Ezek voltak a legegyszerűbb (olyan egyszerű, amennyire csak lehet egy űrhajó) eszközök, melyeket dicső történelemnek szántak: az első emberes űrrepülés, az első napi űrrepülés, az első űrhajós alvás a pályán (a német Titovnak is sikerült átaludnia egy kommunikációt ülés), az első két hajó csoportos repülése, az első nő az űrben, és még olyan eredmény is, mint az űrvécé első használata, amelyet Valerij Bykovszkij hajtott végre a Vosztok-5 űrrepülőgépen.

Ez utóbbiról Borisz Evsevics Csertok jól írt „Rakéták és emberek” című emlékirataiban:
„Június 18-án reggel az Állami Bizottság és a parancsnoki helyünkön összegyűlt „szurkolók” figyelme „Chajkáról” „Jasztrebre” váltott. kozmikus kopogás hallatszott.” Koroljev és Tyulin azonnal elkezdte összeállítani azokat a kérdéseket, amelyeket fel kell tenni Bykovszkijnak, amikor megjelenik a kommunikációs zónánkban, hogy megértsék, mekkora veszély fenyegeti a hajót.
Valaki már azt a feladatot kapta, hogy számítsa ki a meteorit méretét, amely elegendő ahhoz, hogy az űrhajós „kopogást” halljon. Azon is tanácstalanok voltak, hogy mi történhet ütközés esetén, de a feszesség elvesztése nélkül. Kamanint bízták meg Bykovszkij kihallgatásának lefolytatásával.
A kommunikációs ülés elején, amikor a kopogás természetéről és területéről kérdezték, „Yastreb” azt válaszolta, hogy nem érti, miről beszélnek. A 9.05-kor sugárzott rádiógram emlékeztetője és a „Zarya” szövegének megismétlése után Bykovszkij nevetve válaszolt: „Nem kopogtak, hanem egy szék. Ott volt egy szék, tudod? Mindenki, aki meghallgatta a választ, nevetésben tört ki. Az űrhajósnak további sikereket kívántak, és közölték vele, hogy bátor tette ellenére a hatodik nap elején visszakerül a Földre.
Az "űrszékes" incidens klasszikus példaként vonult be az asztronutika szóbeli történetébe az orvosi terminológia szerencsétlen használatára egy űrkommunikációs csatornán."

Mivel a Vostok 1 és a Vostok 2 egyedül repült, és a Vostok 3 és 4, valamint a Vostok 5 és 6, amelyek párban repültek, messze voltak egymástól, erről a hajóról nincs fénykép a pályán. Ebben a videóban csak a Gagarin repüléséről készült felvételt nézheti meg a Roszkoszmosz televíziós stúdióban:

A hajó szerkezetét pedig a múzeumi kiállításokon tanulmányozzuk. A Vostok űrhajó életnagyságú modelljét telepítették a Kalugai Űrhajózási Múzeumba:

Itt egy gömb alakú ereszkedő járművet látunk, okosan kialakított lőrésszel (erről később külön lesz szó) és rádiókommunikációs antennákkal, amelyeket négy acélszalag rögzít a műszerrekeszre. A rögzítő csíkok felül egy zárral vannak összekötve, amely elválasztja őket, hogy az SA-t a PAO-tól elválasztsák az újbóli belépés előtt. A bal oldalon a PAO kábelcsomagja látható, amely egy nagy méretű CA-hoz van csatlakoztatva egy csatlakozóval. A második lőrés az SA hátoldalán található.

14 ballonhenger van a PAO-nál (arról már írtam, hogy az asztronautikában miért szeretnek golyó alakban hengereket gyártani) oxigénnel az életfenntartó rendszerhez és nitrogénnel a tájékozódási rendszerhez. A PAO felületén alul ballonhengerek csövei, elektromos szelepek és a helyzetszabályozó rendszer fúvókái láthatók. Ez a rendszer a legegyszerűbb technológiával készül: a nitrogént elektroszelepeken keresztül a szükséges mennyiségben juttatják a fúvókákba, ahonnan az űrbe szökik, reaktív impulzust hozva létre, amely a hajót a megfelelő irányba fordítja. A rendszer hátránya a rendkívül alacsony fajlagos impulzus és a rövid teljes üzemidő. A fejlesztők nem feltételezték, hogy az űrhajós ide-oda forgatja a hajót, hanem beéri az automatika által biztosított kilátással az ablakon keresztül.

Ugyanazon az oldalfelületen van egy szoláris érzékelő és egy infravörös függőleges érzékelő. Ezek a szavak csak borzasztóan elgondolkodtatónak tűnnek, de a valóságban minden nagyon egyszerű. A hajó lassításához és deorbitálásához először a farok felé kell fordítani. Ehhez be kell állítania a hajó helyzetét két tengely mentén: dőlésszög és lehajlás. A tekercs nem annyira szükséges, de ezt végigcsinálták. Eleinte a tájékozódási rendszer impulzust adott ki a hajó dőlésszögű elforgatására, és leállította ezt a forgást, amint az infravörös érzékelő felfogta a maximális hősugárzást a Föld felszínéről. Ezt "infravörös függőleges beállításnak" hívják. Ennek köszönhetően a motor fúvókája vízszintes irányú lett. Most egyenesen előre kell mutatnia. A hajó addig billegett, amíg a napérzékelő a maximális megvilágítást rögzítette. Egy ilyen műveletet szigorúan beprogramozott pillanatban hajtottak végre, amikor a Nap helyzete pontosan olyan volt, hogy a rá irányított napérzékelővel a motor fúvókája szigorúan előre, a haladási irányba legyen irányítva. Ezt követően, szintén szoftveres időberendezés irányítása mellett, beindították a fékező hajtóművet, amely 100 m/s-al csökkentette a hajó sebességét, ami elegendő volt a deorbitáláshoz.

Alul, a PAO kúpos részén egy másik rádiókommunikációs antenna és redőny van felszerelve, amely alatt a hőszabályozó rendszer radiátorai vannak elrejtve. Különböző számú redőny kinyitásával és zárásával az űrhajós kényelmes hőmérsékletet állíthat be az űrhajó kabinjában. Minden alatt található a fékhajtórendszer fúvókája.

A PJSC-n belül vannak a TDU fennmaradó elemei, tartályok üzemanyaggal és oxidálószerrel, ezüst-cink galvanikus cellák akkumulátora, hőszabályozó rendszer (szivattyú, hűtőfolyadék-ellátás és csövek a radiátorokhoz) és telemetriai rendszer (egy csomó különböző érzékelők, amelyek az összes hajórendszer állapotát figyelték).

A hordozórakéta tervezése által megszabott méret- és tömegkorlátozások miatt a tartalék TDU egyszerűen nem fért el oda, így a Vostok számára egy kissé szokatlan vészhelyzeti deorbitációs módszert alkalmaztak a TDU meghibásodása esetére: a hajót ilyenre bocsátották. alacsony pálya, amelyen egy hét repülés után magába fúrja magát a légkörbe, az életfenntartó rendszert pedig 10 napra tervezték, így az űrhajós életben maradna, még akkor is, ha a leszállás bárhol megtörtént volna.

Most térjünk át a süllyesztő modul tervezésére, amely a hajó kabinja volt. Ebben segítségünkre lesz a Kalugai Kozmonautikai Múzeum másik kiállítása, mégpedig a Vosztok-5 űrszonda eredeti SA-ja, amelyen Valerij Bykovszkij 1963. június 14. és 19. között repült.

A készülék tömege 2,3 tonna, ennek közel a fele a hővédő ablatív bevonat tömege. Ezért készült a Vostok ereszkedő modul labda formájában (az összes geometriai test legkisebb felülete), és ezért helyezték el a leszállás során nem szükséges összes rendszert egy nyomásmentes műszerrekeszbe. Ez lehetővé tette, hogy az űrhajó a lehető legkisebb legyen: külső átmérője 2,4 m volt, az űrhajósnak pedig mindössze 1,6 köbméter térfogata állt a rendelkezésére.

Az SK-1 űrruhában (az első űrruha modellben) viselő űrhajós egy katapult ülésen helyezkedett el, aminek kettős célja volt.

Ez egy vészmentő rendszer volt a hordozórakéta meghibásodása esetén az indításkor vagy az indítási szakaszban, és egyben szabványos leszállórendszer is. A légkör sűrű rétegeiben 7 km-es magasságban végzett fékezés után az űrhajós a berendezéstől elkülönítve kilökődött és ejtőernyővel ereszkedett le. Természetesen a készülékben is leszállhatott volna, de egy erős ütés a föld felszínét érintve az űrhajós sérülését is okozhatta volna, bár nem volt halálos.

Az ereszkedő modul belsejét részletesebben lefotózhattam a Moszkvai Kozmonautikai Múzeumban található maketten.

A szék bal oldalán található a hajó rendszereinek vezérlőpultja. Lehetővé tette a hajó levegőhőmérsékletének szabályozását, a légkör gázösszetételének szabályozását, az űrhajós és a föld közötti beszélgetések rögzítését és minden mást, amit az űrhajós mondott egy magnón, kinyitni és bezárni az ablakok árnyékolóit, beállítani a a belső világítás fényerejét, kapcsolja be és ki a rádióállomást, és automatikus meghibásodás esetén kapcsolja be a kézi tájolási rendszert. A kézi tájolási rendszer billenőkapcsolói a konzol végén, egy védőkupak alatt találhatók. A Vostok-1-en kombinációs zárral blokkolták őket (a billentyűzete közvetlenül fent látható), mivel az orvosok attól tartottak, hogy az ember megőrül nulla gravitációban, és a kód beírását a józan ész próbájának tekintették.

A műszerfal közvetlenül a szék elé van felszerelve. Ez csak egy csomó mutató, amellyel az űrhajós meg tudja határozni a repülési időt, a légnyomást a kabinban, a levegő gázösszetételét, a helyzetszabályozó rendszer tartályaiban lévő nyomást és a földrajzi elhelyezkedését. Ez utóbbi egy óraszerkezettel ellátott földgömböt mutatott, amely a repülés előrehaladtával elfordult.

A műszerfal alatt egy lőrés található egy Gaze eszközzel a kézi tájékozódási rendszerhez.

Nagyon könnyen használható. Addig forgatjuk a hajót, amíg az ablak széle mentén a gyűrű alakú zónában meg nem látjuk a föld horizontját. Egyszerűen tükrök állnak a lőrés körül, és csak akkor látszik bennük a teljes horizont, ha ezzel a lőréssel egyenesen lefelé fordítjuk a készüléket. Ily módon az infravörös függőleges beállítása manuálisan történik. Ezután a hajót addig forgatjuk, amíg a földfelszín mozgása az ablakban egybe nem esik a rárajzolt nyilak irányával. Ez az, a tájolás be van állítva, és a TDU bekapcsolásának pillanatát egy jel jelzi a földgömbön. A rendszer hátránya, hogy csak a Föld nappali oldalán használható.

Most pedig lássuk, mi van a széktől jobbra:

A műszerfal alatt és jobbra egy csuklós fedél található. Egy rádióállomás rejtőzik alatta. Ez alatt a fedél alatt látható az ACS (szennyvíz- és szaniter berendezés, azaz WC) markolata kilóg a zsebből. Az ACS-től jobbra van egy kis kapaszkodó, mellette pedig a hajó tájolást irányító fogantyúja. A fogantyú fölött egy televíziós kamera található (a műszerfal és a lőrés között volt egy másik kamera, de ezen a modellen nincs, de a fenti képen látható Bykovszkij hajóján), jobbra pedig több fedele élelmiszerrel és ivóvízzel ellátott tartályok.

Az ereszkedő modul teljes belső felületét fehér puha szövet borítja, így az utastér elég hangulatosnak tűnik, bár szűkös ott, akár egy koporsóban.

Ez az, ami a világ első űrhajója. Összesen 6 fős Vostok űrszonda repült, de ezen a hajón jelenleg is üzemeltetnek pilóta nélküli műholdakat. Például egy Biome, amelyet állatokon és növényeken végzett kísérletekhez terveztek az űrben:

Vagy a Comet topográfiai műhold, amelynek leszálló modulját a szentpétervári Péter-Pál erőd udvarán bárki láthatja és megtapinthatja:

Az emberes repülések esetében egy ilyen rendszer mára természetesen reménytelenül elavult. Már akkor, az első űrrepülések korában meglehetősen veszélyes eszköz volt. Íme, amit Borisz Evsejevics Chertok ír erről „Rakéták és emberek” című könyvében:
„Ha a Vostok hajó és az összes modern nagyobb hajó most a tesztterületen parkolna, leülnének és megnéznék, senki nem szavazna egy ilyen megbízhatatlan hajó vízre bocsátására, aláírtam a dokumentumokat is, hogy minden rendben velem. Garantálom a repülés biztonságát. Ma soha nem írtam volna alá, rengeteg tapasztalatot szereztem, és rájöttem, hogy mennyit kockáztatunk.

Részletek Kategória: Találkozó a térrel Megjelent 2012.05.12. 11:32 Megtekintések: 17631

Az emberes űrrepülőgép célja, hogy egy vagy több embert a világűrbe repítsen, és a küldetés teljesítése után biztonságosan visszatérjen a Földre.

Az űrjárművek ezen osztályának tervezése során az egyik fő feladat egy biztonságos, megbízható és pontos rendszer létrehozása a legénység visszaküldésére. a Föld felszíne szárnyatlan leszálló (SA) vagy űrrepülőgép formájában . Űrrepülőgép - orbitális sík(OS), űrrepülőgép(VKS) egy olyan repülőgép-konstrukciójú szárnyas repülőgép, amely függőleges vagy vízszintes kilövéssel egy mesterséges földi műhold pályájára lép vagy pályára kerül, és onnan a célfeladatok elvégzése után, a repülőtéren vízszintes leszállást végezve, aktívan visszatér. ereszkedés közben a sikló emelő erejét felhasználva. Egyesíti a repülőgép és az űrhajó tulajdonságait.

Az emberes űrhajó fontos jellemzője a vészhelyzeti mentőrendszer (ESS) jelenléte a hordozórakéta (LV) általi kilövés kezdeti szakaszában.

Az első generációs szovjet és kínai űrhajók projektjei nem rendelkeztek teljes értékű SAS rakétával - ehelyett általában a személyzeti ülések kilökését használták (a Voskhod űrhajónak ez sem volt). A szárnyas űrrepülőgépek szintén nincsenek felszerelve speciális SAS-sel, és a legénység számára is lehetnek katapultülések. Ezenkívül az űrhajót fel kell szerelni életfenntartó rendszerrel (LSS) a legénység számára.

Egy emberes űrrepülőgép létrehozása rendkívül összetett és költséges feladat, ezért csak három ország rendelkezik vele: Oroszország, az USA és Kína. És csak Oroszországban és az USA-ban van újrafelhasználható emberes űrhajórendszer.

Néhány ország saját emberes űrhajó létrehozásán dolgozik: India, Japán, Irán, Észak-Korea, valamint az ESA (1975-ben űrkutatásra létrehozott Európai Űrügynökség). Az ESA 15 állandó tagból áll, néha egyes projektekben Kanada és Magyarország is csatlakozik hozzájuk.

Első generációs űrhajók

"Keleti"

Ez egy sor szovjet űrhajó, amelyet az alacsony Föld körüli pályán történő, emberes repülésre terveztek. Ezeket Szergej Pavlovics Koroljev OKB-1 általános tervező vezetésével hozták létre 1958 és 1963 között.

A Vostok űrrepülőgép főbb tudományos feladatai a következők voltak: az orbitális repülési viszonyok egy űrhajós állapotára és teljesítményére gyakorolt ​​hatásának vizsgálata, a tervezés és a rendszerek tesztelése, az űrhajó építési alapelveinek tesztelése.

A teremtés története

1957 tavasza S. P. Koroljev tervezőirodája keretein belül megszervezte a 9-es számú külön osztályt, amelynek célja az első megalkotása volt. mesterséges műholdak Föld. Az osztályt Koroljev harcostársa vezette Mihail Klavdievics Tikhonravov. Hamarosan a mesterséges műholdak fejlesztésével párhuzamosan az osztály megkezdte az emberes műhold létrehozásának kutatását. A hordozórakéta a Royal R-7 lett volna. A számítások azt mutatták, hogy egy harmadik fokozattal felszerelve körülbelül 5 tonna súlyú rakományt tud alacsony Föld körüli pályára bocsátani.

Tovább korai fázis A számításokat a Tudományos Akadémia matematikusai dolgozták ki. Különösen megjegyezték, hogy a pályáról való ballisztikus leszállás eredménye lehet tízszeres túlterhelés.

1957 szeptemberétől 1958 januárjáig Tikhonravov osztálya megvizsgálta a feladat végrehajtásának minden feltételét. Kiderült, hogy a legmagasabb aerodinamikai minőséget képviselő szárnyas űrrepülőgép egyensúlyi hőmérséklete meghaladta az akkoriban elérhető ötvözetek hőstabilitási képességeit, és a szárnyas tervezési lehetőségek alkalmazása a hasznos teher csökkenéséhez vezetett. Ezért megtagadták a szárnyas lehetőségek mérlegelését. Az ember visszaküldésének legelfogadhatóbb módja az volt, hogy több kilométeres magasságban kilökjék, majd ejtőernyővel tovább ereszkedjenek. Ebben az esetben a leszálló jármű külön mentését nem kellett elvégezni.

Az 1958 áprilisában végzett orvosi kutatások során a pilóták centrifugában végzett tesztjei azt mutatták, hogy az ember bizonyos testhelyzetben akár 10 G-ig terjedő túlterhelést is képes ellenállni anélkül, hogy az egészségére súlyos következményekkel járna. Ezért az első emberes űrszondához gömb alakút választottak a leszálló járműnek.

A leszálló jármű gömb alakja volt a legegyszerűbb és legtöbbet vizsgált szimmetrikus forma, a gömb minden lehetséges sebességnél és ütési szögnél stabil aerodinamikai tulajdonságokkal rendelkezik. A tömegközéppontnak a gömbalakú berendezés hátuljára való eltolása lehetővé tette annak helyes tájolását a ballisztikus süllyedés során.

Az első hajó, a Vostok-1K, 1960 májusában indult automatikus repülésbe. Később létrehozták és tesztelték a Vostok-3KA módosítást, amely teljesen készen állt az emberes repülésre.

Az induláskor történt egy hordozórakéta-baleset mellett a program hatot indított el pilóta nélküli járművek, később pedig további hat emberes űrhajó.

A világ első emberes űrrepülése (Vostok-1), napi repülés (Vostok-2), két űrrepülőgép (Vostok-3 és Vostok-4) csoportos repülése, valamint egy női űrhajós repülése valósult meg a hajókon. program („Vosztok-6”).

A Vostok űrhajó építése

Az űrhajó össztömege 4,73 tonna, hossza 4,4 m, maximális átmérője 2,43 m.

A hajó egy gömb alakú (2,46 tonna súlyú és 2,3 m átmérőjű) leereszkedő modulból állt, amely egyben orbitális rekeszként is szolgált, valamint egy kúpos műszerrekeszből (2,27 tonna súlyú és 2,43 m maximális átmérőjű). A rekeszeket fémszalagokkal és pirotechnikai zárakkal mechanikusan kötötték össze egymással. A hajó rendszerekkel volt felszerelve: automatikus és kézi vezérlés, automatikus Nap felé tájolás, kézi tájolás a Föld felé, életfenntartás (a Föld légköréhez paramétereiben közeli belső légkör fenntartására tervezték 10 napig), vezérlés és logikai vezérlés. , tápegység, hőszabályozás és leszállás . A világűrben végzett emberi munkával kapcsolatos feladatok támogatására a hajót autonóm és rádiótelemetriás berendezéssel látták el az űrhajós állapotát, szerkezetét és rendszereit jellemző paraméterek megfigyelésére és rögzítésére, valamint ultrarövid és rövidhullámú berendezésekkel a kétirányú rádiótelefon kommunikációhoz. az űrhajós és a földi állomás között parancsnoki rádióvonal, szoftver-időeszköz, televíziós rendszer két adókamerával az űrhajós Földről történő megfigyelésére, rádiórendszer a hajó pályaparamétereinek és iránymeghatározásának megfigyelésére, egy TDU-1 fékhajtórendszer és egyéb rendszerek. Az űrjárművek tömege a hordozórakéta utolsó fokozatával együtt 6,17 tonna, együttes hosszuk 7,35 m.

A leszálló járműnek két ablaka volt, amelyek közül az egyik a bejárati nyíláson, közvetlenül az űrhajós feje fölött, a másik pedig, speciális tájékozódási rendszerrel felszerelt, a lábánál a padlóban volt. Az űrruhába öltözött asztronautát egy speciális katapult ülésbe helyezték. A leszállás utolsó szakaszában, a leszálló jármű légkörben való lefékezése után, 7 km-es magasságban az űrhajós kilökődött a kabinból, és ejtőernyővel landolt. Ezenkívül rendelkeztek arról, hogy az űrhajós leszálljon a leszálló járműben. Az ereszkedő járműnek saját ejtőernyője volt, de nem volt felszerelve végrehajtási eszközökkel sima landolás, amely együtt landolás esetén súlyos sérüléssel fenyegette meg a benne maradót.

Ha az automata rendszerek meghibásodnak, az űrhajós kézi vezérlésre válthat. A Vostok űrszondák nem voltak alkalmasak emberi Holdra történő repülésre, és nem engedték meg a repülés lehetőségét olyan személyek számára sem, akik nem estek át speciális képzésen.

Vostok űrhajó pilótái:

"Napkelte"

A katapult ülés által megüresedett helyre két-három közönséges széket helyeztek el. Mivel a legénység most ereszkedő modulban szállt le, a hajó lágy leszállásának biztosítására az ejtőernyős rendszeren kívül szilárd tüzelésű fékezőmotort is beépítettek, amely közvetlenül a talaj érintése előtt egy mechanikus jel hatására aktiválódott. magasságmérő. Az űrsétákra szánt Voskhod-2 űrszondán mindkét űrhajós Berkut szkafanderbe volt öltözve. Ezenkívül felfújható légzsilip kamrát szereltek fel, amelyet használat után alaphelyzetbe állítottak.

A Voskhod űrrepülőgépet a szintén a Vostok hordozórakéta alapján kifejlesztett Voskhod hordozórakéta állította pályára. De a hordozó és a Voskhod hajó rendszerének az indulás utáni első perceiben nem volt mentőeszköze baleset esetén.

A Voskhod program keretében a következő repüléseket hajtották végre:

"Kozmosz-47" - 1964. október 6. Pilóta nélküli próbarepülés a hajó fejlesztésére és tesztelésére.

Voskhod 1 – 1964. október 12. Az első űrrepülés egynél több emberrel a fedélzeten. Legénység összetétele - űrhajós-pilóta Komarov, konstruktőr Feoktistovés orvos Egorov.

„Kozmosz-57” – 1965. február 22. Egy pilóta nélküli tesztrepülés, amellyel egy űrhajót próbáltak ki az űrbe való kijutásra, kudarccal végződött (a parancsnoki rendszer hibája miatt aláásta az önmegsemmisítő rendszer).

"Kozmosz-59" - 1965. március 7. Egy másik sorozatú eszköz (Zenit-4) pilóta nélküli tesztrepülése a Voskhod hajó légzsilipjével az űrbe való bejutáshoz.

"Voskhod-2" - 1965. március 18. Első űrséta. Legénység összetétele - űrhajós-pilóta Beljajevés teszt űrhajós Leonov.

„Kozmosz-110” - 1966. február 22. Próbarepülés a fedélzeti rendszerek működésének ellenőrzésére egy hosszú orbitális repülés során, két kutya volt a fedélzeten - Szellő és szén, a repülés 22 napig tartott.

Második generációs űrhajók

"Unió"

Többüléses űrrepülőgép-sorozat alacsony Föld körüli pályán való repüléshez. A hajó fejlesztője és gyártója az RSC Energia ( S. P. Korolev nevéhez fűződő "Energia" rakéta- és űrvállalat. A társaság székhelye Koroljov városában található, fióktelepe a Bajkonuri kozmodrómban. Mint az egyik szervezeti struktúra 1974-ben alakult Valentin Glushko vezetésével.

A teremtés története

A Szojuz rakétát és űrkomplexumot 1962-ben kezdték el tervezni az OKB-1-ben, mint a szovjet program Hold körüli repülési hajóját. Eleinte azt feltételezték, hogy egy űrhajó és felső fokozatok kombinációjának kellett volna eljutnia a Holdra az „A” program keretében. 7K, 9K, 11K. Ezt követően az „A” projektet lezárták a Hold körüli repülési projektek javára a Zond űrszondával/ 7K-L1és leszállás a Holdon az L3 komplexumot egy orbitális hajómodul részeként 7K-LOKés leszállóhajó-modul LK. A holdprogramokkal párhuzamosan, ugyanazon 7K-n és a „Sever” Föld-közeli űrszonda zárt projektje alapján elkezdték készíteni 7K-OK- egy többcélú háromüléses orbitális jármű (OSV), amelyet az alacsony Föld körüli pályán történő manőverezési és dokkolási műveletek gyakorlására terveztek, különféle kísérletek elvégzésére, beleértve az űrhajósok hajóról hajóra történő átszállítását a világűrön keresztül.

A 7K-OK tesztjei 1966-ban kezdődtek. A Voszkhod űrszonda repülési programjának feladása után (a négy elkészült Voszkhod űrszonda közül három lemaradásának megsemmisülésével) a Szojuz űrszonda tervezői elvesztették a lehetőséget a megoldások kidolgozására. a rajta lévő programjukért. A Szovjetunióban két év szünet következett az emberes kilövésekben, amely alatt az amerikaiak aktívan kutatták a világűrt. A Szojuz űrszonda első három pilóta nélküli kilövése teljesen vagy részben sikertelen volt, komoly hibákat fedeztek fel az űrszonda tervezésében. A negyedik indítást azonban egy emberes hajtotta végre („Szojuz-1” V. Komarovval), ami tragikusnak bizonyult – az űrhajós a Földre ereszkedés közben halt meg. A Szojuz–1 balesetet követően az űrrepülőgép kialakítását teljesen áttervezték, hogy újraindítsák az emberes repülést (6 pilóta nélküli kilövést hajtottak végre), 1967-ben pedig két Szojuz (Kozmosz-186 és Kozmosz-188) első, általában sikeres automata dokkolása. "), 1968-ban újraindultak az emberes repülések, 1969-ben két emberes űrhajó első dokkolása és három űrhajó csoportos repülése történt egyszerre, 1970-ben pedig egy rekordidőtartamú (17,8 nap) autonóm repülés. Az első hat "Szojuz" és ("Szojuz-9") hajó a 7K-OK sorozat hajói voltak. A hajó egy változata is készül a repülésekre "Szojuz-Kapcsolat" az L3 holdexpedíciós komplexum 7K-LOK és LC moduljainak dokkolórendszereinek tesztelésére. Mivel az L3 holdraszállási programot nem fejlesztették ki az emberes repülések szintjére, megszűnt a Szojuz-Contact repülések iránti igény.

1969-ben megkezdődött a Salyut hosszú távú orbitális állomás (DOS) létrehozása. A legénység szállítására egy hajót terveztek 7 KT-OK(T - szállítás). Az új hajó abban különbözött a korábbiaktól, hogy új tervezésű dokkoló állomást kapott, belső nyílással és kiegészítő rendszerek kommunikáció a fedélzeten. A harmadik ilyen típusú hajó (Szojuz-10) nem teljesítette a rábízott feladatot. Az állomással való dokkolás megtörtént, de a dokkolóegység sérülése következtében a hajó nyílása eltömődött, ami lehetetlenné tette a legénység átszállását az állomásra. Egy ilyen típusú hajó (Szojuz-11) negyedik repülése során a süllyedési szakasz alatti nyomáscsökkenés miatt meghaltak. G. Dobrovolsky, V. Volkov és V. Patsaev, mivel űrruha nélkül voltak. A Szojuz-11 balesete után a 7K-OK/7KT-OK fejlesztését felhagyták, a hajót áttervezték (változtatták az űrrepülőgép elrendezését, hogy szkafanderes űrhajósokat is elhelyezzenek). Az életfenntartó rendszerek megnövekedett tömege miatt a hajó új változata 7K-T kettős lett, elveszett napelemek. Ez a hajó az 1970-es években a szovjet űrhajózás igáslovasává vált: 29 expedíció a Szaljut és Almaz állomásokra. Hajós változat 7K-TM(M - módosított) az amerikai Apollo-val közös repülésben használták az ASTP program keretében. Négy Szojuz űrszonda, amelyeket hivatalosan a Szojuz-11 balesete után indítottak útjára, napelemeket tartalmazott különféle típusok ezek azonban a Szojuz űrhajó más változatai voltak - 7K-TM (Szojuz-16, Szojuz-19), 7K-MF6("Szojuz-22") és 7K-T módosítás - 7K-T-AF dokkoló port nélkül (Szojuz-13).

1968 óta módosították és gyártják a Szojuz sorozatú űrhajókat 7K-S. A 7K-S-t 10 év alatt finomították, és 1979-re hajóvá vált 7K-ST "Soyuz T", és egy rövid átmeneti időszak alatt a kozmonauták egyszerre repültek az új 7K-ST-vel és az elavult 7K-T-vel.

A 7K-ST hajórendszerek további fejlődése módosításokhoz vezetett 7K-STM "Soyuz TM": új hajtómű, továbbfejlesztve ejtőernyős rendszer, randevúzási rendszer stb. A Szojuz TM első repülését 1986. május 21-én hajtották végre a Mir állomásra, az utolsó Szojuz TM-34-et 2002-ben az ISS-re.

Jelenleg a hajó módosítása működik 7K-STMA "Soyuz TMA"(A - antropometrikus). A hajót a NASA követelményeinek megfelelően módosították az ISS-re irányuló repülésekhez képest. Olyan űrhajósok használhatják, akik magasságban nem férnének be a Szojuz TM-be. Az űrhajós konzolját újra cserélték, modern elemalappal, továbbfejlesztették az ejtőernyős rendszert, csökkentették a hővédelmet. Az ilyen módosítású űrszonda, a Szojuz TMA-22 legutóbbi kilövésére 2011. november 14-én került sor.

A Szojuz TMA mellett ma már hajókat is használnak űrrepülésekre új sorozat 7K-STMA-M „Soyuz TMA-M” („Szojuz TMAC”)(C - digitális).

Eszköz

Ennek a sorozatnak a hajói három modulból állnak: a műszer- és aggregált rekeszből (IAC), a leszálló járműből (DA) és a lakótérből (CO).

A PAO kombinált meghajtórendszerrel, üzemanyaggal és szervizrendszerekkel rendelkezik. A rekesz hossza 2,26 m, a fő átmérője 2,15 m. A meghajtó rendszer 28 db DPO-ból (kikötési és tájolási motorból) 14 minden elosztón, valamint egy rendezvous-korrekciós motorból (SKD) áll. Az SKD-t orbitális manőverezésre és orbitális mozgásra tervezték.

Az áramellátó rendszer napelemekből és akkumulátorokból áll.

A süllyesztő modul űrhajósüléseket, életfenntartó és vezérlő rendszereket, valamint ejtőernyős rendszert tartalmaz. A rekesz hossza 2,24 m, átmérője 2,2 m A háztartási rekesz hossza 3,4 m, átmérője 2,25 m Dokkoló egységgel és találkozási rendszerrel van ellátva. Az űrhajó lezárt térfogata az állomás rakományát, egyéb rakományokat és számos életfenntartó rendszert, különösen WC-t tartalmaz. Az űrhajó oldalfelületén lévő leszállónyíláson keresztül az űrhajósok a kozmodrom kilövőhelyén lépnek be a hajóba. A BO ​​használható Orlan típusú szkafanderekben a világűrbe való zsilipeléskor a leszállónyíláson keresztül.

A Soyuz TMA-MS új, modernizált verziója

A frissítés az emberes űrhajó szinte minden rendszerére hatással lesz. Az űrhajó-modernizációs program főbb pontjai:

• a napelemek energiahatékonysága hatékonyabb fotovoltaikus konverterek alkalmazásával nő;
• a megközelítés megbízhatósága és a hajó űrállomással való dokkolása a kikötési és tájolási motorok beépítésében bekövetkezett változások miatt. Ezeknek a hajtóműveknek az új kialakítása lehetővé teszi majd az egyik hajtómű meghibásodása esetén is randevúzást és dokkolást, valamint két hajtómű meghibásodása esetén is biztosítja az emberes űrhajó leszállását;
• új kommunikációs és iránykereső rendszer, amely a rádiókommunikáció minőségének javítása mellett megkönnyíti a földkerekség bármely pontján leszálló leszálló jármű felkutatását.

A modernizált Szojuz TMA-MS GLONASS rendszerérzékelőkkel lesz felszerelve. Az ejtőernyős szakasz során és a leszálló jármű leszállása után a GLONASS/GPS adatokból nyert koordinátáit a Cospas-Sarsat műholdrendszeren keresztül továbbítják az MCC-nek.

A Soyuz TMA-MS a Szojuz legújabb módosítása lesz" A hajót addig használják emberes repülésekre, amíg le nem váltják egy új generációs hajóval. De ez egy teljesen más történet...

Mit mondjon gyermekének a kozmonautika napjáról?

A világűr meghódítása hazánk történetének egyik olyan lapja, amelyre feltétel nélkül büszkék lehetünk. Soha nem túl korai ezt elmondani a gyereknek – még ha a baba még csak két éves, már megtehetitek együtt hogy „repüljön a csillagokba”, és elmagyarázza, hogy az első űrhajós Jurij Gagarin volt. De egy nagyobb gyereknek minden bizonnyal érdekesebb történetre van szüksége. Ha elfelejtette az első repülés történetének részleteit, tényválogatásunk segít Önnek.

Az első repülésről

A Vosztok űrszondát 1961. április 12-én, moszkvai idő szerint 9 óra 7 perckor indították fel a Bajkonuri kozmodrómról Jurij Alekszejevics Gagarin pilóta-űrhajóssal a fedélzetén; Gagarin hívójele „Kedr”.

Jurij Gagarin repülése 108 percig tartott, hajója egy fordulatot tett a Föld körül, és 10:55-kor fejezte be a repülést. A hajó 28 260 km/h sebességgel haladt maximális magasság 327 km.

Gagarin feladatáról

Senki sem tudta, hogyan viselkedik az ember az űrben; komoly félelmek voltak, hogy egyszer kint szülőbolygó, az űrhajós meg fog őrülni a rémülettől.

Ezért a feladatok, amelyeket Gagarin kapott, a legegyszerűbbek voltak: megpróbált enni és inni az űrben, több jegyzetet készített ceruzával, és hangosan elmondta minden észrevételét, hogy azokat rögzítsék a fedélzeti magnón. Ugyanebből a hirtelen őrülettől való félelemből egy bonyolult rendszert biztosítottak a hajó kézi vezérlésre való áttételére: az űrhajósnak ki kellett nyitnia a borítékot, és kézzel be kellett írnia az ott hagyott kódot a távirányítón.

A "Vostok"-ról

Megszoktuk a rakéta megjelenését - egy grandiózus, hosszúkás, söpört alakú szerkezetet, de ezek mind levehető fokozatok, amelyek „leestek”, miután az összes üzemanyag elfogyott.

Egy ágyúgolyó alakú kapszula, a hajtómű harmadik fokozatával repült pályára.

Az űrrepülőgép össztömege elérte a 4,73 tonnát, hossza (antennák nélkül) 4,4 m, átmérője 2,43 m. Az űrjárművek tömege a hordozórakéta utolsó fokozatával együtt 6,17 tonna, hosszuk együtt. 7,35 m

Rakéta kilövés és a Vostok űrszonda modellje

A szovjet tervezők siettek: olyan információk érkeztek, hogy az amerikaiak április végén egy emberes űrrepülőgép indítását tervezik. Ezért el kell ismerni, hogy a Vostok-1 nem volt sem megbízható, sem kényelmes.

Fejlesztése során először a rajtnál felhagytak a vészmentő rendszerrel, majd a hajó lágyleszállási rendszerével - a süllyedés ballisztikus pályán történt, mintha a „mag” kapszulát valóban ágyúból lőtték volna ki. Az ilyen leszállás óriási túlterhelésekkel történik - a kozmonautára 8-10-szer nagyobb gravitációs erő hat, mint amit a Földön érzünk, Gagarin pedig úgy érezte, hogy 10-szer nagyobb a súlya!

Végül a redundáns fékrendszert elhagyták. Utóbbi döntést az indokolta, hogy amikor a hajót alacsony, 180-200 kilométeres pályára bocsátják, az a légkör felső rétegeinek természetes fékezése miatt 10 napon belül mindenképpen elhagyja és visszatér a földre. . Erre a 10 napra tervezték az életfenntartó rendszereket.

Az első űrrepülés problémái

Az első űrszonda kilövése során felmerült problémákról sokáig nem esett szó, ezek az adatok csak a közelmúltban jelentek meg.

Az első még az indítás előtt felmerült: a tömítettség ellenőrzésekor a nyíláson lévő érzékelő, amelyen keresztül Gagarin belépett a kapszulába, nem adott jelet a tömítettségről. Mivel rendkívül kevés idő volt hátra az indulásig, egy ilyen probléma a start elhalasztásához vezethet.

Aztán a Vostok-1 vezető tervezője, Oleg Ivanovsky és munkatársai fantasztikus képességeket mutattak be, a mai Forma-1-es szerelők irigységére. Percek alatt kicsavartak 30 anyát, ellenőrizték és kijavították az érzékelőt, majd a megfelelő módon újra bezárták a fedelet. Ezúttal a szivárgásteszt sikeres volt, az indítás a tervezett időpontban megtörtént.

Az indítás utolsó szakaszában nem működött a rádiós vezérlőrendszer, amelynek a 3. fokozat motorjait le kellett volna kapcsolnia. A motort csak a tartalék mechanizmus (időzítő) kioldása után kapcsolták le, de a hajó már felállt a pályára, legmagasabb pont amely (apogee) a számítottnál 100 km-rel magasabbnak bizonyult.

Egy ilyen pályáról az „aerodinamikus fékezéssel” való távozás (ha ugyanaz a fékezőegység meghibásodott) különböző becslések szerint 20-50 napig tarthat, nem pedig az a 10 nap, amelyre az életfenntartó rendszert tervezték.

Az MCC azonban felkészült erre a forgatókönyvre: az ország összes légvédelmét figyelmeztették a repülésre (anélkül, hogy űrhajós volt a fedélzeten), így Gagarint pillanatok alatt „nyomon követték”. Sőt, előzetesen felhívást készítettek a világ népeihez, azzal a kéréssel, hogy keressék fel az első szovjet űrhajóst, ha a partraszállás külföldön történik. Általában három ilyen üzenet készült – a második kb tragikus halál Gagarin, a harmadik pedig, amely megjelent, sikeres repüléséről szól.

A leszállás során a fékező meghajtórendszer sikeresen, de lendület nélkül működött, így az automatika tiltotta a rekeszek normál szétválasztását. Ennek eredményeként egy gömb alakú kapszula helyett az egész hajó a harmadik fokozattal együtt a sztratoszférába került.

Szabálytalan geometriai alakja miatt a hajó 10 percig szabálytalanul zuhant 1 fordulat/másodperc sebességgel, mielőtt a légkörbe lépett volna. Gagarin úgy döntött, hogy nem ijeszti meg a repülésvezetőket (elsősorban Koroljovot), és feltételes feltételek mellett vészhelyzetet jelentett a hajó fedélzetén.

Amikor a hajó bejutott a légkör sűrűbb rétegeibe, kiégtek az összekötő kábelek, hőérzékelőktől érkezett a parancs a rekeszek szétválasztására, így a leereszkedő modul végül elvált a műszer- és motortértől.

Ha a kiképzett Gagarin 8-10-szeres túlterhelésre készen állt (még emlékeznek a Repülőképző Központ centrifugájával készült felvételekre!), akkor az égő hajótest látványára a hajó sűrű rétegeibe kerülve. légkör (a külső hőmérséklet süllyedés közben eléri a 3-5 ezer fokot) - Nem. Folyékony fémpatakok áramlottak át két ablakon (amelyek közül az egyik a bejárati ajtón volt, közvetlenül az űrhajós feje fölött, a másik pedig, amely speciális tájolási rendszerrel volt felszerelve, a padlón a lábainál), és maga a kabin elkezdett kitörni. ropogás.

A Vostok űrszonda leszálló modulja az RSC Energia múzeumban. A 7 kilométeres magasságban szétváló fedél külön, ejtőernyő nélkül esett a Földre.

A fékrendszer enyhe meghibásodása miatt a Gagarinnal készült leereszkedő modul nem a Sztálingrádtól 110 km-re tervezett területen landolt, hanem Szaratov régió, nem messze Engels városától, Smelovka falu területén.

Gagarin másfél kilométeres magasságban kilökődött a hajó kapszulájából. Ugyanakkor gyakorlatilag egyenesen a Volga hideg vizébe vitték - csak a hatalmas tapasztalat és a higgadtság segítette az ejtőernyős vonalak irányítását a szárazföldi leszállásban.

Az első emberek, akik a repülés után találkoztak az űrhajóssal, egy helyi erdész felesége, Anna Takhtarova és hatéves unokája, Rita voltak. Hamarosan a katonaság és a helyi kolhozok érkeztek a helyszínre. A katonák egyik csoportja őrködött a leszállóegység felett, a másik pedig Gagarint az egység helyszínére vitte. Onnan Gagarin telefonon jelentette a légvédelmi osztály parancsnokának: „Kérjük, közölje a légierő főparancsnokával: teljesítettem a feladatot, leszálltam az adott területen, jól érzem magam, zúzódás, meghibásodás nincs. Gagarin."

Körülbelül három évig a Szovjetunió vezetése két tényt rejtett el a világközösség elől: először is, bár Gagarin irányítani tudta az űrhajót (a kóddal ellátott boríték kinyitásával), valójában az egész repülés automatikus üzemmódban zajlott. A második pedig maga Gagarin kilökésének ténye, mivel az a tény, hogy az űrhajótól külön szállt le, okot adott arra, hogy a Nemzetközi Repülési Szövetség megtagadja Gagarin repülésének az első emberes űrrepülésként való elismerését.

Amit Gagarin mondott

Mindenki tudja, hogy Gagarin a kezdés előtt kimondta a híres "Menjünk!" De miért „mentünk”? Ma azok, akik egymás mellett dolgoztak és edzettek, emlékeznek rá, hogy ez a szó a híres tesztpilóta, Mark Gallay kedvenc mondása volt. Egyike volt azoknak, akik hat jelöltet készítettek fel az első űrrepülésre, és a kiképzés során megkérdezte: "Repülésre kész? Nos, akkor gyerünk. Megy!"

Vicces, hogy csak nemrégiben publikáltak egy felvételt Koroljev repülés előtti beszélgetéseiről a pilótafülkében már szkafanderben ülő Gagarinnal. És ez nem meglepő, nem volt ott semmi nagyképű Koroljev egy szerető nagymama gondozásával figyelmeztette Gagarint, hogy nem kell éheznie a repülés alatt - több mint 60 tubus kaja volt, mindene megvolt, még lekvár is. .

És nagyon ritkán említik azt a mondatot, amelyet Gagarin a levegőben mondott leszállás közben, amikor az ablak megtelt tűzzel és olvadt fémmel: "Égek, viszlát elvtársak".

De számunkra talán a legfontosabb marad az a mondat, amelyet Gagarin mondott leszállás után:

„Miután egy műholdhajóval körberepültem a Földet, láttam, milyen gyönyörű a bolygónk. Emberek, őrizzük meg és gyarapítsuk ezt a szépséget, és ne pusztítsuk el.”

Alena Novikova készítette

A „First Orbit” Christopher Riley angol rendező dokumentumfilmje, amelyet Gagarin repülésének 50. évfordulójára forgattak. A projekt lényege egyszerű: a kozmonauták abban a pillanatban fényképezték le a Földet az ISS-ről, amikor az állomás a legpontosabban ismételte meg a Gagarin-pályát. A videót a „Kedr” és „Zarya” és más földi szolgálatok közötti beszélgetések teljes eredeti felvételével fedték be, Philip Sheppard zeneszerző hozzáadásával, és mérsékelten a rádióbemondók ünnepélyes üzeneteivel fűszerezve. És itt az eredmény: most már mindenki láthatja, hallhatja és meg is próbálhatja érezni, milyen volt. Hogyan történt (majdnem valós időben) az ember első világűrbe repülésének világrengető csodája.

„0,68 s sebességgel indul el az első űrhajó a Földről...” Így kezdődik a probléma szövege a 11. osztályos tanulóknak szóló fizika tankönyvben, amely a relativisztikus mechanika alapelveinek megszilárdítását hivatott elősegíteni. Tehát: „Az első űrszonda 0,68 másodperces sebességgel indul a Föld felszínéről. A második jármű az elsőtől ugyanabba az irányba indul el, V2 = 0,86 s sebességgel. Ki kell számítani a második hajó sebességét a Föld bolygóhoz viszonyítva.

Azok, akik szeretnének próbára tenni tudásukat, gyakorolhatják a probléma megoldását. A teszt megoldásában iskolásokkal együtt is részt vehetsz: „0,7 s sebességgel indul az első űrhajó a föld felszínéről. (c a fénysebesség jelölése). A második eszköz az elsőtől ugyanabba az irányba indul el. Sebessége 0,8 s. Ki kell számítani a második hajó sebességét a Föld bolygóhoz viszonyítva.

Azok, akik tájékozottnak tartják magukat ebben a kérdésben, lehetőségük van a választásra – négy válaszlehetőség kínálkozik: 1) 0; 2) 0,2 s; 3) 0,96 s; 4) 1,54 s.

Fontos didaktikai cél a szerzők számára ezt a leckét Előterjesztik, hogy megismertessék a hallgatókkal Einstein posztulátumainak fizikai és filozófiai jelentését, az idő és tér relativisztikus fogalmának lényegét és tulajdonságait stb. Az óra nevelési célja a dialektikus-materialista világkép kialakítása fiúkban és lányokban.

A cikk hazai űrrepülések történetét ismerő olvasói azonban egyetértenek abban, hogy az „első űrhajó” kifejezést említő feladatok jelentősebb oktatási szerepet játszhatnak. Ha kívánja, a tanár felhasználhatja ezeket a feladatokat a kérdés kognitív és hazafias aspektusainak feltárására.

Az első űrhajó az űrben, az orosz űrtudomány sikerei általában – mit lehet tudni erről?

Az űrkutatás fontosságáról

Az űrkutatás értékes adatokkal járult hozzá a tudományhoz, ami lehetővé tette az új természeti jelenségek lényegének megértését és az emberek szolgálatába állítását. Mesterséges műholdak segítségével a tudósok meg tudták határozni a Föld bolygó pontos alakját, és a pálya tanulmányozásával lehetővé vált a szibériai mágneses anomáliák területeinek nyomon követése. Rakéták és műholdak segítségével tudták felfedezni és feltárni a Föld körüli sugárzási öveket. Segítségükkel sok más összetett probléma megoldása is lehetővé vált.

Az első űrhajó, amely meglátogatta a Holdat

A Hold az az égitest, amelyhez az űrtudomány leglátványosabb és leglenyűgözőbb sikerei kapcsolódnak.

A Holdra való repülést a történelem során először 1959. január 2-án hajtotta végre a Luna-1 automata állomás. Az első mesterséges kilövés jelentős áttörést jelentett az űrkutatásban. A projekt fő célját azonban nem sikerült elérni. A Földről a Holdra tartó repülésből állt. A műhold felbocsátása értékes tudományos és gyakorlati információk megszerzését tette lehetővé más kozmikus testekhez való repülésekkel kapcsolatban. A Luna-1 repülés során kifejlesztették a másodikat (először!) Ezen kívül lehetővé vált a sugárzási övre vonatkozó adatok beszerzése földgolyó, további értékes információkhoz jutottunk. A világsajtó a „Dream” nevet adta a Luna-1 űrszondának.

A Luna-2 AMS szinte teljesen megismételte elődjét. Az alkalmazott műszerek és berendezések lehetővé tették a bolygóközi tér megfigyelését, valamint a Luna-1 által kapott információk helyesbítését. A kilövést (1959. szeptember 12.) szintén a 8K72 hordozórakétával hajtották végre.

Szeptember 14-én a Luna 2 elérte a Föld természetes műholdjának felszínét. Megtörtént az első repülés bolygónkról a Holdra. Az AMS fedélzetén három szimbolikus zászló volt a következő felirattal: „Szovjetunió, 1959. szeptember”. Középre egy fémgolyót helyeztek el, amely egy égitest felszínéhez csapva tucatnyi apró zászlóba szóródott.

Az automatikus állomáshoz rendelt feladatok:

• eléri a Hold felszínét;
• a második szökési sebesség kialakítása;
• a Föld gravitációjának leküzdése;
• Szovjetunió zászlóinak szállítása a Hold felszínére.

Mindegyik elkészült.

"Keleti"

Ez volt a legelső űrszonda a világon, amelyet Föld körüli pályára bocsátottak. M. K. Tikhonravov akadémikus, a híres tervező, S. P. Korolev vezetésével, sok éven át fejlesztéseket végeztek, 1957 tavaszától kezdődően. 1958 áprilisában ismertté váltak a leendő hajó hozzávetőleges paraméterei, valamint általános teljesítménye. . Feltételezték, hogy az első űrszonda körülbelül 5 tonnát fog nyomni, és újbóli belépésekor további, körülbelül 1,5 tonna súlyú hővédelemre lesz szükség. Ezenkívül rendelkeztek a pilóta katapultálásáról.

A kísérleti berendezés létrehozása 1960 áprilisában ért véget. Tesztelése nyáron kezdődött.

Az első Vostok űrszonda (a lenti fotó) két elemből állt: a műszerrekeszből és a leszálló modulból, amelyek egymáshoz kapcsoltak.

A hajó kézi és automatikus vezérléssel volt felszerelve, a Napra és a Földre orientálva. Ezen kívül volt még leszállás, hőmérsékletszabályozás és áramellátás. A táblát egy szkafanderes pilóta repülésére tervezték. A hajónak két lőrése volt.

Az első űrszonda 1961-ben, április 12-én került a világűrbe. Most ezt a dátumot a kozmonautika napjaként ünneplik. Ezen a napon Yu.A. Gagarin pályára állította a világ első űrhajóját. Forradalmat csináltak a Föld körül.

Az első űrszonda fő feladata egy emberrel a fedélzetén egy űrhajós jólétének és teljesítményének tanulmányozása volt bolygónkon kívül. Gagarin sikeres repülésével: honfitársunk, aki elsőként látta meg a Földet az űrből, a tudomány fejlődése új szintre került.

Igazi repülés a halhatatlanságba

„Az első űrszondát emberrel a fedélzetén 1961. április 12-én bocsátották Föld körüli pályára. A Vostok műhold első pilóta-kozmonautája a Szovjetunió állampolgára volt, Yu A. Gagarin őrnagy.

Az emlékezetes TASS üzenet szavai örökre megmaradtak a történelemben, annak egyik legjelentősebb és legszembetűnőbb oldalán. Évtizedek után az űrrepülések mindennapos, mindennapi eseménnyé válnak, de egy oroszországi kisvárosból - Gzhatskból - érkező férfi repülése örökre megmarad sok generáció fejében, mint nagy emberi bravúr.

Űrverseny

Azokban az években kimondatlan versengés folyt a Szovjetunió és az Egyesült Államok között a világűr meghódításában való vezető szerepért. A verseny vezetője a Szovjetunió volt. Az Egyesült Államokban hiányoztak az erős hordozórakéták.

A szovjet űrhajósok már 1960 januárjában ellenőrizték munkájukat a környéken végzett tesztek során Csendes-óceán. A világ összes jelentős újsága olyan információt közölt, hogy a Szovjetunió hamarosan embert indít az űrbe, ami minden bizonnyal maga mögött hagyja az Egyesült Államokat. A világ minden embere nagy türelmetlenül várta az első emberi repülést.

1961 áprilisában az ember először az űrből nézett a Földre. A „Vostok” a Nap felé rohant, az egész bolygó rádióvevőkkel nézte ezt a repülést. A világ megdöbbent és izgatott volt, mindenki közelről figyelte az emberiség történetének legnagyobb kísérletének előrehaladását.

Percek, amelyek sokkolták a világot

– Ember az űrben! Ez a hír a mondat közepén megszakította a rádió- és távirati ügynökségek munkáját. „Egy embert elhanyagoltak a szovjetek! Jurij Gagarin az űrben!

A Vostoknak mindössze 108 percébe telt, hogy megkerülje a bolygót. És ezek a percek nemcsak az űrhajó repülési sebességéről tanúskodtak. Ezek voltak az új űrkorszak első percei, ezért is sokkolta őket a világ.

A két szuperhatalom versenye a győztes címért az űrkutatásért folytatott küzdelemben a Szovjetunió győzelmével ért véget. Májusban az Egyesült Államok ballisztikus röppályát használva embert is lőtt az űrbe. És mégis, az ember földi légkörén túli kilépésének kezdetét a szovjet emberek határozták meg. Az első „Vostok” űrhajót űrhajóssal a fedélzetén pontosan a szovjetek földje küldte. Ez a tény rendkívüli büszkeség forrása volt a szovjet emberek számára. Ráadásul a repülés tovább tartott, sokkal feljebb ment, és sokkal összetettebb pályát követett. Ezenkívül Gagarin első űrhajója (a képen a megjelenése látható) nem hasonlítható össze azzal a kapszulával, amelyben az amerikai pilóta repült.

Az űrkorszak reggele

Ez a 108 perc örökre megváltoztatta Jurij Gagarin, hazánk és az egész világ életét. Miután a hajó távozott egy emberrel a fedélzetén, a földi emberek ezt az eseményt kezdték az űrkorszak reggelének tekinteni. Nem volt ember a bolygón, aki ilyen nagy szeretetet élvezett volna nemcsak polgártársai, hanem az emberek szerte a világon, nemzetiségre, politikai és vallási meggyőződésre való tekintet nélkül. Az ő bravúrja volt az emberi elme által alkotott legjobb dolgok megszemélyesítése.

"A béke nagykövete"

Jurij Gagarin a Vosztok hajóval körülrepülve világ körüli utazásra indult. Mindenki látni és hallani akarta a világ első űrhajósát. A miniszterelnökök és elnökök, nagyhercegek és királyok egyaránt szívélyesen fogadták. Gagarint bányászok és dokkolók, katonák és tudósok, a világ nagy egyetemeinek hallgatói és az elhagyott afrikai falvak vénei is örömmel üdvözölték. Az első űrhajós ugyanolyan egyszerű, barátságos és barátságos volt mindenkivel. Igazi „békenagykövet” volt, akit az emberek elismertek.

"Egy nagy és gyönyörű emberi ház"

Gagarin diplomáciai képviselete nagyon fontos volt az ország számára. Senki sem tudott volna barátságot kötni emberek és nemzetek között, egyesíteni a gondolatokat és a szíveket olyan sikeresen, mint az első ember az űrben. Felejthetetlen, bájos mosolya volt, elképesztő barátságossága egyesítette az embereket különböző országok, különböző hiedelmek. Szenvedélyes, szívből jövő beszédei, amelyek a világbékére szólítottak fel, hihetetlenül meggyőzőek voltak.

„Láttam, milyen szép a Föld” – mondta Gagarin. - Az államhatárok megkülönböztethetetlenek az űrtől. Bolygónk az űrből úgy néz ki, mint egy nagy és gyönyörű emberi ház. A Föld minden becsületes embere felelős a rendért és a békéért otthonában.” Végtelenül hittek neki.

Az ország példátlan felemelkedése

E felejthetetlen nap hajnalán egy korlátozott kör ismerte őt. Délben az egész bolygó megtanulta a nevét. Milliók özönlöttek hozzá, kedvessége, fiatalsága és szépsége miatt szerették. Az emberiség számára a jövő hírnöke lett, egy veszélyes keresésből visszatérő felderítő, aki új utakat nyitott meg a tudás felé.

Sokak szemében megszemélyesítette hazáját, képviselője volt az egykoron közreműködő embereknek hatalmas hozzájárulás a nácik feletti győzelemben, és most elsőként emelkedett fel az űrbe. Gagarin neve, aki a Hős címet kapta szovjet Únió, az ország példátlanul a társadalmi és gazdasági fejlődés új magasságaiba való felemelkedésének szimbólumává vált.

Az űrkutatás kezdeti szakasza

Gagarin már a híres repülés előtt, amikor az első emberrel a fedélzetén lévő űrhajót az űrbe bocsátották, az űrkutatás fontosságára gondolt az emberek számára, amihez nagy teljesítményű hajókra és rakétákra van szükség. Miért szerelik fel a teleszkópokat és számítják ki a pályákat? Miért szállnak fel a műholdak, és miért emelkednek fel a rádióantennák? Nagyon jól megértette ezen ügyek sürgető szükségességét és fontosságát, és igyekezett hozzájárulni az emberi űrkutatás kezdeti szakaszához.

Az első „Vostok” űrhajó: feladatok

A Vostok hajó előtt álló fő tudományos feladatok a következők voltak. Először is, a keringési körülményeknek az emberi test állapotára és teljesítményére gyakorolt ​​hatásának vizsgálata. Másodszor, az űrhajó-építési elvek tesztelése.

A teremtés története

1957-ben S.P. Koroljev a Tudományos Tervező Iroda keretein belül egy 9. számú speciális osztályt szervezett, amely bolygónk mesterséges műholdjainak létrehozásával foglalkozott. Az osztályt Koroljev munkatársa, M.K. Tikhonravym. Itt tárták fel a fedélzeten tartózkodó személy által irányított műhold létrehozásának kérdéseit is. A Korolev R-7-et hordozórakétának tekintették. A számítások szerint a harmadik védelmi fokozatú rakéta öttonnás rakományt tudott alacsony Föld körüli pályára bocsátani.

A számításokban a fejlesztés korai szakaszában vettek részt a Tudományos Akadémia matematikusai. Figyelmeztetést adtak ki, hogy a tízszeres túlterhelés ballisztikus leszálláshoz vezethet a pályáról.

Az osztály megvizsgálta a feladat elvégzésének feltételeit. Fel kellett hagynom a szárnyas lehetőségek mérlegelésével. Az ember visszaküldésének legelfogadhatóbb módjaként a kilökődés és az ejtőernyős további leereszkedés lehetőségeit vizsgálták. A leszálló jármű külön mentéséről nem volt lehetőség.

A folyamatban lévő orvosi kutatások során bebizonyosodott, hogy a legelfogadhatóbb a emberi test a leszálló jármű gömb alakú, amely lehetővé teszi, hogy jelentős terhelést tudjon elviselni anélkül, hogy ez komoly következményekkel járna az űrhajós egészségére nézve. A gömb alakú formát választották az emberes hajó leszálló járművének gyártásához.

Az első elküldött hajó a Vostok-1K volt. Ez egy automata repülés volt, amelyre 1960 májusában került sor. Később elkészítették és tesztelték a Vostok-3KA módosítást, amely teljesen készen állt az emberes repülésre.

Egy sikertelen repülésen kívül, amely már a kezdetekkor hordozórakéta meghibásodásával végződött, a program hat pilóta nélküli jármű és hat emberes űrhajó felbocsátását irányozta elő.

A megvalósított program:

• emberi repülés végrehajtása az űrbe - az első „Vostok 1” űrhajó (a fotó a hajó képe);
• egy napig tartó repülés: „Vostok-2”;
• csoportos repülések végrehajtása: „Vostok-3” és „Vostok-4”;
• részvételben űrrepülés az első női űrhajós: Vostok 6.

"Vostok": a hajó jellemzői és kialakítása

Jellemzők:

• tömeg - 4,73 t;
• hossza - 4,4 m;
• átmérője - 2,43 m.

Eszköz:

• gömb alakú leszálló 2,3 m);
• orbitális és kúpos műszerrekeszek (2,27 t, 2,43 m) - ezek mechanikusan kapcsolódnak egymáshoz pirotechnikai zárak és fémszalagok segítségével.

Felszerelés

Automatikus és kézi vezérlés, automatikus tájolás a Nap felé és kézi tájolás a Föld felé.

Élettartam (a Föld légkörének paramétereinek megfelelő belső légkör fenntartása 10 napig).

Parancs-logikai vezérlés, tápegység, hőszabályozás, leszállás.

Férfi munkára

Az űrben végzett emberi munka biztosítása érdekében a táblát a következő berendezésekkel szerelték fel:

• az űrhajós állapotának nyomon követéséhez szükséges autonóm és rádiótelemetriai eszközök;
• földi állomásokkal való rádiótelefon-kommunikációs eszközök;
• parancs rádiókapcsolat;
• szoftver-idő eszközök;
• televíziós rendszer a pilóta földről történő megfigyelésére;
• rádiórendszer a hajó pályájának és irányának megfigyelésére;
• fékező meghajtó rendszer és mások.

Leereszkedő modul kialakítása

Az ereszkedő modulnak két ablaka volt. Az egyik a bejárati nyíláson, valamivel a pilóta feje fölött, a másik, speciális tájékozódási rendszerrel a padlóban, a lábánál helyezkedett el. Az öltözött katapult ülésben volt. Az elképzelések szerint a leszálló jármű 7 km-es magasságban történő lefékezése után az űrhajósnak katapultálnia kell, és ejtőernyővel le kell szállnia. Emellett lehetőség volt arra, hogy a pilóta magába az eszközbe szálljon le. A leszálló járműnek volt ejtőernyője, de nem volt felszerelve lágy leszálláshoz szükséges eszközökkel. Ez a bent tartózkodó személyt súlyos zúzódásokkal fenyegette leszálláskor.

Ha az automata rendszerek meghibásodnak, az űrhajós kézi vezérlést használhat.

A Vostok űrszondának nem volt felszerelése a Holdra történő emberes repüléshez. Elfogadhatatlan volt, hogy speciális képzés nélkül repüljenek bennük.

Ki vezette a Vostok hajókat?

Yu. A. Gagarin: az első "Vostok - 1" űrhajó. Az alábbi fotó a hajó elrendezésének képe. G. S. Titov: „Vosztok-2”, A. G. Nikolaev: „Vosztok-3”, P.R. Popovich: „Vosztok-4”, V.F. Bykovsky: „Vosztok-5”, V.V. Tereshkova: „Vosztok-6”.

Következtetés

A 108 perc alatt, mialatt a Vostok a Föld körül keringett, a bolygó élete örökre megváltozott. E pillanatok emlékét nem csak a történészek őrzik kincsként. Élő nemzedékek és távoli utódaink tisztelettel olvassák újra az új korszak születéséről szóló dokumentumokat. Egy korszak, amely megnyitotta az utat az emberek előtt az Univerzum hatalmas kiterjedése felé.

Bármennyire is haladt előre az emberiség a fejlődésben, mindig emlékezni fog arra a csodálatos napra, amikor az ember először találta egyedül a kozmosszal. Az emberek mindig emlékezni fognak a dicsőséges űrúttörő halhatatlan nevére, aki hétköznapi orosz emberré vált - Jurij Gagarin. Az űrtudomány minden mai és holnapi vívmánya az ő nyomában tett lépésnek tekinthető, győzelme – az első és legfontosabb – eredményének.

100 évvel ezelőtt az asztronutika alapító atyái aligha tudták elképzelni, hogy egyetlen repülés után űrhajókat dobjanak a szeméttelepre. Nem meglepő, hogy az első hajótervek újrafelhasználhatóak és gyakran szárnyasak voltak. Sokáig - egészen az emberes repülés kezdetéig - versenyeztek a tervezők rajztábláján az eldobható Vosztokkal és Mercuryval. Sajnos a legtöbb újrafelhasználható űrhajó projekt maradt, és az egyetlen üzembe helyezett újrafelhasználható rendszer (Space Shuttle) borzasztóan drágának bizonyult és messze nem a legmegbízhatóbb. Miért történt ez?

A rakétatudomány két forráson – a repülésen és a tüzérségen – alapul. A repülési elv újrafelhasználhatóságot és szárnyasságot követelt meg, míg a tüzérségi elv az eldobható „rakétalövedék” használatára hajlott. A harci rakéták, amelyekből a gyakorlati űrhajózás kinőtt, természetesen eldobhatóak voltak.

Ami a gyakorlatot illeti, a tervezők a nagy sebességű repülés számos problémájával szembesültek, beleértve a rendkívül nagy mechanikai és hőterhelést. A mérnökök elméleti kutatások, valamint próbálkozások és tévedések révén ki tudták választani a robbanófej optimális formáját és a hatékony hővédő anyagokat. Amikor pedig napirendre került a valódi űrhajók fejlesztésének kérdése, koncepcióválasztás előtt álltak a tervezők: űrrepülőt, vagy kapszula típusú, interkontinentális űrhajó fejéhez hasonló eszközt építeni. ballisztikus rakéta? Mivel az űrverseny rohamtempóban haladt, a legegyszerűbb megoldást választották - elvégre aerodinamikai és formatervezési kérdésekben a kapszula sokkal egyszerűbb, mint egy repülőgép.

Gyorsan világossá vált, hogy az akkori évek műszaki szintjén szinte lehetetlen volt egy kapszulahajót újrafelhasználhatóvá tenni. A ballisztikus kapszula óriási sebességgel kerül a légkörbe, felülete akár 2500-3000 fokot is felmelegíthet. Egy meglehetősen jó aerodinamikai tulajdonságú űrrepülőgép közel fele (1300-1600 fok) hőmérsékletet él meg pályáról leereszkedéskor, de a hővédelmére alkalmas anyagokat az 1950-1960-as években még nem alkották meg. Az egyetlen hatékony hővédelem abban az időben a szándékosan eldobható ablatív bevonat volt: a bevonóanyag a beáramló gáz áramlása hatására megolvadt és elpárolog a kapszula felületéről, elnyelve és elvezetve a hőt, ami egyébként elfogadhatatlanul felmelegedett volna a süllyedésben. jármű.

Az összes rendszer egyetlen kapszulába helyezésére tett kísérletek – üzemanyagtartályokkal, vezérlőrendszerekkel, életfenntartó rendszerrel és tápellátással ellátott meghajtórendszer – az eszköz tömegének gyors növekedéséhez vezettek: minél nagyobb a kapszula, annál nagyobb a hő tömege. -védőbevonat (amelyet például meglehetősen nagy sűrűségű fenolgyantával impregnált üvegszálas laminátumokhoz használtak). Az akkori hordozórakéták teherbírása azonban korlátozott volt. A megoldást a hajó funkcionális rekeszekre osztása találta meg. Az űrhajós életfenntartó rendszerének „szíve” egy viszonylag kisméretű, hővédelemmel ellátott kapszulakabinban kapott helyet, a megmaradt rendszerek blokkjait pedig eldobható, levehető rekeszekben helyezték el, amelyeken természetesen nem volt hővédő bevonat. Úgy tűnik, a tervezőket a főbb űrtechnológiai rendszerek csekély erőforrás-kapacitása késztette erre a döntésre. Például egy folyékony rakétamotor több száz másodpercig „él”, de ahhoz, hogy élettartamát több órára növelje, sok erőfeszítést kell tennie.

Az újrafelhasználható hajók háttere
Az egyik első műszakilag kidolgozott űrsiklóprojekt egy Eugen Sänger által tervezett rakétarepülő volt. 1929-ben ezt a projektet választotta doktori disszertációjához. A mindössze 24 éves osztrák mérnök elképzelése szerint a rakéta repülőgépnek alacsony földi pályára kellett volna állnia, például egy keringési állomás kiszolgálására, majd szárnyakkal visszatérnie a Földre. Az 1930-as évek végén és az 1940-es évek elején egy speciálisan erre a célra létrehozott zárt kutatóintézetben mélyreható fejlesztést végzett az „antipodean bomber” néven ismert rakéta repülőgépen. Szerencsére a projektet nem a Harmadik Birodalomban valósították meg, hanem számos háború utáni munka kiindulópontja lett Nyugaton és a Szovjetunióban egyaránt.

Tehát az USA-ban V. Dornberger (a V-2 program vezetője in.) kezdeményezésére fasiszta Németország), az 1950-es évek elején megtervezték a Bomi rakétabombázót, amelynek kétlépcsős változata alacsony földi pályára kerülhetett. 1957-ben az amerikai hadsereg megkezdte a DynaSoar rakétagép kidolgozását. Az eszköznek különleges küldetéseket kellett volna végrehajtania (műholdak ellenőrzése, felderítési és csapásmérő műveletek stb.), és siklórepülés közben visszatérni a bázisra.

A Szovjetunióban még Jurij Gagarin repülése előtt számos lehetőséget fontolgattak az újrafelhasználható szárnyas emberes járművekre, például a VKA-23-at (V.M. Myasishchev főtervező), a „136”-ot (A.N. Tupolev), valamint a P.V. A „lapotok” néven ismert Tsybin az S.P. megrendelésére fejlesztette ki. Királynő.

Az 1960-as évek második felében a Szovjetunióban az OKB A.I. Mikoyan, G.E. vezetésével. Lozino-Lozinsky, a "Spiral" újrafelhasználható űrrepülőgépen dolgoztak, amely egy szuperszonikus gyorsító repülőgépből és egy kétfokozatú rakétagyorsítóval pályára állított orbitális repülőgépből állt. A pályasík alapvetően ugyanolyan méretű és rendeltetésű volt, mint a DynaSoar, de alakjában és műszaki részleteiben különbözött. Megfontolták azt a lehetőséget is, hogy a Spiral a világűrbe egy Szojuz hordozórakétával induljon.

Az akkori évek elégtelen műszaki színvonala miatt az 1950-1960-as évek számos, újrafelhasználható szárnyas járművek projektje közül egyik sem hagyta el a tervezési szakaszt.

Első inkarnáció

A rakéta- és űrtechnológia újrafelhasználhatóságának ötlete mégis kitartónak bizonyult. Az 1960-as évek végére az USA-ban, majd valamivel később a Szovjetunióban és Európában is jelentős alapmunkát halmoztak fel a hiperszonikus aerodinamika, az új szerkezeti és hővédő anyagok terén. A elméleti kutatás kísérletekkel alátámasztva, beleértve a kísérleti repülőgépek repüléseit is, amelyek közül a leghíresebb az amerikai X-15 volt.

1969-ben a NASA megkötötte az első szerződéseket amerikai repülőgép-ipari vállalatokkal, hogy tanulmányozzák az ígéretes, újrafelhasználható űrrepülőgép Space Shuttle megjelenését. Az akkori előrejelzések szerint az 1980-as évek elejére a Föld-pálya-Föld rakományáramnak el kellett volna érnie az évi 800 tonnát, az űrsiklók pedig évente 50-60 repülést hajtottak végre, különféle célú űrjárműveket szállítva. , valamint a legénység az alacsony Föld körüli pályára, és a rakomány a pályaállomások számára. A várakozások szerint a rakomány pályára állításának költsége nem haladja meg az 1000 dollárt kilogrammonként. Ugyanakkor az űrsiklónak elég nagy rakományokat kellett visszatennie a pályáról, például drága több tonnás műholdakat a Földön történő javításra. Meg kell jegyezni, hogy a rakomány pályáról történő visszajuttatása bizonyos szempontból nehezebb, mint az űrbe való kilövés. Például a Szojuz űrszondákon az Internacionáléról visszatérő űrhajósok űrállomás, száz kilogrammnál is kevesebb poggyászt vihet el.

1970 májusában, a beérkezett javaslatok elemzése után, a NASA két szárnyas fokozatú rendszert választott, és szerződést kötött a projekt továbbfejlesztésére az észak-amerikai Rockwell és McDonnel Douglas számára. Körülbelül 1500 tonnás indítótömegével 9-20 tonnás rakományt kellett volna alacsony pályára bocsátania. Mindkét fokozatot 180 tonnás tolóerejű oxigén-hidrogén motor kötegekkel kellett volna felszerelni. 1971 januárjában azonban felülvizsgálták a követelményeket - az indító tömeg 29,5 tonnára, az indító tömeg 2265 tonnára nőtt. Számítások szerint a rendszer elindítása nem került többe 5 millió dollárnál, a fejlesztést viszont 10 milliárd dollárra becsülték – többet, mint amennyit az USA Kongresszusa kész volt rászánni (ne felejtsük el, hogy az Egyesült Államok háborút vív Indokínában abban az időben).

A NASA és a fejlesztő cégek azzal a feladattal szembesültek, hogy a projekt költségeit legalább felére csökkentsék. Ezt egy teljesen újrafelhasználható koncepció keretein belül nem lehetett megvalósítani: túl nehéz volt hővédelmet kialakítani a terjedelmes kriogén tartályokkal rendelkező színpadok számára. Felmerült az ötlet, hogy a tartályokat külsővé, eldobhatóvá tegyék. Aztán a szárnyas első fokozatot felhagyták az újrafelhasználható szilárd tüzelőanyag-fokozók helyett. A rendszerkonfiguráció ismerős megjelenést öltött, és költsége, mintegy 5 milliárd dollár a megadott kereteken belül volt. Igaz, az indítási költségek 12 millió dollárra nőttek, de ezt egészen elfogadhatónak tartották. Ahogy az egyik fejlesztő keserűen viccelődött, „a siklókat könyvelők tervezték, nem mérnökök”.

Az észak-amerikai Rockwellre (a későbbi Rockwell Internationalra) bízott Space Shuttle teljes körű fejlesztése 1972-ben kezdődött. Mire a rendszert üzembe helyezték (és a Columbia első repülése 1981. április 12-én történt – pontosan 20 évvel Gagarin után), minden tekintetben technológiai remekmű volt. A fejlesztés költsége azonban meghaladta a 12 milliárd dollárt. Ma egy indítás költsége eléri a fantasztikus 500 millió dollárt! Hogy hogy? Hiszen az újrafelhasználhatónak elvileg olcsóbbnak kellene lennie, mint az eldobhatónak (legalábbis egy járat tekintetében)?

Először is, a teherforgalom nagyságára vonatkozó előrejelzések nem váltak valóra - a vártnál nagyságrenddel kisebbnek bizonyult. Másodszor, a mérnökök és a finanszírozók közötti kompromisszum nem tett jót a transzfer hatékonyságának: számos egység és rendszer javítási és helyreállítási munkáinak költsége elérte a gyártási költség felét! Az egyedülálló kerámia hővédelem fenntartása különösen drága volt. Végül a szárnyas első szakasz elutasítása oda vezetett, hogy a újrafelhasználás a szilárd tüzelőanyag-boostereknek költséges kutatási és mentési műveleteket kellett szervezniük.

Ráadásul az űrsikló csak emberes üzemmódban tudott működni, ami jelentősen megnövelte az egyes küldetések költségeit. Az űrhajósok kabinja nincs elválasztva a hajótól, ezért a repülés egyes részein minden súlyos baleset a legénység halálával és az űrsikló elvesztésével járó katasztrófával jár. Ez már kétszer megtörtént – a Challengerrel (1986. január 28.) és a Columbiával (2003. február 1.). A legutóbbi katasztrófa megváltoztatta a hozzáállást az Space Shuttle programhoz: 2010 után a siklókat leállítják. Helyüket az Orionok veszik át, amelyek nagyon emlékeztetnek nagyapjukra, az Apollo űrrepülőgépre, és egy újrafelhasználható, menthető legénységi kapszulával rendelkeznek.

Hermes, Franciaország/ESA, 1979-1994. Egy Ariane 5 rakéta által függőlegesen indított orbitális repülőgép, amely vízszintesen landol, akár 1500 km-es oldalirányú manőverrel. Indítótömeg - 700 tonna, orbitális szakasz - 10-20 tonna Legénység - 3-4 fő, indító rakomány - 3 tonna, visszatérő rakomány - 1,5 tonna.

Új generációs transzferek

A Space Shuttle program kezdete óta ismételten kísérletek történtek új, újrafelhasználható űrhajók létrehozására szerte a világon. A Hermes projektet az 1970-es évek végén kezdték fejleszteni Franciaországban, majd az Európai Űrügynökségen belül folytatták. Ezt a kis űrrepülőgépet, amely erősen emlékeztet a DynaSoar projektre (és az oroszországi fejlesztés alatt álló Clipperre), egy elhasználható Ariane 5 rakétával állítanák pályára, több személyzeti tagot és akár három tonna rakományt is eljuttatva az orbitális állomásra. Meglehetősen konzervatív kialakítása ellenére a „Hermész” meghaladta Európa erejét. 1994-ben a mintegy 2 milliárd dollárba kerülő projektet lezárták.

A HOTOL (Horizontal Take-Off and Landing) pilóta nélküli repülőgép-projekt, amelyet 1984-ben javasolt a British Aerospace, sokkal fantasztikusabbnak tűnt. A terv szerint ezt az egyfokozatú szárnyas járművet egyedi hajtóművel kellett volna felszerelni, amely repülés közben cseppfolyósította a levegőből az oxigént és oxidálószerként használta. A hidrogén szolgált üzemanyagként. A munkálatok állami finanszírozása (három millió font) három év után megszűnt, mivel hatalmas költségekre volt szükség a szokatlan motor koncepciójának bemutatásához. A „forradalmi” HOTOL és a konzervatív „Hermes” között köztes helyet foglal el a Sanger repülőgép-rendszer projekt, amelyet az 1980-as évek közepén fejlesztettek ki Németországban. Az első szakasz egy hiperszonikus nyomásfokozó repülőgép volt kombinált turbó-ramjet hajtóművekkel. A 4-5 hangsebesség elérése után vagy a "Horus" emberes űrrepülőgép, vagy a "Kargus" elhasználható teherszállító színpad indult el a hátáról. Ez a projekt azonban elsősorban anyagi okok miatt nem hagyta el a „papír” szakaszt.

Az amerikai NASP projektet Reagan elnök vezette be 1986-ban as Nemzeti programűrrepülőgép. Ez az egyfokozatú repülőgép, amelyet a sajtóban gyakran „Orient Express”-nek neveznek, fantasztikus repülési jellemzőkkel bírt. Ezeket szuperszonikus égésű ramjet motorok hajtották, amelyek a szakértők szerint 6-tól 25-ig terjedő Mach-számmal működtek. A projekt azonban technikai problémákba ütközött, és az 1990-es évek elején törölték.

A szovjet "Burán" feltétlen sikerként került bemutatásra a hazai (és külföldi) sajtóban. Miután azonban 1988. november 15-én egyetlen pilóta nélküli repülést hajtott végre, ez a hajó a feledés homályába merült. Az igazság kedvéért meg kell mondani, hogy a Buran nem kevésbé tökéletesnek bizonyult, mint az űrsikló. A biztonság és a sokoldalú felhasználás tekintetében pedig még a tengerentúli versenytársát is felülmúlta. Az amerikaiakkal ellentétben a szovjet szakembereknek nem voltak illúziói az újrafelhasználható rendszer hatékonyságával kapcsolatban – a számítások szerint az eldobható rakéta hatékonyabb. A Buran létrehozásakor azonban egy másik szempont is kulcsfontosságú volt: a szovjet űrsiklót katonai űrrendszerként fejlesztették ki. A hidegháború végével ez a szempont háttérbe szorult, ami a gazdasági megvalósíthatóságról nem mondható el. De a Buran rosszul járt vele: kilövése olyan volt, mint pár száz Szojuz hordozórakéta egyidejű felbocsátása. "Buran" sorsa eldőlt.

Érvek és ellenérvek

Hiába jelennek meg új programok az újrafelhasználható űrhajók fejlesztésére, mint gomba az eső után, eddig egyik sem járt sikerrel. A fent említett Hermes (Franciaország, ESA), HOTOL (Nagy-Britannia) és Sanger (Németország) projektek semmivel nem végződtek. „Lógó” a korszakok között A MAKS egy szovjet-orosz újrafelhasználható repülőgép-űrrendszer. A NASP (National Aerospace Plane) és az RLV (Reusable Launch Vehicle) program, egy másik amerikai kísérlet egy második generációs MTKS létrehozására az Space Shuttle helyére, szintén kudarcot vallott. Mi az oka az ilyen irigylésre méltó állandóságnak?

MAX, Szovjetunió/Oroszország, 1985 óta. Újrafelhasználható légindító rendszer, vízszintes leszállás. Felszállási tömeg - 620 tonna, második fokozat (üzemanyagtartállyal) - 275 tonna, orbitális repülőgép - 2 fős személyzet, rakomány - legfeljebb 8 tonna A fejlesztők szerint (NPO Molniya) a MAX a legközelebb az újrafelhasználható hajó projekt megvalósításához

Az eldobható hordozórakétához képest egy „klasszikus” újrafelhasználható szállítórendszer létrehozása rendkívül költséges. Maguk az újrafelhasználható rendszerek műszaki problémái is megoldhatók, de megoldásuk költsége igen magas. A használat gyakoriságának növelése néha igen jelentős tömegnövekedést igényel, ami költségnövekedéshez vezet. A tömegnövekedés kompenzálására ultrakönnyű és ultraerős (és drágább) szerkezeti és hővédő anyagokat, valamint egyedi paraméterekkel rendelkező motorokat vesznek (és gyakran a semmiből találják ki). Az újrafelhasználható rendszerek alkalmazása a kevéssé vizsgált hiperszonikus sebességek területén pedig jelentős költségeket igényel az aerodinamikai kutatások számára.

És ez mégsem jelenti azt, hogy az újrafelhasználható rendszerek elvileg nem térülhetnek meg. A helyzet megváltozik, amikor Nagy mennyiségű elindítja Tegyük fel, hogy a rendszerfejlesztési költség 10 milliárd dollár. Ekkor 10 járattal (járatközi karbantartási költségek nélkül) az 1 milliárd dolláros fejlesztési költséget egy indításhoz kötik, ezer járattal viszont már csak 10 milliót! Az „emberi űrtevékenység” általános csökkenése miatt azonban ekkora számú kilövésről csak álmodni lehet... Szóval lemondhatunk az újrafelhasználható rendszerekről? Itt nem minden olyan egyszerű.

Először is, nem zárható ki a „civilizáció kozmikus tevékenységének” növekedése. Az új űrturisztikai piac némi reményt ad. Talán eleinte a „kombinált” típusú kis- és közepes méretű hajók (a „klasszikus” eldobhatóak újrafelhasználható változatai), például az európai Hermes vagy ami közelebb áll hozzánk, az orosz Clipper, keresettek lesznek. Viszonylag egyszerűek, és hagyományos (beleértve, esetleg meglévő) eldobható hordozórakétákkal is fel lehet dobni az űrbe. Igen, egy ilyen rendszer nem csökkenti a rakomány űrbe szállításának költségeit, de lehetővé teszi a küldetés egészének költségeinek csökkentését (beleértve a hajók sorozatgyártásának tehermentesítését az iparból). Ezenkívül a szárnyas járművek drámaian csökkenthetik az űrhajósokra ható túlterhelést a süllyedés során, ami kétségtelen előny.

Másodszor, és különösen fontos Oroszország számára, az újrafelhasználható szárnyas fokozatok használata lehetővé teszi a kilövési azimut korlátozásainak megszüntetését és a hordozórakéta-töredékek becsapódási mezőire kiosztott kizárási zónák költségeinek csökkentését.

"Clipper", Oroszország, 2000 óta. Új, újrafelhasználható kabinnal rendelkező űrszondát fejlesztenek ki, amely a személyzetet és a rakományt az alacsony Föld körüli pályára és az orbitális állomásra szállítja. Függőleges kilövés Szojuz-2 rakétával, vízszintes vagy ejtőernyős leszállás. Legénység - 5-6 fő, a hajó indító tömege - 13 tonna, leszálló tömeg - legfeljebb 8,8 tonna Az első emberes orbitális repülés várható időpontja - 2015

Hiperszonikus motorok
Egyes szakértők a hiperszonikus sugárhajtású hajtóműveket (scramjet engines), vagy ahogyan gyakrabban nevezik, a szuperszonikus égésű sugárhajtóműveket tartják a vízszintes felszállású, újrafelhasználható űrrepülőgépek legígéretesebb meghajtási típusának. A motor kialakítása rendkívül egyszerű - nincs benne sem kompresszor, sem turbina. A légáramot a készülék felülete, valamint egy speciális légbeömlőben összenyomja. Általában a motor egyetlen mozgó része az üzemanyag-szivattyú.

A scramjet fő jellemzője, hogy a hangsebesség hatszoros vagy annál nagyobb repülési sebességénél a légáramlásnak nincs ideje lelassulni a szívócsatornában szubszonikus sebességre, és az égésnek szuperszonikus áramlásban kell bekövetkeznie. És ez bizonyos nehézségekkel jár - általában az üzemanyagnak nincs ideje elégetni ilyen körülmények között. Sokáig azt hitték, hogy a scramjet motorokhoz az egyetlen üzemanyag a hidrogén. Igaz, a közelmúltban biztató eredmények születtek az olyan üzemanyagokkal, mint a kerozin.

Annak ellenére, hogy az 1950-es évek közepe óta vizsgálják a hiperszonikus hajtóműveket, még egyetlen teljes méretű repülési modellt sem gyártottak: a gázdinamikai folyamatok hiperszonikus sebességgel történő kiszámításának bonyolultsága költséges, teljes körű repülési kísérleteket igényel. Ezenkívül hőálló anyagokra van szükség, amelyek ellenállnak a nagy sebességnél történő oxidációnak, valamint egy optimalizált üzemanyag-ellátó és hűtőrendszerre a scramjet repülés közben.

A hiperszonikus motorok jelentős hátránya, hogy eleve nem működhetnek a járművet szuperszonikus sebességre kell gyorsítani más motorokkal, például a hagyományos turbóhajtóművekkel. És persze a scramjet motor csak az atmoszférában működik, tehát rakétamotorra lesz szükség a pályára kerüléshez. Az, hogy több hajtóművet kell telepíteni egy eszközre, jelentősen megnehezíti a repülőgép tervezését.

Sokrétű sokrétűség

Az újrafelhasználható rendszerek konstruktív megvalósításának lehetőségei nagyon változatosak. Ezek tárgyalása során nem szabad csak a hajókra korlátozódni, szót kell ejteni az újrafelhasználható szállítóeszközökről – a rakomány újrafelhasználható szállítóűrrendszereiről (MTKS). Nyilvánvalóan az MTKS fejlesztési költségeinek csökkentése érdekében pilóta nélküli rendszereket kell létrehozni, és nem kell túlterhelni azokat redundáns funkciókkal, mint például az űrsiklóét. Ez jelentősen leegyszerűsíti és könnyíti a tervezést.

A könnyű kezelhetőség szempontjából az egyfokozatú rendszerek a legvonzóbbak: elméletileg sokkal megbízhatóbbak, mint a többlépcsős rendszerek, és nem igényelnek semmilyen kizárási zónát (például az Egyesült Államokban létrehozott VentureStar projekt az RLV program keretében az 1990-es évek közepén). De megvalósításuk „a lehetséges határán” van: létrehozásukhoz legalább harmadával kell csökkenteni a szerkezet relatív tömegét a modern rendszerek. A kétlépcsős újrafelhasználható rendszerek azonban egészen elfogadható teljesítményjellemzőkkel is rendelkezhetnek, ha szárnyas első fokozatokat használnak, amelyek repülőgépként térnek vissza a kilövés helyszínére.

Általánosságban elmondható, hogy az MTKS első közelítéssel az indítás és a leszállás módja szerint osztályozható: vízszintes és függőleges. Gyakran gondolják, hogy a vízszintes kilövőrendszerek előnye, hogy nem igényelnek bonyolult kilövőszerkezeteket. A modern repülőterek azonban nem képesek 600-700 tonnánál nagyobb tömegű járművek fogadására, és ez jelentősen korlátozza a vízszintes kilövőrendszerek lehetőségeit. Emellett nehéz elképzelni egy több száz tonna kriogén üzemanyag-alkatrészekkel fűtött űrrendszert a menetrend szerint a repülőtéren fel- és leszálló polgári repülőgépek között. Ha pedig figyelembe vesszük a zajszint követelményeit, akkor nyilvánvalóvá válik, hogy a vízszintes indítással továbbra is külön, jó minőségű repülőtereket kell építeni a szállítók számára. Tehát a vízszintes felszállásnak nincs jelentős előnye a függőleges felszálláshoz képest. Függőleges fel- és leszálláskor azonban elhagyhatja a szárnyakat, ami jelentősen leegyszerűsíti és csökkenti a tervezés költségeit, ugyanakkor bonyolítja a leszállás precíz megközelítését, és a túlterhelés növekedéséhez vezet a süllyedés során.

Mind a hagyományos folyékony hajtóanyagú rakétamotorok (LPRE), mind a légbelégzéses fúvókák (ARE) különféle opciói és kombinációi MTKS meghajtórendszernek számítanak. Utóbbiak között vannak turbó közvetlen áramlású motorok, amelyek „állásból” 3,5-4,0 Mach-számnak megfelelő sebességre tudják felgyorsítani a járművet, közvetlen áramlású szubszonikus égésű (M=1-től M=6-ig működnek). ), közvetlen áramlású szuperszonikus égéssel (M =6-tól M=15-ig, és amerikai tudósok optimista becslései szerint akár M=24-ig) és a repülési sebesség teljes tartományában működő ramjet rakéták - tól nulláról pályára.

A légsugaras hajtóművek egy nagyságrenddel gazdaságosabbak, mint a rakétamotorok (az oxidálószer hiánya miatt a jármű fedélzetén), ugyanakkor nagyságrenddel nagyobb a fajsúlyuk, valamint nagyon komoly korlátozások vonatkoznak rájuk. repülési sebesség és magasság. A sugárhajtómű ésszerű használatához nagy sebességű nyomáson kell repülni, miközben védi a szerkezetet az aerodinamikai terhelésektől és a túlmelegedéstől. Vagyis az üzemanyag-megtakarítással - a rendszer legolcsóbb elemével - a VRD-k növelik a szerkezet súlyát, ami sokkal drágább. Mindazonáltal a VRD-ket valószínűleg viszonylag kicsi, újrafelhasználható vízszintes hordozórakétákban is alkalmazni fogják.

A legreálisabb, azaz egyszerű és viszonylag olcsón fejleszthető rendszer talán kétféle rendszer. Az első olyan, mint a már említett „Clipper”, amelyben csak az emberes szárnyas újrahasznosítható jármű (vagy annak nagy része) bizonyult alapvetően újnak. A kis méret ugyan nehézségeket okoz a hővédelem szempontjából, de csökkenti a fejlesztési költségeket. Az ilyen eszközök műszaki problémáit gyakorlatilag megoldották. A Clipper tehát egy lépés a helyes irányba.

A második a függőleges indítórendszerek két cirkálórakéta fokozattal, amelyek önállóan visszatérhetnek az indítóhelyre. Létrehozásuk során különösebb műszaki probléma nem várható, valószínűleg a már megépültek közül is kiválasztható a megfelelő kilövőkomplexum.

Összefoglalva, feltételezhetjük, hogy az újrafelhasználható űrrendszerek jövője nem lesz felhőtlen. A primitív, de megbízható és olcsó eldobható rakétákkal folytatott kemény küzdelemben kell megvédeniük létjogukat.

Dmitrij Voroncov, Igor Afanasjev