Školska enciklopedija. Svemirski brodovi "Sojuz Opis svemirskog broda za djecu
Kako funkcionira sustav hitnog spašavanja posade svemirske letjelice? aslan napisao 24. listopada 2018
Sustav spašavanja u hitnim slučajevima, ili skraćeno SAS, je "raketa unutar rakete" koja kruni toranj Unije:
Sami astronauti sjede u donjem dijelu tornja (koji ima oblik stošca):
SAS osigurava spašavanje posade kako na lansirnoj rampi tako i tijekom bilo kojeg dijela leta. Ovdje je vrijedno razumjeti da je vjerojatnost dobivanja lyulija na početku mnogo puta veća nego u letu. To je poput žarulje – većina pregori u trenutku kad je upalite. Stoga je prvo što SAS napravi u trenutku nesreće poletjeti u zrak i odvesti astronaute negdje dalje od eksplozije koja se širi:
SAS motori se dovode u pripravnost 15 minuta prije lansiranja rakete.
Sada dolazi najzanimljiviji dio. SAS aktiviraju dva pratitelja koji istovremeno pritisnu tipku na naredbu voditelja leta. Štoviše, naredba je obično naziv nekog geografskog objekta. Na primjer, voditelj leta kaže: "Altai" i pratitelji aktiviraju SAS. Sve je isto kao prije 50 godina.
Najgora stvar nije slijetanje, već preopterećenje. U vijestima o spašenim kozmonautima preopterećenje je odmah označeno kao 9g. Za običnog čovjeka to je izuzetno neugodno preopterećenje, ali za obučenog astronauta nije kobno, pa čak ni opasno. Primjerice, Vasily Lazarev je 1975. postigao preopterećenje od 20, a prema nekim izvorima 26G. Nije umro, ali su posljedice zaustavile njegovu karijeru.
Kao što je rečeno, CAS je star već više od 50 godina. Tijekom tog vremena doživio je mnoge promjene, ali se formalno temeljna načela njegova rada nisu promijenila. Pojavila se elektronika, pojavilo se mnogo različitih senzora, povećala se pouzdanost, ali spašavanje astronauta i dalje izgleda isto kao što bi izgledalo prije 50 godina. Zašto? Jer gravitacija, nadvladavanje prve kozmičke brzine i ljudski faktor su veličine koje su naizgled nepromijenjene:
Prvo uspješno testiranje SAS-a obavljeno je 1967. Zapravo, pokušali su letjeti oko Mjeseca bez ljudske posade. No, prva palačinka je ispala kvrgava, pa smo odlučili ujedno testirati i CAS, kako bi barem neki rezultat bio pozitivan. Vozilo za spuštanje sletjelo je netaknuto, a da je unutra bilo ljudi, preživjeli bi.
A ovako SAS izgleda u letu:
Svemirski brod je također letjelica, ali je namijenjen samo za kretanje u bezzračnom prostoru. Zrakom možete letjeti puno brže nego plivati po vodi ili se kretati kopnom, au bezzračnom prostoru možete postići i veće brzine, no što je brzina veća, to je težina konstrukcije važnija. Povećanje težine letjelice dovodi do vrlo velikog povećanja težine raketnog sustava koji lansira brod u planirano područje svemira.
Stoga bi sve što se nalazi na letjelici trebalo težiti što je moguće manje, a ništa ne bi trebalo biti suvišno. Ovaj zahtjev predstavlja jedan od najvećih izazova za dizajnere svemirskih letjelica.
Koji su glavni dijelovi svemirske letjelice? Svemirske letjelice podijeljene su u dvije klase: naseljene (na brodu je posada od nekoliko ljudi) i nenaseljene (na brodu je instalirana znanstvena oprema koja automatski prenosi sve podatke mjerenja na Zemlju). Razmotrit ćemo samo letjelice s posadom. Prva svemirska letjelica s ljudskom posadom na kojoj je Yu. A. Gagarin letio bio je Vostok. Slijede brodovi iz serije Sunrise. To više nisu jednosjedi poput Vostoka, već uređaji s više sjedala. Na svemirskoj letjelici Voskhod prvi put u svijetu izveden je grupni let tri pilota-kozmonauta - Komarov, Feoktistov, Egorov.
Sljedeća serija svemirskih letjelica stvorena u Sovjetskom Savezu zvala se Soyuz. Brodovi ove serije konstrukcijski su mnogo složeniji od svojih prethodnika, a složenije su i zadaće koje mogu obavljati. Sjedinjene Države također su stvorile razne vrste svemirskih brodova.
Razmotrimo opći dizajn svemirske letjelice s posadom na primjeru američke letjelice Apollo.
Riža. 10. Shema trostupanjske rakete sa svemirskom letjelicom i sustavom za oporavak.
Slika 10 prikazuje opći pogled na raketni sustav Saturn i svemirsku letjelicu Apollo spojenu s njim. Svemirska letjelica nalazi se između trećeg stupnja rakete i uređaja koji se pričvršćuje na letjelicu na rešetku koja se zove sustav za bijeg. Čemu služi ovaj uređaj? Kada raketni motor ili njegov upravljački sustav radi tijekom lansiranja rakete, kvarovi se ne mogu isključiti. Ponekad ovi problemi mogu dovesti do nesreće - raketa će pasti na Zemlju. Što bi se moglo dogoditi? Komponente goriva će se pomiješati i formirat će se vatreno more u kojem će se naći i raketa i letjelica. Štoviše, prilikom miješanja komponenata goriva mogu nastati i eksplozivne smjese. Stoga, ako se iz bilo kojeg razloga dogodi nesreća, potrebno je brod odmaknuti od rakete na određenu udaljenost i tek onda sletjeti. Pod tim uvjetima, ni eksplozije ni požari neće biti opasni za astronaute. Tome služi sustav spašavanja u hitnim slučajevima (skraćeno SAS).
SAS sustav uključuje glavne i upravljačke motore koji rade na kruto gorivo. Ako sustav SAS primi signal o hitnom stanju projektila, on se aktivira. Svemirska letjelica se odvaja od rakete, a pogonski motori sustava za bijeg pokreću letjelicu prema gore i dalje. Kada barutni motor završi s radom, iz letjelice se izbacuje padobran i brod se glatko spušta na Zemlju. Sustav SAS dizajniran je za spašavanje astronauta u hitnim slučajevima tijekom lansiranja rakete-nosača i njenog leta u aktivnoj fazi.
Ako je lansiranje rakete-nosača prošlo bez problema i let u aktivnoj fazi uspješno završen, nema potrebe za sustavom spašavanja u nuždi. Nakon što se letjelica lansira u nisku Zemljinu orbitu, ovaj sustav postaje beskoristan. Stoga se prije ulaska svemirske letjelice u orbitu sustav za hitno spašavanje odbacuje s broda kao nepotreban balast.
Sustav spašavanja u hitnim slučajevima izravno je spojen na takozvano vozilo za spuštanje ili ponovni ulazak svemirske letjelice. Zašto ima ovo ime? Već smo rekli da se letjelica koja kreće u svemirski let sastoji od nekoliko dijelova. Ali samo se jedna njegova komponenta vraća na Zemlju iz svemirskog leta, što se stoga naziva vozilo za ponovni ulazak. Vozilo za povratak ili spuštanje, za razliku od ostalih dijelova letjelice, ima debele stijenke i poseban oblik, što je najpovoljnije sa stajališta leta u Zemljinoj atmosferi pri velikim brzinama. Vozilo za spašavanje ili zapovjedni odjeljak je mjesto gdje se astronauti nalaze tijekom lansiranja letjelice u orbitu i, naravno, tijekom spuštanja na Zemlju. U njemu je ugrađena većina opreme koja služi za upravljanje brodom. Budući da je komandni odjeljak namijenjen spuštanju astronauta na Zemlju, u njemu se nalaze i padobrani, uz pomoć kojih se letjelica koči u atmosferi, a zatim se glatko spušta.
Iza vozila za spuštanje nalazi se odjeljak koji se naziva orbitalni odjeljak. U ovom odjeljku instalirana je znanstvena oprema potrebna za izvođenje posebnih istraživanja u svemiru, kao i sustavi koji brodu opskrbljuju sve što je potrebno: zrak, električna energija itd. Orbitalni odjeljak se ne vraća na Zemlju nakon što svemirska letjelica završi svoj misija. Njegovi vrlo tanki zidovi nisu u stanju izdržati toplinu kojoj je povratno vozilo izloženo tijekom spuštanja na Zemlju, prolazeći kroz guste slojeve atmosfere. Stoga pri ulasku u atmosferu orbitalni odjeljak izgara poput meteora.
U svemirskim letjelicama namijenjenim za let u duboki svemir sa slijetanjem ljudi na druga nebeska tijela potrebno je imati još jedan odjeljak. U ovom odjeljku astronauti se mogu spustiti na površinu planeta i po potrebi poletjeti s nje.
Naveli smo glavne dijelove moderne svemirske letjelice. Sada da vidimo kako su osigurane vitalne funkcije posade i funkcionalnost opreme instalirane na brodu.
Za osiguranje ljudskog života potrebno je mnogo. Počnimo s činjenicom da osoba ne može postojati ni na vrlo niskim ni na vrlo visokim temperaturama. Regulator temperature na kugli zemaljskoj je atmosfera, odnosno zrak. Što je s temperaturom na letjelici? Poznato je da postoje tri vrste prijenosa topline s jednog tijela na drugo - toplinska vodljivost, konvekcija i zračenje. Za prijenos topline kondukcijom i konvekcijom potreban je prijenosnik topline. Posljedično, ove vrste prijenosa topline su nemoguće u prostoru. Svemirska letjelica, koja se nalazi u međuplanetarnom prostoru, prima toplinu od Sunca, Zemlje i drugih planeta isključivo zračenjem. Vrijedno je stvoriti sjenu od tankog lista nekog materijala koji će blokirati put sunčevih zraka (ili svjetlosti s drugih planeta) na površinu letjelice - i ona će prestati grijati. Stoga nije teško toplinski izolirati letjelicu u bezzračnom prostoru.
Međutim, kada se leti u svemiru, treba se bojati ne pregrijavanja broda sunčevim zrakama ili njegovog pretjeranog hlađenja zbog isijavanja topline zidova u okolni prostor, već pregrijavanja od topline koja se oslobađa unutar broda. sama svemirska letjelica. Što može uzrokovati povećanje temperature u brodu? Prvo, sama osoba je izvor koji kontinuirano emitira toplinu, a drugo, svemirski brod je vrlo složen stroj, opremljen mnogim instrumentima i sustavima, čiji rad uključuje oslobađanje velike količine topline. Sustav koji osigurava vitalne funkcije članova brodske posade nalazi se pred vrlo važnom zadaćom - sva toplina koju stvaraju i ljudi i instrumenti odmah se odvodi izvan brodskih odjeljaka i osigurava da se temperatura u njima održava na razini potrebnoj za normalan ljudski život. postojanje i rad instrumenata.
Kako je moguće u svemirskim uvjetima, gdje se toplina prenosi samo zračenjem, osigurati potrebne temperaturne uvjete u svemirskoj letjelici? Znate da ljeti, kad sja sparno sunce, svi nose svijetlu odjeću, u kojoj se toplina manje osjeća. Što je bilo? Ispostavilo se da svijetla površina, za razliku od tamne, ne apsorbira dobro energiju zračenja. Odražava ga i stoga se mnogo manje zagrijava.
Ovo svojstvo tijela da, ovisno o boji, u većoj ili manjoj mjeri apsorbiraju ili reflektiraju energiju zračenja, može se koristiti za reguliranje temperature unutar svemirske letjelice. Postoje tvari (nazivaju se termofototropi) koje mijenjaju boju ovisno o temperaturi zagrijavanja. Kako temperatura raste, oni počinju gubiti boju, i to jače što je viša temperatura njihova zagrijavanja. Naprotiv, ohlađenim potamne. Ovo svojstvo termofototropa može biti vrlo korisno ako se koriste u sustavu toplinske kontrole svemirskih letjelica. Uostalom, termofototropi vam omogućuju da automatski održavate temperaturu objekta na određenoj razini, bez upotrebe bilo kakvih mehanizama, grijača ili hladnjaka. Kao rezultat toga, sustav toplinske kontrole koji koristi termofototrope imat će malu masu (a to je vrlo važno za svemirske letjelice), a za njegovo aktiviranje neće biti potrebna energija. (Sustavi toplinske kontrole koji rade bez potrošnje energije nazivaju se pasivni.)
Postoje i drugi sustavi pasivne toplinske kontrole. Svi oni imaju jedno važno svojstvo - malu masu. Međutim, oni su nepouzdani u radu, posebno tijekom dugotrajne uporabe. Stoga su svemirske letjelice obično opremljene takozvanim sustavima aktivne kontrole temperature. Posebnost takvih sustava je mogućnost promjene načina rada. Sustav aktivne regulacije temperature je poput radijatora u sustavu centralnog grijanja - ako želite da prostorija bude hladnija, zatvorite dovod tople vode do radijatora. Naprotiv, ako trebate podići temperaturu u prostoriji, zaporni ventil se potpuno otvara.
Zadaća sustava termoregulacije je održavanje temperature zraka u brodskoj kabini unutar normalne sobne temperature, tj. 15 - 20°C. Ako se soba grije pomoću baterija za centralno grijanje, tada je temperatura bilo gdje u sobi praktički ista. Zašto postoji vrlo mala razlika u temperaturi zraka u blizini vruće baterije i daleko od nje? To se objašnjava činjenicom da u prostoriji postoji kontinuirano miješanje toplih i hladnih slojeva zraka. Topli (lagani) zrak se diže, hladni (teški) tone. Ovo kretanje (konvekcija) zraka nastaje zbog prisutnosti gravitacije. Sve u svemirskom brodu je bestežinsko. Samim time ne može doći do konvekcije, odnosno miješanja zraka i izjednačavanja temperature u cijelom volumenu kabine. Nema prirodne konvekcije, već se stvara umjetno.
U tu svrhu sustav toplinske kontrole predviđa ugradnju nekoliko ventilatora. Ventilatori, koje pokreće elektromotor, tjeraju zrak da neprestano cirkulira brodskom kabinom. Zahvaljujući tome, toplina koju stvara ljudsko tijelo ili bilo koji uređaj ne nakuplja se na jednom mjestu, već se ravnomjerno raspoređuje po cijelom volumenu.
Riža. 11. Shema hlađenja zraka u kabini svemirske letjelice.
Praksa je pokazala da se u letjelici uvijek stvara više topline nego što se kroz stijenke zrači u okolni prostor. Stoga je preporučljivo u njega ugraditi baterije kroz koje treba pumpati hladnu tekućinu. Zrak u kabini pokretan ventilatorom odat će toplinu ovoj tekućini (vidi sl. 11), dok se hladi. Ovisno o temperaturi tekućine u radijatoru, kao i njegovoj veličini, možete odvesti više ili manje topline i tako održavati temperaturu unutar brodske kabine na potrebnoj razini. Radijator, koji hladi zrak, ima i drugu svrhu. Znate da pri disanju čovjek u okolnu atmosferu izdiše plin koji sadrži znatno manje kisika od zraka, ali više ugljičnog dioksida i vodene pare. Ako se vodena para ne odstrani iz atmosfere, ona će se u njoj nakupljati sve dok ne nastupi stanje zasićenja. Zasićena para će se kondenzirati na svim instrumentima, zidovima broda i sve će postati vlažno. Naravno, za osobu je štetno dugo živjeti i raditi u takvim uvjetima, a ne mogu svi uređaji normalno funkcionirati pri takvoj vlažnosti.
Radijatori o kojima smo govorili pomažu u uklanjanju viška vodene pare iz atmosfere kabine svemirske letjelice. Jeste li primijetili što se događa s hladnim predmetom donesenim s ulice u toplu sobu zimi? Odmah je prekriven sitnim kapljicama vode. Odakle su došli? Iz zraka. Zrak uvijek sadrži određenu količinu vodene pare. Na sobnoj temperaturi (+20°C) 1 m³ zraka može sadržavati do 17 g vlage u obliku pare.S porastom temperature zraka raste i mogući sadržaj vlage, i obrnuto: s padom temperature , može biti manje vodene pare u zraku. Zbog toga vlaga pada na hladne predmete unesene u toplu prostoriju u obliku rose.
U svemirskoj letjelici, hladni objekt je radijator kroz koji se pumpa hladna tekućina. Čim se u zraku kabine nakupi previše vodene pare, ona iz zraka koji pere cijevi hladnjaka kondenzira se na njima u obliku rose. Dakle, radijator služi ne samo kao sredstvo za hlađenje zraka, već je ujedno i odvlaživač zraka. Budući da radijator obavlja dva zadatka odjednom - hladi i suši zrak, naziva se hladnjak-sušilica.
Dakle, da bi se održala normalna temperatura i vlažnost zraka u kabini svemirske letjelice, potrebno je imati tekućinu u sustavu termokontrole koja se mora kontinuirano hladiti, inače neće moći ispuniti svoju ulogu odvođenja viška topline iz kabina svemirske letjelice. Kako ohladiti tekućinu? Hlađenje tekućine, naravno, nije problem ako imate običan električni hladnjak. Ali električni hladnjaci nisu instalirani na svemirskim brodovima i tamo nisu potrebni. Svemirski prostor razlikuje se od zemaljskih uvjeta po tome što ima i toplinu i hladnoću u isto vrijeme. Ispostavilo se da je za hlađenje tekućine, uz pomoć koje se temperatura i vlažnost zraka u kabini održavaju na zadanoj razini, dovoljno ju staviti u vanjski prostor na neko vrijeme, ali tako da je u hladu.
Sustav toplinske kontrole, osim ventilatora koji pogone zrak, uključuje pumpe. Njihova je zadaća pumpanje tekućine iz radijatora koji se nalazi u kabini do radijatora postavljenog s vanjske strane oklopa letjelice, odnosno u svemiru. Ova dva radijatora međusobno su povezana cjevovodima koji sadrže ventile i senzore koji mjere temperaturu tekućine na ulazu i izlazu iz radijatora. Ovisno o očitanjima ovih senzora, regulira se brzina pumpanja tekućine iz jednog radijatora u drugi, odnosno količina topline koja se uklanja iz brodske kabine.
Koja svojstva treba imati tekućina koja se koristi u sustavu za kontrolu temperature? Budući da se jedan od radijatora nalazi u svemiru, gdje su moguće vrlo niske temperature, jedan od glavnih zahtjeva za tekućinu je niska temperatura skrućivanja. Doista, ako se tekućina u vanjskom radijatoru smrzne, sustav za kontrolu temperature neće uspjeti.
Održavanje temperature unutar svemirske letjelice na razini koja održava ljudske performanse vrlo je važan zadatak. Čovjek ne može živjeti i raditi ni na hladnoći ni na vrućini. Može li osoba postojati bez zraka? Naravno da ne. A takvo se pitanje nikada ne pojavljuje pred nama, budući da je zrak posvuda na Zemlji. Zrak ispunjava i kabinu letjelice. Postoji li razlika u opskrbi čovjeka zrakom na Zemlji iu kabini svemirske letjelice? Zračni prostor na Zemlji ima veliki volumen. Koliko god disali, koliko god kisika trošili za druge potrebe, njegov se sadržaj u zraku praktički ne mijenja.
Drugačija je situacija u kabini svemirske letjelice. Prvo, volumen zraka u njemu je vrlo mali, a osim toga, nema prirodnog regulatora sastava atmosfere, jer nema biljaka koje bi apsorbirale ugljični dioksid i oslobađale kisik. Stoga će vrlo brzo ljudi u kabini letjelice početi osjećati nedostatak kisika za disanje. Čovjek se osjeća normalno ako atmosfera sadrži najmanje 19% kisika. S manje kisika disanje postaje otežano. U svemirskoj letjelici po jednom članu posade dolazi slobodni volumen = 1,5 - 2,0 m³. Izračuni pokazuju da nakon 1,5 - 1,6 sati zrak u kabini postaje neprikladan za normalno disanje.
Posljedično, letjelica mora biti opremljena sustavom koji bi svoju atmosferu hranio kisikom. Odakle dobivate kisik? Naravno, kisik možete skladištiti na brodu u obliku komprimiranog plina u posebnim cilindrima. Prema potrebi, plin iz boce može se ispustiti u kabinu. Ali ova vrsta skladištenja kisika je od male koristi za svemirske letjelice. Činjenica je da metalni cilindri, u kojima je plin pod visokim pritiskom, teže. Stoga se ova jednostavna metoda skladištenja kisika na svemirskim letjelicama ne koristi. Ali plinoviti kisik može se pretvoriti u tekućinu. Gustoća tekućeg kisika je gotovo 1000 puta veća od gustoće plinovitog kisika, zbog čega će za njegovo skladištenje (iste mase) biti potreban puno manji spremnik. Osim toga, tekući kisik može se skladištiti pod blagim pritiskom. Posljedično, stijenke posude mogu biti tanke.
Međutim, korištenje tekućeg kisika na brodu predstavlja neke poteškoće. Kisik je vrlo lako unijeti u atmosferu kabine letjelice ako je u plinovitom stanju, ali teže ako je tekući. Tekućina se prvo mora pretvoriti u plin, a za to se mora zagrijati. Zagrijavanje kisika također je potrebno jer njegove pare mogu imati temperaturu blisku vrelištu kisika, tj. - 183°C. Tako hladan kisik ne smije se pustiti u kabinu, s njim je, naravno, nemoguće disati. Treba ga zagrijati na najmanje 15 - 18°C.
Za rasplinjavanje tekućeg kisika i zagrijavanje para bit će potrebni posebni uređaji koji će komplicirati sustav opskrbe kisikom. Također moramo zapamtiti da u procesu disanja osoba ne samo da troši kisik u zraku, već istodobno oslobađa ugljični dioksid. Čovjek emitira oko 20 litara ugljičnog dioksida na sat. Ugljični dioksid, kao što je poznato, nije otrovna tvar, ali čovjeku je teško udisati zrak koji sadrži više od 1 - 2% ugljičnog dioksida.
Da bi zrak u kabini svemirske letjelice bio prozračan, potrebno je ne samo dodati kisik, već i istovremeno ukloniti ugljični dioksid iz njega. U tu svrhu bilo bi zgodno imati u letjelici tvar koja oslobađa kisik i istovremeno apsorbira ugljični dioksid iz zraka. Takve tvari postoje. Znate da je metalni oksid spoj kisika s metalom. Rđa je, na primjer, željezni oksid. Ostali metali, uključujući alkalne (natrij, kalij), također oksidiraju.
Alkalijski metali u kombinaciji s kisikom ne tvore samo okside, već i takozvane perokside i superokside. Peroksidi i superoksidi alkalnih metala sadrže puno više kisika od oksida. Formula za natrijev oksid je Na₂O, a formula za superoksid je NaO₂. Kada je izložen vlazi, natrijev superoksid se razgrađuje uz oslobađanje čistog kisika i stvaranje lužine: 4NaO₂ + 2H₂O → 4NaOH + 3O₂.
Pokazalo se da su superoksidi alkalnih metala vrlo prikladne tvari za dobivanje kisika iz njih u uvjetima svemirske letjelice i pročišćavanje zraka u kabini od viška ugljičnog dioksida. Uostalom, lužina (NaOH), koja se oslobađa tijekom razgradnje superoksida alkalnog metala, vrlo se lako spaja s ugljičnim dioksidom. Izračuni pokazuju da se na svakih 20 - 25 litara kisika oslobođenog tijekom razgradnje natrijevog superoksida stvara soda lužina u količini dovoljnoj da veže 20 litara ugljičnog dioksida.
Vezanje ugljičnog dioksida s alkalijama sastoji se u činjenici da se između njih javlja kemijska reakcija: CO₂ + 2NaOH → Na₂CO + H₂O. Kao rezultat reakcije nastaju natrijev karbonat (soda) i voda. Odnos između kisika i lužina, nastalih pri razgradnji superoksida alkalnih metala, pokazao se vrlo povoljnim, budući da prosječna osoba potroši 25 A kisika na sat i ispusti 20 litara ugljičnog dioksida u isto vrijeme.
Superoksid alkalijskog metala se razgrađuje u interakciji s vodom. Gdje nabaviti vodu za ovo? Ispostavilo se da ne trebate brinuti o ovome. Već smo rekli da kada osoba diše, emitira ne samo ugljični dioksid, već i vodenu paru. Vlaga sadržana u izdahnutom zraku obilno je dovoljna za razgradnju potrebne količine superoksida. Naravno, znamo da potrošnja kisika ovisi o dubini i učestalosti disanja. Sjediš za stolom i dišeš mirno – trošiš jednu količinu kisika. A ako idete na trčanje ili se bavite fizičkim radom, dišete duboko i često, a time i trošite više kisika nego tihim disanjem. Članovi posade svemirske letjelice također će trošiti različite količine kisika u različito doba dana. Tijekom spavanja i odmora potrošnja kisika je minimalna, ali kada se obavlja rad koji uključuje kretanje, potrošnja kisika naglo raste.
Zbog udahnutog kisika dolazi do određenih oksidativnih procesa u tijelu. Kao rezultat tih procesa nastaju vodena para i ugljikov dioksid. Ako tijelo troši više kisika, to znači da ispušta više ugljičnog dioksida i vodene pare. Posljedično, tijelo, takoreći, automatski održava sadržaj vlage u zraku u količini koja je potrebna za razgradnju odgovarajuće količine superoksida alkalijskog metala.
Riža. 12. Shema opskrbe atmosfere kabine svemirske letjelice kisikom i uklanjanja ugljičnog dioksida.
Dijagram pročišćavanja zraka od ugljičnog dioksida i nadopune kisikom prikazan je na slici 12. Zrak u kabini pokreće ventilator kroz uloške s natrijevim ili kalijevim superoksidom. Zrak koji izlazi iz patrona već je obogaćen kisikom i pročišćen od ugljičnog dioksida.
U kabini je ugrađen senzor za praćenje sadržaja kisika u zraku. Ako senzor pokaže da sadržaj kisika u zraku postaje prenizak, šalje se signal motorima ventilatora da povećaju broj okretaja, uslijed čega se povećava brzina prolaska zraka kroz superoksidne patrone, a time i količina vlage (koja je u zraku) koja ulazi u uložak u isto vrijeme. Više vlage znači da se proizvodi više kisika. Ako zrak u kabini sadrži više kisika nego što je normalno, tada senzori šalju signal motorima ventilatora da smanje brzinu.
Svemirski brodovi Vostok. Dana 12. travnja 1961. trostupanjska raketa-nosač isporučila je svemirsku letjelicu Vostok u nisku Zemljinu orbitu u kojoj je bio državljanin Sovjetskog Saveza Jurij Aleksejevič Gagarin.
Trostupanjska lansirna raketa sastojala se od četiri bočna bloka (I stupanj) smještena oko središnjeg bloka (II stupanj). Treći stupanj rakete postavljen je iznad središnjeg bloka. Svaka jedinica prvog stupnja bila je opremljena četverokomornim mlaznim motorom na tekuće pogonsko gorivo RD-107, a druga je stupanj bila opremljena četverokomornim mlaznim motorom RD-108. Treći stupanj bio je opremljen jednokomornim tekućim mlaznim motorom s četiri upravljačke mlaznice.
Lansirna raketa Vostok
1 — oklop glave; 2 — korisni teret; 3 — spremnik kisika; 4 — ekran; 5 - spremnik kerozina; 6 — upravljačka mlaznica; 7—tečni raketni motor (LPRE); 8 - prijelazna rešetka; 9 - reflektor; 10 — odjeljak za instrumente središnje jedinice; 11 i 12 - varijante glavne jedinice (sa satelitima Luna-1 i Luna-3).
| lunarni | Za ljudski let | |
| Težina lansiranja, t | 279 | 287 |
| Masa korisnog tereta, t | 0,278 | 4,725 |
| Masa goriva, t | 255 | 258 |
| Potisak motora, kN | ||
| Stadij I (na Zemlji) | 4000 | 4000 |
| Faza II (u praznini) | 940 | 940 |
| Stadij III (u praznini) | 49 | 55 |
| Najveća brzina, m/s | 11200 | 8000 |
Svemirska letjelica Vostok sastojala se od modula za spuštanje i instrumentacijskog odjeljka povezanih zajedno. Težina broda je oko 5 tona.
Vozilo za spuštanje (kabina za posadu) napravljeno je u obliku lopte promjera 2,3 m. U vozilo za spuštanje ugrađeno je sjedalo astronauta, upravljački uređaji i sustav za održavanje života. Sjedalo je postavljeno na takav način da preopterećenje koje se događa tijekom polijetanja i slijetanja ima najmanji učinak na astronauta.
Svemirski brod "Vostok"
1 — modul za spuštanje; 2 — sjedalo za izbacivanje; 3 — cilindri sa komprimiranim zrakom i kisikom; 4 — kočioni raketni motor; 5 - treći stupanj lansirnog vozila; 6 - motor trećeg stupnja.
U kabini je održavan normalan atmosferski tlak i isti sastav zraka kao na Zemlji. Kaciga svemirskog odijela bila je otvorena, a astronaut je udisao zrak u kabini.
Snažna trostupanjska lansirna raketa lansirala je brod u orbitu s maksimalnom visinom iznad površine Zemlje od 320 km i minimalnom visinom od 180 km.
Pogledajmo kako funkcionira sustav za slijetanje broda Vostok. Nakon uključivanja motora za kočenje, brzina leta se smanjila i brod se počeo spuštati.
Na visini od 7000 m otvorio se poklopac grotla i iz vozila za spuštanje ispaljena je stolica s astronautom. 4 km od Zemlje stolica se odvojila od astronauta i pala, a on je nastavio spuštanje padobranom. Na 15-metarskom užetu (haljardu) zajedno sa kozmonautom spuštena je rezerva za hitne slučajeve (EAS) i čamac koji se automatski napuhavao pri slijetanju na vodu.
|
Shema spuštanja broda Vostok 1 i 2 - orijentacija prema Suncu; 4 — uključivanje motora kočnice; 5—pretinac pretinca za instrumente; 6 — putanja leta vozila za spuštanje; 7 — izbacivanje astronauta iz kabine zajedno sa stolicom; 8 — spuštanje s kočnim padobranom; 9 — aktiviranje glavnog padobrana; 10 - odjel NAZ; 11—slijetanje; 12 i 13 - otvor kočnog i glavnog padobrana; 14 — spuštanje s glavnim padobranom; 15 — slijetanje vozila za spuštanje. |
Bez obzira na astronauta, na visini od 4000 m otvorio se kočioni padobran vozila za spuštanje i njegova se brzina pada znatno smanjila. Glavni padobran otvorio se 2,5 km od Zemlje, glatko spuštajući vozilo na Zemlju.
Svemirski brodovi Voskhod. Proširuju se zadaće svemirskih letova i sukladno tome se svemirske letjelice usavršavaju. Dana 12. listopada 1964. godine trojica su se svemirskom letjelicom Voskhod odmah uzletjela u svemir: V. M. Komarov (zapovjednik broda), K. P. Feoktistov (sada doktor fizikalnih i matematičkih znanosti) i B. B. Egorov (liječnik).
Novi brod se značajno razlikovao od brodova serije Vostok. Mogla je primiti tri astronauta i imala je sustav mekog slijetanja. Voskhod 2 je imao komoru zračne komore za izlazak iz broda u svemir. Mogao se ne samo spustiti na kopno, već i pljusnuti. Kozmonauti su bili u prvoj letjelici Voskhod u letačkim odijelima bez svemirskih odijela.
Let svemirske letjelice Voskhod-2 održan je 18. ožujka 1965. U njoj su bili zapovjednik, pilot-kozmonaut P. I. Belyaev i kopilot, pilot-kozmonaut A. A. Leonov.
Nakon što je letjelica ušla u orbitu, otvorila se zračna komora. Komora zračne komore otvarala se s vanjske strane kabine, tvoreći cilindar u koji se mogla smjestiti osoba u svemirskom odijelu. Prolaz je izrađen od izdržljive zatvorene tkanine, a kada je presavijen zauzima malo prostora.
Svemirska letjelica Voskhod-2 i dijagram zračne komore na brodu
1,4,9, 11 - antene; 2 - televizijska kamera; 3 — cilindri sa komprimiranim zrakom i kisikom; 5 - televizijska kamera; 6 - prolaz prije punjenja; 7 — vozilo za spuštanje; 8 — odjeljak agregata; 10 — motor kočionog sustava; A - punjenje komore zrakom; B - astronaut izlazi iz komore (otvor je otvoren); B — ispuštanje zraka iz komore prema van (otvor je zatvoren); G — astronaut izlazi u svemir s otvorenim vanjskim otvorom; D - odvajanje zračne komore od kabine.
Snažan sustav stlačenja osiguravao je da je zračna komora bila ispunjena zrakom i stvarala isti tlak u njoj kao u kabini. Nakon što se tlak u zračnoj komori iu kabini izjednačio, A. A. Leonov je obukao ruksak s bocama sa stlačenim kisikom, spojio komunikacijske žice, otvorio otvor i “preselio” se u zračnu komoru. Nakon što je napustio zračnu komoru, malo se udaljio od broda. S brodom je bio povezan samo tankom niti uzice; čovjek i brod kretali su se jedan pored drugog.
A. A. Leonov bio je izvan pilotske kabine dvadeset minuta, od čega dvanaest minuta u slobodnom letu.
Prva ljudska šetnja svemirom omogućila nam je dobivanje vrijednih informacija za naredne ekspedicije. Dokazano je da dobro uvježban astronaut može obavljati različite zadatke iu svemiru.
Svemirsku letjelicu Voskhod-2 u orbitu je dopremio raketno-svemirski sustav Sojuz. Jedinstveni sustav Sojuz počeo se stvarati pod vodstvom S. P. Koroljova već 1962. On je trebao osigurati ne pojedinačne prodore u svemir, već njegovo sustavno uspostavljanje kao nove sfere stanovanja i proizvodne djelatnosti.
Prilikom izrade lansirne rakete Soyuz, glavni dio je prošao modifikacije; zapravo je stvoren iznova. To je bilo uzrokovano jedinim zahtjevom - osigurati spašavanje astronauta u slučaju nesreće na lansirnoj rampi i atmosferskom dijelu leta.
Soyuz je treća generacija svemirskih letjelica. Svemirska letjelica Soyuz sastoji se od orbitalnog odjeljka, modula za spuštanje i odjeljka za instrumente.
Sjedala astronauta nalaze se u kabini vozila za spuštanje. Oblik sjedala olakšava podnošenje preopterećenja koja se javljaju tijekom polijetanja i slijetanja. Na stolici se nalazi komandna tipka za orijentaciju broda i komandna tipka za manevriranje. Poseban amortizer omekšava udarce koji nastaju tijekom slijetanja.
Soyuz ima dva autonomna sustava za održavanje života: sustav za održavanje života u kabini i sustav za održavanje života u svemirskom odijelu.
Sustav za održavanje života u kabini održava uvjete poznate ljudima u modulu za spuštanje i orbitalnom odjeljku: tlak zraka od oko 101 kPa (760 mm Hg), parcijalni tlak kisika od oko 21,3 kPa (160 mm Hg), temperatura 25-30 ° C, relativna vlažnost zraka 40-60%.
Sustav za održavanje života pročišćava zrak, skuplja i pohranjuje otpad. Princip rada sustava za pročišćavanje zraka temelji se na korištenju tvari koje sadrže kisik koje apsorbiraju ugljični dioksid i dio vlage iz zraka te ga obogaćuju kisikom. Temperatura zraka u kabini regulirana je pomoću radijatora postavljenih na vanjskoj površini broda.
Lansirna raketa Sojuz
Težina lansiranja, t - 300
Težina korisnog tereta, kg
"Sojuz" - 6800
"Napredak" - 7020
Potisak motora, kN
Faza I - 4000
II stupanj - 940. god
III faza - 294
Maksimalna brzina, m/s 8000
1—sustav za spašavanje u hitnim slučajevima (ASS); 2 — akceleratori praha; 3 - brod Soyuz; 4 — zakrilca za stabilizaciju; 5 i 6 - spremnici goriva stupnja III; 7 — motor III stupnja; 8 - rešetka između faza II i III; 9 — spremnik s oksidatorom 1. stupnja; 10 — spremnik s oksidatorom 1. stupnja; 11 i 12 - spremnici s gorivom stupnja I; 13 — spremnik s tekućim dušikom; 14 — motor prvog stupnja; 15 — motor II stupnja; 16 — upravljačka komora; 7 — zračno kormilo.
Autobus je stigao na startnu poziciju. Astronauti su izašli i krenuli prema raketi. Svi imaju kofer u ruci. Očito su mnogi smatrali da su tamo spremljene najnužnije stvari za dugo putovanje. Ali ako bolje pogledate, primijetit ćete da je kofer sa astronautom spojen savitljivim crijevom.
Svemirsko odijelo mora se stalno ventilirati kako bi se uklonila vlaga koju ispušta astronaut. Kofer sadrži električni ventilator i izvor električne energije - punjivu bateriju.
Ventilator usisava zrak iz okolne atmosfere i tjera ga kroz ventilacijski sustav odijela.
Približavajući se otvorenom otvoru broda, astronaut će odvojiti crijevo i ući u brod. Nakon što je zauzeo svoje mjesto u radnoj stolici broda, spojit će se na sustav za održavanje života odijela i zatvoriti prozor kacige. Od ovog trenutka zrak se u svemirsko odijelo dovodi pomoću ventilatora (150-200 litara u minuti). Ali ako tlak u kabini počne padati, uključit će se hitna opskrba kisikom iz posebno predviđenih cilindara.
Opcije glavne jedinice
I - s brodom Voskhod-2; II—s letjelicom Soyuz-5; III - s letjelicom Soyuz-12; IV - s letjelicom Soyuz-19
Svemirska letjelica Soyuz T nastala je na temelju letjelice Soyuz. Soyuz T-2 je prvi put lansiran u orbitu u lipnju 1980. od strane posade koju su činili zapovjednik broda Yu. V. Malyshev i inženjer leta V. V. Aksenov. Nova svemirska letjelica stvorena je uzimajući u obzir iskustvo u razvoju i radu svemirske letjelice Soyuz - sastoji se od orbitalnog (domaćeg) odjeljka s jedinicom za spajanje, modula za spuštanje i odjeljka za instrumente novog dizajna. Soyuz T ima instalirane nove sustave na brodu, uključujući radiokomunikacije, kontrolu stava, kontrolu kretanja i kompleks računala na brodu. Lansirna težina broda je 6850 kg. Procijenjeno trajanje autonomnog leta je 4 dana, u sklopu orbitalnog kompleksa 120 dana.
S. P. Umanski
1986. “Kozmonautika danas i sutra”
Danas se svemirski letovi ne smatraju pričama znanstvene fantastike, ali nažalost, moderni svemirski brod još uvijek se uvelike razlikuje od onih prikazanih u filmovima.
Ovaj članak je namijenjen osobama starijim od 18 godina
Jeste li već napunili 18 godina?
Ruski svemirski brodovi i
Svemirski brodovi budućnosti
Svemirski brod: kakav je?
Na
Svemirski brod, kako radi?
Masa modernih svemirskih letjelica izravno je povezana s visinom leta. Glavna zadaća svemirskih letjelica s ljudskom posadom je sigurnost.
Lender SOYUZ postao je prva svemirska serija Sovjetskog Saveza. U tom je razdoblju postojala utrka u naoružanju između SSSR-a i SAD-a. Ako usporedimo veličinu i pristup pitanju izgradnje, vodstvo SSSR-a učinilo je sve za brzo osvajanje svemira. Jasno je zašto se slični uređaji danas ne grade. Malo je vjerojatno da će se itko odlučiti graditi prema shemi u kojoj nema osobnog prostora za astronaute. Moderni svemirski brodovi opremljeni su toaletima za posadu i kapsulom za spuštanje, čija je glavna zadaća učiniti je što mekšom u trenutku slijetanja.
Prvi svemirski brod: povijest nastanka
Tsiolkovsky se s pravom smatra ocem astronautike. Goddrad je na temelju svojih učenja napravio raketni motor.
Znanstvenici koji su radili u Sovjetskom Savezu postali su prvi koji su dizajnirali i uspjeli lansirati umjetni satelit. Također su prvi izmislili mogućnost lansiranja živog bića u svemir. Države shvaćaju da je Unija prva stvorila letjelicu koja može ići u svemir s čovjekom. Koroljev se s pravom naziva ocem raketne znanosti, koji je ušao u povijest kao onaj koji je otkrio kako savladati gravitaciju i uspio stvoriti prvu svemirsku letjelicu s ljudskom posadom. Danas čak i djeca znaju koje je godine porinut prvi brod s osobom na brodu, ali malo se ljudi sjeća Koroljevovog doprinosa ovom procesu.
Posada i njihova sigurnost tijekom leta
Glavni zadatak danas je sigurnost posade jer oni dosta vremena provode na visini leta. Prilikom izrade letjelice važno je od kakvog je metala napravljena. U raketnoj znanosti koriste se sljedeće vrste metala:
- Aluminij vam omogućuje značajno povećanje veličine svemirske letjelice, budući da je lagan.
- Željezo se izvanredno dobro nosi sa svim opterećenjima na trupu broda.
- Bakar ima visoku toplinsku vodljivost.
- Srebro pouzdano veže bakar i čelik.
- Spremnici za tekući kisik i vodik izrađeni su od legura titana.
Suvremeni sustav održavanja života omogućuje vam stvaranje atmosfere poznate osobi. Mnogi dječaci sebe vide kako lete u svemiru, zaboravljajući na vrlo veliko preopterećenje astronauta pri lansiranju.
Najveći svemirski brod na svijetu
Među ratnim brodovima vrlo su popularni lovci i presretači. Moderni teretni brod ima sljedeću klasifikaciju:
- Sonda je istraživački brod.
- Kapsula - odjeljak za teret za dostavu ili operacije spašavanja posade.
- Modul u orbitu lansira nosač bez posade. Moderni moduli podijeljeni su u 3 kategorije.
- Raketa. Prototip za stvaranje bio je vojni razvoj.
- Shuttle - strukture za višekratnu upotrebu za dostavu potrebnog tereta.
- Stanice su najveći svemirski brodovi. Danas u svemiru nisu samo Rusi, već i Francuzi, Kinezi i drugi.
Buran - svemirski brod koji je ušao u povijest
Prva letjelica koja je otišla u svemir bio je Vostok. Nakon toga, Federacija raketne znanosti SSSR-a počela je proizvoditi svemirske letjelice Soyuz. Mnogo kasnije počeli su se proizvoditi Clippers i Russ. Savez polaže velike nade u sve te projekte s ljudima.
Godine 1960. svemirska letjelica Vostok dokazala je mogućnost svemirskog putovanja s ljudskom posadom. 12. travnja 1961. Vostok 1 kružio je oko Zemlje. Ali pitanje tko je letio na brodu Vostok 1 iz nekog razloga izaziva poteškoće. Možda je činjenica da jednostavno ne znamo da je Gagarin napravio svoj prvi let na ovom brodu? Iste godine svemirska letjelica Vostok 2 prvi je put izašla u orbitu, noseći dva kozmonauta odjednom, od kojih je jedan otišao izvan broda u svemiru. Bio je to napredak. I već 1965. godine, Voskhod 2 je mogao otići u svemir. Snimljena je priča o brodu Voskhod 2.
Vostok 3 postavio je novi svjetski rekord u vremenu koje je brod proveo u svemiru. Posljednji brod u seriji bio je Vostok 6.
Američki shuttle serije Apollo otvorio je nove horizonte. Uostalom, 1968. Apollo 11 prvi je sletio na Mjesec. Danas postoji nekoliko projekata za razvoj svemirskih aviona budućnosti, kao što su Hermes i Columbus.
Saljut je niz interorbitalnih svemirskih postaja Sovjetskog Saveza. Saljut 7 je poznat po tome što je olupina.
Sljedeća letjelica čija je povijest zanimljiva je Buran, usput, pitam se gdje je sada. Godine 1988. obavio je svoj prvi i posljednji let. Nakon ponovljenih rastavljanja i transporta, Buranova ruta kretanja je izgubljena. Poznato posljednje mjesto svemirske letjelice Buranv Soči, rad na njemu je u naftalinu. No, bura oko ovog projekta još se nije stišala, a daljnja sudbina napuštenog projekta Buran zanima mnoge. A u Moskvi je unutar modela svemirskog broda Buran na VDNKh napravljen interaktivni muzejski kompleks.
Gemini je serija brodova koju su dizajnirali američki dizajneri. Zamijenili su projekt Mercury i uspjeli napraviti spiralu u orbiti.
Američki brodovi pod nazivom Space Shuttle postali su svojevrsni shuttleovi koji su obavili više od 100 letova između objekata. Drugi Space Shuttle bio je Challenger.
Čovjek ne može ne biti zainteresiran za povijest planeta Nibiru, koji je prepoznat kao nadzorni brod. Nibiru se već dva puta približio Zemlji na opasnu udaljenost, ali je oba puta izbjegnut sudar.
Dragon je svemirska letjelica koja je 2018. godine trebala odletjeti na planet Mars. Godine 2014. federacija je, pozivajući se na tehničke karakteristike i stanje broda Dragon, odgodila porinuće. Nedavno se dogodio još jedan događaj: tvrtka Boeing objavila je da je također započela s razvojem marsovskog rovera.
Prva univerzalna svemirska letjelica za višekratnu upotrebu u povijesti trebala je biti naprava nazvana Zarya. Zarya je prvi razvoj višekratnog transportnog broda u koji je federacija polagala velike nade.
Mogućnost korištenja nuklearnih postrojenja u svemiru smatra se probojem. Za te potrebe započeti su radovi na prometno-energetskom modulu. Paralelno se razvija projekt Prometheus, kompaktni nuklearni reaktor za rakete i svemirske letjelice.
Kineski Shenzhou 11 lansiran je 2016. s dvojicom astronauta koji će provesti 33 dana u svemiru.
Brzina svemirske letjelice (km/h)
Smatra se da je minimalna brzina kojom se može ući u orbitu oko Zemlje 8 km/s. Danas nema potrebe za razvojem najbržeg broda na svijetu, jer smo na samom početku svemira. Uostalom, najveća visina koju bismo mogli doseći u svemiru je samo 500 km. Rekord za najbrže kretanje u svemiru postavljen je 1969. godine, a dosad nije oboren. U svemirskoj letjelici Apollo 10, tri astronauta su se, nakon što su kružili oko Mjeseca, vraćali kući. Kapsula koja ih je trebala izbaviti iz leta uspjela je postići brzinu od 39,897 km/h. Za usporedbu, pogledajmo koliko brzo putuje svemirska postaja. Može postići najveću brzinu od 27.600 km/h.
Napušteni svemirski brodovi
Danas je u Tihom oceanu stvoreno groblje za svemirske brodove koji su propali, gdje deseci napuštenih svemirskih brodova mogu pronaći svoje posljednje utočište. Katastrofe svemirskih brodova
U svemiru se događaju katastrofe koje često odnose živote. Najčešće su, čudno, nesreće koje se događaju zbog sudara sa svemirskim otpadom. Kada dođe do sudara, orbita objekta se pomiče i uzrokuje pad i štetu, što često rezultira eksplozijom. Najpoznatija katastrofa je smrt američke letjelice Challenger s posadom.
Nuklearni pogon za svemirske letjelice 2017
Danas znanstvenici rade na projektima stvaranja nuklearnog elektromotora. Ovi razvoji uključuju osvajanje svemira pomoću fotonskih motora. Ruski znanstvenici planiraju započeti s testiranjem termonuklearnog motora u bliskoj budućnosti.
Svemirski brodovi Rusije i SAD-a
Naglo zanimanje za svemir javilo se tijekom hladnog rata između SSSR-a i SAD-a. Američki znanstvenici prepoznali su svoje ruske kolege kao dostojne suparnike. Sovjetsko raketarstvo nastavilo se razvijati, a nakon raspada države Rusija je postala njezin nasljednik. Naravno, letjelice na kojima lete ruski kozmonauti značajno se razlikuju od prvih brodova. Štoviše, danas, zahvaljujući uspješnom razvoju američkih znanstvenika, svemirski brodovi postali su višekratni.
Svemirski brodovi budućnosti
Danas su projekti koji će čovječanstvu omogućiti dulje putovanje sve više zanimljivi. Suvremeni razvoj već priprema brodove za međuzvjezdane ekspedicije.
Mjesto odakle se lansiraju svemirski brodovi
Vidjeti vlastitim očima lansiranje svemirske letjelice na lansirnoj rampi san je mnogih. To može biti zbog činjenice da prvo pokretanje ne dovodi uvijek do željenog rezultata. Ali zahvaljujući Internetu, možemo vidjeti kako brod polijeće. S obzirom na to da bi oni koji promatraju lansiranje svemirske letjelice s ljudskom posadom trebali biti dosta daleko, možemo zamisliti da smo na platformi za polijetanje.
Svemirski brod: kakav je iznutra?
Danas, zahvaljujući muzejskim eksponatima, možemo vlastitim očima vidjeti strukturu brodova kao što je Soyuz. Naravno, prvi brodovi su iznutra bili vrlo jednostavni. Interijer modernijih opcija dizajniran je u umirujućim bojama. Struktura bilo kojeg svemirskog broda nužno nas plaši mnogim polugama i gumbima. I to dodaje ponos onima koji su se mogli sjetiti kako brod radi i, štoviše, naučili ga kontrolirati.
Na kojim svemirskim brodovima sada lete?
Novi svemirski brodovi svojom pojavom potvrđuju da je znanstvena fantastika postala stvarnost. Danas nitko neće biti iznenađen činjenicom da je pristajanje svemirskih letjelica stvarnost. A malo tko se sjeća da se prvo takvo pristajanje u svijetu dogodilo davne 1967. godine...
Instrumentna ploča broda Vostok-1 Yu. A. Gagarina. Središnji muzej oružanih snaga, Moskva
Ukupna masa letjelice dosegla je 4,73 tone, duljina (bez antena) 4,4 m, a najveći promjer 2,43 m.
Brod se sastojao od sferičnog modula za spuštanje (težine 2,46 tona i promjera 2,3 m) koji je također služio kao orbitalni odjeljak i stožastog odjeljka za instrumente (težine 2,27 tona i najvećeg promjera 2,43 m). Težina toplinske zaštite je od 1,3 tone do 1,5 tona. Odjeljci su međusobno mehanički povezani metalnim trakama i pirotehničkim bravama. Brod je bio opremljen sustavima: automatska i ručna kontrola, automatska orijentacija prema Suncu, ručna orijentacija prema Zemlji, održavanje života (dizajniran za održavanje unutarnje atmosfere blizu Zemljine atmosfere tijekom 10 dana), zapovjedna i logička kontrola , napajanje, toplinska kontrola i slijetanje . Za podršku zadaćama vezanim uz rad ljudi u svemiru, brod je opremljen autonomnom i radiotelemetrijskom opremom za praćenje i snimanje parametara koji karakteriziraju stanje astronauta, strukturom i sustavima, ultrakratvalnom i kratkovalnom opremom za dvosmjernu radiotelefonsku komunikaciju. između astronauta i zemaljske stanice, komandna radio linija, programsko-vremenski uređaj, televizijski sustav s dvije odašiljačke kamere za praćenje astronauta sa Zemlje, radio sustav za praćenje orbitalnih parametara i perigoniranje broda, TDU-1 kočni pogonski sustav i drugi sustavi.
Masa letjelice zajedno sa zadnjim stupnjem rakete-nosača bila je 6,17 tona, a njihova ukupna duljina 7,35 m.
Prilikom razvoja vozila za spuštanje, dizajneri su odabrali osnosimetrični sferni oblik kao najbolje proučen i koji ima stabilne aerodinamičke karakteristike za sve raspone napadnih kutova pri različitim brzinama. Ovo rješenje omogućilo je osigurati prihvatljivu masu toplinske zaštite za uređaj i implementirati najjednostavniju balističku shemu za spuštanje iz orbite. Istodobno, odabir sheme balističkog spuštanja odredio je velika preopterećenja koja je osoba koja radi na brodu morala iskusiti.
Vozilo za spuštanje imalo je dva prozora, od kojih se jedan nalazio na ulaznom otvoru, odmah iznad glave astronauta, a drugi, opremljen posebnim sustavom za orijentaciju, u podu kod njegovih nogu. Astronaut, odjeven u svemirsko odijelo, smješten je u posebno sjedalo za izbacivanje. U posljednjoj fazi slijetanja, nakon kočenja vozila za spuštanje u atmosferi, na visini od 7 km, astronaut se katapultirao iz kabine i spustio se padobranom. Osim toga, osigurano je da astronaut može sletjeti unutar vozila za spuštanje. Vozilo za spuštanje imalo je vlastiti padobran, ali nije bilo opremljeno sredstvima za izvođenje mekog slijetanja, što je prijetilo teškim ozljedama osobe koja je ostala u njemu prilikom zajedničkog slijetanja.
Oprema brodova Vostok bila je što jednostavnija. Manevar povratka obično se obavljao automatskom naredbom koja se radiom prenosila sa Zemlje. Za vodoravno usmjeravanje broda korišteni su infracrveni senzori. Usklađivanje duž orbitalne osi izvedeno je pomoću senzora za zvjezdanu i solarnu orijentaciju.
Ako bi automatski sustavi zakazali, astronaut bi se mogao prebaciti na ručno upravljanje. To je bilo moguće korištenjem originalnog uređaja za optičku orijentaciju "Vzor" postavljenog na podu kabine. Na prozorčiću postavljena je zona zrcala u obliku prstena, a na posebnom mat ekranu postavljene su strelice koje pokazuju smjer pomaka zemljine površine. Kada je svemirska letjelica bila ispravno orijentirana u odnosu na horizont, svih osam zrcalnih nišana bilo je osvijetljeno suncem. Promatranje zemljine površine kroz središnji dio ekrana (“Earth run”) omogućilo je određivanje smjera leta.
Još jedan uređaj pomogao je astronautu da odluči kada će započeti manevar povratka - mali globus sa satnim mehanizmom, koji je pokazivao trenutni položaj broda iznad Zemlje. Poznavajući početnu točku položaja, bilo je moguće s relativnom točnošću odrediti mjesto nadolazećeg slijetanja.
Ovaj ručni sustav mogao se koristiti samo u osvijetljenom dijelu orbite. Noću se Zemlja nije mogla promatrati kroz “Pogled”. Sustav za automatsku kontrolu položaja morao je moći djelovati u bilo kojem trenutku.
Svemirske letjelice Vostok nisu bile prikladne za ljudske letove na Mjesec, a također nisu dopuštale mogućnost leta ljudima koji nisu prošli posebnu obuku. Tome je uvelike pridonio dizajn modula za spuštanje broda, od milja nazvanog Lopta. Sferični oblik vozila za spuštanje nije omogućio korištenje motora za kontrolu položaja. Uređaj je bio poput lopte, čija je glavna težina bila koncentrirana u jednom dijelu, tako da se, krećući se duž balističke putanje, automatski okrenuo s teškim dijelom prema dolje. Balističko spuštanje značilo je osmerostruko preopterećenje pri povratku iz Zemljine orbite i dvadesetostruko preopterećenje pri povratku s Mjeseca. Slična balistička naprava bila je Mercury kapsula; Brodovi Gemini, Apollo i Soyuz, zbog svog oblika i pomaknutog centra gravitacije, omogućili su smanjenje doživljenih preopterećenja (3 G za povratak iz niske Zemljine orbite i 8 G za povratak s Mjeseca), te su imali dovoljnu manevarsku sposobnost za promjenu točke slijetanja.
Sovjetski brodovi Vostok i Voskhod, poput američkog Mercuryja, nisu mogli izvoditi orbitalne manevre, dopuštajući samo rotacije oko glavnih osi. Nije bilo mogućnosti ponovnog pokretanja propulzijskog sustava, već je korišten samo u svrhu izvođenja manevra povratnog kočenja. Međutim, Sergej Pavlovič Koroljov, prije početka razvoja Sojuza, razmatrao je mogućnost stvaranja manevarskog Vostoka. Ovaj projekt uključivao je spajanje broda s posebnim booster modulima, koji bi u budućnosti omogućili njegovo korištenje u misiji leta oko Mjeseca. Kasnije je ideja o manevarskoj verziji svemirske letjelice Vostok implementirana u izviđačkim satelitima Zenit i specijaliziranim satelitima Foton.
Piloti svemirske letjelice Vostok