, в которых они учаться, были награждены специальными медалями.

С помощью астрономических приборов астронавты изучали Солнце. Впервые человек мог без атмосферных помех подолгу наблюдать за развитием пятен и вспышек на нашем светиле. Видели астронавты ипроьуберанцы. "Самое огромное и невероятное явлений из всех, которые нам удалось наблюдать на Солнце" так доложили они об этом. Уделяя много времени астрономии, экипаж станции не забывал и о Земле. Астронавты наблюдали ''развитие ураганов, изучали лавиноопасные скопления снега в горах и состояние посевов сельскохозяйственных культур, определяли загрязнение воздуха и вод, проводили геологическую съемку для облегчения поисков полезных ископаемых.

Два состыкованных корабля "Союз" впервые в мире образовали экспериментальную орбитальную станцию.

0430-1.jpg

Через несколько минут произойдет стыковка орбитальной станции "Салют* и корабля "Союз" и космонавты перейдут из транспортного корабля в помещение орбитальной станции.

0430-2.jpg

Орбитальная станция и транспортный корабль в состыкованном состоянии

0430-3.jpg

Возможно так будут собирать орбитальные станции в будущем.

0430-4.jpg

В конце 1969 г. борт-инженер "Союза-6" впервые провел в космосе сварку металлов. Американские астронавты продолжили технологические эксперименты, начатые советскими специалистами. В установленной на борту "Скайлэба" электрической печи получали сплавы металлов, которые не желают соединяться в земных условиях, изучали, как происходят в невесомости процессы плавления, сварки и пайки.

Первый экипаж пробыл на орбите почти целый месяц.

За две недели до окончания полета астронавты все-таки сумели освободить заклинившуюся панель солнечной батареи и подготовить станцию к приему следующей смены.

Новый экипаж "Скайлэба" проработал в космосе уже два месяца. Перед возвращением космонавты услышали с Земли: "Не забудьте оставить ключ под дверью, а то третий экипаж не сможет попасть на станцию".

Шутка шуткой, но 17 ноября 1973 г. "двери" станции вновь отворились перед очередной космической сменой, проработавшей в космосе почти 3 месяца.



Авиация и космонавтика, вооружения, hi-tech, открытия, концепции и изобретения...

Наука, техника, изобретения © 2009-