Чинні космічні апарати. Космічні апарати та техніка

Можливо, вимовляючи без будь-яких пояснень хитромудрі слівця, професіонали-ракетники (і зараховуються до них) бачать себе окремою інтелектуальною кастою. Але як бути звичайній людині, яка, цікавлячись ракетами і космосом, намагається відразу опанувати статтю, пересипану незрозумілими скороченнями? Що таке БОКЗ, СОТР чи ДПК? Що таке «м'ятий газ» і чому ракета «пішла за бугор», а носій і космічний корабель — два абсолютно різні вироби — мають одне ім'я «Союз»? До речі, БОКЗ – це не бокс по-олбанськи, а блок визначення координат зірок(у просторіччі — зоряний датчик), СОТР — не шалене скорочення виразу «на порошок зітру», а система забезпечення теплового режиму, а ДПК - не меблевий «дерево-полімерний композит», а що ракетний (і не тільки) дренажно-запобіжний клапан. Але що робити, якщо ні в виносці, ні в тексті немає розшифровок? Це проблема… Причому не так читача, як «написанта» статті: вдруге його не читатимуть! Щоб уникнути цієї гіркої долі, ми взяли на себе скромну працю зі складання короткого словничка ракетно-космічних термінів, скорочень та назв. Зрозуміло, він не претендує на повноту, а в якихось місцях і на строгість формулювань. Але, ми сподіваємося, він допоможе читачеві, який цікавиться космонавтикою. І крім того, словничок можна доповнювати і уточнювати нескінченно — адже космос нескінченний!

Apollo— американська програма висадки людини на Місяць, яка включала також випробувальні польоти астронавтів на тримісному кораблі навколоземною і навколомісячною орбітою в 1968—1972 роках.

Ariane-5- Назва європейської одноразової ракети-носія важкого класу, призначеної для виведення корисних вантажів на навколоземні орбіти та відлітні траєкторії. З 4 червня 1996 року до 4 травня 2017 року виконала 92 місії, з них 88 – цілком успішно.

Atlas V- Назва серії американських одноразових ракет-носіїв середнього класу, створених компанією Lockheed Martin. З 21 серпня 2002 року до 18 квітня 2017 року виконано 71 місію, з них 70 – успішно. Використовується переважно для запуску космічних апаратів на замовлення американських урядових відомств.

ATV(Automated Tranfer Vehicle) - назва європейського одноразового автоматичного транспортного корабля, призначеного для постачання МКС вантажами та здійснювала польоти в період з 2008 по 2014 рік (виконано п'ять місій).

BE-4(Blue Origin Engine) - потужний маршовий рідинний ракетний двигун тягою 250 тс на рівні моря, що працює на кисні і метані і розробляється з 2011 року компанією Blue Origin для встановлення на перспективних ракетах-носіях Vulcan і New Glenn. Позиціонується як заміна російського двигуна РД-180. Перші комплексні вогневі випробування намічені на перше півріччя 2017 року.

CCP(Commercial Crew Program) — сучасна державна американська комерційна пілотована програма, що проводиться NASA та сприяє доступу приватних промислових фірм до технологій вивчення та освоєння космічного простору.

CNSA(China National Space Agency) - англійська абревіатура державного агентства, що здійснює координацію робіт з вивчення та освоєння космічного простору в КНР.

CSA(Canadian Space Agency) - державне агентство, яке здійснює координацію робіт з вивчення космосу в Канаді.

Cygnus- Назва американського одноразового автоматичного транспортного корабля, створеного компанією Orbital для постачання МКС запасами та вантажами. З 18 вересня 2013 року по 18 квітня 2017 року виконано вісім місій, з них сім успішно.

Delta IV- Назва серії американських одноразових ракет-носіїв середнього та важкого класів, створених компанією Boeing в рамках програми EELV. З 20 листопада 2002 року по 19 березня 2017 року проведено 35 місій, з них 34 успішно. В даний час використовується виключно для запуску космічних апаратів на замовлення американських урядових відомств.

Dragon— назва серії американських частково багаторазових транспортних кораблів, які розробляє приватна компанія SpaceX за контрактом з NASA в рамках програми CCP. Здатний як доставляти вантажі на МКС, а й повертати їх назад на Землю. З 8 грудня 2010 року по 19 лютого 2017 року запущено 12 безпілотних кораблів, з них 11 успішно. Початок льотних випробувань пілотованого варіанта намічено на 2018 рік.

Dream Chaser— назва американського багаторазового транспортного орбітального ракетоплану, що розробляється з 2004 року компанією Sierra Nevada для постачання орбітальних станцій запасами та вантажами (а в майбутньому, у семимісцевому варіанті — і для зміни екіпажу). Початок льотних випробувань намічено на 2019 рік.

EELV(Evolved Expendable Launch Vehicle) – програма еволюційного розвитку одноразових ракет-носіїв для використання (насамперед) на користь Міністерства оборони США. У рамках програми, розпочатої в 1995 році, створено носії сімейств Delta IV та Atlas V; з 2015 року до них приєднався Falcon 9.

EVA(Extra-Vehicular Activity) - англійська назва позакорабельної діяльності (ВКД) астронавтів (роботи у відкритому космосі або на поверхні Місяця).

FAA(Federal Aviation Administration) - Федеральне управління цивільної авіації, що регулює в США юридичні питання комерційних космічних польотів.

Falcon 9- Назва серії американських частково багаторазових носіїв середнього класу, створених приватною компанією SpaceX. З 4 червня 2010 року по 1 травня 2017 року проведено 34 пуски ракет трьох модифікацій, з них 31 повністю успішний. Донедавна Falcon 9 служив як виведення на орбіту безпілотних вантажних кораблів Dragon для постачання МКС, так комерційних пусків; зараз включений до програми виведення на орбіту космічних апаратів на замовлення американських урядових відомств.

Falcon Heavy- Назва американської частково багаторазової ракети-носія важкого класу, що розробляється компанією SpaceX на основі щаблів носія Falcon-9. Перший політ заплановано на осінь 2017 року.

Gemini — назва другої американської пілотованої космічної програми, під час якої астронавти на двомісному кораблі здійснювали навколоземні польоти у 1965-1966 роках.

H-2A (H-2B)- Варіанти японської одноразової ракети-носія середнього класу, призначеної для виведення корисних вантажів на навколоземні орбіти та відлітні траєкторії. З 29 серпня 2001 року по 17 березня 2017 року виконано 33 пуски варіанта H-2A (з них 32 успішні) та шість пусків H-2B (усі успішні).

HTV(H-2 Transfer Vehicle), він же «Коуноторі», — назва японського автоматичного транспортного корабля, призначеного для постачання МКС вантажами та польоти з 10 вересня 2009 року (виконано шість місій, за планом залишилося три).

JAXA(Japan Aerospace Exploration Agency) - Агентство, що здійснює координацію робіт з дослідження космічного простору в Японії.

Mercury- Назва першої американської пілотованої космічної програми, в ході якої астронавти на одномісному кораблі здійснювали навколоземні польоти у 1961-1963 роках.

NASA(National Aeronautics and Space Administration) - державне управління, що здійснює координацію робіт з авіації та досліджень космічного простору в США.

New Glenn- Назва частково багаторазової ракети-носія важкого класу, що розробляється компанією Blue Origin для комерційних запусків та використання в місячній транспортній системі. Анонсована у вересні 2016 року, перший запуск планується на 2020-2021 роки.

Orion MPCV(Multi-Purpose Crew Vehicle) - назва багатофункціональних пілотованих кораблів, що розробляються NASA в рамках програми Exploration і призначені для польотів астронавтів на МКС і за межі низької навколоземної орбіти. Початок льотних випробувань намічено на 2019 рік.

Skylab- Назва першої американської космічної станції, на якій у 1973-1974 роках працювали три експедиції астронавтів.

SLS(Space Launch System) - назва американського сімейства ракет-носіїв надважкого класу, що розробляються NASA в рамках програми Exploration і призначених для запуску елементів космічної інфраструктури (включаючи пілотовані кораблі Orion) на відлітні траєкторії. Початок льотних випробувань намічено на 2019 рік.

SpaceShipOne(SS1) - назва експериментального багаторазового суборбітального ракетоплану, створеного фірмою Scaled Composites, який став першим недержавним пілотованим апаратом, що подолав лінію Карману і дістався космосу. Теоретично мав нести екіпаж із трьох осіб, фактично керувався одним пілотом.

SpaceShipTwo(SS2) - назва багаторазового багатомісного (два пілоти та шість пасажирів) суборбітального ракетоплану фірми Virgin Galactic, призначеного для здійснення коротких туристичних подорожей у космос.

Space Shuttle,інакше STS (Space Transportation System) — серія американських багаторазових пілотованих транспортних космічних кораблів, створених на замовлення NASA та Міністерства оборони за державною програмою, які здійснили 135 місій у навколоземний космічний простір у період з 1981 по 2011 рік.

Starliner (CST-100)— назва американського частково багаторазового пілотованого транспортного корабля, який розробляє компанія Boeing за контрактом з NASA в рамках програми CCP. Початок льотних випробувань намічено на 2018 рік.

ULA(United Launch Alliance) - "Об'єднаний пусковий альянс", спільне підприємство, створене в 2006 році компаніями Lockheed Martin і Boeing для економічно ефективної експлуатації ракет-носіїв Delta IV та Atlas V.

Vega- Назва європейської ракети-носія легкого класу, розробленої в міжнародній кооперації за вирішальної участі Італії (компанія Avio) для виведення корисних вантажів на навколоземні орбіти та відлітні траєкторії. З 13 лютого 2012 року по 7 березня 2017 року виконано дев'ять місій (усі успішно).

Vulcan- Назва перспективної американської ракети, призначеної для заміни носіїв Delta IV та Atlas V. Розробляється з 2014 року «Об'єднаним пусковим альянсом» ULA. Перший запуск планується на 2019 рік.

X-15- американський експериментальний ракетоплан, створений фірмою North American на замовлення NASA та Міністерства оборони для вивчення умов польоту на гіперзвукових швидкостях та входу в атмосферу крилатих апаратів, оцінки нових конструкторських рішень, теплозахисних покриттів та психофізіологічних аспектів управління у верхніх шарах атмосфери. Побудовано три ракетоплани, які у 1959—1968 роках здійснили 191 політ, поставивши кілька світових рекордів швидкості та висоти (у тому числі 22 серпня 1963 року досягнуто висоти 107 906 м).

Абляція- Процес винесення маси з поверхні твердого тіла потоком газу, що набігає, супроводжується поглинанням теплоти. Лежить в основі абляційного теплозахисту, оберігаючи конструкцію від перегріву.

«Ангара»- Назва російського КРК, а також сімейства одноразових модульних ракет-носіїв легкого, середнього та важкого класів, призначених для виведення корисних вантажів на навколоземні орбіти та відлітні траєкторії. Перший пуск легкої ракети «Ангара-1.2ПП» відбувся 9 липня 2014 року, перший пуск важкого носія «Ангара-А5» – 23 грудня 2014 року.

Апогей- Найбільш віддалена від центру Землі точка орбіти супутника (природного чи штучного).

Аеродинамічна якість- Безрозмірна величина, відношення підйомної сили літального апарата до сили лобового опору.

Балістична траєкторія— шлях, яким рухається тіло за відсутності на нього аеродинамічних сил.

Балістична ракета - Літальний апарат, який після відключення двигуна і виходу за межі щільних шарів атмосфери летить по балістичній траєкторії.

«Схід»- Назва першого радянського одномісного пілотованого корабля, на якому космонавти здійснювали польоти в період з 1961 по 1963 рік. Також відкрите найменування серії радянських одноразових ракет-носіїв легкого класу, створених на базі міжконтинентальної балістичної ракети Р-7 і використовуваних у період з 1958 по 1991 рік.

«Схід»— назва багатомісної модифікації радянського пілотованого корабля «Схід», на якій космонавти здійснили два польоти у 1964—1965 роках. Також відкрите найменування серії радянських одноразових ракет-носіїв середнього класу, що використовувалися в період з 1963 по 1974 рік.

Газовий ракетний двигун(Газове сопло) - пристрій, який служить для перетворення в тягу потенційної енергії стисненого робочого тіла (газу).

Гібридний ракетний двигун(ГРД) - окремий випадок хімічного реактивного двигуна; пристрій, що використовує для створення тяги хімічну енергію взаємодії компонентів палива, що перебувають у різному агрегатному стані (наприклад, рідкий окислювач та тверде пальне). На такому принципі побудовано двигуни ракетопланів SpaceShipOne та SpaceShipTwo.

Гномон— астрономічний інструмент у вигляді вертикальної стійки, що дозволяє найменшою довжиною тіні визначити кутову висоту сонця на небі, а також напрямок справжнього меридіана. Фотогномон з колірною калібрувальною шкалою служив для документування зразків місячного ґрунту, зібраного під час місій Apollo.

ЕКА(Європейське космічне агентство) - організація, яка здійснює координацію діяльності європейських держав з вивчення космічного простору.

Рідкісний ракетний двигун(ЗРД) - окремий випадок хімічного реактивного двигуна; пристрій, що використовує створення тяги хімічну енергію взаємодії рідких компонентів палива, що зберігаються на борту літального апарату.

Капсула- Одна з назв безкрилого апарату, що спускається штучних супутників і космічних кораблів.

Космічний апаратзагальна назва різних технічних пристроїв, призначених для виконання цільових завдань у космічному просторі.

Космічний ракетний комплекс(КРК) - термін, що характеризує сукупність функціонально пов'язаних елементів (технічного та стартового комплексу космодрому, вимірювальних засобів космодрому, наземного комплексу управління космічного апарату, ракети-носія та розгінного блоку), що забезпечують виведення космічного апарату на цільову траєкторію.

Лінія Карману- Узгоджений на міжнародному рівні умовний кордон космосу, що пролягає на висоті 100 км (62 милі) над рівнем моря.

"Мир"— назва модульної радянської/російської орбітальної космічної станції, яка літала у 1986-2001 роках, приймаючи численні радянські (російські) та міжнародні експедиції.

МКС(Міжнародна космічна станція) — назва пілотованого комплексу, створеного на навколоземній орбіті зусиллями Росії, США, Європи, Японії та Канади для проведення наукових досліджень, пов'язаних з умовами тривалого перебування людини в космічному просторі. Англомовна абревіатура ISS (International Space Station).

Багатоступінчаста (складова) ракета- пристрій, у якого в міру витрати палива відбувається послідовне скидання використаних і непотрібних для подальшого польоту елементів конструкції (ступенів).

М'яка посадка- Дотик космічного апарату поверхні планети або іншого небесного тіла, при якому вертикальна швидкість дозволяє забезпечити збереження конструкції і систем апарату та/або комфортні умови для екіпажу.

Нахилення орбіти- Кут між площиною орбіти природного або штучного супутника і площиною екватора тіла, навколо якого звертається супутник.

Орбіта— траєкторія (найчастіше еліптична), через яку одне тіло (наприклад, природний супутник чи космічний апарат) рухається щодо центрального тіла (Сонця, Землі, Місяця тощо.). У першому наближенні навколоземна орбіта характеризується такими елементами, як спосіб, висота перигею та апогею і період обігу.

Перша космічна швидкість- Найменша швидкість, яку необхідно надати тілу в горизонтальному напрямку біля поверхні планети, щоб воно вийшло на кругову орбіту. Для Землі – приблизно 7,9 км/с.

Перевантаження- Векторна величина, відношення суми сили тяги і/або аеродинамічної сили до ваги літального апарату.

Перігей- Найближча до центру Землі точка орбіти супутника.

Період звернення- Проміжок часу, протягом якого супутник здійснює повний оборот навколо центрального тіла (Сонця, Землі, Місяця і т. д.)

Транспортний корабель нового покоління, що пілотується (ПТК НП) «Федерація»- багаторазовий чотири-шестимісний корабель, що розробляється Ракетно-космічною корпорацією «Енергія» для забезпечення доступу в космос з російської території (з космодрому Східний), доставки людей і вантажів на орбітальні станції, польотів на полярну та екваторіальну орбіту, дослідження Місяця та посадки . Створюється в рамках ФКП-2025, початок льотних випробувань намічено на 2021 рік, перший пілотований політ зі стиковкою з МКС має відбутися у 2023 році.

«Прогрес»— назва серії радянських (російських) безпілотних автоматичних кораблів для доставки палива, вантажів та запасів на космічні станції «Салют», «Мир» та МКС. З 20 січня 1978 року по 22 лютого 2017 року запущено 135 кораблів різних модифікацій, з них 132 успішно.

"Протон-М"- Назва російської одноразової ракети-носія важкого класу, призначеної для виведення корисних вантажів на навколоземні орбіти та відлітні траєкторії. Створено з урахуванням «Протона-К»; Перший політ цієї модифікації відбувся 7 квітня 2001 року. До 9 червня 2016 року виконано 98 пусків, з них 9 повністю та 1 частково невдалих.

Розгінний блок(РБ), найближчий за змістом західний еквівалент - «верхній щабель» (upper stage), - ступінь ракети-носія, призначений для формування цільової траєкторії космічного апарату. Приклади: Centaur (США), Бриз-М, Фрегат, ДМ (Росія).

Ракета-носій- в даний час єдиний засіб виведення корисного навантаження (супутника, зонда, космічного корабля або автоматичної станції) у космічний простір.

Ракета-носій надважкого класу(РН СТК) - умовне найменування російської дослідно-конструкторської розробки, призначеної для створення засобу виведення елементів космічної інфраструктури (включаючи пілотовані кораблі) на відлітні траєкторії (до Місяця та Марса).

Різні пропозиції щодо створення носія надважкого класу на базі модулів ракет «Ангара-А5В», «Енергія 1К» та «Союз-5». Графіка В. Штаніна

Ракетний двигун твердого палива(РДТТ) - окремий випадок хімічного реактивного двигуна; пристрій, який використовує створення тяги хімічну енергію взаємодії твердих компонентів палива, що зберігаються на борту літального апарату.

Ракетоплан- крилатий літальний апарат (літак), що використовує для розгону та/або польоту ракетний двигун.

РД-180- потужний маршовий рідинний ракетний двигун тягою 390 тс на рівні моря, що працює на кисні і гас. Створено російським НВО «Енергомаш» на замовлення американської фірми Pratt and Whitney для встановлення на носії сімейства Atlas III та Atlas V. Серійно виробляється в Росії та поставляється до США з 1999 року.

Роскосмос- Коротка назва Федерального космічного агентства (у період з 2004 по 2015 рік, з 1 січня 2016 - держкорпорація «Роскосмос»), державної організації, яка здійснює координацію робіт з вивчення та освоєння космічного простору в Росії.

«Салют»— назва серії радянських довгострокових орбітальних станцій, які літали навколоземною орбітою в період з 1971 по 1986 рік, приймаючи радянські екіпажі та космонавтів з країн соціалістичної співдружності (програма «Інтеркосмос»), Франції та Індії.

"Союз"- Назва сімейства радянських (російських) багатомісних пілотованих кораблів для польотів навколоземною орбітою. З 23 квітня 1967 по 14 травня 1981 39 кораблів здійснювали політ з екіпажем на борту. Також відкрита назва серії радянських (російських) одноразових ракет-носіїв середнього класу, які використовувалися для запуску корисних навантажень на навколоземні орбіти з 1966 по 1976 рік.

"Союз-ФГ"— назва російської одноразової ракети-носія середнього класу, яка з 2001 року доставляє кораблі — пілотовані (родини «Союз») та автоматичні («Прогрес») — на навколоземну орбіту.

"Союз-2"- Назва сімейства сучасних російських одноразових ракет-носіїв легкого та середнього класу, які з 8 листопада 2004 виводять різні корисні вантажі на навколоземні орбіти та відлітні траєкторії. У варіантах "Союз-ST" з 21 жовтня 2011 року запускається з європейського космодрому Куру у Французькій Гвіані.

"Союз Т"— назва транспортного варіанту радянського пілотованого корабля «Союз», який з квітня 1978 року до березня 1986 року здійснив 15 пілотованих польотів до орбітальних станцій «Салют» та «Світ».

"Союз ТМ"— назва модифікованого варіанта радянського (російського) транспортного пілотованого корабля «Союз», який з травня 1986 року по листопад 2002 року здійснив 33 пілотовані польоти до орбітальних станцій «Мир» та МКС.

«Союз ТМА»- Назва антропометричного варіанта модифікації російського транспортного корабля «Союз», створеного для розширення допустимого діапазону зростання та ваги членів екіпажу. З жовтня 2002 року по листопад 2011 року здійснив 22 пілотовані польоти до МКС.

"Союз ТМА-М"— подальша модернізація російського транспортного корабля «Союз ТМА», яка з жовтня 2010 року до березня 2016 року виконала 20 пілотованих польотів до МКС.

"Союз МС"- Остаточний варіант російського транспортного корабля «Союз», який здійснив першу місію до МКС 7 липня 2016 року.

Суборбітальний політрух по балістичній траєкторії з короткочасним виходом у космічний простір. При цьому швидкість польоту може бути як меншою, так і більшою за місцеву орбітальну (пригадаємо американський зонд Pioneer-3, який мав швидкість вище першої космічної, але все одно впав на Землю).

«Тяньгун»- Назва серії китайських орбітальних пілотованих станцій. Першу (лабораторію «Тяньгун-1») було запущено 29 вересня 2011 року.

«Шеньчжоу»- Назва серії сучасних китайських тримісних пілотованих космічних кораблів для польотів навколоземною орбітою. З 20 листопада 1999 року по 16 жовтня 2016 року запущено 11 кораблів, з них 7 – із космонавтами на борту.

Хімічний реактивний двигун- пристрій, в якому енергія хімічної взаємодії компонентів палива (окислювача та пального) перетворюється на кінетичну енергію реактивного струменя, що створює тягу.

Електричний ракетний двигун(ЕРД) — пристрій, у якому створення тяги робоче тіло (зазвичай що зберігається на борту літального апарату) розганяється з допомогою зовнішнього підведення електричної енергії (нагрів та розширення в реактивному соплі або іонізація і розгін заряджених частинок в електричному (магнітному) полі).

Іонний електроракетний двигун має малу тягу, але більшу економічність, зумовлену високою швидкістю закінчення робочого тіла

Система аварійного порятунку- Сукупність пристроїв для порятунку екіпажу космічного корабля у разі аварії ракети-носія, тобто при виникненні ситуації, в якій неможливе виведення на цільову траєкторію.

Скафандр- Індивідуальний герметичний костюм, що забезпечує умови для роботи та життєдіяльності космонавта в розрідженій атмосфері або в космічному просторі. Розрізняються аварійно-рятувальні та скафандри для позакорабельної діяльності.

Апарат, що спускається (повертається)- Частина космічного апарату, призначена для спуску і посадки на поверхню Землі або іншого небесного тіла.

Фахівці групи пошуку і порятунку розглядають апарат китайського зонда «Чан'е-5-Т1», що спускається, який повернувся на Землю після обльоту Місяця. Фото CNSA

Тяга- Реактивна сила, що приводить в рух літальний апарат, на якому встановлений ракетний двигун.

Федеральна космічна програма(ФКП) - основний документ Російської Федерації, що визначає перелік основних завдань у галузі цивільної космічної діяльності та їх фінансування. Складається десятиліття. Поточна ФКП-2025 діє у період з 2016 до 2025 року.

«Фенікс»— назва дослідно-конструкторської роботи в рамках ФКП-2025 щодо створення ракети-носія середнього класу для використання у складі космічних ракетних комплексів «Байтерек», «Морський старт» та РН СТК.

Характеристична швидкість (ХС, ΔV)- Скалярна величина, що характеризує зміну енергії літального апарату при використанні ракетних двигунів. Фізичний зміст — швидкість (вимірюється в метрах на секунду), яку придбає апарат, рухаючись прямо під дією сили тяги при певних витратах палива. Використовується (у тому числі) для оцінки витрат енергії, необхідних на виконання ракетодинамічних маневрів (потрібна холестерину), або наявної енергетики, що визначається бортовим запасом палива або робочого тіла (розташована холестерину).

Вивіз на старт ракети-носія «Енергія» з орбітальним кораблем «Буран»

"Енергія" - "Буран"— радянський КРК із ракетою-носієм надважкого класу та багаторазовим крилатим орбітальним кораблем. Розроблявся з 1976 як відповідь американській системі Space Shuttle. У період із травня 1987 року по листопад 1988 року здійснив два польоти (з масогабаритним аналогом корисного навантаження та з орбітальним кораблем відповідно). Програму закрито 1993 року.

ЕПАС(експериментальний політ "Аполлон" - "Союз") - спільна радянсько-американська програма, в ході якої в 1975 пілотовані кораблі "Союз" і Apollo здійснили взаємний пошук, стикування і спільний політ навколоземною орбітою. У США відома як ASTP (Apollo-Soyuz Test Project).

Письменники-фантасти, які відправляли своїх героїв до інших світів, навіть припускали, як швидко реалізуються ці мрії. Від перших запусків маленьких ракет, що піднялися на кілька десятків метрів, до першого штучного супутника Землі минуло лише 30 років. У наші дні численні космічні апарати фотографують поверхні далеких планет та його супутників, проводять різноманітні дослідження, передаючи дані Землю. Пройде ще трохи часу, і в космосі з'являться великі колонії. Згідно з оцінками експертів, до 2030 р. за межами земної атмосфери постійно працюватиме понад 1000 осіб

Дослідження Місяця

Цілком природно, що Місяць як найближче до Землі небесне тіло став першим об'єктом, до якого попрямували космічні апарати.

Радянські автоматичні міжпланетні станції першого покоління «Луна-1, −2, −3» не використовували ані корекції курсу на траєкторії Земля — Місяць, ані гальмування під час підльоту. Вони здійснювали політ безпосередньо. Стартувавши з Землі 2 січня 1959 р., станція «Місяць-1» масою 361 кг вперше досягла другої космічної швидкості (тобто мінімальної швидкості, яку має розвинути об'єкт, що стартує з небесного тіла, щоб подолати силу його тяжіння; для Землі вона дорівнює 11,19 км/с) і пройшла з відривом близько б тис. кілометрів від поверхні Місяця.

Місяць-2 досяг місячної поверхні 14 вересня 1959 р. поблизу центрального меридіана (місце посадки цієї станції тепер називається Затокою Лунника). Її прилади показали, що Місяць мало має власного магнітного поля. А на борту станції «Луна-3» знаходилася фототелевізійна апаратура, яка вперше передала на Землю знімки частини видимої та майже 2/3 невидимої півкулі. На них було багато дефектів, але, незважаючи на це, вченим вдалося вибити безліч деталей на звороті Місяця. Відкриті «Місяць-3» кратери отримали назви: Ціолковський, Курчатов, Джордано Бруно, Жуль Берн та ін.

Великомасштабне фотографування окремих ділянок поверхні видимої півкулі виконав у процесі падіння на Місяць американські космічні апарати «Рейнджер-7, −8, −9» у 1964 та 1965 роках. Радянська станція «Зонд-3» завершила фотографування невидимої півкулі.

Першу м'яку посадку на місячну поверхню було здійснено в лютому 1966 р. радянською автоматичною станцією «Луна-9». Телекамери передали на Землю панорами навколишнього ландшафту з роздільною здатністю до кількох міліметрів. У 1966 р. на орбіту навколо Місяця також було виведено штучні супутники «Луна-10, -11, −12». На них були встановлені прилади для дослідження спектрального складу інфрачервоного та гамма-випромінювання місячної поверхні, обладнання для реєстрації метеорних частинок та ін. поверхні. Наприкінці грудня 1966 р. м'яку посадку виконала станція «Місяць-13», її виносні прилади досліджували властивості місячного ґрунту, а телевізійні камери фотографували навколишню місцевість.

М'які посадки у різних районах Місяця здійснили американські космічні апарати «Сервей-ор-3,-5,-6,-7» (1967-1968 рр.), які мали дослідити місячну поверхню та вибрати місця посадок космічних кораблів серії «Аполлон» . П'ять американських штучних супутників «Лунар орбітер» у 1966-1967 роках. фотографували Місяць та вивчали його гравітаційне поле. Детальна зйомка поверхні в районі місячного екватора, виконана цими супутниками, також була потрібна для відбору майбутніх місць посадок космічних кораблів з астронавтами.

Відпрацювання елементів програми польоту на Місяць проводилося спочатку непілотованими кораблями серії «Аполлон», а потім пілотованими («Аполлон-8, −9, −10»). Важив «Аполлон» 44 т і складався з основного блоку та місячної кабіни, що включала посадкову та злітну щаблі. Обльоти Місяця, що пілотуються, планувалися і в нашій країні. Для відпрацювання маневрів на орбіті використовувалися космічні апарати "Зонд-4, -5, -6, -7, -8". Однак від цих планів відмовилися після того, як такі обльоти здійснили американські астронавти.

Місце посадки місячної кабіни космічного корабля «Аполлон-11» було обрано у Морі Спокою, де вже побували апарати «Рейнджер-8» та «Сервейор-5». Астронавти Ніл Армстронг і Едвін Олдрін здійснили посадку 20 липня 1969 р. Першим з кабіни вийшов Армстронг, промовивши при цьому фразу, що стала історичною: «Це невеликий крок для човника, але величезний стрибок для людства». Астронавти розмовляли президентом США, використовуючи чеський радіозв'язок; встановили стискувач лазерного випромінювання, сейс метр, зробили знімки, зібрали 221 зразків місячного ґрунту. Усі раб зайняли вони 2 год 30 хв. За це вр астронавти віддалялися від посадкового модуля на відстань до 100 м. В основному блоці на орбіті знаходився Майкл Коллінз, який також проводив наукові дослідження.

Астронавти «Аполлона-12», запущеного 14 листопада 1969, Чарлз! Конрад та Алан Бін здійснили посадку в районі Океану Бур, неподалік місячного екватора. В основному блоці корабля на орбіті навколо Місяця залишався Річард Гордон. Конрад та Бін двічі виходили на поверхню, встановили апаратуру для вивчення сейсмічної активності Місяця та складу частинок сонячного вітру біля її поверхні. Оскільки місце посадки було обрано поряд зі станцією «Сервейор-3», яка пробула на Місяці два роки сім місяців, завдання астронавтів входило її обстеження. Вони не виявили жодних слідів руйнування станції; тільки шар рудо-коричневого пилу покривав її. Цього разу було зібрано 34 кг зразків місячної породи.

Екіпаж «Аполлона-13» не зміг виконати посадку на Місяць через вибух у руховому відсіку основного блоку. Здійснивши обліт Місяця, астронавти повернулися на Землю за сім днів.

Радянська автоматична станція «Луна-16» у вересні 1970 р. зробила м'яку посадку в Морі Багата, де спеціальним ґрунтозабірним пристроєм була взята місячна порода вагою 105 г і поміщена в апарат, що повертається, який доставив її на Землю. У тому ж році станцією «Місяць-17» вперше був доставлений самохідний апарат «Місячник-1», який пройшов шлях завдовжки 10,5 км і передав на Землю безліч знімків. За допомогою встановленого на «місяцеході-1» лазерного кутового відбивача вдалося уточнити відстань від Землі до Місяця.

Експедиція «Аполлона-14» проходила з 31 січня по 9 лютого 1971 р. Репортаж із місця посадки місячної кабіни у районі кратера Фра Мауро передавався Землю. Астронавти Алан Шепард та Едгар Мітчелл провели на поверхні Місяця 9 год та зібрали 44,5 кг порід. Торішнього серпня 1971 р. біля підніжжя місячних гір Апенніни висадився екіпаж корабля «Аполлон-15». Вперше астронавти Девід Скотт та Джеймс Ірвін використовували для пересування місяцехід, пройшовши на ньому шлях довжиною 10 км, і провели численні дослідження. Зокрема, вони вивчали глибоку ущелину, що зветься Борозда Хедлі, проте спуститися вниз без спеціального спорядження не наважилися.

У квітні 1972 р. екіпаж місячної кабіни космічного корабля «Аполлон-16» здійснив посадку в материковому районі на околицях кратера Декарт. У грудні того ж року було успішно виконано останню, шосту експедицію на кораблі «Аполлон-17».

Другий самохідний апарат «Луноход-2», доставлений станцією «Луна-21» у січні 1973 р., продовжив дослідження в досить складному районі Місяця, що є перехідним від моря до материка. За допомогою бортової телевізійної апаратури на Землю були передані численні панорами та знімки навколишньої місцевості, дані про властивості ґрунту та його хімічний склад. Усього було пройдено 37 км. У 1974 р. апарат «Місяць-22» виконував вивчення рельєфу та гравітаційного поля з орбіти штучного супутника Місяця. У тому ж році «Місяцю-23» вдалося здійснити посадку в районі Моря Криз. Дослідження Місяця радянськими автоматичними станціями були завершені космічним апаратом «Місяць-24», який виконав автоматичне буріння місячного ґрунту в Морі Криз на глибину 2 м і доставив на Землю 22 серпня 1976 170 г місячної породи.

Після цього досить довго до Місяця не було запусків ні нашій країні, ні США. Цікаво, що лише через 14 років, у березні 1990 р., Японія за допомогою ракети «Нісан» вивела на орбіту навколо Місяця автоматичний апарат «Мусес-А» для дистанційного дослідження місячної поверхні.

До апаратів нового покоління, що створюється з використанням надлегких матеріалів, відноситься станція «Клементина», запущена в січні 1994 р. Крім фотографування поверхні Місяця нею виконані вимірювання висот рельєфу, а також уточнено товщину місячної кори, модель гравітаційного поля та деякі інші параметри.

У недалекому майбутньому розпочнеться освоєння Місяця. Вже сьогодні детально розробляються проекти створення її поверхні постійно діючої населеної бази. Тривала чи постійна присутність на Місяці змінних екіпажів такої бази дозволить вирішувати складніші наукові та прикладні завдання.

Дослідження Меркурія

Про поверхню найближчої до Сонця планети нічого не було відомо до польоту космічного апарату «Марінер-10», запущеного 3 листопада 1973 р. Вага наукової апаратури становила близько 80 кг. Спочатку апарат був направлений до Венери, у полі тяжіння якої отримав гравітаційний розгін і, змінивши траєкторію, 29 березня 1974 р. підлетів до Меркурія. Знімки поверхні, отримані в результаті трьох прольотів «Маринера-10» з інтервалом у шість місяців, показали дивовижну схожість рельєфу Меркурія із найближчою сусідкою Землі — Місяцем. Як виявилося, вся його поверхня покрита безліччю кратерів різних розмірів.

Вчених дещо розчарувало те, що атмосфери на Меркурії не було виявлено. Знайдені сліди аргону, неону, гелію та водню, але такі незначні, що можна говорити лише про вакуум із таким ступенем розрідження, який на Землі не вміють ще отримувати.

Під час першого прольоту, що проходив на висоті 705 км, було виявлено ударну хвилю плазми та магнітне поле поблизу Меркурія. Вдалося уточнити значення радіусу планети (2439 км) та її маси.

21 вересня 1974 р. на досить великій відстані (понад 48 тис. кілометрів) було здійснено другий проліт біля Меркурія. Датчики температури дозволили встановити, що протягом дня, тривалість якого становить 88 земних діб. температура поверхні планети піднімається до 510 °С, а вночі опускається до -210 °С. За допомогою радіометра було визначено тепловий потік, що випромінюється поверхнею; на тлі нагрітих ділянок, що складаються з пухких порід, виявлені більш холодні, що являють собою скельні породи.

Під час третього прольоту біля Меркурія, що відбувався 16 березня 1975 р. на найменшій відстані −318 км, було підтверджено, що виявлене магнітне поле справді належить планеті. Його напруженість становить близько 1% від напруженості земного магнітного поля. 3 тис. фотографій, отриманих на цьому сеансі, мали дозвіл до 50 м. Оскільки три сеанси фотографування охоплювали західну півкулю планети, східна залишалася недослідженою.

В даний час розробляються проекти нових польотів космічних станцій до Меркурія, які дозволять вивчити його східну півкулю.

Дослідження Венери

Поверхня Венери повністю прихована потужним хмарним покривом, і лише з допомогою радіолокаторів можна побачити її рельєф.

Перший апарат, що спускається у вигляді сфери діаметром 0,9 м з теплозахисним покриттям, був доставлений космічним апаратом «Венера-3» у березні 1966 р. Спускаються апарати станцій «Венера-4, −5, −6» передавали відомості про тиск, температуру і склад атмосфери під час спуску. Однак вони не досягли поверхні планети, оскільки не були розраховані на атмосферний тиск Венери, який становить, як виявилося, 90 атмосфер! І тільки апарат «Венери-7», що спускається, в грудні 1970 р. опустився нарешті на поверхню Венери і передав дані про склад атмосфери, температуру різних її шарів і поверхні, а також про зміну тиску.

У липні 1972 р. апарат станції «Венера-8», що спускається, вперше сів на денний бік планети і показав, що освітленість на її поверхні нагадує земний похмурий день. Хмари Венери, якими пройшов апарат на висоті від 70 до 30 км, мали шарувату структуру і були не дуже щільними.

У жовтні 1975 р. апарати нового покоління «Венера-9, −10», що здійснили м'яку посадку на відстані понад 2 тис. кілометрів один від одного на освітленій стороні планети, вперше передали на Землю панорами навколишньої місцевості. Маса кожного апарату, що спускається діаметром 2,4 м становила 1560 кг. Протягом години космічні апарати, що залишилися на орбіті, ретранслювали наукову інформацію з поверхні планети на Землю.

Побачити глобальні особливості рельєфу більшої частини поверхні Венери люди змогли завдяки радіолокаційному зондуванню, виконаному з американської автоматичної станції «Піонер-Венера-1» у 1978 році. .

Цікавий експеримент був проведений на станції «Піонер-Венера-2»: з її допомогою в атмосферу Венери були скинуті один великий (діаметром 1,5 м та масою 316 кг) та три малих (діаметром 0,7 м та масою 96,6 кг) ) спускає апарат на денну і нічну сторони, а також в район північного полюса планети. Апарати передавали інформацію в процесі падіння, а один із малих апаратів навіть витримав удар і передавав дані з поверхні протягом години. Результати цього експерименту підтвердили, що атмосфера планети містить до 96% вуглекислого газу, до 4% азоту та трохи водяної пари. На поверхні було виявлено тонкий шар пилу.

У грудні 1978 р. проводили дослідження й радянські «Венера-11, −12», що опустилися з відривом 800 км друг від друга. Цікавими виявились дані про реєстрацію електричних розрядів в атмосфері планети. Один з апаратів виявив 25 ударів блискавки за секунду, а інший близько 1000, причому один із гуркотів грому тривав 15 хв. Очевидно, виникненню цих розрядів сприяє високий вміст сірчаної кислоти у хмарному покриві.

Дані про хімічний склад порід у місці посадок «Венери-13, −14» були отримані в березні 1982 р. за допомогою спеціальних ґрунтозабірних пристроїв, що помістили породу всередину апарата, що спускається. Дані аналізів, виконаних автоматами, було передано Землю, де вчені змогли зіставити ці породи з базальтами, які у глибоководних западинах земних океанів.

З орбіт штучних супутників Венери апарати «Венера-15, −16», обладнані радіолокаційними системами, передали зображення поверхні частини північної півкулі планети та дані вимірів висот рельєфу. В результаті кожного прольоту сильно витягнутими навколополярними орбітами знімалася смуга місцевості шириною 160 км і довжиною 8 тис. кілометрів. За матеріалами цих зйомок складено атлас поверхні Венери, що включає карти рельєфу, геологічні та інші спеціальні карти.

Апарати нового типу, що спускалися з посадкового апарату та аеростатного зонда, були скинуті з радянських станцій «Ве-га-1, −2», призначених для проведення досліджень Венери та комети Галлея в 1985 р. Аеростатні зонди дрейфували на висоті близько 54 км і передавали дані протягом двох діб, посадкові апарати провели дослідження атмосфери і поверхні планети.

Найбільш докладні знімки всієї поверхні Венери були отримані за допомогою американського апарату «Магеллан», запущеного астронавтами космічного човника «Атлантіс» у травні 1989 р. Регулярна зйомка радіолокації, що проводиться протягом декількох років, дозволила отримати зображення рельєфу поверхні Венери з роздільною здатністю менше. В результаті всіх експериментів, проведених за допомогою космічних апаратів, Венера, мабуть, досліджена краще за інші планети.

Дослідження Марса та його супутників

Політ до Марса займає шість-вісім місяців. Оскільки взаємне розташування Землі і Марса постійно змінюється, а мінімальні відстані між ними (протистояння) бувають лише раз на два роки, момент старту вибирається таким чином, щоб Марс перебував на перетині з траєкторією космічного апарату, який досяг на той час його орбіти.

Перший запуск у бік Марса було здійснено на початку листопада 1962 р. Радянський «Марс-1» пройшов на відстані 197 тис. км від червоної планети. Фотографії її поверхні були отримані американським «Марінером-4», запущеним через два роки і пройшов 15 липня 1965 р. на відстані 10 тис. кілометрів від поверхні планети.

Виявилося, що Марс теж покритий кратерами. Було уточнено масу планети та склад її атмосфери. У 1969 р. апарати «Марінер-6, −7» з відстані 3400 км від Марса передали кілька десятків знімків із роздільною здатністю до 300 м, а також виміряли температуру південної полярної шапки. яка виявилася дуже низькою (-125 ° С).

У травні 1971 р. було запущено «Марс-2, −3» та «Марінер-9». Апарати «Марс-2, −3» масою 4,65 т кожен мали орбітальний відсік і апарат, що спускається. М'яку посадку вдалося здійснити тільки апарату «Марса-3», що спускається.

Космічні апарати «Марс-2, −3» вели дослідження з орбіт штучних супутників, передаючи дані про властивості атмосфери та поверхні Марса за характером випромінювання у видимому, інфрачервоному та ультрафіолетовому діапазонах спектру, а також у діапазоні радіохвиль. Було виміряно температуру північної полярної шапки (нижче −110 °С); визначено протяжність, склад, температура атмосфери, температура поверхні планети отримано дані про висоту пилових хмар і слабке магнітне поле, а також кольорові зображення Марса.

«Марінер-9» теж був переведений на орбіту штучного супутника Марса з періодом близько 12 год. Він передав на Землю 7329 знімків Марс з роздільною здатністю до 100 м, а також фотографії його супутників — Фобоса Деймоса. На знімках марсіанської поверхні добре видно гігантські згаслі вулкани, безліч великих і дрібних каньйонів і долин, що нагадують висохлі русла; Марсіанські кратери відрізняються про місячних своїми викидами, що свідчать про наявність підповерхневого льоду, а також слідів: водної ерозії та вітрової активності

Ціла флотилія з чотирьох космічних апаратів «Марс-4, −5, −6, −7 запущених 1973 р., досягла околиць Марса на початку 1974 р. З-; несправності бортової систем гальмування "Марс-4" пройшов на відстані близько 2200 км від поверхні планети, виконавши лише її фотографування. "Марс-5" проводив дистанційні дослідження поверхні та атмосфери з орбіти штучного супутника. Апарат «Марса-6», що спускається, здійснив м'яку посадку в південній півкулі. На Землю передані дані про хімічний склад, тиск і температуру атмосфери. Марс-7 пройшов на відстані 1300 км від поверхні, не виконавши своєї програми.

Найрезультативнішими були польоти двох американських «Вікінгів», запущених у 1975 р. На борту апаратів знаходилися телекамери, інфрачервоні спектрометри для реєстрації водяної пари в атмосфері та радіометри для отримання температурних даних. Посадковий блок «Вікінга-1» здійснив м'яку посадку на долині Христа 20 липня 1976 р., а «Вікінга-2» — на долині Утопія 3 вересня 1976 р. У місцях посадок були проведені унікальні експерименти з метою виявити ознаки життя в марсіанському грунті. Спеціальний пристрій захоплював зразок ґрунту і поміщав його в один із контейнерів, що містили запас води або поживних речовин. Оскільки будь-які живі організми змінюють середовище свого проживання, прилади мали це зафіксувати. Хоча деякі зміни середовища у щільно закритому контейнері спостерігалися, до таких же результатів могло призвести наявність сильного окисника в ґрунті. Саме тому вчені не змогли впевнено віднести ці зміни рахунок діяльності бактерій.

З орбітальних станцій було виконано детальне фотографування поверхні Марса та його супутників. На основі отриманих даних складено докладні карти поверхні планети, геологічні, теплові та інші спеціальні карти.

У завдання радянських станцій «Фо-бос-1, -2», запущених після 13-річної перерви, входило дослідження Марса та його супутника Фобоса. Внаслідок невірної команди із Землі «Фобос-1» втратив орієнтацію, і зв'язок із ним не вдалося відновити.

«Фобос-2» вийшов орбіту штучного супутника Марса у грудні 1989 р. Дистанційними методами отримано дані про зміну температури лежить на поверхні Марса і нові відомості про властивості порід, складових Фобос. Отримано 38 зображень з роздільною здатністю до 40 м, виміряна температура його поверхні, що становить найбільш гарячих точках 30 °С. На жаль, здійснити основну програму дослідження Фобоса не вдалося. Зв'язок з апаратом було втрачено 27 березня 1989 р.

На цьому не закінчилася серія невдач. Американський космічний апарат "Марс-Обсервер", запущений у 1992 р., також не виконав свого завдання. Зв'язок із ним було втрачено 21 серпня 1993 р. Не вдалося вивести на траєкторію польоту до Марса та російську станцію «Марс-9б». У липні 1997 р. "Марс-Пасфайндер" доставив на планету перший автоматичний марсохід, який успішно досліджував хімічний склад поверхні та метеорологічні умови.

1998 р. Японія планує запуск до Марса орбітального апарату «Планета-Б». На 2003 р. Європейським космічним агентством разом із США та Росією заплановано створення мережі спеціальних станцій на Марсі. Розробляються програми польоту Марс астронавтів. Така експедиція займе понад два роки, оскільки, щоб повернутися, їм доведеться чекати зручного взаємного розташування Землі та Марса.

Дослідження Юпітера

Вивчати планети-гіганти з допомогою космічної техніки почали десятиліття пізніше, ніж планети земної групи. 3 березня 1972 р. із Землі стартував американський космічний апарат «Піонер-10». Через 6 місяців польоту апарат успішно пройшов пояс астероїдів і ще через 15 місяців досяг околиць «царя планет», пройшовши на відстані 130 300 км від нього у грудні 1973 року.

За допомогою оригінального фотополяриметра отримано 340 знімків хмарного покриву Юпітера та поверхонь чотирьох найбільших супутників: Іо, Європи, Ганімеда та Каллісто. Крім Великої Червоної Плями, розміри якої перевищують діаметр нашої планети, виявлено білу пляму діаметром понад 10 тис. кілометрів. Інфрачервоний радіометр показав, що температура зовнішнього покриву хмари становить 133 °С. Було виявлено також, що Юпітер випромінює в 1,6 разів більше тепла, ніж отримує від Сонця; уточнено масу планети та супутника Іо.

Дослідження показали, що Юпітер має потужне магнітне поле; також було зареєстровано зону з інтенсивною радіацією (у 10 тис. разів більше, ніж у навколоземних радіаційних поясах) на відстані 177 тис. кілометрів від планети. Притягнення Юпітера сильно змінило траєкторію польоту апарату. «Піонер-10» почав рухатися дотичною до орбіти Юпітера, віддаляючись від Землі майже прямою. Цікаво, що шлейф магнітосфери Юпітера виявили поза орбіти Сатурна. У 1987 р. "Піонер-10" вийшов за межі Сонячної системи.

Трасу «Піонера-11», який пролетів на відстані 43 тис. кілометрів від Юпітера у грудні 1974 р., було розраховано інакше. Він пройшов між поясами та самою планетою, не отримавши небезпечної дози радіації. На цьому апараті були встановлені самі прилади, що і на попередньому. Аналіз кольорових зображень хмарного шару, одержаних фотополяриметром, дозволив виявити особливості та структуру хмар. Їхня висота виявилася різною в смугах і розташованих між ними зонах. Згідно з дослідженнями «Піонера-11», світлі зони та Велика Червона Пляма характеризуються висхідними течіями в атмосфері. Хмари в них розташовані вище, ніж у сусідніх областях смуг, і тут холодніше.

Тяжіння Юпітера розгорнуло «Піонер-11» майже на 180°. Після кількох корекцій траєкторії польоту він перетнув орбіту Сатурна неподалік самої планети.

Унікальне взаємне розташування Землі та планет-гігантів з 1976 по 1978 р. було використано для послідовного вивчення цих планет. Під впливом полів тяжіння космічні апарати змогли переходити з траси польоту від Юпітера до Сатурна, потім до Урана і Нептуна. у тривалу подорож вирушили апарати «Вояджер −1, −2», причому «Вояджер-2» було запущено раніше, 20 серпня 1977 р., «повільною» траєкторією, а «Вояджер-1» — 5 вересня 1977 р. « швидкою».

«Вояджер-1» здійснив проліт біля Юпітера в березні 1979 р., а «Вояд-жер-2» пройшов повз гіганта на чотири місяці пізніше. Вони передали на Землю знімки хмарного покриву Юпітера та поверхонь найближчих супутників із дивовижними подробицями. Атмосферні маси червоного, помаранчевого, жовтого, коричневого та синього кольорів постійно переміщувалися. Смуги вихрових потоків захоплювали одне одного, то звужуючись, то розширюючись. Швидкість переміщення хмар дорівнювала 11 км/с. Велика Червона Пляма оберталася проти годинникової стрілки і робила повний оборот за 6 год. «Вояджер-1» вперше показав, що Юпітер має систему блідих кілець, розташованих на відстані 57 тис. кілометрів від хмарного покриву планети, а на супутнику Іо діють вісім вулканів. . «Вояджер-2» повідомив через кілька місяців, що шість із них продовжують активно діяти. Фотографії інших галілеєвих супутників – Європи, Ганімеда та Каллісто – показали, що їхні поверхні різко відрізняються одна від одної.

Американський космічний апарат «Галілео», доставлений на навколоземну орбіту у вантажному відсіку корабля багаторазового використання «Атлантіс», був апаратом нового покоління для дослідження хімічного складу та фізичних характеристик Юпітера, а також для більш детального фотографування його супутників. Апарат складався з орбітального модуля для тривалих спостережень та спеціального зонда, який мав проникнути в атмосферу планети. Траєкторія "Галілео" була досить складною. Спочатку апарат попрямував до Венери, повз яку пройшов у лютому 1990 р. Потім новою траєкторією в грудні він повернувся до Землі. Було передано численні фотографії Венери, Землі та Місяця.

У жовтні 1991 р., проходячи через пояс астероїдів, апарат сфотографував малу планету Гаспра. Повернувшись до Землі вдруге грудні 1992 р. і отримавши нове прискорення, він кинувся до основної мети своєї подорожі — Юпітеру. Опинившись у серпні 1993 р. знову у поясі астероїдів, він сфотографував ще одну малу планету, Іду.

Через два роки «Галілео» досяг околиць Юпітера. За командою із Землі від нього відокремився зонд, що спускається, і протягом п'яти місяців здійснював самостійний політ до кордонів атмосфери Юпітера зі швидкістю 45 км/с. За рахунок опору її верхніх шарів протягом двох хвилин швидкість знизилася до кількох сотень метрів на секунду. У цьому перевантаження перевищували земну силу тяжкості в 230 раз. Апарат проникнув в атмосферу на глибину 156 км і функціонував протягом 57 хв. Дані про атмосферу ретранслювали через головний блок «Галілео».

Дослідження Сатурна

Першим космічним апаратом, що відвідав околиці Сатурна, був Піонер-11, який 1 вересня 1979 р. пройшов на відстані 21 400 км від хмарного шару планети. Магнітне поле Сатурна виявилося сильнішим за земне, але слабшим, ніж у Юпітера. Було уточнено масу Сатурна. За характером поля тяжіння зроблено висновок, що внутрішня будова Сатурна схожа на будову Юпітера. За даними вимірювань інфрачервоного випромінювання, вчені визначили температуру видимої поверхні Сатурна. Вона дорівнювала 100 К, і цей факт свідчив про те, що планета випромінює приблизно вдвічі більше тепла, ніж отримує від Сонця. У високих широтах Сатурна передбачалося наявність полярних сяйв.

Вперше були отримані зображення Титану, найбільшого із сімейства супутників Сатурна, але, на жаль, дозвіл був дуже низьким.

Незвичайно виглядали фотографії кілець. До апарату була звернена не освітлена Сонцем сторона кілець, тому прилади фіксували світло, не відбите від кілець, а минуле крізь них.

"Піонер-11" залишив Сонячну систему, але слабкі сигнали з нього ще вловлюються земними антенами.

Більш якісні зображення були отримані під час прольоту двох "Вояджерів", які під дією тяжіння Юпітера змінили свої траєкторії та попрямували до Сатурна. На знімках хмарного покриву планети видно смуги, що завихруються, вихори, ореоли і плями різних кольорів — від жовтого до коричневого, що нагадують утворення на Юпітері. Виявлено і червона пляма діаметром близько 1250 км, а також темні овальні утворення, що швидко зникають. "Вояджер-1" вперше показав, що система кілець Сатурна складається з тисяч окремих вузьких кілець, виявив шість нових супутників і, пройшовши на відстані 4030 км від Титану, встановив, що основним компонентом його атмосфери є азот, а не метан, як передбачалося раніше . Отримано цікаві дані і про деяких інших супутників Сатурна: Тефії, Мімасі, Діоні, Реї та Енцеладі. «Вояджер-1» виконав основні завдання та вирушив за межі Сонячної системи.

А найближча відстань до Сатурна підійшов «Вояджер-2». У системі його кілець виявилося ще більше окремих кілець, що складаються з безлічі частинок льоду, великих і дрібних уламків. На супутнику Тефія "Вояджер-2" виявив найбільший кратер у всій системі

Сатурна діаметром 400 км та глибиною 16 км. Після зустрічі із Сатурном траєкторію польоту «Вояджера-2» було змінено таким чином, щоб він у січні 1986 р. пройшов біля Урану.

Нові дослідження Сатурна, його кілець та супутників заплановані у проекті, названому «Кассіні». Запуск апарату намічено на жовтень 1997 р. За складною траєкторією апарат досягне околиць Сатурна в червні 2004 р. і проводитиме дослідження протягом чотирьох років. Найцікавішим у проекті є спуск спеціального зонда в атмосферу Титану.

Дослідження Урану

На околицях Урану побував лише один космічний апарат «Вояджер-2», що пролетів на відстані 81 200 км від зовнішнього покриву хмар. Траєкторія апарату була майже перпендикулярна площині, в якій знаходяться супутники, тому зблизька вдалося сфотографувати тільки Міранду, найменший з відомих до цього польоту супутників. Напруженість магнітного поля Урана виявилася більшою, ніж у Сатурна, а інтенсивність поясів радіації така сама, як у поясів Землі. В ультрафіолетовій області спектру зареєстровано світіння атмосфери Урану, що тягнеться на 50 тис. кілометрів від планети.

Як і в інших планет-гігантів, в атмосфері Урана виявлено вихори, струмені течії, плями (але їх набагато менше), а в глибині її зареєстровані метанові хмари. Гелія виявилася втричі меншою, ніж передбачалося раніше: всього 15%. Циркуляція атмосфери відбувається у високих широтах із більшою швидкістю, ніж у екватора.

Дев'ять кілець Урану були відомі ще за наземними спостереженнями покриттів зірок планетою. "Вояджер-2" виявив десяте кільце шириною 3 км і кілька неповних кілець темного кольору. Частинки, що складають кільця, мають у поперечнику близько 1 м.

Отримано зображення п'яти раніше відомих супутників та десяти нових, невеликих за розмірами. На Обероні виявлено кілька великих кратерів та гора висотою близько 6000 м, на Титанії – численні кратери та долини. Поверхня Умбріеля дуже гладка, на ній видно кратери та світлу пляму. Сильно кратерована поверхня Аріеля зі слідами геологічних процесів нагадує супутник Сатурна Енцелад. Найбільш складною виявилася поверхня Міранди, поцяткована борознами, хребтами та розломами глибиною кілька кілометрів. Така активна тектонічна діяльність виявилася несподіваною на супутнику, діаметр якого менший за 500 км.

Під дією поля тяжіння Урана траєкторія "Вояджера-2" знову змінилася, і він попрямував до Нептуна.

Дослідження Нептуна

На момент зустрічі з Нептуном 25 серпня 1989 р. «Вояджер-2» подолав відстань 4,5 млрд кілометрів. Незважаючи на довгий шлях, що зайняв 12 років, і численні корекції траєкторії при перельоті від Юпітера до Сатурна та Урану, «Вояджер» опинився на мінімальній відстані від Нептуна (менше 5 тис. кілометрів) у точно розрахований час на Землі.

На кольорових знімках, синтезованих на основі слабких сигналів з «Вояджера», видима поверхня Нептуна є щільним хмарним шаром блакитного кольору зі смугами і білими і темними плямами. Сильний вихровий шторм розміром із нашу планету обертається проти годинникової стрілки. У Нептуна виявлено магнітне поле, вісь магнітних полюсів відхилена на 50 від осі обертання планети. "Вояджер-2" виявив у Нептуна також п'ять слабких кілець.

За наземними дослідженнями були відомі лише два супутники: Тритон і Нереїда, що обертаються навколо Нептуна у зворотному напрямку. "Вояджер" відкрив ще шість супутників розмірами від 200 до 50 км, що обертаються в тому ж напрямку, що і Нептун. У Тритона та Нереїди в ультрафіолетовому діапазоні виявлено явища, що нагадують земні полярні сяйва.

Тритон має дуже тонку газову оболонку, верхній шар якої складається із азоту. У нижніх шарах виявлено метан та тверді частинки азотних утворень. Поряд із кратерами на його поверхні відкриті діючі вулкани, каньйони та гори.

"Вояджер-2" продовжує дослідження космічного простору за межами Сонячної системи. Вчені сподіваються отримувати відомості з цього космічного апарату до 2013 року.

Невідомі глибини Космосу цікавили людство протягом багатьох століть. Дослідники та вчені завжди робили кроки до пізнання сузір'їв та космічного простору. Це були перші, але значні досягнення на той час, які послужили подальшому розвитку досліджень у цій галузі.

Важливим досягненням був винахід телескопа, за допомогою якого людству вдалося зазирнути значно далі в космічні простори та познайомитися з космічними об'єктами, які оточують нашу планету ближче. Нині дослідження космічного простору здійснюються значно легше, ніж у роки. Наш портал сайт пропонує Вам масу цікавих та захоплюючих фактів про Космос та його загадки.

Перші космічні апарати та техніка

Активне дослідження космічного простору почалося із запуску першого штучно створеного супутника нашої планети. Ця подія датується 1957 роком, коли він був запущений на орбіту Землі. Що стосується першого апарату, який з'явився на орбіті, то він був дуже простим у своїй конструкції. Цей апарат був оснащений простим радіопередавачем. За його створення конструктори вирішили обійтися мінімальним технічним набором. Все ж таки перший найпростіший супутник послужив стартом до розвитку нової ери космічної техніки та апаратури. На сьогоднішній день можна сказати, що цей пристрій став величезним досягненням для людства та розвитку багатьох наукових галузей досліджень. Крім того, виведення супутника на орбіту було досягненням для всього світу, а не лише для СРСР. Це стало можливим за рахунок наполегливої ​​роботи конструкторів над створенням балістичних ракет міжконтинентальної дії.

Саме високі досягнення в ракетобудуванні дали можливість усвідомити конструкторам, що при зниженні корисного вантажу ракетоносія можна досягти дуже високих швидкостей польоту, які перевищуватимуть космічну швидкість ~7,9 км/с. Все це і дало змогу вивести перший супутник на орбіту Землі. Космічні апарати та техніка є цікавими через те, що пропонувалося багато різних конструкцій та концепцій.

У широкому понятті космічним апаратом називають пристрій, який здійснює транспортування обладнання чи людей до кордону, де закінчується верхня частина земної атмосфери. Але це вихід лише до ближнього Космосу. При вирішенні різних космічних завдань космічні апарати поділені на такі категорії:

Суборбітальні;

Орбітальні або навколоземні, що пересуваються геоцентричними орбітами;

Міжпланетні;

Напланетні.

Створенням першої ракети для виведення супутника в Космос займалися конструктори СРСР, причому саме її створення зайняло менше часу, ніж доведення та налагодження всіх систем. Також тимчасовий фактор вплинув на примітивну комплектацію супутника, оскільки саме СРСР прагнув досягти показника першої космічної швидкості її створення. Тим більше, що сам факт виведення ракети за межі планети був більш вагомим досягненням на той час, ніж кількість і якість встановленої апаратури на супутник. Вся виконана робота увінчалася тріумфом для людства.

Як відомо, підкорення космічного простору тільки було розпочато, саме тому конструктори досягали все більшого в ракетобудуванні, що дозволило створити досконаліші космічні апарати та техніку, які допомогли зробити величезний стрибок у дослідженні Космосу. Також подальший розвиток та модернізація ракет та їх компонентів дозволили досягти другої космічної швидкості та збільшити масу корисного вантажу на борту. За рахунок цього стало можливим перше виведення ракети з людиною на борту в 1961 році.

Портал сайт може розповісти багато цікавого про розвиток космічних апаратів та техніки за всі роки та у всіх країнах світу. Мало кому відомо, що справді космічні дослідження вченими розпочали ще до 1957 року. У космічний простір першу наукову апаратуру для вивчення було відправлено ще наприкінці 40-х років. Перші вітчизняні ракети змогли підняти наукову апаратуру на висоту 100 кілометрів. Крім того, це був не одиничний запуск, вони проводилися досить часто, при цьому максимальна висота їхнього підйому доходила до показника 500 кілометрів, а це означає, що перші уявлення про космічний простір вже були до початку космічної ери. У наш час при використанні останніх технологій ті досягнення можуть здатися примітивними, але саме вони дозволили досягти того, що ми маємо на даний момент.

Створені космічні апарати та техніка вимагали вирішення величезної кількості різноманітних завдань. Найважливішими проблемами були:

1. Вибір правильної траєкторії польоту космічного апарату та подальший аналіз його руху. Для цієї проблеми довелося активніше розвивати небесну механіку, яка ставала прикладної наукою.
2. Космічний вакуум та невагомість поставили перед вченими свої завдання. І це не тільки створення надійного герметичного корпусу, який міг би витримувати досить жорсткі космічні умови, а й розробка апаратури, яка могла б виконувати свої завдання в Космосі так само ефективно, як і на Землі. Оскільки не всі механізми могли добре працювати в невагомості та вакуумі так само, як і в земних умовах. Основною проблемою було виключення теплової конвекції в герметизованих обсягах, все це порушувало нормальний перебіг багатьох процесів.

1. Роботу обладнання порушувало теплове випромінювання від Сонця. Для усунення цього впливу довелося продумувати нові способи розрахунку пристроїв. Також було продумано масу пристроїв підтримки нормальних температурних умов усередині самого космічного апарату.
2. Великою проблемою стало електропостачання космічних пристроїв. Найоптимальнішим рішенням конструкторів стало перетворення сонячного радіаційного випромінювання на електроенергію.
3. Досить довго довелося вирішувати проблему радіозв'язку та управління космічними апаратами, оскільки наземні радіолокаційні пристрої могли працювати лише на відстані до 20 тисяч кілометрів, а цього замало для космічних просторів. Еволюція наддальнього радіозв'язку в наш час дозволяє підтримувати зв'язок із зондами та іншими апаратами на відстані мільйони кілометрів.
4. Все ж таки найбільшою проблемою залишилося доведення апаратури, якою були укомплектовані космічні пристрої. Насамперед, техніка має бути надійною, оскільки ремонт у Космосі, як правило, був неможливим. Також були продумані нові шляхи дублювання та запису інформації.

Виникли проблеми пробудили інтерес дослідників та вчених різних галузей знань. Спільна співпраця дозволила отримати позитивні результати при вирішенні поставлених завдань. В силу всього цього почала зароджуватись нова галузь знань, а саме космічна техніка. Виникнення такого роду конструювання було відокремлено від авіації та інших галузей за рахунок його унікальності, особливих знань та навичок роботи.

Безпосередньо після створення та вдалого запуску першого штучного супутника Землі розвиток космічної техніки відбувався у трьох основних напрямках, а саме:

1. Проектування та виготовлення супутників Землі для виконання різноманітних завдань. Крім того, ця галузь займається модернізацією та удосконаленням цих пристроїв, за рахунок чого з'являється можливість застосовувати їх ширше.
2. Створення апаратів на дослідження міжпланетного простору та поверхонь інших планет. Як правило, ці пристрої здійснюють запрограмовані завдання, також ними можна керувати дистанційно.
3. Космічна техніка опрацьовує різні моделі створення космічних станцій, у яких можна проводити дослідницьку діяльність вченими. Ця галузь також займається проектуванням та виготовленням пілотованих кораблів для космічного простору.

Безліч областей роботи космічної техніки та досягнення другої космічної швидкості дозволили вченим отримати доступ до більш далеких космічних об'єктів. Саме тому наприкінці 50-х років вдалося здійснити пуск супутника у бік Місяця, крім того, техніка того часу вже дозволяла відправляти дослідні супутники до найближчих планет біля Землі. Так, перші апарати, які були надіслані на вивчення Місяця, дозволили людству вперше дізнатися про параметри космічного простору та побачити зворотний бік Місяця. Все ж таки космічна техніка початку космічної ери була ще недосконала і некерована, і після відокремлення від ракетоносія головна частина оберталася досить хаотично навколо центру своєї маси. Некероване обертання не дозволяло вченим проводити багато досліджень, що, своєю чергою, стимулювало конструкторів до створення досконаліших космічних апаратів і техніки.

Саме розробка керованих апаратів дозволила вченим провести ще більше досліджень і дізнатися більше про космічний простір та його властивості. Також контрольований та стабільний політ супутників та інших автоматичних пристроїв, запущених у Космос, дозволяє більш точно та якісно передавати інформацію на Землю за рахунок орієнтації антен. За рахунок контрольованого керування можна здійснювати необхідні маневри.

На початку 60-х років активно проводилися пуски супутників до найближчих планет. Ці запуски дозволили детальніше ознайомитися з умовами на сусідніх планетах. Але все ж таки найбільшим успіхом цього часу для всього людства нашої планети є політ Ю.А. Гагаріна. Після досягнень СРСР у будові космічної апаратури більшість країн світу також звернули особливу увагу на ракетобудування та створення власної космічної техніки. Все ж таки СРСР був лідером у цій галузі, оскільки йому першому вдалося створити апарат, який здійснив м'яке примісіння. Після перших успішних посадок на Місяці та інших планетах було поставлено завдання для детальнішого дослідження поверхонь космічних тіл за допомогою автоматичних пристроїв для вивчення поверхонь та передачі на Землю фото та відео.

Перші космічні апарати, як говорилося вище, були некерованими і могли повернутися на Землю. Під час створення керованих пристроїв конструктори зіштовхнулися із проблемою безпечного приземлення пристроїв та екіпажу. Оскільки дуже швидке входження пристрою в атмосферу Землі могло просто спалити його високої температури при терті. Крім того, при поверненні пристрою повинні були безпечно приземлятися і наводитися в різних умовах.

Подальший розвиток космічної техніки дозволило виготовляти орбітальні станції, які можна використовувати протягом багатьох років, змінювати склад дослідників на борту. Першим орбітальним апаратом цього типу стала радянська станція «Салют». Її створення стало черговим величезним стрибком людства у пізнанні космічних просторів та явищ.

Вище вказано дуже невелику частину всіх подій та досягнень при створенні та використанні космічних апаратів та техніки, яка була створена у світі для вивчення Космосу. Але все ж таки найвизначнішим став 1957 рік, з якого і почалася епоха активного ракетобудування та вивчення Космосу. Саме запуск першого зонда породив вибухоподібний розвиток космічної техніки у всьому світі. А це стало можливим за рахунок створення в СРСР ракетоносія нового покоління, яке й змогло підняти зонд на висоту орбіти Землі.

Щоб дізнатися про все це та багато іншого, наш портал сайт пропонує Вашій увазі безліч захоплюючих статей, відеозаписів та фотографій космічної техніки та об'єктів.

14 років минуло від дня першої м'якої посадки земного апарату на астероїд. 14 лютого 2001 року на навколоземний астероїд Ерос сів космічний апарат NEAR Shoemaker. А роком раніше, 14 лютого 2000 року, апарат вийшов на орбіту Ероса, де зробив перші знімки і зібрав дані про поверхню.

Ерос – перший відкритий навколоземний астероїд. Його виявив астроном Карл Вітт у 1898 році. У далекому майбутньому, як вважали 1996 року вчені, можливе зіткнення Ероса із Землею. Першим штучним супутником астероїда став апарат NEAR SpaceCraft.

Корпус апарату мав форму призми, зверху встановили сонячні батареї. На верхній підставі призми – антена діаметром 1,5 метра. Загальна маса з паливом – 805 кг, без палива – 487 кг. Для досліджень він використовував мультиспектральну камеру, ІЧ-спектрометр, лазерний висотометр, гамма-рентгенівський спектрометр, магнітометр та радіоосцилятор.

17 лютого 1996 року запустили космічний апарат NEAR, він попрямував у бік астероїда Матільда. Шлях зайняв 16 місяців. 1997 року апарат пролетів на відстані 1200 кілометрів від астероїда, зробивши п'ятсот знімків.

14 лютого 2000 року NEAR Shoemaker вийшов на орбіту Ероса з періодом звернення 27,6 днів, де провів наступний рік. Тоді він зробив перші знімки астероїда і зібрав дані про його поверхню та геологію. Нижче – перший знімок після виходу на орбіту.

14 лютого 2001 року вийшла новина про успішну м'яку посадку космічного апарату на поверхню астероїда. Посадка відбулася о 15:01:52, завершивши шлях апарату 3,2 мільярда кілометрів. Вертикальна швидкість склала менше чотирьох миль на годину.

Космічний апарат NEAR Shoemaker спочатку мав ім'я Spacecraft, пізніше був названий на честь загиблого в автокатастрофі 1997 року американського геолога Юджина Шумейкера. Він заснував новий напрямок у науці – астрогеологію. Останки вченого були поховані на Місяці, у «кратері Шумейкера».

Весь комплекс наукових праць у космосі поділяється на дві групи: вивчення навколоземного простору (ближній космос) та вивчення далекого космосу. Усі дослідження проводяться за допомогою спеціальних космічних апаратів.

Вони призначені для польотів у космос або для роботи на інших планетах, їх супутниках, астероїдах і т. д. Здебільшого вони здатні довго та самостійно функціонувати. Розрізняють два види апаратів - автоматичні (супутники, станції для польотів до інших планет тощо) і пілотовані населені (космічні кораблі, орбітальні станції або комплекси).

Космічні супутники Землі

З дня першого польоту штучного супутника Землі пройшло багато часу, і сьогодні на навколоземній орбіті їх працює вже не один десяток. Одні з них утворюють всесвітню мережу комунікації, якою щодня передаються мільйони телефонних дзвінків, ретранслюються телевізійні передачі та комп'ютерні повідомлення у всі країни світу. Інші допомагають стежити за змінами погоди, виявляти корисні копалини, стежити за військовими об'єктами. Переваги отримання інформації з космосу очевидні: супутники працюють незалежно від погоди та пори року, передають повідомлення про найвіддаленіші і найдоступніші райони планети. Необмеженість їхнього огляду дозволяє моментально зафіксувати дані про величезні території.

Наукові супутники

Наукові супутники призначені вивчення космічного простору. З їх допомогою виробляється збір відомостей про навколоземний простір (ближній космос), зокрема - про магнітосферу Землі, верхні шари атмосфери, міжпланетне середовище і радіаційні пояси планети; вивчення небесних тіл Сонячної системи; дослідження далекого космосу, що виробляється з допомогою телескопів та інший спеціальної апаратури, встановленої супутниках.

Найбільшого поширення мають супутники, які збирають дані про міжпланетному просторі, аномалії в атмосфері Сонця, інтенсивність сонячного вітру та вплив даних процесів на стан Землі та ін. Ці супутники ще називають «службою Сонця».

Наприклад, у грудні 1995 р. з космодрому на мисі Канаверал був запущений супутник «SOHO», створений у Європі і є цілою обсерваторією для вивчення Сонця. З його допомогою вчені проводять дослідження магнітного поля в основі сонячної крони, внутрішнього руху Сонця, зв'язку між його внутрішньою будовою та зовнішньою атмосферою тощо.

Даний супутник став першим у своєму роді апаратом, який проводить дослідження в точці, що віддаляється від нашої планети на 1,5 млн. км, в тому самому місці, де гравітаційні поля Землі та Сонця врівноважують один одного. За даними NASA, обсерваторія перебуватиме в космосі приблизно до 2002 р. і проведе за цей час близько 12 експериментів.

Цього ж року з космодрому на мисі Канаверал було запущено ще одну обсерваторію – «НІХТО» – для збору даних про космічні рентгенівські випромінювання. Розроблено вона була фахівцями NASA, тоді як основна апаратура, що знаходиться на ній і виконує більший обсяг робіт, сконструйована в Центрі астрофізики та наук про космос Каліфорнійського університету в Сан-Дієго.

До завдань обсерваторії входить дослідження джерел випромінювань. У процесі роботи у поле зору супутника потрапляє близько тисячі чорних дірок, нейтронних зірок, квазарів, білих карликів та активних ядер галактик.

Влітку 2000 р. Європейське космічне агентство здійснило запланований успішний запуск чотирьох супутників Землі під загальною назвою «Кластер-2», покликаних стежити за станом її магнітосфери. На навколоземну орбіту "Кластер-2" виводився з космодрому Байконур двома ракетами-носіями "Союз".

Слід зазначити, що попередня спроба агентства закінчилася невдачею: під час зльоту французької ракети-носія «Аріан-5» у 1996 р. згоріла така сама кількість супутників під загальною назвою «Кластер-1» - вони були менш досконалі, ніж «Кластер-2» », але призначалися для виконання тієї ж роботи, тобто одночасного фіксування відомостей про стан електричного та магнітного полів Землі.

У 1991 р. на орбіту було виведено космічна обсерваторія «GRO-COMPTON» з телескопом «EGRET» для реєстрації гамма-випромінювань на борту, тоді найдосконалішим приладом такого рівня, який зафіксував випромінювання гранично високих енергій.

Не всі супутники виводяться на орбіту ракетами-носіями. Наприклад, космічний апарат Orpheus-Spas-2 почав свою роботу в космосі після того, як його за допомогою маніпулятора витягли з вантажного відсіку американського багаторазового транспортного космічного корабля «Колумбія». «Orpheus-Spas-2», будучи астрономічним супутником, знаходився на відстані від «Колумбії» на 30-115 км і проводив вимірювання параметрів міжзоряних газопилових хмар, гарячих зірок, активних галактичних ядер і т. п. Через 340 год 12 хв. роботи супутник знову був занурений на борт «Колумбії» і доставлений на Землю.

Супутники зв'язку

Лінії зв'язку називають ще нервовою системою країни, оскільки без них вже немислима будь-яка робота. Супутники зв'язку передають телефонні дзвінки, ретранслюють радіо та телепрограми по всьому світу. Вони здатні вести передачу сигналів телевізійних програм на великі відстані, створювати багатоканальні зв'язки. Величезна перевага супутникового зв'язку перед земною в тому, що в зоні дії одного супутника знаходиться величезна територія з практично необмеженим числом наземних станцій, що приймають сигнали.

Супутники такого типу знаходяться на особливій орбіті на відстані 35880 км від поверхні Землі. Рухаються вони з тією самою швидкістю, як і Земля, тому здається, що супутник постійно висить одному місці. Сигнали з них приймаються за допомогою спеціальних дискових антен, що встановлюються на дахах будівель та звернених до супутникової орбіти.

Перший радянський супутник зв'язку «Блискавка-1» було запущено 23 квітня 1965 р., і того ж дня за його допомогою здійснилася трансляція телевізійної передачі з Владивостока до Москви. Цей супутник призначався як для ретрансляції телевізійних програм, а й у телефонного і телеграфного зв'язку. Загальна маса «блискавки-1» становила 1500 кг.

Космічний апарат встигав зробити за добу два обороти. Незабаром були запущені нові супутники зв'язку: «Блискавка-2» та «Блискавка-3». Всі вони відрізнялися один від одного лише параметрами бортового ретранслятора (пристрій для прийому та передачі сигналу) та його антени.

У 1978 р. в експлуатацію було введено досконаліші супутники «Обрій». Основним їх завданням було розширення телефонного, телеграфного та телевізійного обміну на території всієї країни, збільшення пропускної спроможності міжнародної системи космічного зв'язку «Інтерсупутник». Саме за допомогою двох «Горизонтів» здійснювалася трансляція Олімпійських ігор 1980 р. у Москві.

З моменту появи перших космічних апаратів зв'язку минуло багато років, і сьогодні практично всі розвинені країни мають свої такі супутники. Так, наприклад, 1996 р. на орбіту було виведено черговий космічний апарат Міжнародної організації супутникового зв'язку «Intelsat». Її супутники обслуговують споживачів 134 держав світу та здійснюють безпосереднє телемовлення, телефонний, факсимільний та телексний зв'язок на багато країн.

У лютому 1999 р. з космодрому Канаверал ракетою-носієм Атлас-2АС був запущений японський супутник JCSat-6 вагою 2900 кг. Призначався він для телемовлення та передачі на територію Японії та частину Азії. Виготовила його американська компанія "Hughes Space" для японської фірми "Japan Satellite Systems".

Цього ж року на орбіту було виведено 12-й штучний супутник Землі канадської компанії супутникового зв'язку "Telesat Canada", створений американською фірмою "Lockheed Martin". Він забезпечує передачу цифрового телемовлення, аудіо- та інформації для абонентів у Північній Америці.

Освітні супутники

Польоти супутників Землі та міжпланетних космічних станцій зробили космос робочим майданчиком для науки. Освоєння навколоземного простору створило умови поширення інформації, освіти, пропаганди та обміну культурними цінностями у світі. З'явилася можливість забезпечення радіо- та телепрограм найбільш віддалених і важкодоступних районів.

Космічні апарати дозволили вести навчання грамоті водночас мільйонів людей. Через супутники передається інформація щодо фототелеграфів у друкарні різних міст, смуги центральних газет, що дозволяє сільським мешканцям отримувати газети одночасно з населенням міст.

Завдяки домовленості між країнами стала можлива трансляція телевізійних програм (наприклад, Євробачення чи Інтербачення) по всьому світу. Таке мовлення у масштабах усієї планети забезпечує широкий обмін культурними цінностями між народами.

У 1991 р. в Індії космічне агентство вирішило використовувати космічну техніку для ліквідації неписьменності країни (в Індії 70% сільських жителів неписьменні).

Вони запустили супутники для передачі телеуроків читання та листи до будь-якого села. Профама "Грамсат" (що в перекладі на хінді означає: "Грам" - село; "сат" - скорочено від "сателіт" - супутник) націлена на 560 невеликих населених пунктів по всій Індії.

Розташовані освітні супутники, зазвичай, тієї ж орбіті, як і супутники зв'язку. Щоб приймати сигнали вдома, кожен глядач повинен мати власну дискову антену і телевізор.

Супутники вивчення природних ресурсів Землі

Окрім пошуку корисних копалин Землі, такі супутники передають інформацію про стан природного середовища планети. Вони оснащені спеціальними сенсорними кільцями, на яких розташовані фото- та телекамери, прилади для збирання інформації про Землю. Сюди входять апарати для фотографування атмосферних перетворень, вимірювання параметрів землі і океану, атмосферного повітря. Наприклад, супутник "Ландсат" обладнаний спеціальними приладами, що дозволяють йому фотографувати понад 161 млн. м2 земної поверхні на тиждень.

Супутники дозволяють не тільки вести постійні спостереження за поверхнею землі, але й контролювати величезні території планети. Вони попереджають про посуху, про пожежі, про забруднення довкілля і є основними інформаторами для метеорологів.

Сьогодні створено багато різних супутників з вивчення Землі з космосу, що відрізняються своїми завданнями, але оснащення приладами доповнюють один одного. Подібні космічні системи експлуатуються нині США, Росії, Франції, Індії, Канаді, Японії, Китаї та інших.

Наприклад, зі створенням американського метеорологічного супутника "TIROS-1" (супутник телевізійного та інфрачервоного спостереження Землі) з'явилася можливість вести огляд поверхні Землі та контролювати глобальні атмосферні зміни з космосу.

Перший космічний апарат цієї серії було виведено на орбіту 1960 р., а після запуску ряду подібних супутників США створили космічну метеорологічну систему «TOS».

Перший радянський супутник такого типу - «Космос-122» - був виведений на орбіту в 1966 р. Майже через 10 років на орбіті працював уже цілий ряд вітчизняних космічних апаратів серії «Метеор» з вивчення та контролю природних ресурсів Землі «Метеор-Природа».

У 1980 р. в СРСР з'явилася нова постійно функціонуюча супутникова система «Ресурс», що включає три взаємодоповнюючі один одного космічних апарату: «Ресурс-Ф», «Ресурс-О» і «Океан-О».

«Ресурс-Ol» став своєрідним незамінним космічним листоношем. Пролітаючи над однією точкою поверхні Землі двічі на добу, він забирає електронну пошту та відсилає її всім абонентам, які мають радіокомплекс із невеликим супутниковим модемом. Замовниками системи є мандрівники, спортсмени та дослідники, що знаходяться у віддалених районах суші та моря. Послугами системи користуються великі організації: морські нафтові платформи, геологорозвідувальні партії, наукові експедиції тощо.

У 1999 р. США запустили сучасніший науковий супутник «Terra» для вимірювання фізичних властивостей атмосфери та суші, біосферних та океанографічних досліджень.

Весь матеріал, отриманий із супутників (цифрові дані, фотомонтаж, окремі знімки), обробляється в центрах прийому інформації. Потім вони надходять до Гідрометцентру та інших підрозділів. Отримані з космосу знімки знаходять застосування у різних галузях науки. Так, наприклад, з їх допомогою можна визначити стан посівів зернових культур на полях. Зернові посіви, чимось заражені, на знімку мають темно-синій колір, а здорові – червоний чи рожевий.

Морські супутники

Поява супутникового зв'язку дало великі можливості вивчення Світового океану, що займає 2/3 поверхні земної кулі і забезпечує людство половиною всього кисню, що є на планеті. За допомогою супутників стало можливо стежити за температурою та станом поверхні води, за розвитком та загасанням шторму, виявляти райони забруднення (нафтові плями) тощо.

В СРСР для перших спостережень за земною та водною поверхнями з космосу використовували супутник «Космос-243», виведений на орбіту 1968 р. і повністю оснащений спеціальною автоматизованою апаратурою. З його допомогою вчені отримали можливість оцінювати розподіл температури води на поверхні океану крізь товщу хмар, відстежувати стан атмосферних шарів та межу льодів; складати за отриманими даними карти температури поверхні океану, необхідні для рибальського флоту та метеорологічної служби.

У лютому 1979 р. на орбіту Землі вивели досконаліший океанологічний супутник «Космос-1076», що передає комплексну океанографічну інформацію. Прилади, що знаходилися на його борту, визначали основні характеристики морської води, атмосфери і крижаного покриву, інтенсивність морського хвилювання, силу вітру тощо. » про Світовий океан.

Наступним кроком стало створення супутника "Інтеркосмос-21", також призначеного для вивчення океану. Вперше в історії над планетою працювала космічна система, що складається з двох супутників: "Космос-1151" та "Інтеркос-мос-21". Доповнюючи один одного апаратурою, супутники давали можливість вести спостереження одних районів із різних висот і порівнювати отримані дані.

У першим штучним супутником такого типу став «Експлорер» («Дослідник»), виведений на орбіту в 1958 р. За ним була серія супутників такого типу.

У 1992 р. на орбіту запустили франко-американський супутник Торех Poseidon, призначений для високоточних вимірювань моря. Зокрема, за допомогою отриманих даних вчені встановили, що рівень моря в даний час постійно підвищується із середньою швидкістю 3,9 мм/рік.

Завдяки морським супутникам сьогодні можна не тільки спостерігати картину поверхневих і глибинних шарів Світового океану, а й знаходити кораблі і літаки, що загубилися. Є спеціальні навігаційні супутники, свого роду «радіозірки», за якими судна та літаки можуть орієнтуватися у будь-яку погоду. Ретранслюючи радіосигнали з кораблів на берег, супутники забезпечують безперебійний зв'язок більшості великих і малих суден із землею у час доби.

У 1982 р. було запущено радянського супутника «Космос-1383» з апаратурою на борту для визначення місцезнаходження зниклих суден і літаків, які зазнали аварії. "Космос-1383" увійшов в історію космонавтики як перший супутник-рятувальник. Завдяки отриманим з нього даними вдалося визначити координати багатьох авіаційних та морських катастроф.

Трохи пізніше російськими вченими було створено досконаліший штучний супутник Землі «Цікада» визначення місцезнаходження торгових судів і кораблів ВМФ.

Космічні апарати для польоту на Місяць

Космічні апарати цього типу призначені для перельоту від Землі до Місяця і поділяються на прогонові, супутники Місяця та посадкові. Найскладнішими є посадочні апарати, що діляться, своєю чергою, на пересуваються (місяцеходи) і нерухомі.

Ряд апаратів вивчення природного супутника Землі відкрили космічні апарати серії «Місяць». З їхньою допомогою проводилися перші фотографування місячної поверхні, відпрацювання вимірювань під час зближення, попадання її орбіту тощо.

Першою станцією для вивчення природного супутника Землі була, як відомо, радянська «Місяць-1», що стала першим штучним супутником Сонця. За нею пішли «Місяць-2», що досяг Місяця, «Місяць-3» і т.д. З розвитком космічної техніки вчені змогли створити апарат, який зміг опуститися на місячну поверхню.

У 1966 р. радянська станція «Місяць-9» здійснила першу м'яку посадку на місячну поверхню.

Станція складалася з трьох основних частин: з автоматичної місячної станції, рухової установки для корекції траєкторії та гальмування під час підльоту до Місяця, відсіку системи управління. Загальна її вага складала 1583 кг.

У систему управління «Місяця-9» входили керуючий та програмний пристрій, прилади орієнтації, радіосистема м'якої посадки і т. д. Частина апаратури управління, що не використовувалася при гальмуванні, відокремлювалася перед запуском гальмівного двигуна. У оснащення станції входила телевізійна камера передачі зображення поверхні Місяця у районі висадки.

Поява космічного апарату типу «Місяць-9» дала можливість вченим отримувати достовірні відомості про місячну поверхню та структуру її ґрунту.

Наступні станції продовжили роботу з вивчення Місяця. З їхньою допомогою відпрацьовувалися нові космічні системи та апарати. Наступний етап у вивченні природного супутника Землі розпочався із запуску станції «Місяць-15».

Її програмою передбачалася доставка зразків із різних районів місячної поверхні, морів та материків, проведення великого вивчення. Дослідження планувалося проводити за допомогою рухливих лабораторій-місяцеходів та навколомісячних супутників. Для цього спеціально розробили новий апарат - багатоцільову космічну платформу, або посадковий щабель. Вона повинна була доставляти на Місяць різні вантажі (місяцеходи, поворотні ракети і т. д.), коригувати політ до Місяця, виводити на місячну орбіту, маневрувати в навколомісяцевому просторі і лунати.

За «Місяч-15» пішли «Місяць-16» і «Місяць-17», які доставили на природний супутник Землі місячний самохідний апарат «Місяч-1».

Автоматична місячна станція «Місяць-16» певною мірою була також і місяцеходом. Вона мала не лише взяти і дослідити проби ґрунту, а й доставити їх на Землю. Таким чином, апаратура, раніше розрахована тільки на посадку, тепер, посилена руховими та навігаційними установками, стала злітною. Функціональна частина, що відповідала за забір ґрунту, після виконання своєї місії поверталася до злітного ступеня та апарату, який мав доставити зразки на Землю, після чого розпочинав роботу механізм, який відповідав за старт із місячної поверхні та переліт від природного супутника нашої планети до Землі.

Одними з перших, хто разом із СРСР почав займатися вивченням природного супутника Землі, були США. Вони створили серію апаратів "Лунар Орбітер" для пошуку районів посадки для космічних кораблів "Аполлон" та автоматичних міжпланетних станцій "Сервеєр". Перший запуск «Лунар Орбітер» відбувся 1966 р. Усього було запущено 5 таких супутників.

У 1966 р. до Місяця попрямував американський космічний апарат із серії «Сервеєр». Він був створений для дослідження Місяця і розрахований на м'яку посадку на його поверхні. Згодом до Місяця літали ще 6 космічних апаратів цієї серії.

Місяцеходи

Поява рухомий станції істотно розширило можливості вчених: вони з'явилася можливість вивчати місцевості як навколо точки посадки, а й інших районах поверхні Місяця. Регулювання руху похідних лабораторій здійснювалося з допомогою дистанційного керування.

Місяць, або місячний самохідний апарат, призначений для роботи та пересування по поверхні Місяця. Апарати такого роду є найскладнішими з усіх, хто займається вивченням природного супутника Землі.

Перш ніж вчені створили місяцехід, їм довелося вирішити багато проблем. Зокрема, у подібного апарату має бути строго вертикальна посадка, а рухатися поверхнею він повинен усіма своїми колесами. Доводилося враховувати, що не завжди підтримуватиметься постійний зв'язок його бортового комплексу із Землею, оскільки він залежить від обертання небесного тіла, від інтенсивності сонячного вітру та віддаленості від приймача хвиль. Значить, потрібна спеціальна гостронаправлена ​​антена та система засобів наведення її на Землю. температурний режим, Що Постійно змінюється, вимагає особливого захисту від шкідливого впливу перепадів інтенсивності теплових потоків.

Значна віддаленість місяцехода могла призвести до того, що відбувалася затримка своєчасної передачі йому деяких команд. Отже, апарат слід було начинити приладами, які самостійно розробляють алгоритм подальшої поведінки залежно від поставленого завдання та обставин, що склалися. Це так званий штучний інтелект і його елементи вже досить широко застосовуються в космічних дослідженнях. Вирішення всіх поставлених завдань дозволило вченим створити автоматичний або керований пристрій для вивчення Місяця.

17 листопада 1970 р. станція «Місяць-17» вперше доставила на поверхню Місяця самохідний апарат «Місяць-1». Це була перша рухлива лабораторія вагою 750 кг та шириною 1600 мм.

Автономний, дистанційно керований місяцехід складався з герметичного корпусу та безрамної ходової частини з восьми коліс. До основи усіченого герметичного корпусу кріпилися чотири блоки по два колеса. Кожен колес мав індивідуальний привід з електродвигуном, незалежну підвіску з амортизатором. Апаратура місяцехода розміщувалася всередині корпусу: радіотелевізійна система, батареї електроживлення, засоби терморегулювання, керування місяцеходом, наукова апаратура.

На верхній частині корпусу була поворотна кришка, яка могла розташовуватися під різними кутами для кращого використання сонячної енергії. Для цього на її внутрішній поверхні були елементи сонячної батареї. На зовнішній поверхні апарату розміщувалися антени, ілюмінатори телевізійних камер, сонячний компас та інші прилади.

Метою подорожі було отримання безлічі даних, що цікавлять науку: про радіаційну обстановку на Місяці, наявність та інтенсивність джерел рентгенівських випромінювань, хімічний склад фунта тощо.

«Місячник-1» функціонував понад 10 місяців, що становило 11 місячних днів. За цей час він пройшов місячною поверхнею приблизно 10,5 км. Маршрут місяцехода пролягав через район Моря Дощів.

Наприкінці 1996 р. закінчилися випробування американського апарату "Nomad" компанії "Luna Corp.". Місяць зовні нагадує чотириколісний танк, оснащений чотирма відеокамерами на п'ятиметрових штангах для проведення зйомок місцевості в радіусі 5-10 метрів. На апараті розміщено прилади для дослідження NASA. За один місяць місяцехід може пройти відстань 200 км, а загалом - до 1000 км.

Космічні апарати для польоту до планет Сонячної системи

Від космічних апаратів для польотів до Місяця вони відрізнялися тим, що були розраховані великі віддалення Землі і тривалість польоту. У зв'язку з великими віддаленнями від Землі потрібно було вирішити низку нових проблем. Наприклад, для забезпечення зв'язку з міжпланетними автоматичними станціями використання гостронаправлених антен у бортовому радіокомплексі та засобів наведення антени на Землю в системі управління стало обов'язковим. Потрібна була більш досконала система захисту від зовнішніх теплових потоків.

І ось 12 лютого 1961 р. перша у світі радянська автоматична міжпланетна станція «Венера-1» вирушила у політ.

"Венера-1" являла собою герметичний апарат, оснащений програмним пристроєм, комплексом радіоапаратури, системою орієнтації, блоками хімічних батарей. Частина наукової апаратури, дві сонячні батареї та чотири антени розташовувалися за бортом станції. За допомогою однієї з антен здійснювався зв'язок із Землею на великих відстанях. Загальна маса станції становила 643,5 кг. Головним завданням станції була перевірка способів виведення об'єктів на міжпланетні траси, контроль наддальнього зв'язку та управління, проведення низки наукових досліджень під час польоту. За допомогою отриманих даних стало можливим подальше удосконалення конструкцій міжпланетних станцій та комплектуючої бортової апаратури.

Району Венери станція досягла в двадцятих числах травня і пройшла приблизно за 100 тис. км від її поверхні, після чого вийшла на сонячну орбіту. Слідом за нею вчені послали «Венеру-2» та «Венеру-3». Через 4 місяці наступна станція досягла поверхні Венери і залишила там вимпел із зображенням герба СРСР. Вона передала Землю багато різних даних, необхідні науки.

Автоматична міжпланетна станція «Венера-9» (рис. 175) і однойменний спускний апарат, що входить до її складу, були запущені в космос у червні 1975 р. і працювали як єдине ціле тільки до тих пір, поки не відбулася розстиковка і спускається апарат не приземлився на поверхня Венери.

У процесі підготовки автоматичної експедиції довелося врахувати існуючий на планеті тиск 10 МПа, а тому апарат, що спускається, мав сферичний корпус, який був також основним силовим елементом. Метою відправлення даних апаратів були дослідження атмосфери Венери та її поверхні, до яких входило визначення хімічного складу «повітря» та ґрунту. Для цього на борту апарату були складні спектрометричні прилади. За допомогою Венери-9 вдалося зробити першу зйомку поверхні планети.

Усього радянськими вченими в період з 1961 по 1983 р. було запущено 16 космічних апаратів серії Венера.

Радянськими вченими було відкрито трасу Земля - ​​Марс. Старт міжпланетної станції «Марс-1» відбувся 1962 р. Для досягнення орбіти планети космічному апарату знадобилося 259 діб.

«Марс-1» складався з двох герметичних відсіків (орбітального та планетного), що коректує рухової установки, сонячних батарей, антен та системи терморегулювання. В орбітальному відсіку була апаратура, необхідна для роботи станції під час її польоту, а в планетному - наукові прилади, призначені для роботи безпосередньо на планеті. Наступний розрахунок показав, що міжпланетна станція пройшла 197 км від поверхні Марса.

За час польоту «Марса-1» з ним було здійснено 61 сеанс радіозв'язку, причому час на посилку та отримання сигналу у відповідь становив приблизно 12 хвилин. Після зближення із Марсом станція вийшла на сонячну орбіту.

У 1971 р. апарат міжпланетної станції «Марс-3», що спускається, здійснив посадку на Марс. А за два роки по міжпланетній трасі вперше здійснили політ одразу чотири радянські станції серії «Марс». "Марс-5" став третім за рахунком штучним супутником планети.

Вивченням Червоної планети займалися вчені США. Вони створили серію автоматичних міжпланетних станцій «Марінер» для прольоту планет та виведення на їхню орбіту супутників. Космічні апарати цієї серії, окрім Марса, займалися ще вивченням Венери та Меркурія. Загалом американськими вченими за час із 1962 по 1973 р. було запущено 10 міжпланетних станцій «Марінер».

У 1998 р. у напрямку до Марса було запущено японську автоматичну міжпланетну станцію «Нодзомі». Зараз вона здійснює незапланований політ орбітою між Землею та Сонцем. Розрахунки показали, що у 2003 р. "Нодзомі" пролетить досить близько від Землі і в результаті спеціального маневру перейде на траєкторію польоту до Марса. На початку 2004 р. автоматична міжпланетна станція вийде на його орбіту та проведе заплановану програму досліджень.

Перші досліди з міжпланетними станціями значно збагатили знання про космічний простір і уможливили політ до інших планет Сонячної системи. На цей час вони майже всі, крім Плутона, відвідувалися станціями чи зондами. Наприклад, 1974 р. американський космічний апарат «Марінер-10» пролетів досить близько до поверхні Меркурія. У 1979 р. дві автоматичні станції «Вояджер-1» і «Вояджер-2», що летіли до Сатурна, пройшли повз Юпітера, і їм вдалося відобразити хмарну оболонку гігантської планети. Сфотографували вони і величезну пляму червоного кольору, яка так давно цікавить усіх учених і представляє собою атмосферний вихор розміром більше за нашу Землю. Станції виявили вулкан Юпітера і його найбільший супутник Іо. Наблизившись до Сатурна, «Вояджери» сфотографували планету і кільця, що обертаються навколо неї, що складаються з мільйонів скелястих уламків, вкритих льодом. Трохи згодом «Вояджер-2» пройшов біля Урана та Нептуна.

Сьогодні обидва апарати – «Вояджер-1» та «Вояджер-2» – досліджують окраїнні області Сонячної системи. Усі їх прилади працюють нормально і постійно передають наукові відомості Землю. Імовірно, обидва апарати збережуть свою працездатність до 2015 року.

Вивченням Сатурна займалася міжпланетна станція «Кассіні» (NASA-ESA), запущена в 1997 р. У 1999 р. вона пролетіла повз Венеру і виконала спектральну зйомку хмарного покриву планети та деякі інші дослідження. У середині 1999 р. увійшла до поясу астероїдів і благополучно минула його. Останній її маневр перед польотом до Сатурна відбувся на відстані 9,7 млн ​​км від Юпітера.

До Юпітера літала і автоматична станція «Галілей», що досягла його через 6 років. Приблизно за 5 місяців до цього станція випустила космічний зонд, який увійшов в атмосферу Юпітера і там приблизно 1 годину, поки не був роздавлений атмосферним тиском планети.

Міжпланетні автоматичні станції створювалися вивчення не лише планет, а й інших тіл Сонячної системи. У 1996 р. з космодрому Канаверал стартувала ракета-носій Дельта-2 з малою міжпланетною станцією HEAP на борту, призначеної для вивчення астероїдів. У 1997 р. «HEAP» вивчала астероїди Матильда, а ще через два Ерос.

Космічний дослідний апарат складається з модуля із службовими системами, приладовим обладнанням та руховою установкою. Корпус апарата зроблений у вигляді восьмикутної призми, на передньому днищі якої укріплені передаюча антена та чотири панелі сонячних батарей. Усередині корпусу розміщено рухову установку, шість наукових приладів, систему навігації з п'яти цифрових сонячних датчиків, зіркового датчика та двох гідроскопів. Стартова маса станції становила 805 кг, з якої наукову апаратуру довелося 56 кг.

Сьогодні роль автоматичних космічних апаратів величезна, оскільки їх частку припадає переважна більшість всієї наукової роботи, проведеної Землі вченими. З розвитком науки і техніки вони постійно ускладнюються і вдосконалюються у зв'язку з необхідністю вирішення нових складних завдань.

Пілотовані космічні кораблі

Пілотованим космічним кораблем називають апарат, призначений для польоту людей та всього необхідного обладнання у космос. Перші подібні апарати – радянський «Схід» та американський «Меркурій», призначені для польотів людини в космос, були порівняно прості за конструкцією та використовуваними системами. Але їхній появі передувала тривала наукова робота.

Першим етапом у створенні пілотованих космічних кораблів стали ракети, спроектовані спочатку для вирішення багатьох завдань із вивчення верхніх шарів атмосфери. Створення літальних апаратів із рідинними ракетними двигунами на початку століття послужило поштовхом для подальшого розвитку науки в даному напрямку. Найбільших результатів у цій галузі космонавтики досягли вчені СРСР, США та Німеччини.

Німецькі вчені у 1927 р. утворили товариство Міжпланетних подорожей на чолі з Вернером фон Брауном та Клаусом Ріделем. З приходом до влади фашистів, саме вони очолили всю роботу зі створення бойових ракет. Через 10 років у місті Пенемонде утворився центр з розробки ракет, де й було створено літак-снаряд «Фау-1» та першу у світі серійну балістичну ракету «Фау-2» (балістичною називається ракета, керована на початковій ділянці польоту. Коли двигуни вимикаються , вона продовжує політ траєкторією).

Перший її успішний старт відбувся 1942 р.: ракета досягла висоти 96 км, пролетіла 190 км, після чого розірвалася за 4 км від заданої мети. Досвід «Фау-2» був врахований і послужив основою подальшого розвитку ракетної техніки. Наступна модель «Фау» з бойовим зарядом 1 т подолала відстань вже 300 км. Саме цими ракетами Німеччина під час Другої світової війни обстрілювала територію Великої Британії.

Після закінчення війни ракетобудування стало одним із основних напрямків у державній політиці більшості найбільших держав світу.

Значний розвиток він отримав у США, куди після розгрому Німецької імперії переселилися деякі німецькі вчені-ракетники. Серед них і Вернер фон Браун, який очолив у Сполучених Штатах групу вчених та конструкторів. У 1949 р. вони встановили "Фау-2" на невелику ракету "Вак-Корпорел" і запустили її на висоту 400 км.

У 1951 р. фахівці під керівництвом Брауна створили американську балістичну ракету "Вікінг", що розвинула швидкість до 6400 км/год. Вже за рік з'явилася балістична ракета "Редстоун" з дальністю польоту 900 км. Згодом її використовували як перший ступінь при виведенні на орбіту першого американського супутника «Експлорер-1».

У СРСР перше випробування ракети «Р-1» далекої дії сталося восени 1948 р. Вона значно поступалася багатьма параметрами німецької «Фау-2». Але в результаті подальшої роботи наступні модифікації отримали позитивну оцінку, і в 1950 р. «Р-1» було прийнято на озброєння в СРСР.

За нею пішли «Р-2», яка була вдвічі більша за свою попередницю, і «Р-5». Від німецької «Фау» з підвісними паливними баками, які не несли на собі жодного навантаження, «Р-2» відрізнялася тим, що її корпус служив одночасно і стінками для паливних баків.

Усі перші радянські ракети були одноступінчастими. Але в 1957 р. з Байконура радянські вчені здійснили запуск першої у світі багатоступінчастої балістичної ракети «Р-7» довжиною 7 м і вагою 270 т. Вона складалася з чотирьох бічних блоків першого ступеня та центрального блоку з власним двигуном (другий ступінь). Кожен ступінь забезпечував розгін ракети на певній ділянці польоту, а потім відокремлювався.

Зі створенням ракети з подібним поділом ступенів з'явилася можливість виведення на орбіту перших штучних супутників Землі. Одночасно з цим ще не дозволеним завданням у Радянському Союзі велася розробка ракети, здатної підняти космонавта в космос і повернути його на Землю. Особливо складною була проблема повернення космонавта на грішну землю. Крім того, потрібно було «навчити» апарати літати із другою космічною швидкістю.

Створення багатоступінчастої ракети-носія дозволило як розвинути таку швидкість, а й вивести орбіту вантаж масою до 4500-4700 т (раніше лише 1400 т). Для необхідного третього ступеня створили спеціальний двигун, що працює на рідкому паливі. Результатом цієї складної (хоч і нетривалої) роботи радянських вчених, численних експериментів та випробувань і став триступінчастий «Схід».

Космічний корабель «Схід» (СРСР)

«Схід» народжувався поступово, у процесі випробувань. Робота над його проектом почалася ще в 1958 р., а пробний політ відбувся 15 травня 1960 р. Але перший безпілотний запуск виявився невдалим: один із датчиків неправильно спрацював перед включенням гальмівної рухової установки, і замість того, щоб спускатися, корабель піднявся на вищу орбіту .

Друга спроба виявилася також невдалою: аварія сталася на самому початку польоту, і апарат, що спускається, зруйнувався. Після цього випадку було сконструйовано нову систему аварійного порятунку.

Тільки третій запуск виявився вдалим, і апарат, що спускається разом зі своїми пасажирами - собаками Білкою і Стрілкою - успішно приземлився. Потім знову невдача: відмовила гальмівна установка, і апарат, що спускається, згорів у шарах атмосфери через занадто велику швидкість. Шоста та сьома спроби у березні 1961 р. виявилися успішними, і кораблі благополучно повернулися на Землю разом із тваринами на борту.

Перший політ «Сходу-1» з космонавтом Юрієм Гагаріним на борту відбувся 12 квітня 1961 р. Корабель зробив один виток навколо Землі та благополучно повернувся на неї.

Зовні «Схід», який сьогодні можна побачити в музеях космонавтики та павільйоні космонавтики на ВВЦ, виглядав дуже просто: кулястий апарат, що спускається (кабіна космонавта) і зістикований з ним приладно-агрегатний відсік. Між собою вони поєднувалися за допомогою чотирьох стяжних металевих стрічок. Перед входом в атмосферу під час спуску стрічки розривалися, і апарат, що спускається, продовжував рух до Землі, а приладовий відсік згоряв в атмосфері. Загальна маса корабля, корпус якого було виконано із сплаву алюмінію, становила 4,73 т.

На орбіту «Схід» виводився за допомогою ракети-носія з тією самою назвою. Він був повністю автоматизованим кораблем, але у разі потреби космонавт міг перейти на ручне керування.

Кабіна пілота знаходилася в апараті, що спускається. Усередині неї були всі умови, необхідні для життя космонавта та підтримувані за допомогою систем життєзабезпечення, терморегуляції та регенеруючого пристрою. Вони усували зайві вуглекислий газ, вологу та тепло; поповнювали повітря киснем; підтримували постійний атмосферний тиск. p align="justify"> Робота всіх систем контролювалася за допомогою бортового програмного пристрою.

У оснащення корабля входили всі сучасні радіозасоби, що забезпечують двосторонній зв'язок, управління кораблем із Землі та які робили необхідні виміри. Наприклад, за допомогою передавача "Сигнал", датчики якого розташовувалися на тілі космонавта, на Землю передавалася інформація про стан його організму. Енергію «Схід» постачали срібно-цинкові акумулятори.

У приладно-агрегатному відсіку розміщувалися службові системи, баки з паливом та гальмівна рухова установка, розроблена колективом конструкторів на чолі з А. М. Ісаєвим. Загальна маса цього відсіку становила 2,33 т. У відсіку розташовувалися найсучасніші системи навігаційної орієнтації визначення положення космічного корабля у просторі (датчики Сонця, оптичний пристрій «Погляд», гігроскопічні датчики та інші). Зокрема, прилад "Погляд", призначений для візуальної орієнтації, дозволяв бачити космонавту через центральну частину приладу рух Землі, а через кільцеве дзеркало - горизонт. У разі потреби він міг самостійно контролювати курс корабля.

Для «Сходу» була спеціально розрахована «самотормозяча» орбіта (180-190 км): у разі відмови гальмівної рухової установки корабель почав би падати на Землю і приблизно за 10 діб загальмувався б сам через природний опір атмосфери. Запаси систем життєзабезпечення також було розраховано цей термін.

Апарат після відділення знижувався в атмосфері зі швидкістю 150-200 км/год. Але для безпечного приземлення його швидкість мала перевищувати 10 м/ч. Для цього апарат додатково гальмувався за допомогою трьох парашутів: спочатку витяжного, потім гальмового і, нарешті, основного. Космонавт на висоті 7 км катапультувався за допомогою крісла, оснащеного спеціальним пристроєм; на висоті 4 км відокремлювався від крісла і приземлявся окремо за допомогою власного парашута.

Космічний корабель "Меркурій" (США)

"Меркурій" був першим орбітальним кораблем, за допомогою якого США розпочали освоєння космічного простору. Роботи над ним велися з 1958 р., і цього року відбувся перший запуск «Меркурія».

Тренувальні польоти, що проходили за програмою «Меркурій», здійснювалися спочатку в безпілотному режимі, потім балістичною траєкторією. Першим американським астронавтом став Джон Гленн, який здійснив 20 лютого 1962 орбітальний політ навколо Землі. Згодом було виконано ще три польоти.

Американський корабель був меншим за радянський за розмірами, оскільки ракета-носій «Атлас-D» могла підняти вантаж вагою не більше 1,35 т. Тому американські конструктори мали виходити з цих параметрів.

«Меркурій» складався з капсули, що повертається на Землю у формі усіченого конуса, гальмівної установки та апаратури для польоту, куди входили скидані зв'язки двигунів гальмівної установки, парашути, основний двигун та ін.

Капсула мала циліндричну верхню частину та сферичне днище. На основі її конуса розміщувалася гальмівна установка, що складається з трьох реактивних двигунів на твердому паливі. Під час спуску в щільні шари атмосфери капсула входила дном, тому потужний теплозахисний екран розміщувався тільки тут. На «Меркурії» було три парашути: гальмівний, основний та запасний. Приземлялася капсула на поверхню океану, для чого додатково була оснащена надувним плітом.

У кабіні пілота знаходилися крісло для космонавта, що розташовувалося перед ілюмінатором, пульт керування. Енергоживлення корабля здійснювалося з допомогою акумуляторних батарей, а система орієнтації здійснювалася з допомогою 18 керованих двигунів. Система життєзабезпечення сильно відрізнялася від радянської: атмосфера на «Меркурії» складалася з кисню, який у міру потреби подавався у скафандр космонавта та в кабіну.

Скафандр охолоджувався за допомогою того ж кисню, що подається до нижньої частини тіла. Температурний режим та вологість підтримувалися теплообмінниками: волога збиралася спеціальною губкою, яку періодично потрібно було вичавлювати. Оскільки в умовах невагомості це робити досить складно, цей метод згодом був вдосконалений. Система життєзабезпечення була розрахована на 1,5 діб польоту.

Старт «Сходу» та «Меркурія», запуски наступних кораблів стали ще одним щаблем у розвитку пілотованої космонавтики та появі абсолютно нової техніки.

Серія космічних кораблів "Схід" (СРСР)

Після першого орбітального польоту, що тривав лише 108 хв., радянські вчені поставили собі складніші завдання щодо збільшення тривалості польоту і боротьби з невагомістю, яка, як виявилося, є дуже грізним ворогом для людини.

Вже серпні 1961 р. на навколоземну орбіту вивели наступний космічний корабель - «Схід-2» - з льотчиком-космонавтом на борту Р. З. Титовым. Політ продовжувався вже 25 год 18 хв. За цей час космонавт встиг виконати більш широку програму та провів більше досліджень (виконав першу кінозйомку з космосу).

«Схід-2» трохи відрізнявся від свого попередника. З нововведень на ньому було встановлено більш досконалу регенераційну установку, що дозволяла довше перебувати в космосі. Поліпшилися умови виведення на орбіту, та був і спуску космонавта: вони несильно у ньому відбивалися, і протягом усього польоту він зберігав чудову працездатність.

Через рік, у серпні 1962 р., відбувся груповий політ на кораблях «Схід-3» (льотчик-космонавт А. Г. Миколаїв) та «Схід-4» (льотчик-космонавт В. Ф. Биковський), яких поділяло не більше 5 км. Вперше було здійснено зв'язок по лінії «космос - космос» та проведено перший у світі телевізійний репортаж із космосу. На базі «Сходів» вчені відпрацьовували завдання щодо збільшення тривалості польотів, навички та засоби для забезпечення виведення другого космічного апарату на близьку відстань від корабля, що вже перебував на орбіті (підготовка до орбітальних станцій). Проводились доопрацювання щодо поліпшення комфортабельності кораблів та індивідуального спорядження.

14 і 16 червня 1963 р., через рік експериментів, був повторений груповий політ на кораблях «Схід-5» та Схід-6». У них брали участь В. Ф. Биковський та перша у світі жінка-космонавт В. В. Терешкова. Їхній політ завершився 19 червня. За цей час кораблі встигли зробити 81 та 48 витків навколо планети. Цей політ довів, що на космічних орбітах можуть літати жінки.

Польоти «Сходів» протягом трьох років стали першим етапом випробувань та відпрацювання пілотованих кораблів для орбітальних польотів у космічному просторі. Вони довели, що людина не тільки може перебувати в навколоземному просторі, а й виконувати спеціальні дослідження та експериментальну роботу. Подальший розвиток радянської пілотованої космічної техніки відбувався на багатомісних кораблях типу «Схід».

Серія космічних кораблів "Схід" (СРСР)

"Схід" був першим багатомісним орбітальним космічним кораблем. Він стартував 12 жовтня 1964 р. з космонавтом В. М. Комаровим, інженером К. П. Феоктистовим та лікарем Б. Б. Єгоровим на борту. Корабель став першою літаючою лабораторією з науковцями на борту, а його політ знаменував початок наступного етапу у розвитку космічної техніки та космічних досліджень. На багатомісних кораблях стало можливим проводити комплексні наукові, технічні, медичні та біологічні програми. Присутність кількох людей на борту давала змогу порівнювати отримані результати та отримувати більш об'єктивні дані.

Від своїх попередників тримісний «Схід» відрізнявся більш сучасним технічним обладнанням та системами. Він дав можливість вести телевізійні репортажі не лише з кабіни космонавта, а й показувати зони, видимі через ілюмінатор та за його межами. На кораблі з'явилися нові вдосконалені системи орієнтації. Для переведення «Сходу» з орбіти супутника Землі на траєкторію спуску тепер використовувалися дві гальмівні ракетні рухові установки: гальмівна та резервна. Корабель міг переходити більш високу орбіту.

Наступний етап у космонавтиці ознаменований появою космічного корабля, за допомогою якого можливий вихід у відкритий космос.

«Схід-2» стартував 18 березня 1965 р. з космонавтами П. І. Бєляєвим та А. А. Леоновим на борту. Корабель був оснащений досконалішими системами ручного управління, орієнтації та включення гальмівної рухової установки (її екіпаж вперше застосував при поверненні на Землю). Але найголовніше - на ньому був спеціальний шлюзовий пристрій для виходу у відкритий космос.

На початок експерименту корабель перебував поза зоною радіозв'язку з наземними пунктами стеження біля СРСР. Командир корабля П. І. Бєляєв з пульта управління подав команду на розгортання шлюзової камери. Її розкриття, як і вирівнювання тиску всередині шлюзу і «Сходу», забезпечувалося за допомогою спеціального пристрою, розташованого із зовнішнього боку апарату, що спускається. Після підготовчого етапу А. А. Леонов перейшов у шлюзову камеру.

Після того, як за ним закрився люк, що розділяє корабель і шлюз, тиск усередині шлюзу почав падати і порівнюватися з космічним вакуумом. У той же час тиск у скафандрі космонавта підтримувався постійним і дорівнював 0,4 атм., що забезпечувало нормальну життєдіяльність організму, але не дозволяло скафандру ставати занадто жорстким. Герметична оболонка А. А. Леонова захищала його від ультрафіолетового випромінювання, радіації, великого перепаду температур, забезпечувала нормальний температурний режим, необхідний газовий склад і вологість середовища.

У разі відкритого космосу А А. Леонов перебував 20 хв., у тому числі 12 хв. - поза кабіною корабля.

Створення кораблів типу «Схід» і «Схід», виконують певні види робіт, послужило щаблем появи довгострокових орбітальних пілотованих станцій.

Серія космічних кораблів "Союз" (СРСР)

Наступним етапом створення орбітальних станцій стали багатоцільові космічні кораблі серії «Союз» другого покоління.

«Союз» сильно відрізнявся від своїх попередників не лише великими розмірами та внутрішнім обсягом, а й новими бортовими системами. Стартова маса корабля становила 6,8 т, довжина - понад 7 м, розмах сонячних батарей - близько 8,4 м. Корабель складався з трьох відсіків: приладно-агрегатного, орбітального та апарату, що спускається.

Орбітальний відсік розташовувався у верхній частині «Союзу» і з'єднувався з герметичним апаратом, що спускається. У ньому розміщувався екіпаж під час старту та виведення на орбіту, при маневруванні в космосі та спуску на Землю. Зовнішню його сторону захищав шар із спеціального теплозахисного матеріалу.

Зовнішня форма апарату, що спускається, сконструйована таким чином, щоб при певному положенні його центру тяжкості в атмосфері утворювалася підйомна сила потрібної величини. Змінюючи її, можна було керувати польотом під час спуску в атмосфері. Така конструкція дозволила знизити при спуску навантаження на космонавтів у 2-2,5 рази. На корпусі апарата, що спускається, були три ілюмінатори: центральний (поряд з пультом управління) з встановленим на ньому оптичним візир-орієнтатором і по одному на лівому і правому бортах, призначені для кінозйомок і візуальних спостережень.

Усередині апарата, що спускається, розміщувалися індивідуальні крісла космонавтів, що точно повторюють конфігурацію їх тіл. Особлива конструкція крісел дозволяла космонавтам витримувати значні навантаження. Тут же були пульт управління, система життєзабезпечення, радіоапаратура зв'язку, парашутна система та контейнери для повернення наукової апаратури.

На зовнішній стороні апарата, що спускається, розташовувалися двигуни системи управління спуском і м'якою посадкою. Загальна маса становила 2,8 т.

Орбітальний відсік був найбільшим і розташовувався попереду апарата, що спускається. У верхній його частині знаходився агрегат стикування з внутрішнім люком-лазом діаметром 0,8 м. У корпусі відсіку було два оглядові ілюмінатори. Третій ілюмінатор був на кришці лаза-люка.

Цей відсік призначався для проведення наукових досліджень та відпочинку космонавтів. Тому він був обладнаний місцями для роботи, відпочинку та сну екіпажу. Тут же знаходилися наукова апаратура, склад якої змінювався залежно від завдань польоту, і система регенерації та очищення атмосфери. Відсік був шлюзовою камерою для виходу у відкритий космос. Внутрішній його простір займали пульт управління, прилади та обладнання основних та допоміжних бортових систем.

На зовнішній стороні орбітального відсіку знаходилися телекамера зовнішнього огляду, антена систем радіозв'язку та телебачення. Загальна маса відсіку становила 1,3 т.

У приладно-агрегатному відсіку, розташованому позаду апарата, що спускається, розміщувалася основна бортова апаратура і рухові установки корабля. У його герметичній частині знаходилися агрегати системи терморегулювання, хімічні батареї, прилади радіоуправління та телеметрії, системи орієнтації, лічильно-вирішальний пристрій та інші прилади. У негерметичній частині розташовувалися рухове встановлення корабля, паливні баки та двигуни малої тяги для маневрування.

На зовнішній стороні відсіку були панелі сонячних батарей, антенні системи, датчики системи орієнтації.

Як космічний апарат "Союз" мав великі можливості. Він міг здійснювати маневри в космосі, шукати іншого корабля, зближуватися і причалювати до нього. Спеціальні технічні засоби, що складаються з двох коригувальних двигунів великої тяги та комплекту двигуна малої тяги, забезпечували йому свободу переміщення у космічному просторі. Корабель міг здійснювати автономний політ та пілотування без участі Землі.

Система життєзабезпечення «Союзу» дозволяла космонавтам працювати у кабіні корабля без скафандрів. Вона підтримувала всі необхідні умови для нормальної життєдіяльності екіпажу в герметичних відсіках апарату, що спускається, і орбітального блоку.

Особливістю "Союзу" стала система ручного управління, що складається з двох рукояток, пов'язаних з двигуном малої тяги. Вона дозволяла розвертати корабель та контролювати поступальний рух при причалюванні. За допомогою ручного керування стало можливим проводити ручне маніпулювання кораблем. Щоправда, лише на освітленому боці Землі та за наявності спеціального приладу – оптичного візира. Закріплений у корпусі кабіни, він дозволяв космонавту одночасно бачити поверхню Землі та обрій, космічні об'єкти, проводити орієнтацію сонячних батарей на Сонці.

Майже всі системи, що є на кораблі (життєзабезпечення, радіозв'язку та ін), були автоматизовані.

Спочатку "Союзи" випробовувалися в безпілотних польотах, а пілотований політ відбувся в 1967 р. Першим пілотом "Союзу-1" став Герой Радянського Союзу льотчик-космонавт СРСР В. М. Комаров (загинув у повітрі під час спуску через несправність парашутної системи) ).

Після проведення додаткового відпрацювання розпочалася тривала експлуатація пілотованих космічних кораблів серії «Союз». У 1968 р. "Союз-3" з льотчиком-космонавтом Г. Т. Береговим на борту здійснив стикування в космосі з безпілотним "Союзом-2".

Перша стикування в космосі пілотованих «Союзів» відбулася 16 січня 1969 р. В результаті з'єднання в космосі «Союзу-4» та «Союзу-5» було утворено першу експериментальну станцію масою 12 924 кг.

Зближення до необхідної відстані, де можна було здійснити радіозахоплення, їм забезпечили Землі. Після чого автоматичні системи зблизили «Союзи» на відстань 100 м. Потім за допомогою ручного управління здійснилося причалювання, і після того, як кораблі стикувались, екіпаж «Союзу-5» А. С. Єлісєєв та Є. В. Хрунов через відкритий космічний простір перейшли на борт "Союзу-4", на якому і повернулися на Землю.

За допомогою серії наступних «Союзів» відпрацьовувалися навички маневрування кораблів, випробовувалися і вдосконалювалися різні системи, методики управління польотом і т. д. В результаті роботи для підтримки фізичного стану космонавтів в умовах невагомості були використані спеціальні спорядження (доріжки, що біжать, велоергометр), костюм , Що створюють додаткове навантаження на м'язи, і т. д. Але для того, щоб космонавти могли їх застосовувати в космосі, потрібно було якось розмістити всі пристосування на космічному апараті. А це було можливе лише на борту орбітальної станції.

Таким чином, вся серія "Союзів" вирішувала завдання, пов'язані зі створенням орбітальних станцій. Завершення цієї роботи дозволило вивести в космос першу орбітальну станцію «Салют». Подальша доля "Союзів" пов'язана з польотами станцій, де вони виконували роль транспортних кораблів для доставки екіпажів на борт станцій і назад на Землю. Водночас «Союзи» продовжували служити науці як астрономічні обсерваторії та випробувальні лабораторії для нових приладів.

Космічний корабель "Джеміні" (США)

Двомісний орбітальний «Джеміні» було розроблено щодо різних експериментів за подальшого розвитку космічної техніки. Роботи над ним розпочалися 1961 р.

Корабель складався з трьох відсіків: для екіпажу, агрегатів та секції радіолокатора та орієнтації. В останньому відсіку перебували 16 двигунів орієнтації та управління спуском. Відсік для екіпажу був оснащений двома кріслами, що катапультуються, і парашутами. У агрегатному розміщувалися різні двигуни.

Перший запуск «Джеміні» відбувся у квітні 1964 р. у безпілотному варіанті. Через рік на кораблі астронавти В. Грісс та Д. Янг виконали тривітковий орбітальний політ. У цьому ж році на кораблі вперше було виконано вихід до космічного простору астронавтом Е. Уайтом.

Стартом космічного корабля «Джеміні-12» закінчилася серія із десяти пілотованих польотів за цією програмою.

Серія космічних кораблів "Аполлон" (США)

У 1960 р. Національне управління з аеронавтиці та дослідженню космічного простору США разом із рядом фірм розпочало розробку попереднього проекту корабля «Аполлон» для здійснення польоту людини на Місяць. Через рік було оголошено конкурс фірм, які претендують отримання контракту з виробництва корабля. Найкращим виявився проект компанії "Рокуелл Інтернейшенл", яка і була затверджена основним розробником "Аполлона". Згідно з проектом, до складу пілотованого комплексу для польоту на Місяць входили два літальні апарати: орбітальний місячний корабель «Аполлон» і місячний експедиційний модуль. Стартова маса корабля становила 14,7 т, довжина – 13 м, максимальний діаметр – 3,9 м.

Перші його випробування відбулися у лютому 1966 р., а ще через два роки стали проводитися пілотовані польоти. Тоді на орбіту було виведено «Аполлон-7» з екіпажем із 3 осіб (астронавти У. Ширра, Д. Ейзел та У. Каннінгем). Конструктивно корабель складався з трьох основних модулів: командного, службового та стикувального.

Командний герметичний модуль знаходився всередині конусоподібної теплозахисної оболонки. Він призначався для розміщення екіпажу корабля під час виведення його на орбіту, при спуску, під час керування польотом, парашутуванні та приводнінні. Тут же знаходилося все необхідне обладнання для контролю та керування системами корабля, спорядження для безпеки та зручності роботи членів екіпажу.

Командний модуль складався з трьох відсіків: верхнього, нижнього та для екіпажу. У верхньому знаходилися два двигуни реактивної системи керування рухом при спуску, обладнання для приводнення та парашути.

У нижньому відсіку розмістилися 10 двигунів реактивної системи керування рухом під час спуску, паливні баки із запасом палива, електрокомунікації для зв'язку. У стінах його корпусу було 5 оглядових ілюмінаторів, на одному з яких було встановлено візирний пристрій для ручного причалювання при стикуванні.

У герметичному відсіку для екіпажу знаходився пульт керування кораблем та всіма бортовими системами, крісла екіпажу, системи життєзабезпечення, контейнери для наукової апаратури. У корпусі відсіку був один бічний люк.

Службовий модуль призначався для розміщення рухової установки, реактивної системи керування, обладнання для зв'язку із супутниками та ін. Його корпус був виконаний з алюмінієвих стільникових панелей та розділений на секції. На зовнішньому боці розмістилися радіатори-випромінювачі системи контролю довкілля, бортові вогні орієнтації, прожектор. Маса службового модуля на старті складала 6,8 т.

Стикувальний модуль у вигляді циліндра завдовжки більше 3 м і максимальним діаметром 1,4 м був шлюзовим відсіком для переходу космонавтів з корабля в корабель. Усередині нього знаходилася приладова секція з пультами управління та його системами, частина обладнання для експериментів та багато інших. ін.

На зовнішній стороні модуля були балони з газоподібним киснем та азотом, антени радіостанції, стикувальна мета. Загальна маса стикувального модуля становила 2 т.

У 1969 р. до Місяця стартував космічний корабель «Аполлон-11» з астронавтами М. Армстронгом, М. Коллінзом та Е. Олдріном на борту. Місячна кабіна «Гол» з астронавтами відокремилася від основного блоку «Колумбія» і здійснила посадку на Місяць у морі Спокою. За час перебування на Місяці астронавти здійснили вихід на її поверхню, зібрали 25 кг зразків місячного ґрунту та повернулися на Землю.

Згодом до Місяця було запущено ще 6 космічних апаратів «Аполлон», з яких п'ять здійснили посадку на його поверхню. Програму польотів до Місяця завершив космічний корабель «Аполлон-17» 1972 р. Але 1975 р. модифікація «Аполлона» взяла участь у першому міжнародному космічному польоті за програмою «Союз-Аполлон».

Транспортні космічні кораблі

Транспортні космічні кораблі призначалися для доставки корисного вантажу (космічного апарату або космічного корабля, що пілотується) на робочу орбіту станції і після виконання програми польоту повернення його на Землю. Зі створенням орбітальних станцій їх почали використовувати як обслуговуючі системи космічних конструкцій (радіотелескопів, сонячних електростанцій, орбітальних дослідницьких платформ та ін.) для виконання монтажних та налагоджувальних робіт.

Транспортний корабель «Прогрес» (СРСР)

Ідея створення транспортного вантажного космічного корабля «Прогрес» виникла в той момент, коли розпочала свою роботу орбітальна станція «Салют-6»: збільшився обсяг робіт, для космонавтів постійно були потрібні вода, їжа та інші побутові предмети, необхідні для тривалого перебування людини в космосі.

У середньому на добу на станції витрачається приблизно 20-30 кг різних матеріалів. Для польоту 2-3 особи протягом року знадобилося б 10 т різних змінних матеріалів. На все це потрібно місце, а обсяг «Салюту» був обмежений. Звідси виникла ідея створення регулярного постачання станції всім необхідним. Головним завданням «Прогресу» і стало забезпечення станції паливом, їжею, водою та одягом для космонавтів.

«Космічна вантажівка» складалася з трьох відсіків: вантажного зі стикувальним вузлом, відсіку із запасом рідких і газоподібних компонентів дозаправки станції, приладно-агрегатного, що включає перехідну, приладову та агрегатну секції.

У вантажному відсіку, розрахованому на 1300 кг вантажу, розмістилися всі необхідні станції прилади, наукова апаратура; запаси води та їжі, агрегати системи життєзабезпечення тощо. буд. Протягом усього польоту тут зберігалися необхідні умови збереження вантажів.

Відсік із компонентами дозаправки зроблений у вигляді двох усічених конічних оболонок. З одного боку, він з'єднувався з вантажним відсіком, з іншого - з перехідною секцією приладно-агрегатного відсіку. Тут розташовувалися баки з паливом, газові балони, агрегати системи дозаправки.

У приладно-агрегатному відсіку перебували всі основні службові системи, необхідних автономного польоту корабля, зближення і стикування, для польоту з орбітальною станцією, розстикування і сходу з орбіти.

На орбіту корабель виводився за допомогою ракети-носія, яка використовувалася для пілотованих транспортних кораблів «Союз». Надалі було створено цілу серію «Прогресів», і з 20 січня 1978 р. почалися регулярні рейси транспортних вантажних кораблів із Землі до космосу.

Транспортний корабель «Союз Т» (СРСР)

Новий тримісний транспортний корабель «Союз Т» був удосконаленим варіантом «Союзу». Призначався він для доставки екіпажу на орбітальну станцію "Салют", а після виконання програми назад на Землю; для проведення досліджень в орбітальних польотах та інших завдань.

"Союз Т" був дуже схожий на свого попередника, але в той же час мав суттєві відмінності. У оснащення корабля входила нова система управління рухом, що включає цифровий обчислювальний комплекс. З його допомогою проводилися швидкі розрахунки параметрів руху, автоматичне керування апаратом із найменшою витратою палива. У разі потреби цифровий обчислювальний комплекс самостійно переходив на резервні програми та засоби, надаючи інформацію для екіпажу на бортовий дисплей. Ця новація допомогла підвищити надійність і гнучкість управління кораблем під час орбітального польоту та при спуску.

Другою особливістю корабля стала вдосконалена рухова установка. До неї увійшли двигун, що зближує-коригуючий, мікродвигуни причалювання і орієнтації. Працювали вони на єдиних компонентах палива, мали загальну систему його зберігання та подачі. Це "нововведення дало можливість практично повного використання бортових запасів палива.

Значно підвищилася надійність засобів посадки та системи аварійного порятунку екіпажу під час виведення на орбіту. Для більш економічної витрати палива під час посадки відділення побутового відсіку відбувалося тепер до включення гальмівної рухової установки.

Перший політ удосконаленого пілотованого корабля «Союз Т» в автоматичному режимі відбувся 16 грудня 1979 р. З його допомогою мало здійснюватися відпрацювання операцій зближення та стикування зі станцією «Салют-6» та виконання польоту у складі орбітального комплексу.

Через три дні він пристикувався до станції «Союз-6», а 24 березня 1980 відстикувався і повернувся на Землю. За 110 діб його космічного польоту бортові системи корабля працювали безвідмовно.

Згодом з урахуванням цього корабля створювалися нові апарати серії «Союз» (зокрема, «Союз ТМ»). У 1981 р. було запущено «Союз Т-4», політ якого започаткував регулярну експлуатацію космічних кораблів «Союз Т».

Космічні кораблі багаторазового використання (човники)

Створення транспортних вантажних кораблів дозволило вирішити багато проблем, пов'язаних із доставкою вантажів на борт станції чи комплексу. Запускалися вони з допомогою одноразових ракет, створення яких йшло дуже багато коштів і часу. До того ж навіщо викидати унікальне обладнання або вигадувати йому додаткові спускові апарати, якщо можна як доставити його на орбіту, так і повернути на Землю за допомогою того самого апарата.

Тому вчені створили космічні кораблі багаторазового використання для сполучення між орбітальними станціями та комплексами. Ними стали космічні човники «Шаттл» (США, 1981 р.) та «Буран» (СРСР, 1988 р.).

Головна відмінність човників від ракет-носіїв у тому, що основні елементи ракети – орбітальний ступінь та ракетний прискорювач – у них пристосовані для багаторазового використання. Крім того, поява човників дозволила значно скоротити вартість космічних польотів, наблизивши їхню технологію до звичайних авіарейсів. Екіпаж човна складається, як правило, з першого та другого пілотів та одного або кількох вчених-дослідників.

Космічна система багаторазового використання "Буран" (СРСР)

Поява Бурана пов'язана з народженням ракетно-космічної системи Енергія в 1987 р. Вона включала в себе ракету-носій важкого класу Енергія і корабель багаторазового використання Буран. Головною її відмінністю від колишніх ракетних систем було те, що відпрацьовані блоки першого ступеня «Енергії» можна було повертати на Землю та після ремонтних робіт знову використати. Двоступінчаста «Енергія» була оснащена третім додатковим ступенем, що дозволило значно збільшити масу корисного вантажу, що виноситься на орбіту. Ракета-носій, на відміну попередніх машин, виводила корабель на певну висоту, після чого вона, використовуючи власні двигуни, піднімалася на задану орбіту самостійно.

«Буран» є пілотованим орбітальним човником, який є третім ступенем ракетно-космічної транспортної системи багаторазового використання «Енергія-Буран». Зовнішнім виглядом він нагадує літак із низькорозташованим крилом дельтавидної форми. Розробка корабля велася понад 12 років.

Стартова маса корабля становила 105 т, посадкова - 82 т. Загальна довжина човна - близько 36,4 м, розмах крил - 24 м. Розміри злітно-посадкової смуги човна на Байконурі становлять 5,5 км завдовжки та 84 м завширшки. Посадкова швидкість 310-340 км/год. У літаку три основні відсіки: носовий, середній та хвостовий. У першому знаходиться герметична кабіна, призначена для проживання екіпажу з двох-чотирьох космонавтів та шести пасажирів. Тут же розміщена частина основних систем управління польотом на всіх етапах, включаючи спуск із космосу та посадку на аеродромі. Загалом на «Бурані» понад 50 різних систем.

Перший орбітальний політ Бурана відбувся 15 листопада 1988 р. на висоті приблизно 250 км. Але він виявився і останнім, оскільки через нестачу коштів програма «Енергія – Буран» у 1990-х роках. була законсервована.

Космічна система багаторазового використання "Спейс Шаттл" (США)

Американська багаторазова транспортна космічна система "Спейс Шаттл" ("Космічний човник") розроблялася з початку 70-х років. XX ст. і здійснила свій перший 3260-хвилинний політ 12 квітня 1981 року.

До складу «Спейс Шаттла» входять елементи, розраховані на багаторазове використання (виключення становить лише підвісний паливний відсік, що грає роль другого ступеня ракети-носія): два твердопаливні прискорювачі (I щабель), що рятуються, розрахованих на 20 польотів, орбітальний корабель (II ступінь) - на 100 польотів, яке киснево-водневі двигуни - на 55 польотів. Стартова маса корабля становила 2050 т. Подібна транспортна система могла здійснювати 55-60 польотів на рік.

Система включала багаторазовий орбітальний корабель і розгінний космічний блок («буксир»).

Орбітальний космічний корабель є гіперзвуковою літальний апарат з дельтавидним крилом. Він є носієм корисного вантажу, в ньому знаходиться екіпаж із чотирьох осіб під час польоту. Орбітальний корабель має довжину 37,26 м-коду, розмах крил 23,8 м-коду, стартову масу 114 т, посадкову - 84,8 т.

Корабель складається з носової, середньої та хвостової частини. У носовій розмістилися герметична кабіна для екіпажу та блок системи управління; у середній – негерметичний відсік для апаратури; у хвостовій – основні двигуни. Для переходу з кабіни екіпажу до апаратного відсіку була шлюзова камера, розрахована на одночасне перебування в ній двох членів екіпажу в скафандрах.

На зміну орбітального ступеня "Спейс Шатгл" прийшли такі човники, як "Колумбія", "Челленджер", "Діскавері", "Атлантіс" та "Індевор", останній - за даними на 1999 р.

Орбітальні космічні станції

Орбітальна космічна станція є сукупністю з'єднаних (зістикованих) один з одним елементів самої станції та комплексу її засобів. Всі разом визначають її конфігурацію. Орбітальні станції потрібні для проведення досліджень та експериментів, освоєння тривалих польотів людини в умовах невагомості та відпрацювання технічних засобів космічної техніки для подальшого її розвитку.

Орбітальні станції серії «Салют» (СРСР)

Вперше завдання створення станції «Салют» були поставлені в Радянському Союзі, і вирішувалися вони протягом 10 років після Гагарінського польоту. Проектування, розробки та будівництво випробувальних систем велися протягом 5 років. Досвід, отриманий під час експлуатації космічних кораблів «Схід», «Схід» та «Союз», дозволив перейти до нового етапу в космонавтиці – до проектування пілотованих орбітальних станцій.

Роботи зі створення станцій почалися ще за життя С. П. Корольова в його конструкторському бюро, у той час, коли ще йшли роботи з «Сходу». Конструктори мали зробити багато, але найголовніше - навчити кораблі зустрічатися і стикуватися. Орбітальна станція мала стати не лише робочим місцем для космонавтів, а й їхнім будинком на тривалий термін. А отже, треба було зуміти забезпечити людині оптимальні умови для тривалого перебування на станції, для її нормальної роботи та відпочинку. Належало подолати наслідки невагомості у людей, яка була грізним противником, оскільки різко погіршувався загальний стан людини, а відповідно, і зменшувалась працездатність. Серед багатьох проблем, з якими довелося зіткнутися всім, хто працював над проектом, основна була пов'язана із забезпеченням безпеки екіпажу в тривалому польоті. Конструкторам потрібно було передбачити цілу низку обережностей.

Основна небезпека полягала у виникненні пожежі та розгерметизації станції. Для запобігання пожежі необхідно передбачити різні захисні пристрої, запобіжники, автоматичні вимикачі приладів та груп приладів; розробити систему пожежної сигналізації та засоби гасіння пожежі. Для внутрішньої обробки необхідно використовувати матеріали, які б підтримували горіння і виділяли шкідливих речовин.

Однією з причин розгерметизації могла стати зустріч із метеоритами, тому потрібно було розробити протиметеорний екран. Ним стали зовнішні елементи станції (наприклад, радіатори системи терморегулювання, склопластиковий кожух, що покриває частину станції).

Важливою була проблема створення станції великого розміру та відповідної ракети-носія для доставки його на орбіту. Потрібно було знайти правильну форму орбітальної станції та її компонування (за розрахунками ідеальною виявилася подовжена форма). Загальна довжина станції становила 16 м, вага – 18,9 т.

Перш ніж сконструювати зовнішній вигляд станції, потрібно було визначити кількість її відсіків та вирішити, як розміщувати в них апаратуру. У результаті розгляду всіх варіантів було прийнято рішення розмістити всі основні системи в тому ж відсіку, де мав жити і працювати екіпажу. Решту апаратури винесли за борт станції (сюди увійшли рухова установка та частина наукової апаратури). В результаті вийшло три відсіки: два герметичні - основний робочий та перехідний - і один негерметичний - агрегатний з руховими установками станції.

Для живлення наукової апаратури станції та роботи бортових систем на «Салюті» (так вирішили назвати станцію) встановили чотири плоскі панелі з кремнієвими елементами, здатними перетворювати сонячну енергію на електричну. Крім того, до складу орбітальної станції увійшов основний блок, що виводиться в космос без екіпажу, та транспортний корабель для доставки на станцію робочої групи космонавтів. На борту станції мало розміститися понад 1300 приладів та агрегатів. Для зовнішніх спостережень на борту Салюту зробили 20 ілюмінаторів.

Нарешті 19 квітня 1971 р. на навколоземну орбіту було виведено першу у світі радянську багатоцільову станцію «Салют». Після перевірки всіх систем та обладнання 23 квітня 1971 р. до неї попрямував космічний корабель «Союз-10». Екіпаж космонавтів (В. А. Шаталов, А. С. Єлісєєв та Н. Н. Рукавишников) здійснив перше стикування з орбітальною станцією, яка тривала протягом 5,5 год. За цей час проводилася перевірка стикувального та інших механізмів. А 6 червня 1971 р. запустили пілотований корабель «Схід-11». На його борту знаходився екіпаж у складі Г. Т. Добровольського, В. Н. Волкова та В. І. Пацаєва. Через добу польоту космонавти змогли перейти на борт станції, і комплекс «Салют-Союз» став функціонувати як перша у світі пілотована орбітальна та наукова станція.

Протягом 23 діб перебували космонавти на станції. За цей час вони виконали величезну роботу з наукових досліджень, випробувальних перевірок, сфотографували поверхню Землі, її атмосферу, провели метеорологічні спостереження та багато іншого. Після завершення всієї програми на борту станції космонавти перейшли у транспортний корабель та відстикувались від «Салюту». Але через розгерметизацію апарату, що спускається, вони всі трагічно загинули. Станцію «Салют» було переведено на автоматичний режим, і її рейс тривав до 11 жовтня 1971 р. Досвід цієї станції ліг в основу створення космічних апаратів нового типу.

Після «Салютом» пішли «Салют-2», «Салют-3». Остання станція пропрацювала у космосі загалом 7 місяців. Екіпаж корабля у складі Г. В. Сарафанова та Л. С. Дьоміна, який проводив відпрацювання процесів зближення та маневрування в різних режимах польоту, здійснив першу у світі нічну посадку космічного корабля. Досвід перших «Салютів» був врахований у «Салюті-4» та «Салюті-5». Політ «Союзу-5» завершив велику роботу, пов'язану зі створенням та практичним апробуванням орбітальних станцій першого покоління.

Орбітальна станція "Скайлеб" (США)

Наступною країною, яка вивела на орбіту станцію, стали США. 14 травня 1973 р. було запущено станцію «Скайлеб» (що у перекладі означає «Небесна лабораторія»). На ній виконали польоти три екіпажі по три астронавти в кожному. Першими астронавтами станції стали Ч. Конрад, Д. Кервін та П. Вейц. Обслуговувалась "Скайлеб" за допомогою транспортного корабля "Аполлон".

Довжина станції дорівнювала 25 м, маса - 83 т. Складалася вона з блоку станції, шлюзової камери, причальної конструкції з двома стикувальними вузлами, астрономічної апаратури та двох сонячних батарей. Корекція орбіти здійснювалася з допомогою двигунів космічного корабля «Аполлон». На орбіту станцію вивели за допомогою ракети-носія "Сатурн-5".

Головний блок станції поділявся на два відсіки: лабораторний та побутовий. Останній був, у свою чергу, розбитий на частини, що призначалися для сну, особистої гігієни, тренувань та експериментів, приготування та прийому їжі та проведення дозвілля. Відсік для сну ділився на спальні кабіни за кількістю астронавтів, і в кожній з них була шафка невеликого розміру, спальний мішок. У відсіку для особистої гігієни розміщувався душ, умивальник у вигляді закритої сфери з отворами для рук та приймач відходів життєдіяльності.

Станція була оснащена апаратурою для вивчення космічного простору, медико-біологічних і технічних досліджень. Вона не призначалася повернення на Землю.

Згодом на станції побували ще два екіпажі астронавтів. Максимальна тривалість польоту становила 84 дні (третій екіпаж Д. Карр, Еге. Гібсон, У. Поуг).

Американська орбітальна станція «Скайлеб» припинила своє існування у 1979 р.

Орбітальні станції ще вичерпали своїх можливостей. Але отримані з допомогою результати дали можливість перейти до створення та експлуатації нового покоління космічних станцій модульного типу - постійно діючих орбітальних комплексів.

Космічні комплекси

Створення орбітальних станцій та можливість тривалих робіт космонавтів у космосі стали поштовхом для організації складнішої космічної системи – орбітальних комплексів. Їхня поява дозволила б багато потреб виробництва, наукових досліджень, пов'язаних з вивченням Землі, її природних ресурсів та охорони навколишнього середовища.

Орбітальні комплекси серії "Салют-6"-"Союз" (СРСР)

Перший комплекс отримав назву «Салют-6»-«Союз»-«Прогрес» і складався із станції та двох пристикованих до неї кораблів. Його створення стало можливим з появою нової станції - «Салют-6». Загальна маса комплексу становила 19 т, а довжина з двома кораблями – близько 30 м. Політ «Салюта-6» розпочався 29 вересня 1977 року.

"Салют-6" - станція другого покоління. Від своїх попередниць вона відрізнялася багатьма конструктивними особливостями та великими можливостями. На відміну від попередніх вона мала два стикувальні вузли, внаслідок чого могла приймати одночасно два кораблі, що значно збільшило кількість космонавтів, що працюють на борту. Подібна система дозволила доставляти на орбіту додаткові вантажі, обладнання, запасні частини для ремонту апаратури. Її рухову установку можна було заправляти у космосі. Станція давала можливість виходу у відкритий космос одразу двох космонавтів.

Значно підвищилася її комфортабельність, з'явилося багато інших удосконалень, пов'язаних із системами життєзабезпечення та покращення умов для екіпажу. Приміром, на станції з'явилася душова установка, кольорова телекамера, відеомагнітофон; встановлені нові двигуни корекції, модернізовано систему дозаправки палива, вдосконалено систему керування тощо. д. Для «Салюту-6» спеціально було створено й нові скафандри з автономним забезпеченням газової суміші та температурним режимом.

Станція складається з трьох герметичних відсіків (перехідного, робочого та проміжної камери) та двох негерметичних (відсіку для наукової апаратури та агрегатного). Перехідний відсік призначався для з'єднання за допомогою вузла стикувального станції з космічним кораблем, проведення оптичних спостережень і орієнтації. Тут розміщувалися скафандри, пульти забезпечення виходу, необхідне обладнання, пости управління, оснащені візуальними приладами та апаратурою для проведення різноманітних досліджень. На зовнішній частині перехідного відсіку встановлені антени зближення радіоапаратури, засоби ручного причалювання, зовнішні телекамери, поручні, елементи фіксації космонавтів і т.д.

Робочий відсік призначався розміщувати у ньому екіпажу і основного устаткування. Тут же був центральний пост управління з основними системами управління. Крім того, у відсіку були секції для відпочинку та прийому їжі. У приладовій секції розмістилася основна бортова апаратура (прилади системи орієнтації, радіотелеметрії, електроживлення тощо). Робочий відсік мав два люки для переходу в перехідний відсік і проміжну камеру. На зовнішній частині відсіку були датчики системи орієнтації сонячних батарей і самі сонячні батареї.

Проміжна камера з'єднувала станцію з космічним кораблем за допомогою вузла стику. У ній розміщувалося необхідне змінне обладнання, що доставляється транспортними кораблями. У камері був стикувальний вузол. Житлові відсіки були обладнані засобами гучномовного зв'язку та світильниками для додаткового освітлення.

У відсіку наукової апаратури розміщувалися великі інструменти для роботи у вакуумі (наприклад, великий телескоп із необхідною системою для його роботи).

Агрегатний відсік служив для розміщення рухової установки та з'єднання з ракетою-носієм. У ньому розташовувалися паливні баки, коригувальні двигуни та різні агрегати. На зовнішній частині відсіку були антени радіоапаратури зближення, датчики орієнтації сонячних батарей, телевізійна камера тощо.

Набір апаратури для досліджень включав понад 50 приладів. Серед них установки «Сплав» та «Кристал» для дослідження процесів отримання нових матеріалів у космосі.

11 грудня 1977 р. космічний корабель «Союз-26» з Ю. В. Романенком та Г. М. Гречком через добу після старту успішно пристикувався до станції, і космонавти перейшли на її борт, де пробули протягом 96 діб. На борту комплексу космонавти виконали низку заходів, запланованих програмою польоту. Зокрема, вони здійснили вихід до космічного простору для перевірки зовнішніх елементів комплексу.

10 січня наступного року зі станцією «Салют-6» було здійснено стикування іншого космічного корабля з космонавтами В. А. Джанібековим та О. Г. Макаровим на борту. Екіпаж успішно перейшов на борт комплексу та доставив туди додаткове обладнання для роботи. Так утворився новий науково-дослідний комплекс "Союз-6"-"Союз-26"-"Союз-27", який став ще одним досягненням космічної науки. Два екіпажі спільно працювали протягом 5 днів, після чого Джанібеков та Макаров повернулися на Землю на кораблі «Союз-26», доставивши матеріали експериментів та досліджень.

З 20 січня 1978 р. почалися регулярні рейси із Землі до космосу транспортних вантажних кораблів. А у березні цього ж року на борт комплексу прибув перший міжнародний екіпаж у складі А. Губарєва (СРСР) та В. Ремека (ЧССР). Після успішного завершення всіх експериментів екіпаж повернувся Землю. Крім чехословацького космонавта, на борту комплексу згодом побували угорський, кубинський, польський, німецький, болгарський, в'єтнамський, монгольський, румунський.

Після повернення основного складу (Гречко та Романенка) роботи на борту комплексу тривали. Під час третьої, основної експедиції було апробовано систему телевізійної передачі із Землі на орбітальний комплекс, а також нову радіотелефонну систему «Кільце», за допомогою якої можна було вести переговори космонавтів між собою та з операторами Центру управління польотом з будь-якої зони комплексу. На борту продовжувалися біологічні експерименти щодо вирощування рослин. Частина з них - петрушку, кріп та цибулю - космонавти вживали в їжу.

Перший радянський орбітальний комплекс пробув у космосі майже 5 років (робота завершилася у травні 1981 р.). За цей час на борту працювало 5 основних екіпажів тривалістю 140, 175, 185, 75 діб. За період їхньої роботи станцію здобули 11 експедицій, 9 міжнародних екіпажів із країн - учасниць програми «Інтеркосмос»; здійснено 35 стикувань та перестикувань кораблів. Під час польоту було проведено випробування нового вдосконаленого космічного корабля «Союз-Т» та ремонтно-профілактичні роботи. Дослідницькі роботи, що проводяться на борту комплексу, зробили великий внесок у науку вивчення планети та освоєння космосу.

Вже квітні 1982 р. проводилися випробування орбітальної станції «Салют-7», що мала скласти основу наступного комплексу.

«Салют-7» була удосконаленим варіантом орбітальних наукових станцій другого покоління. Вона мала таке ж компонування, що і її попередниці. Як і на попередніх станціях, із перехідного блоку «Салюта-7» можна було виходити у відкритий космос. Два ілюмінатори стали прозорими для ультрафіолетового випромінювання, що значно розширило дослідницькі можливості станції. Один із ілюмінаторів перебував у перехідному відсіку, другий – у робочому. Для захисту ілюмінаторів від зовнішнього механічного пошкодження їх закрили прозорими зовнішніми кришками з електроприводами, що відкриваються натисканням кнопки.

Відмінність полягала в облагородженому внутрішньому просторі (житлова зона стала більш просторою та комфортабельною). У житлових відсіках нового «будинку» покращилися спальні місця, зручнішою стала душова установка і т. д. Навіть крісла за бажанням космонавтів зробили легшими та знімними. Особливе місце було відведено комплексу для фізичних вправ та медичних досліджень. Обладнання складалося з найсучасніших апаратів та нових систем, що забезпечувало станції не лише найкращі умови для роботи, а й великі технічні можливості.

Перший екіпаж у складі А. Н. Березового та В. В. Лебедєва був доставлений на станцію 13 травня 1982 кораблем «Союз Т-5». Їм потрібно було пробути в космосі 211 діб. 17 травня вони запустили свій малий супутник Землі «Іскра-2», створений студентським конструкторським бюро Московського авіаційного інституту ім. Серго Орджонікідзе. На супутнику було встановлено вимпели з емблемами спілок молоді соціалістичних країн - учасниць експерименту.

24 червня стартував космічний корабель «Союз Т-6» із космонавтами В. Джанібековим, А. Іванченковим та французьким космонавтом Жан-Луї Кретьєном на борту. На станції вони виконували всі роботи відповідно до своєї програми, а основний екіпаж допомагав їм у цьому. Через 78 діб перебування на борту станції А. Н. Березової та В. В. Лебедєв здійснили вихід у відкритий космос, де знаходилися 2 год 33 хв.

20 серпня до «Салюту-7» пристикувався тримісний космічний корабель «Союз Т-5» з екіпажем у складі Л. І. Попова, А. А. Сереброва та другої у світі жінки-космонавта С. Є. Савицької. Після переходу космонавтів на борт станції почав функціонувати новий науково-дослідний комплекс "Салют-7" - "Союз Т-5" - "Союз Т-7". Екіпаж комплексу з п'яти космонавтів розпочав виконання спільних досліджень. Після семимісячного перебування на орбіті основний екіпаж повернувся Землю. За цей час було зроблено багато досліджень у різних галузях науки, виконано понад 300 експериментів та близько 20 тисяч знімків території країни.

Наступним комплексом став "Салют-7": "Союз Т-9" - "Прогрес-17", де продовжувати роботу повинні були В. А. Ляхов та А. П. Александров. Вони вперше у світовій практиці виконали чотири виходи у відкритий космос за 12 днів загальною тривалістю 14 год. 45 хв. За два роки роботи комплексу на борту «Салюта-7» побувало три основні екіпажі, які відпрацювали відповідно 150, 211 та 237 діб. За цей час вони прийняли чотири експедиції відвідування, дві з яких були міжнародними (СРСР-Франція та СРСР-Індія). Космонавти виконували на станції складні ремонтно-відновлювальні роботи, низку нових досліджень та експериментів. За межами комплексу у відкритому космосі працювала Світлана Савицька. Потім політ Салюта-7 тривав без екіпажу.

Вже планувався новий політ на станцію, коли стало відомо, що "Салют-7" на виклик Землі не відповідає. Висловили припущення, що станція знаходиться у неорієнтованому польоті. Після тривалих нарад вирішили відправити у розвідку на станцію новий екіпаж. До його складу увійшли Володимир Джанібеков та Віктор Савіних.

6 червня 1985 р. космічний корабель "Союз Т-13" залишив стартовий майданчик Байконура, а через дві доби космонавти здійснили стикування зі станцією і протягом 5 діб намагалися повернути "Союз" до життя. Як з'ясувалося, на станції від буферної батареї відключилося основне джерело живлення - сонячні батареї, внаслідок чого внутрішній простір став схожим на внутрішню камеру холодильника - покривав іній. Вийшли з ладу деякі системи життєзабезпечення. В. Джанібеков та В. Савіних вперше у світовій практиці в умовах космічного простору провели капітальний ремонт низки систем, і незабаром станція знову могла приймати екіпажі на борту. Це продовжило її життя ще на один рік та заощадило великі кошти.

У ході експлуатації «Салютів» було накопичено величезний досвід щодо організації діяльності та побуту екіпажу, з технічного забезпечення орбітальних робіт та обслуговування комплексів, проведення складних ремонтно-профілактичних операцій у космосі. Успішно апробували технологічні операції - такі, як паяння, механічне та електронне різання металу, зварювання та напилення покриттів (у тому числі і у відкритому космосі), нарощування панелей сонячних батарей.

Орбітальний комплекс "Світ"-"Квант"-"Союз" (СРСР)

На орбіту станцію «Мир» було запущено 20 лютого 1986 р. Вона мала скласти основу нового комплексу, спроектованого в конструкторському бюро «Енергія».

«Мир» – станція третього покоління. Її назвою творці прагнули підкреслити, що вони за використання космічної техніки лише з мирною метою. Задумувалась вона як постійно діюча орбітальна станція, розрахована на багато років роботи. Станція «Мир» мала стати базовим блоком для створення багатоцільового науково-дослідного комплексу.

На відміну від своїх попередників «Салютів» «Мир» ставився до багатоцільових станцій, що постійно діють. Її основу становив блок, змонтований із циліндрів різного діаметра та довжини. Загальна маса орбітального комплексу становила 51 т, довжина його 35 м.

Від «Салютів» вона відрізнялася великою кількістю стикувальних вузлів-причалів. На новій станції їх було шість (раніше лише дві). До кожного причалу міг пристикуватися спеціалізований модуль-відсік, що змінюється залежно від програми. Наступною особливістю стала можливість приєднання до базового блоку ще одного постійного відсіку з другим вузлом стикувальним на зовнішньому торці. Таким відсіком і стала астрофізична обсерваторія "Квант".

Крім того, «Мир» вирізняла вдосконалена система управління польотом та бортовим науково-дослідним обладнанням; Майже всі процеси були автоматизованими. Для цього на блоці встановили вісім ЕОМ, збільшили енергоживлення, зменшили витрату палива на корекцію орбіти польоту станції «Мир».

Два її осьові причали використовувалися для прийому пілотованих кораблів типу «Союз» або безпілотних вантажних «Прогресів». Для переговорів екіпажу із Землею і управління комплексом на борту була вдосконалена система радіотелефонного зв'язку. Якщо раніше вона велася лише за наявності наземних станцій спостереження та спеціальних морських суден, то тепер на орбіту спеціально для цього вивели потужний супутник-ретранслятор «Промінь». Така система дозволила значно збільшити тривалість сеансів зв'язку Центру управління польотами з екіпажем комплексу.

Значно покращали й житлові умови. Приміром, з'явилися міні-каюти, де космонавти могли посидіти за столиком перед ілюмінатором, послухати музику чи почитати книгу.

Модуль "Квант". Він став першою астрофізичною обсерваторією у космосі, основу якої становила унікальна міжнародна обсерваторія «Рентген». У її створенні брали участь вчені Великобританії, ФРН, Нідерландів та Європейського космічного агентства (ЄКА). «Квант» включав телескоп-спектрометр «Пульсар Х-1», спектрометр високих енергій «Фосфіч», газовий спектрометр «Бэз» і телескоп з тіньовою маскою. Обсерваторія оснащувалась ультрафіолетовим телескопом «Глазар», створеним радянськими та швейцарськими вченими, багатьма іншими апаратами.

Першими жителями комплексу стали космонавти Л. Кізім та В. Соловйов, які прибули на «Мир» 15 березня 1986 р. Їх основним завданням була перевірка роботи станції у всіх режимах, її обчислювального комплексу, системи орієнтації, бортової електростанції, системи зв'язку тощо. Після перевірки космонавти на кораблі «Союз Т» 5 травня залишили «Мир» і через добу зістикувались із «Салютом-7».

Тут екіпаж законсервував бортові системи та частину апаратури станції. Іншу частину установок та приладів загальною вагою 400 кг, контейнери з матеріалами науково-дослідних робіт перенесли на «Союз Т» та переправили їх на станцію «Мир». Після завершення всієї роботи екіпаж повернувся на Землю 16 липня 1986 року.

На Землі перевірили ще раз усі системи життєзабезпечення, прилади та апарати на станції, оснастили її додатковими установками, поповнили запаси палива, води та продуктів харчування. На станцію все це доправили вантажні кораблі «Прогрес».

21 грудня 1987 р. корабель з льотчиком В. Тітовим та інженером М. Манаровим стартував у космос. Ці два космонавти і стали першим основним екіпажем для роботи на борту комплексу «Мир»-«Квант». За дві доби вони прибули на орбітальну станцію «Мир». Програма їхньої роботи була розрахована на цілий рік.

Таким чином, запуск станції «Мир» започаткував створення на орбіті постійно діючих пілотованих науково-технічних комплексів. На їхньому борту проводилися наукові дослідження природних ресурсів, унікальних астрофізичних об'єктів, медико-біологічні експерименти. Накопичений досвід експлуатації станції та комплексу в цілому дозволив зробити наступний крок у розробці пілотованих станцій наступного покоління.

Міжнародна орбітальна станція "Альфа"

У створенні міжнародної орбітальної космічної станції брали участь 16 країн світу (Японія, Канада та ін.). Станція розрахована на функціонування до 2014 р. У грудні 1993 р. до роботи над проектом було запрошено й Росію.

Її створення розпочали у 80-х рр., коли президент США Р. Рейган оголосив про початок створення національної орбітальної станції «Фрідом» («Свобода»). Збиратися вона має на орбіті кораблями багаторазового використання "Спейс Шаттл". В результаті роботи стало зрозуміло, що такий дорогий проект можна здійснити лише за міжнародного співробітництва.

У цей час у СРСР йшла розробка орбітальної станції «Мир-2», оскільки експлуатаційні терміни «Миру» закінчувалися. 17 червня 1992 р. Росія та США уклали угоду про співробітництво у дослідженні космосу, але через економічні проблеми нашій країні подальше будівництво призупинилося, і було вирішено продовжити експлуатацію «Миру».

Відповідно до угоди, російське космічне агентство і NASA розробили програму «Мир»-«Шаттл». Вона складалася з трьох взаємозалежних проектів: польотів російських космонавтів на кораблях «Спейс Шаттл» та американських астронавтів на орбітальному комплексі «Мир», спільного польоту екіпажів, що включає стикування «Шаттла» з комплексом «Мир». Головна мета спільних польотів за програмою "Мир"-"Шаттл" - об'єднання зусиль для створення міжнародної орбітальної станції "Альфа".

Міжнародна орбітальна космічна станція має збиратися в період з листопада 1997 р. по червень 2002 р. Згідно з діючими планами, на орбіті протягом кількох років працюватимуть одразу дві орбітальні станції: «Мир» та «Альфа». Повна конфігурація станції включає 36 елементів, 20 з яких основні. Загальна маса станції становитиме 470 т, довжина комплексу – 109 м, ширина – 88,4 м; період функціонування робочої орбіті - 15 років. Основний екіпаж складатиметься з 7 осіб, з яких троє – росіяни.

Росія має побудувати кілька модулів, два з яких стали основними сегментами міжнародної орбітальної станції: функціонально-вантажний блок та службовий модуль. Внаслідок цього Росія могла використати 35% ресурсів станції.

Російські вчені запропонували створювати першу міжнародну орбітальну станцію з урахуванням «Миру». Вони також запропонували використовувати «Спектр» та «Природу» (працюючі у космосі), оскільки створення нових модулів у зв'язку з фінансовими труднощами в країні затримувалося. Модулі "Міру" вирішено було перестикувати до "Альфи" за допомогою "Шаттла".

Станція «Мир» має стати основою для побудови багатоцільового комплексу модульного типу, що постійно діє. За планом «Мир» є складним багатоцільовим комплексом, до складу якого, крім базового блоку, входять ще п'ять. "Світ" складають наступні модулі: "Квант", "Квант-2", "Зоря", "Кристал", "Спектр", "Природа". Модулі «Спектр» та «Природа» будуть використовуватись для російсько-американської наукової програми. У них розмістилася наукова апаратура виробництва 27 країн масою 11,5 т. Загальна маса комплексу становила 14 т. Апаратура дозволить виконувати на борту комплексу дослідження з 9 напрямків у різних галузях науки та техніки.

Російський сегмент складається з 12 елементів, з яких 9 основних загальною масою 103-140 т. До нього увійшли модулі: «Зоря», службовий, універсальний стикувальний, стикувально-складський, два дослідні та модуль життєзабезпечення; а також науково-енергетична платформа та стикувальний відсік.

Модуль «Зоря» масою 21 т, розроблений та виготовлений у Центрі ім. М. В. Хруничева за контрактом із фірмою «Boeing», є основним елементом міжнародної орбітальної станції «Альфа». Його конструкція дозволяє легко адаптувати та модифікувати модуль залежно від поставлених завдань та призначення із збереженням надійності та безпеки створюваних модулів.

Основою «Зорі» є вантажний блок для прийому, зберігання та використання палива, розміщення частини систем життєзабезпечення екіпажів. Система життєзабезпечення може працювати у двох режимах: в автоматичному та на випадок позаштатної ситуації.

Модуль розділений на два відсіки: приладово-вантажний та перехідний. У першому знаходиться наукова апаратура, матеріали, що витрачаються, акумуляторні батареї, службові системи та обладнання. Другий відсік призначений для зберігання вантажів, що доставляють. На зовнішній стороні корпусу модуля встановлено 16 циліндричних баків для зберігання палива.

«Зоря» оснащена елементами системи забезпечення теплового режиму, панелями сонячних батарей, антенами, системами стикування та телеметричного контролю, захисними екранами, пристроєм для кораблів «Спейс Шаттл» тощо.

Довжина модуля «Зоря» становить 12,6 м, діаметр 4,1 м, стартова вага 23,5 т і на орбіті приблизно 20 т. У складі міжнародної космічної станції модуль може змінювати орбіту, стабілізувати політ при стиковках, координувати просторове положення . ін.

Загальна маса американського сегмента склала 37 т. Він включає модулі: для з'єднання в єдину конструкцію герметичних відсіків станції, основну ферму станції - конструкцію для розміщення системи енергопостачання.

Основу американського сегменту складає модуль "Юніті". Він виводився на орбіту за допомогою космічного корабля «Індевор» із космодрому Канаверал із шістьма астронавтами (у тому числі й російськими) на борту.

Вузловий модуль «Юніті» є герметичний відсік довжиною 5,5 м і діаметром 4,6 м. Він забезпечений 6 стиковими вузлами для кораблів, 6 люками для переходу екіпажів та перенесення вантажів. Орбітальна маса модуля - 11,6 т. Модуль є сполучною частиною між російською та американською частинами станції.

Крім того, американський сегмент включає три вузлових, лабораторний, житловий, руховий, міжнародний і з центрифугою модулі, шлюзову камеру, системи енергоживлення, оглядову кабіну-купол, кораблі-рятувальники і т. д. До великого американського модуля приєднуються елементи, розроблені країнами – учасницями проекту.

Американський сегмент включає і італійський вантажний модуль, що повертається, лабораторний модуль «Дестіні» («Доля») з комплексом наукової апаратури (модуль планується зробити центром управління науковим обладнанням американського сегменту); спільну шлюзову камеру; відсік з центрифугою, що створюється на базі модуля «Спейслеб» та найбільший житловий блок для чотирьох астронавтів. Тут, у герметичному відсіку, розміщуються кухня, кают-компанія, спальні приміщення, душ, туалет та інше обладнання.

Японський сегмент вагою 32,8 т включає два герметичних відсіку. Його основний модуль складається з лабораторного відсіку, ресурсної та відкритої наукової платформи, блоку з науковою апаратурою, шлюзу для винесення обладнання на відкриту платформу. Внутрішній простір займають відсіки з науковою апаратурою.

Канадський сегмент включає два дистанційні маніпулятори, за допомогою яких можна буде проводити складальні операції, обслуговувати службові системи та наукові прилади.

Європейський сегмент складається із модулів: для з'єднання в єдину конструкцію герметичних відсіків станції, матеріально-технічного постачання «Колумбус» – спеціального науково-дослідного модуля з обладнанням.

Для обслуговування орбітальної станції передбачається використовувати не лише «Спейс Шаттл» та російські транспортні кораблі, а й нові американські кораблі-рятувальники для повернення екіпажів, європейські автоматичні та японські важкі транспортні кораблі.

На момент закінчення будівництва міжнародної орбітальної станції «Альфа» на її борту мають працювати міжнародні експедиції з 7 астронавтів. Першим екіпажем для роботи на міжнародній орбітальній станції обрано 3 кандидати - росіяни Сергій Крикальов, Юрій Гідзенко та американець Вільям Шепард. Командир буде призначено спільним рішенням залежно від завдань конкретного польоту.

Будівництво на навколоземній орбіті міжнародної космічної станції "Альфа" почалося 20 листопада 1998 з запуску першого російського модуля "Зоря". Вироблявся він за допомогою ракети-носія «Протон-К» о 9 год 40 хв. за московським часом із космодрому Байконур. У грудні цього ж року відбулася стиковка "Зорі" з американським модулем "Юніті".

Всі експерименти, що проводяться на борту станції, проходили відповідно до наукових програм. Але через відсутність фінансування на продовження пілотованого польоту з середини червня 2000 р. ОК «Мир» було переведено в режим автономного польоту. Після 15 років існування у відкритому космосі станція була зведена з орбіти та затоплена у Тихому океані.

За цей час на станції «Мир» у період 1986-2000 років. було реалізовано 55 цільових науково-дослідних програм. "Світ" став першою у світовій практиці міжнародною орбітальною науковою лабораторією. Більшість експериментів проводилася у межах міжнародного співробітництва. Експериментів, в яких було задіяно іноземну апаратуру, було проведено понад 7500. За період з 1995 по 2000 р. на станції «Мир» було виконано, понад 60% всього обсягу досліджень за російською та міжнародною програмою.

За весь час роботи станції на ній було проведено 27 міжнародних експедицій, 21 із них на комерційній основі. На «Мирі» працювали представники 11 країн (США, Німеччини, Англії, Франції, Японії, Австрії, Болгарії, Сирії, Афганістану, Казахстану, Словаччини) та ЄКА. Загалом на орбітальному комплексі побувало 104 особи.

Орбітальні комплекси модульного типу дозволили проводити більш складні цілеспрямовані дослідження у різних галузях науки та народного господарства. Наприклад, космос дає можливість виробляти матеріали та сплави з покращеними фізико-хімічними властивостями, аналогічне отримання яких Землі обходиться дуже дорого. Або відомо, що в умовах невагомості рідкий метал, що вільно ширяє (і інші матеріали), легко деформуються слабкими магнітними полями. Це дає можливість отримання злитків заданої форми високої частоти, без кристалізації та внутрішніх напруг. А вирощені в космосі кристали відрізняються високою міцністю та великими розмірами. Наприклад, кристали сапфіру витримують тиск до 2000 т на 1 мм 2 що приблизно в 10 разів перевищує міцність земних матеріалів.

Створення та експлуатація орбітальних комплексів обов'язково призводить до розвитку космічної науки і техніки, освоєння нових технологій та вдосконалення наукової апаратури.