Il nostro lettore Nikita Ageev chiede: qual è il problema principale dei voli interstellari? La risposta, come , richiederà un articolo di grandi dimensioni, sebbene la domanda possa essere risolta con un solo carattere: c .
La velocità della luce nel vuoto, c, è di circa 300.000 chilometri al secondo e non può essere superata. Pertanto, è impossibile raggiungere le stelle in meno di pochi anni (la luce impiega 4.243 anni per raggiungere Proxima Centauri, quindi la navicella spaziale non può arrivare ancora più velocemente). Se aggiungiamo il tempo di accelerazione e decelerazione con un'accelerazione più o meno accettabile per una persona, otteniamo circa dieci anni dalla stella più vicina.
Quali sono le condizioni per volare?
E questo periodo è già di per sé un ostacolo significativo, anche se ignoriamo la domanda "come accelerare a una velocità prossima a quella della luce". Ora non ci sono astronavi che consentirebbero all'equipaggio di vivere autonomamente nello spazio per così tanto tempo: gli astronauti vengono costantemente portati nuovi rifornimenti dalla Terra. Di solito, una conversazione sui problemi del viaggio interstellare inizia con domande più fondamentali, ma inizieremo con problemi puramente applicati.
Anche mezzo secolo dopo il volo di Gagarin, gli ingegneri non sono riusciti a creare una lavatrice e una doccia abbastanza pratica per i veicoli spaziali, e i servizi igienici progettati per l'assenza di gravità si rompono sulla ISS con invidiabile regolarità. Un volo almeno su Marte (22 minuti luce invece di 4 anni luce) rappresenta già un compito non banale per i progettisti idraulici: quindi viaggiare verso le stelle richiederà almeno di inventare una toilette spaziale con una garanzia ventennale e la stessa lavatrice.
Anche l'acqua per lavarsi, lavarsi e bere dovrà essere portata con sé o riutilizzata. Oltre all'aria, anche il cibo deve essere conservato o coltivato a bordo. Gli esperimenti per creare un ecosistema chiuso sulla Terra sono già stati effettuati, ma le loro condizioni sono ancora molto diverse da quelle nello spazio, almeno in presenza di gravità. L'umanità sa come trasformare in puro il contenuto di un vaso da notte bevendo acqua, ma in questo caso devi essere in grado di farlo a gravità zero, con assoluta affidabilità e senza camion Forniture: portare un camion carico di cartucce filtranti alle stelle è troppo costoso.
Lavare i calzini e proteggersi dalle infezioni intestinali può sembrare troppo banale, le restrizioni "non fisiche" sui voli interstellari, ma qualsiasi viaggiatore esperto confermerà che "piccole cose" come scarpe scomode o mal di stomaco da cibo sconosciuto in una spedizione autonoma possono trasformarsi in una minaccia per la vita.
La soluzione anche elementare problemi domestici richiede la stessa base tecnologica seria dello sviluppo di motori spaziali fondamentalmente nuovi. Se sulla Terra una guarnizione usurata in una tazza del gabinetto può essere acquistata nel negozio più vicino per due rubli, allora già su un'astronave marziana è necessario fornire una riserva tutto parti simili, o una stampante tridimensionale per la produzione di pezzi di ricambio da materie prime plastiche universali.
Nella Marina degli Stati Uniti nel 2013 sul serio impegnata nella stampa 3D dopo aver valutato il tempo e il costo della riparazione dell'equipaggiamento militare utilizzando i metodi tradizionali in condizioni del campo. I militari pensavano che fosse più facile stampare qualche guarnizione rara per un gruppo di elicotteri che era stato interrotto dieci anni prima piuttosto che ordinarne una parte da un magazzino su un'altra terraferma.
Uno dei più stretti collaboratori di Korolev, Boris Chertok, scrisse nel suo libro di memorie Rockets and People che a un certo punto il programma spaziale sovietico dovette far fronte a una carenza di contatti elettrici. Connettori affidabili per cavi multipolari dovevano essere sviluppati separatamente.
Oltre ai pezzi di ricambio per attrezzature, cibo, acqua e aria, gli astronauti avranno bisogno di energia. L'energia sarà necessaria al motore e alle apparecchiature di bordo, quindi il problema di una fonte potente e affidabile dovrà essere risolto separatamente. Pannelli solari non sono adatti, se non altro a causa della distanza dai luminari in volo, i generatori di radioisotopi (alimentano i Voyager e i New Horizons) non forniscono la potenza necessaria per un grande veicolo spaziale con equipaggio, e non hanno ancora imparato a fare pieno- veri reattori nucleari per lo spazio.
Il programma satellitare nucleare sovietico è stato segnato da uno scandalo internazionale in seguito alla caduta di Kosmos-954 in Canada, nonché da una serie di fallimenti con conseguenze meno drammatiche; opere simili negli Stati Uniti sono tornati indietro anche prima. Ora Rosatom e Roskosmos intendono creare una centrale nucleare spaziale, ma queste sono ancora installazioni per voli brevi e non un viaggio a lungo termine verso un altro sistema stellare.
Forse, invece di un reattore nucleare, i tokamak saranno usati nelle future navi interstellari. Su quanto sia difficile almeno determinare correttamente i parametri di un plasma termonucleare, presso l'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca quest'estate. A proposito, il progetto ITER sulla Terra sta andando avanti con successo: anche chi ha iniziato oggi il primo anno ha tutte le possibilità di unirsi ai lavori sul primo reattore termonucleare sperimentale con un bilancio energetico positivo.
Cosa volare?
Per l'accelerazione e la decelerazione di un veicolo spaziale interstellare, convenzionale motori a razzo non sono adatti. Coloro che hanno familiarità con il corso di meccanica, che viene insegnato presso l'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca nel primo semestre, possono calcolare autonomamente la quantità di carburante necessaria a un razzo per raggiungere almeno centomila chilometri al secondo. Per coloro che non hanno ancora familiarità con l'equazione di Tsiolkovsky, annunceremo immediatamente il risultato: la massa dei serbatoi di carburante è significativamente superiore alla massa del sistema solare.
È possibile ridurre l'alimentazione di carburante aumentando la velocità alla quale il motore espelle il fluido di lavoro, gas, plasma o altro, fino al raggio particelle elementari. Attualmente, i propulsori al plasma e ionici vengono utilizzati attivamente per i voli di stazioni interplanetarie automatiche all'interno del sistema solare o per la correzione dell'orbita dei satelliti geostazionari, ma presentano una serie di altri svantaggi. In particolare, tutti questi motori danno troppa poca spinta, finora non possono dare alla nave un'accelerazione di diversi metri al secondo quadrato.
Il vicerettore del MIPT Oleg Gorshkov è uno degli esperti riconosciuti nel campo dei motori al plasma. I motori della serie SPD sono prodotti presso il Fakel Design Bureau, si tratta di prodotti seriali per correggere l'orbita dei satelliti di comunicazione.
Negli anni '50 era in fase di sviluppo un progetto di motore che avrebbe utilizzato lo slancio esplosione nucleare(progetto Orion), ma è ben lungi dall'essere una soluzione già pronta per i voli interstellari. Ancora meno sviluppato è il design del motore, che sfrutta l'effetto magnetoidrodinamico, ovvero accelera per interazione con il plasma interstellare. Teoricamente, la navicella spaziale potrebbe "risucchiare" il plasma e rilanciarlo per creare spinta del getto, ma c'è un altro problema qui.
Come sopravvivere?
Il plasma interstellare è principalmente costituito da protoni e nuclei di elio, se consideriamo le particelle pesanti. Quando si muovono a velocità dell'ordine di centinaia di migliaia di chilometri al secondo, tutte queste particelle acquisiscono energia in megaelettronvolt o addirittura decine di megaelettronvolt, la stessa quantità dei prodotti delle reazioni nucleari. La densità del mezzo interstellare è di circa centomila ioni per metro cubo, il che significa che in un secondo metro quadro la pelle della nave riceverà circa 10 13 protoni con energie di decine di MeV.
Un elettronvolt, eV,― questa è l'energia che un elettrone acquisisce quando vola da un elettrodo all'altro con una differenza di potenziale di un volt. I quanti di luce hanno tale energia e i quanti ultravioletti con un'energia maggiore sono già in grado di danneggiare le molecole di DNA. Radiazioni o particelle con energie in megaelettronvolt accompagnano le reazioni nucleari e, inoltre, sono esse stesse in grado di provocarle.
Tale irradiazione corrisponde ad un'energia assorbita (supponendo che tutta l'energia sia assorbita dalla pelle) di decine di joule. Inoltre, questa energia non arriverà solo sotto forma di calore, ma potrebbe essere parzialmente spesa per avviare reazioni nucleari nel materiale della nave con formazione di isotopi di breve durata: in altre parole, la pelle diventerà radioattiva.
Parte dei protoni incidenti e dei nuclei di elio possono essere deviati di lato campo magnetico, è possibile proteggersi dalle radiazioni indotte e dalle radiazioni secondarie da un guscio complesso di molti strati, ma anche questi problemi non sono stati ancora risolti. Inoltre, le difficoltà fondamentali della forma "quale materiale sarà meno distrutto dall'irradiazione" nella fase di manutenzione della nave in volo si trasformeranno in problemi particolari - "come svitare quattro bulloni di 25 in un compartimento con uno sfondo di cinquanta millisievert all'ora.
Ricordiamo che durante l'ultima riparazione del telescopio Hubble, gli astronauti in un primo momento non sono riusciti a svitare i quattro bulloni che fissavano una delle telecamere. Dopo aver conferito con la Terra, hanno sostituito la chiave dinamometrica con una normale chiave inglese e hanno applicato la forza bruta. I bulloni hanno iniziato a muoversi, la fotocamera è stata sostituita con successo. Se il bullone bloccato fosse stato strappato contemporaneamente, la seconda spedizione sarebbe costata mezzo miliardo di dollari USA. O non sarebbe successo affatto.
Ci sono soluzioni alternative?
A fantascienza(spesso più fantastico che scientifico) il viaggio interstellare viene compiuto attraverso "tunnel subspaziali". Formalmente, le equazioni di Einstein, che descrivono la geometria dello spazio-tempo a seconda della massa e dell'energia distribuita in questo spazio-tempo, consentono qualcosa di simile: solo i costi energetici stimati sono ancora più deprimenti delle stime della quantità di carburante per razzi per un volo per Proxima Centauri. Non solo è necessaria molta energia, ma anche la densità di energia deve essere negativa.
La questione se sia possibile creare un "wormhole" stabile, grande ed energeticamente possibile è legata a questioni fondamentali sulla struttura dell'Universo nel suo insieme. Uno dei problemi fisici irrisolti è la mancanza di gravità nel cosiddetto modello standard- teoria che descrive il comportamento delle particelle elementari e tre delle quattro interazioni fisiche fondamentali. La stragrande maggioranza dei fisici è piuttosto scettica sul fatto che in teoria dei quanti la gravità ha spazio per "salti iperspaziali" interstellari, ma a rigor di termini, nessuno vieta di cercare di trovare una soluzione alternativa per volare verso le stelle.
Oggi i voli spaziali non appartengono a storie fantastiche, ma, purtroppo, un'astronave moderna è ancora molto diversa da quelle mostrate nei film.
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La massa dei moderni veicoli spaziali è direttamente correlata a quanto in alto volano. Il compito principale dei veicoli spaziali con equipaggio è la sicurezza.
Il veicolo di discesa SOYUZ divenne la prima serie spaziale Unione Sovietica. Durante questo periodo era in corso una corsa agli armamenti tra l'URSS e gli Stati Uniti. Se confrontiamo le dimensioni e l'approccio alla questione della costruzione, la leadership dell'URSS ha fatto di tutto per la rapida conquista dello spazio. È chiaro il motivo per cui dispositivi simili non vengono costruiti oggi. È improbabile che qualcuno si impegni a costruire secondo uno schema in cui non c'è spazio personale per gli astronauti. Le moderne navicelle spaziali sono dotate sia di stanze di riposo per l'equipaggio che di una capsula di discesa, il cui compito principale è renderlo il più morbido possibile durante l'atterraggio.
Tsiolkovsky è giustamente considerato il padre dell'astronautica. Basandosi sui suoi insegnamenti, Goddrad costruì un motore a razzo.
Gli scienziati che hanno lavorato in Unione Sovietica sono stati i primi a progettare ed essere in grado di correre satellite artificiale. Furono anche i primi a inventare la possibilità di lanciare nello spazio un essere vivente. Gli Stati si rendono conto che l'Unione è stata la prima a creare aereo capace di andare nello spazio con un uomo. Il padre della scienza missilistica si chiama giustamente Korolev, che è passato alla storia come colui che ha capito come superare la gravità ed è stato in grado di creare la prima navicella spaziale con equipaggio. Oggi anche i bambini sanno in che anno è stata varata la prima nave con una persona a bordo, ma pochi ricordano il contributo della Regina a questo processo.
Il compito principale oggi è la sicurezza dell'equipaggio, perché trascorrono molto tempo in quota. Quando si costruisce un aereo, è importante di che metallo è fatto. I seguenti tipi di metalli sono usati nella scienza missilistica:
Un moderno sistema di supporto vitale consente di creare un'atmosfera familiare per una persona. Molti ragazzi vedono come volano nello spazio, dimenticandosi del grandissimo sovraccarico dell'astronauta all'inizio.
Tra le navi da guerra, i caccia e gli intercettori sono molto popolari. Una moderna nave da carico ha la seguente classificazione:
Vostok è stata la prima navicella spaziale ad andare nello spazio. Dopo la Federazione della scienza missilistica dell'URSS, iniziò la produzione di navi Soyuz. Molto più tardi iniziarono a essere prodotti Clippers e Rus. La federazione ripone grandi speranze su tutti questi progetti presidiati.
Nel 1960, la navicella Vostok con il suo volo dimostrò la possibilità che l'uomo entrasse nello spazio. Il 12 aprile 1961, Vostok 1 orbitava attorno alla Terra. Ma la domanda su chi ha volato sulla nave Vostok 1, per qualche motivo, causa difficoltà. Forse il fatto è che semplicemente non sappiamo che Gagarin ha fatto il suo primo volo su questa nave? Nello stesso anno, la navicella spaziale Vostok 2 entrò per la prima volta in orbita, in cui c'erano due cosmonauti contemporaneamente, uno dei quali andò oltre la nave nello spazio. Era il progresso. E già nel 1965 Voskhod 2 riuscì ad andare nello spazio. La storia della nave Sunrise 2 è stata filmata.
Vostok 3 ha stabilito un nuovo record mondiale per il tempo più lungo trascorso da una nave nello spazio. L'ultima nave della serie era la Vostok 6.
La navetta americana della serie Apollo ha aperto nuovi orizzonti. Dopotutto, nel 1968, l'Apollo 11 fu il primo ad atterrare sulla luna. Oggi ci sono diversi progetti per lo sviluppo degli aeroplani del futuro, come Hermes e Columbus.
Salyut è una serie di stazioni spaziali interorbitali dell'Unione Sovietica. Salyut 7 è noto per essersi schiantato.
La prossima astronave, la cui storia è interessante, era Buran, a proposito, mi chiedo dove sia ora. Nel 1988 ha effettuato il suo primo e ultimo volo. Dopo ripetute analisi e trasporti, il percorso di movimento di Buran è andato perso. L'ultima posizione nota della navicella spaziale Buran è a Sochi, i lavori su di essa sono stati sospesi. Tuttavia, la tempesta attorno a questo progetto non si è ancora placata e l'ulteriore destino del progetto abbandonato di Buran è di interesse per molti. E a Mosca è stato creato un complesso museale interattivo all'interno del modello della navicella spaziale Buran al VDNKh.
Gemini - una serie di navi di designer americani. Hanno sostituito il progetto Mercury e sono stati in grado di fare una spirale in orbita.
Le navi americane con il nome Space Shuttle sono diventate una sorta di navette, effettuando più di 100 voli tra gli oggetti. Il secondo Space Shuttle era il Challenger.
Non si può non interessarsi alla storia del pianeta Nibiru, che è riconosciuto come nave guardiano. Nibiru si è già avvicinato due volte a una distanza pericolosa dalla Terra, ma entrambe le volte la collisione è stata evitata.
Dragon è una navicella spaziale che avrebbe dovuto volare sul pianeta Marte nel 2018. Nel 2014 la federazione, riferendosi a specifiche e lo stato della nave Dragone, ha ritardato il varo. Non molto tempo fa si è verificato un altro evento: la compagnia Boeing ha dichiarato di aver avviato anche i lavori di sviluppo per la realizzazione di un rover.
La prima station wagon riutilizzabile della storia doveva essere un apparato chiamato Zarya. Zarya è il primo sviluppo di una nave da trasporto riutilizzabile, su cui la federazione aveva grandi speranze.
Una svolta è la possibilità di utilizzare installazioni nucleari nello spazio. A tal fine sono iniziati i lavori sul modulo trasporti ed energia. Parallelamente, è in corso lo sviluppo del progetto Prometheus, un patto reattore nucleare per razzi e veicoli spaziali.
Lo Shenzhou 11 cinese è stato lanciato nel 2016 con due astronauti che trascorreranno 33 giorni nello spazio.
La velocità minima con cui si può entrare in orbita attorno alla Terra è di 8 km/s. Oggi non c'è bisogno di sviluppare la nave più veloce del mondo, poiché siamo proprio all'inizio dello spazio. Dopotutto altezza massima, che siamo riusciti a raggiungere nello spazio, a soli 500 km. Il record per il movimento più veloce nello spazio è stato stabilito nel 1969 e finora non è stato possibile batterlo. Sulla navicella spaziale Apollo 10, tre astronauti stavano tornando a casa dopo aver orbitato attorno alla luna. La capsula che avrebbe dovuto liberarli dal volo riuscì a raggiungere una velocità di 39,897 km/h. Per confronto, consideriamo quanto velocemente vola stazione Spaziale. Per quanto possibile, può sviluppare fino a 27.600 km / h.
Oggi, per i veicoli spaziali divenuti inagibili, è stato creato un cimitero nell'Oceano Pacifico, dove decine di astronavi abbandonate possono trovare il loro ultimo rifugio. disastri dell'astronave
I disastri accadono nello spazio, spesso uccidendo. I più frequenti, stranamente, sono gli incidenti che si verificano a causa di una collisione con detriti spaziali. All'impatto, l'orbita dell'oggetto viene spostata e provoca incidenti e danni, spesso provocando un'esplosione. Il disastro più famoso è la morte di un equipaggio Nave americana Sfidante.
Oggi gli scienziati stanno lavorando a progetti per creare un motore elettrico atomico. Questi sviluppi implicano la conquista dello spazio con l'ausilio di motori fotonici. Gli scienziati russi stanno pianificando di iniziare a testare un motore termonucleare nel prossimo futuro.
Il rapido interesse per lo spazio sorse nel corso degli anni guerra fredda tra URSS e USA. Gli scienziati americani hanno riconosciuto degni rivali nei loro colleghi russi. La scienza missilistica sovietica continuò a svilupparsi e, dopo il crollo dello stato, la Russia ne divenne il successore. Naturalmente, le navicelle spaziali su cui volano i cosmonauti russi sono significativamente diverse dalle prime navi. Inoltre, oggi, grazie agli sviluppi di successo degli scienziati americani, i veicoli spaziali sono diventati riutilizzabili.
Oggi c'è un crescente interesse per i progetti che consentiranno all'umanità di fare viaggi più lunghi. Gli sviluppi moderni stanno già preparando le navi per le spedizioni interstellari.
Vedere con i propri occhi il lancio di un'astronave alla partenza è il sogno di molti. Forse questo è dovuto al fatto che il primo lancio non sempre porta al risultato sperato. Ma grazie a Internet, possiamo vedere come decolla la nave. Dato che coloro che osservano il lancio di un veicolo spaziale con equipaggio devono essere abbastanza lontani, possiamo immaginare di essere sul luogo del decollo.
Oggi, grazie alle mostre museali, possiamo vedere personalmente la struttura di navi come la Soyuz. Naturalmente, dall'interno, le prime navi erano molto semplici. L'interno delle opzioni più moderne è progettato con colori rilassanti. Il dispositivo di qualsiasi veicolo spaziale ci spaventerà sicuramente con molte leve e pulsanti. E questo aggiunge orgoglio per chi ha saputo ricordare come funziona la nave e, inoltre, ha imparato a gestirla.
Nuove astronavi aspetto esteriore conferma che la finzione è diventata realtà. Oggi nessuno sarà sorpreso dal fatto che l'attracco dei veicoli spaziali sia una realtà. E pochi ricordano che il primo attracco del genere al mondo avvenne nel 1967...
Ha avuto inizio nel 1957, quando il primo satellite, lo Sputnik-1, è stato lanciato in URSS. Da allora, le persone sono riuscite a visitare e le sonde spaziali senza equipaggio hanno visitato tutti i pianeti, ad eccezione di. I satelliti in orbita attorno alla Terra sono diventati parte della nostra vita. Grazie a loro, milioni di persone hanno l'opportunità di guardare la TV (vedi l'articolo ""). La figura mostra come parte della navicella spaziale ritorna sulla Terra usando un paracadute.
La storia dell'esplorazione spaziale inizia con i razzi. I primi razzi furono usati per i bombardamenti durante la seconda guerra mondiale. Nel 1957 fu creato un razzo che portò lo Sputnik-1 nello spazio. La maggior parte del razzo è occupata da serbatoi di carburante. Solo la parte superiore del razzo, chiamata carico utile. Il razzo Ariane-4 ha tre sezioni separate con serbatoi di carburante. Sono chiamati stadi di razzi. Ogni fase spinge il razzo per una certa distanza, dopodiché, quando è vuoto, si separa. Di conseguenza, dal razzo rimane solo il carico utile. Il primo stadio trasporta 226 tonnellate carburante liquido. Il carburante e due booster creano l'enorme massa necessaria per il decollo. La seconda tappa si separa a un'altitudine di 135 km. Il terzo stadio del razzo è suo, lavorando su liquido e azoto. Il carburante qui si esaurisce in circa 12 minuti. Di conseguenza, rimane solo il carico utile del razzo Ariane-4 dell'Agenzia spaziale europea.
Negli anni '50-'60. L'URSS e gli Stati Uniti hanno gareggiato nell'esplorazione spaziale. Vostok è stata la prima navicella spaziale con equipaggio. Il razzo Saturn V ha portato per la prima volta gli esseri umani sulla luna.
Missili degli anni '50-'60:
1. "Satellite"
2. Avanguardia
3. "Giunone-1"
4. "Est"
5. "Mercurio-Atlant"
6. "Titano Gemelli-2"
8. "Saturno-1B"
9. "Saturno-5"
Per entrare nello spazio, il razzo deve andare oltre. Se la sua velocità è insufficiente, cadrà semplicemente sulla Terra, a causa dell'azione della forza. Si chiama la velocità necessaria per andare nello spazio prima velocità cosmica. Sono 40.000 km/h. In orbita, il veicolo spaziale circonda la Terra con velocità orbitale. La velocità orbitale di una nave dipende dalla sua distanza dalla Terra. Quando un'astronave vola in orbita, essenzialmente cade, ma non può cadere, perché perde altezza tanto quanto la superficie terrestre scende sotto di essa, arrotondandosi.
Le sonde sono veicoli spaziali senza pilota inviati su lunghe distanze. Hanno visitato tutti i pianeti tranne Plutone. La sonda può volare a destinazione per molti anni. Quando vola fino al corpo celeste desiderato, va in orbita attorno ad esso e invia le informazioni ottenute sulla Terra. Mininer-10, l'unica sonda che ha visitato. Pioneer 10 è diventata la prima sonda spaziale a lasciare il sistema solare. Raggiungerà la stella più vicina tra più di un milione di anni.
Alcune sonde sono progettate per atterrare sulla superficie di un altro pianeta, oppure sono dotate di lander che vengono lanciati sul pianeta. Il veicolo di discesa può raccogliere campioni di suolo e consegnarli sulla Terra per la ricerca. Nel 1966, per la prima volta, un veicolo spaziale, la sonda Luna-9, atterrò sulla superficie della Luna. Dopo l'atterraggio, si è aperto come un fiore e ha iniziato le riprese.
il satellite è veicolo senza pilota, che viene messo in orbita, solitamente la terra. 
Il satellite ha un compito specifico: ad esempio monitorare, trasmettere un'immagine televisiva, esplorare giacimenti minerari: ci sono persino satelliti spia. Il satellite si muove in orbita a velocità orbitale. Nella foto vedete una foto della foce del fiume Humber (Inghilterra), scattata da Landset dall'orbita terrestre. "Landset" può "considerare aree sulla Terra con un'area di appena 1 quadrato. m.
La stazione è lo stesso satellite, ma pensata per il lavoro delle persone a bordo. Un veicolo spaziale con equipaggio e carico può attraccare alla stazione. Finora nello spazio sono state operative solo tre stazioni a lungo termine: l'americana Skylab e la russa Salyut e Mir. Skylab è stato lanciato in orbita nel 1973. Tre equipaggi hanno lavorato in successione a bordo. La stazione ha cessato di esistere nel 1979.
Le stazioni orbitali svolgono un ruolo enorme nello studio dell'effetto dell'assenza di gravità sul corpo umano. Le stazioni del futuro, come Freedom, che gli americani stanno costruendo con i contributi di Europa, Giappone e Canada, saranno utilizzate per esperimenti a lunghissimo termine o per la produzione industriale nello spazio.
Quando un astronauta lascia una stazione o un'astronave per lo spazio, si mette tuta spaziale. All'interno la tuta spaziale è creata artificialmente, uguale all'atmosfera. Gli strati interni della tuta sono raffreddati da liquido. I dispositivi monitorano la pressione e il contenuto di ossigeno all'interno. Il vetro del casco è molto resistente, può resistere all'impatto di piccole pietre - micrometeoriti.
Quanto velocemente vola un razzo nello spazio?
La velocità più alta alla quale una persona si sia mai mossa (39897 km/h) è stata sviluppata dal modulo principale dell'Apollo 10 a un'altitudine di 121,9 km dalla superficie terrestre durante il ritorno della spedizione il 26 maggio 1969. A bordo della veicoli spaziali erano il comandante dell'equipaggio, il colonnello della US Air Force (ora generale di brigata) Thomas Patten Stafford (nato a Weatherford, Oklahoma, USA, 17 settembre 1930), il capitano della Marina degli Stati Uniti 3° grado Eugene Andrew Cernan (nato a Chicago, Illinois, USA, 14 marzo 1934 d.) e il capitano del 3° grado della US Navy (ora capitano del 1° grado, in pensione) John Watt Young (nato a San Francisco, California, USA, 24 settembre 1930 ).
Di donne velocità massima(28115 km / h) raggiunse il tenente minore dell'aeronautica militare dell'URSS (ora tenente colonnello-ingegnere, pilota-cosmonauta dell'URSS) Valentina Vladimirovna Tereshkova (nata il 6 marzo 1937) sulla navicella spaziale sovietica Vostok 6 il 16 giugno 1963 .
Il razzo prende velocità gradualmente. Ad esempio, il veicolo di lancio Soyuz ha una velocità di 1,8 km/s in 117,6 s dopo il lancio a un'altitudine di 47,0 km e 3,9 km/s in 286,4 s di volo a un'altitudine di 171,4 km. Circa 8,8 min. dopo il lancio ad un'altitudine di 198,8 km, la velocità del veicolo spaziale è di 7,8 km/s.
E il lancio della nave orbitale nell'orbita vicino alla Terra dal punto superiore del volo del veicolo di lancio è già effettuato mediante la manovra attiva dell'OK stesso. E la sua velocità dipende dai parametri dell'orbita.
L'esplorazione dello spazio è stata a lungo una cosa comune per l'umanità. Ma i voli verso l'orbita vicino alla Terra e verso altre stelle sono impensabili senza dispositivi che ti permettano di superare la gravità terrestre: i razzi. Quanti di noi sanno: come è organizzato e funziona il veicolo di lancio, da dove arriva il lancio e qual è la sua velocità, che permette di superare la gravità del pianeta anche nello spazio airless. Diamo un'occhiata più da vicino a questi problemi.
Per capire come funziona un veicolo di lancio, è necessario comprenderne la struttura. Iniziamo la descrizione dei nodi dall'alto verso il basso.
Un apparato che mette in orbita un satellite o un compartimento di carico differisce sempre dal vettore, destinato al trasporto dell'equipaggio, per la sua configurazione. Quest'ultimo ha uno speciale sistema di salvataggio di emergenza nella parte superiore, che serve per evacuare il compartimento dagli astronauti in caso di guasto del veicolo di lancio. Questa torretta a forma personalizzata, situata in cima, è un razzo in miniatura che ti consente di "tirare" una capsula con persone in circostanze straordinarie e spostarla verso distanza di sicurezza dal punto di fallimento. Ciò è rilevante nella fase iniziale del volo, dove è ancora possibile effettuare una discesa con il paracadute della capsula. Nello spazio senz'aria, il ruolo del SAS diventa meno importante. Nello spazio vicino alla Terra, una funzione che permette di separare il veicolo di discesa dal veicolo di lancio consentirà di salvare gli astronauti.
Sotto il SAS c'è un compartimento che trasporta il carico utile: un veicolo con equipaggio, un satellite, un vano di carico. In base al tipo e alla classe del veicolo di lancio, la massa del carico messo in orbita può variare da 1,95 a 22,4 tonnellate. Tutto il carico trasportato dalla nave è protetto da un cupolino, che viene lasciato cadere dopo aver attraversato gli strati atmosferici.
Lontano dallo spazio, la gente pensa che se il razzo fosse nel vuoto, a un'altezza di cento chilometri, dove inizia l'assenza di gravità, allora la sua missione sarebbe finita. In effetti, a seconda del compito, l'orbita bersaglio del carico lanciato nello spazio può essere molto più lontana. Ad esempio, i satelliti per le telecomunicazioni devono essere trasportati su un'orbita situata a un'altitudine di oltre 35 mila chilometri. Per ottenere la rimozione necessaria, è necessario un motore principale, o come viene chiamato in altro modo - stadio superiore. Per entrare nella traiettoria interplanetaria o di partenza pianificata, è necessario modificare la velocità di volo più di una volta, eseguendo determinate azioni, quindi questo motore deve essere avviato e spento ripetutamente, questa è la sua dissomiglianza con altri componenti simili del razzo.
In un veicolo di lancio, solo una piccola parte della sua massa è occupata dal carico utile trasportato, tutto il resto sono motori e serbatoi di carburante, che si trovano in diversi stadi dell'apparato. Caratteristica di design di questi nodi è la possibilità della loro separazione dopo lo sviluppo del combustibile. Quindi bruciano nell'atmosfera prima di raggiungere il suolo. Vero, secondo il portale di notizie reactor.space, in l'anno scorsoè stata sviluppata una tecnologia che consente di riportare indenni i passaggi separati al punto previsto per questo e di rilanciarli nello spazio. Nella scienza missilistica, quando si creano navi multistadio, vengono utilizzati due schemi:
Ma spesso i designer preferiscono una combinazione di uno schema trasversale-longitudinale. Un razzo può avere molti stadi, ma aumentarne il numero è razionale fino a certo limite. La loro crescita comporta un aumento della massa di motori e adattatori che operano solo in una determinata fase del volo. Pertanto, i moderni veicoli di lancio non sono dotati di più di quattro stadi. Fondamentalmente, i serbatoi di carburante degli stadi sono costituiti da serbatoi in cui vengono pompati vari componenti: un ossidante (ossigeno liquido, tetraossido di azoto) e carburante (idrogeno liquido, eptile). Solo con la loro interazione il razzo può essere accelerato alla velocità desiderata.
A seconda dei compiti che il veicolo di lancio deve svolgere, la sua velocità può variare, suddivisa in quattro valori:
Ma non importa quanto sia grande la velocità dei veicoli spaziali, sono troppo piccoli per i viaggi interplanetari. Con tali valori, ci vorranno 18.000 anni per arrivare alla stella più vicina.
Per la riuscita conquista dello spazio, sono necessarie speciali piattaforme di lancio, da cui è possibile lanciare razzi spazio. Nell'uso quotidiano sono chiamati spazioporti. Ma questo semplice titolo include intero complesso edifici, occupando vasti territori: la rampa di lancio, i locali per il collaudo finale e l'assemblaggio del razzo, gli edifici dei servizi annessi. Tutto questo si trova a distanza l'uno dall'altro, in modo che le altre strutture del cosmodromo non vengano danneggiate in caso di incidente.
Più le tecnologie spaziali migliorano, più complesse diventano la struttura e il funzionamento del razzo. Forse tra qualche anno verranno creati nuovi dispositivi per superare la gravità della Terra. E il prossimo articolo sarà dedicato ai principi di funzionamento di un razzo più avanzato.
