Фізичні умови на борту космічних апаратів Космічні апарати

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 космічні просториі познайомитися з космічними об'єктами, які оточують нашу планету ближче. В наш час дослідження космічного просторуздійснюються значно легше, ніж у роки. Наш портал сайт пропонує Вам масу цікавих та захоплюючих фактівпро 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 ерикосмічної техніки та апаратури. На сьогоднішній день можна сказати, що цей пристрій став величезним досягненням для людства та розвитку багатьох наукових галузейдосліджень. 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 конструкційта концепції.

У широкому поняттікосмічним 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 завданькосмічні 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 швидкостіїї витвори. 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 дослідженнявченими було розпочато 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, причому максимальна висотаїх підйому доходило 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 рішення величезної кількості різних завдань. Найбільш важливими проблемамибули:

1. Вибір правильної траєкторії польоту космічного апарату та подальший аналіз його руху. Для цієї проблеми довелося активніше розвивати небесну механіку, яка ставала прикладною 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 умовиа також 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. Самим оптимальним рішеннямконструкторів стало перетворення сонячного радіаційного випромінюванняу 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 найбільшою проблемоюзалишилося доведення апаратури, якою було укомплектовано космічні пристрої. Насамперед, техніка має бути надійною, оскільки ремонт у Космосі, як правило, був неможливим. Також були продумані нові шляхи дублювання та запису інформації.

Виниклі проблеми пробудили інтерес дослідників та вчених різних областейзнань. Спільна співпраця дозволила отримати позитивні результатипід час вирішення поставлених завдань. В силу всього цього почала зароджуватися нова областьзнань, 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 моделістворення космічних станцій, на яких можна проводити дослідницьку діяльністьвченими. 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 відділення від ракетоносія Головна частинаоберталася досить хаотично довкола 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 дослідженьі 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 управлінняможна 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 самим великим успіхомцього часу для людства нашої планети є політ Ю.А. Гагаріна. Після досягнень СРСР у будові космічної апаратури більшість країн світу також звернули увагу особливу увагуна 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 від високої температурипри 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 даного типустала 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.

Космічні апарати у всьому своєму різноманітті - одночасно гордість та турбота людства. Їхньому створенню передувала багатовікова історія розвитку науки та техніки. Космічна ера, яка дозволила людям з боку глянути на світ, в якому вони живуть, піднесла нас на новий щабельрозвитку. Ракета в космосі сьогодні – це не мрія, а предмет турбот висококласних фахівців, перед якими стоять завдання щодо удосконалення існуючих технологій. Про те, які види космічних апаратів виділяють і чим вони відрізняються один від одного, піде мовау статті.

Визначення

Космічні апарати – узагальнена назва для будь-яких пристроїв, призначених для роботи в умовах космосу. Є кілька варіантів їхньої класифікації. В самому простому випадкувиділяють космічні апарати пілотовані та автоматичні. Перші, у свою чергу, поділяються на космічні кораблі та станції. Різні за своїми можливостями та призначенням, вони подібні багато в чому за будовою та обладнанням.

Особливості польоту

Будь-який космічний апарат після старту проходить через три основні стадії: виведення на орбіту, власне політ та посадка. Перший етап передбачає розвиток апаратом швидкості, яка потрібна на виходу у космічний простір. Щоб потрапити на орбіту, її значення має бути 7,9 км/с. Повне подолання земного тяжіння передбачає розвиток другої рівної 11,2 км/с. Саме так рухається ракета у космосі, коли її метою є віддалені ділянки простору Всесвіту.

Після звільнення від тяжіння слідує другий етап. У процесі орбітального польоту рух космічних апаратів відбувається за інерцією, з допомогою приданого їм прискорення. Нарешті, стадія посадки передбачає зниження швидкості корабля, супутника чи станції до нуля.

«Начинка»

Кожен космічний апарат оснащується обладнанням під тим завданням, які він покликаний вирішити. Однак основна розбіжність пов'язана з так званим цільовим обладнанням, необхідним для отримання даних і різних наукових досліджень. В іншому оснащення у космічних апаратів схоже. До нього входять такі системи:

• енергозабезпечення - найчастіше постачають космічні апарати необхідною енергією сонячні чи радіоізотопні батареї, хімічні акумулятори, ядерні реактори;
• зв'язок - здійснюється при використанні радіохвильового сигналу, при суттєвому віддаленні Землі особливо важливим стає точне наведення антени;
• життєзабезпечення – система характерна для пілотованих космічних апаратів, завдяки їй стає можливим перебування людей на борту;
• орієнтація – як і будь-які інші кораблі, космічні оснащені обладнанням для постійного визначення власного положення у просторі;
• рух - двигуни космічних апаратів дозволяють вносити зміни до швидкості польоту, а також у його напрямок.

Класифікація

Один із основних критеріїв для поділу космічних апаратів на типи – це режим роботи, що визначає їх можливості. За цією ознакою виділяють апарати:

• що розміщуються на геоцентричній орбіті, або штучні супутники Землі;
• ті, метою яких є вивчення віддалених ділянок космосу, – автоматичні міжпланетні станції;
• використовувані для доставки людей або необхідного вантажу на орбіту нашої планети, називаються вони космічними кораблями, можуть бути автоматичними або пілотованими;
• створені для перебування людей у ​​космосі протягом тривалого періоду, - це;
• що займаються доставкою людей і вантажів з орбіти на поверхню планети, вони називаються спускаються;
• здатні досліджувати планету, безпосередньо розташовуючись її поверхні, і пересуватися нею, - це планетоходы.

Зупинимося докладніше деяких типах.

ШСЗ (штучні супутники Землі)

Першими апаратами, запущеними до космосу, були штучні супутники Землі. Фізика та її закони роблять виведення будь-якого такого пристрою на орбіту. непростим завданням. Будь-який апарат повинен подолати тяжіння планети і потім не впасти на неї. Для цього супутникові необхідно рухатися або трохи швидше. Над нашою планетою виділяють умовну нижній кордонможливого розташування ШСЗ (проходить на висоті 300 км). Ближче розміщення призведе до досить швидкого гальмування апарату за умов атмосфери.

Спочатку лише ракети-носії могли доставляти на орбіту штучні супутники Землі. Фізика, однак, не стоїть на місці і сьогодні розробляються нові способи. Так, один із найчастіше використовуваних останнім часом методів - запуск з борту іншого супутника. У планах застосування та інших варіантів.

Орбіти космічних апаратів, що обертаються довкола Землі, можуть пролягати на різній висоті. Звичайно, від цього залежить і час, необхідний на одне коло. Супутники, період обігу яких дорівнює добі, розміщуються на так званій Вона вважається найбільш цінною, оскільки апарати, що знаходяться на ній, для земного спостерігача здаються нерухомими, а значить, відсутня необхідність створення механізмів повороту антен.

АМС (автоматичні міжпланетні станції)

Величезна кількість відомостей про різні об'єкти Сонячна системавчені отримують за допомогою космічних апаратів, що прямують за межі геоцентричної орбіти. Об'єкти АМС - це планети, і астероїди, і комети, і навіть галактики, доступні спостереження. Завдання, які ставляться перед такими апаратами, вимагають величезних знань та сил від інженерів та дослідників. Місії АМС є втіленням технічного прогресуі є водночас його стимулом.

Пілотований космічний корабель

Апарати, створені для доставки людей до призначеної мети та повернення їх назад, у технологічному плані анітрохи не поступаються описаним видам. Саме до цього типу належить «Схід-1», на якому здійснив свій політ Юрій Гагарін.

Сама складна задачадля творців пілотованого космічного корабля – забезпечення безпеки екіпажу під час повернення на Землю. Також значною частиноютаких апаратів є система аварійного порятунку, у якій може виникнути потреба під час виведення корабля в космос за допомогою ракети-носія.

Космічні апарати, як і вся космонавтика, постійно вдосконалюються. Останнім часом у ЗМІ можна було часто бачити повідомлення про діяльність зонда «Розетта» та апарату «Філи», що спускається. Вони втілюють усі останні досягненняу сфері космічного кораблебудування, розрахунку руху апарату тощо. Посадка зонда "Філи" на комету вважається подією, порівнянною з польотом Гагаріна. Найцікавіше, що це не вінець можливостей людства. Нас ще чекають нові відкриття та досягнення у плані як освоєння космічного простору, так і будівлі

Міжпланетні космічні апарати "Марс"

"Марс" - найменування радянських міжпланетних космічних апаратів, що запускаються до планети Марс, починаючи з 1962 року.

"Марс-1" запущений 1.11.1962; маса 893,5 кг, довжина 3,3 м, діаметр 1,1 м. «Марс-1» мав 2 герметичні відсіки: орбітальний з основною бортовою апаратурою, що забезпечує політ до Марса; планетний із науковими приладами, призначеними для дослідження Марса при близькому прольоті. Завдання польоту: дослідження космічного простору, перевірка радіолінії міжпланетних відстанях, фотографування Марса. Остання щабель ракети-носія з космічним апаратом була виведена на проміжну орбіту штучного супутника Землі та забезпечила старт та необхідне збільшення швидкості для польоту до Марса.

Активна система астроорієнтації мала датчики земної, зоряної та сонячної орієнтації, систему виконавчих органівз керуючими соплами, що працюють на стиснутому газі, а також гіроскопічні прилади та логічні блоки. Більшість у польоті підтримувалася орієнтація на Сонце для освітлення сонячних батарей. Для корекції траєкторії польоту космічний апарат забезпечений рідинним ракетним двигуном і системою управління. Для зв'язку була бортова радіоапаратура (частоти 186, 936, 3750 і 6000 МГц), яка забезпечувала вимірювання параметрів польоту, прийом команд із Землі, передачу телеметричної інформації на сеансах зв'язку. Система терморегуляції підтримувала стабільну температуру 15-30°С. За час польоту з Марс-1 проведено 61 сеанс радіозв'язку, на борт передано понад 3000 радіокоманд. Для траєкторних вимірювань, крім радіотехнічних засобів, використали телескоп діаметром 2,6 м Кримської астрофізичної обсерваторії. Політ «Марс-1» дав нові дані про фізичні властивостікосмічного простору між орбітами Землі та Марса (на відстані від Сонця 1-1,24 а. е.), про інтенсивність космічного випромінювання, напруженість магнітних полів Землі та міжпланетного середовища, про потоки іонізованого газу, що йде від Сонця, та про розподіл метеорної речовини (космічний апарат перетнув 2 метеорних потоку). Останній сеанс відбувся 21.3.1963 при віддаленні апарату Землі на 106 млн. км. Зближення з Марсом настало 19.6.1963 (від Марса близько 197 тис. км), після чого Марс-1 вийшов на геліоцентричну орбіту з перигелієм ~148 млн. км і афелієм ~250 млн. км.

Марс-2 і Марс-3 запущені 19 і 28 травня 1971 року, здійснили спільний політ і одночасні дослідження Марса. Виведення на траєкторію польоту до Марса здійснено з проміжної орбіти штучного супутника Землі. останніми ступенямиракети-носія. Конструкція та склад апаратури "Марс-2" і "Марс-3" істотно відрізняються від "Марс-1". Маса Марс-2 (Марс-3) 4650 кг. Конструктивно «Марс-2» і «Марс-3» аналогічні, мають орбітальний відсік і апарат, що спускається. Основні пристрої орбітального відсіку: приладовий відсік, блок баків рухової установки, ракетний двигун, що коригує, з вузлами автоматики, сонячні батареї, антенно-фідерні пристрої та радіатори системи терморегулювання. Апарат обладнаний системами і пристроями, що забезпечують відділення апарату від орбітального відсіку, перехід його на траєкторію зближення з планетою, гальмування, спуск в атмосфері і м'яку посадкуна поверхню Марса. Апарат, що спускається, був забезпечений приладно-парашютним контейнером, аеродинамічний гальмівним конусом і сполучною рамою, на якій розміщений ракетний двигун. Перед польотом апарат, що спускається, був підданий стерилізації. Космічні апарати для забезпечення польоту мали низку систем. До складу системи управління, на відміну «Марс-1», додатково входили: гіроскопічна стабілізована платформа, бортова ЦВМ і система космічної автономної навігації. Крім орієнтації на Сонці, за досить великому віддаленні Землі (~30 млн. км) проводилася одночасна орієнтація на Сонце, зірку Канопус і Землю. Робота бортового радіотехнічного комплексу для зв'язку з Землею здійснювалася в дециметровому і сантиметровому діапазонах, а зв'язок апарата, що спускається, з орбітальним відсіком — у метровому. Джерелом енергоживлення служили 2 сонячні батареї та буферна акумуляторна батарея. На апараті, що спускається, встановлювалася автономна хімічна батарея. Система терморегулювання активна з циркуляцією газу, що заповнює приладовий відсік. Апарат, що спускається, мав екранно-вакуумну теплоізоляцію, радіаційний нагрівач з регульованою поверхнею і електронагрівач, рухову установку багаторазової дії.

В орбітальному відсіку знаходилися наукова апаратура, призначена для вимірювань у міжпланетному просторі, і навіть вивчення околиць Марса і самої планети з орбіти штучного супутника; феррозондовий магнітометр; інфрачервоний радіометр для отримання картки розподілу температури поверхнею Марса; інфрачервоний фотометр для вивчення рельєфу поверхні з поглинання випромінювання вуглекислим газом; оптичний приладдля визначення вмісту парів води спектральним методом; фотометр видимого діапазону для дослідження відбивної здатності поверхні та атмосфери; прилад для визначення радіояркості температури поверхні з випромінювання на довжині хвилі 3,4 см, визначення її діелектричної проникності і температури поверхневого шару на глибині до 30-50 см; ультрафіолетовий фотометр для визначення щільності верхньої атмосфериМарса, вміст атомарного кисню, водню та аргону в атмосфері; лічильник частинок космічних променів;
енергоспектрометр заряджених частинок; вимірювач енергії потоку електронів та протонів від 30 еВ до 30 кеВ. На "Марс-2" і "Марс-3" знаходилися 2 фототелевізійні камери з різними фокусними відстанями для фотографування поверхні Марса, а на "Марс-3" також апаратура "Стерео" для проведення спільного радянсько-французького експерименту з вивчення радіовипромінювання Сонця на частоті 169 МГц. У апараті, що спускається, була встановлена ​​апаратура для вимірювання температури і тиску атмосфери, мас- спектрометричного визначення хімічного складуатмосфери, вимірювання швидкості вітру, визначення хімічного складу та фізико-механічних властивостей поверхневого шару, а також отримання панорами за допомогою ТВ камер. Політ космічного апарату до Марса тривав понад 6 місяців, з "Марс-2" проведено 153, з "Марс-3" - 159 сеансів радіозв'язку, отримано великий обсяг наукової інформації. На відстані встановлення орбітального відсіку і космічний апарат «Марс-2» перейшов на орбіту штучного супутника Марса з періодом звернення 18 год. 8 червня, 14 листопада та 2 грудня 1971 року проведено корекції орбіти «Марс-3». Відділення апарату, що спускається, здійснено 2 грудня о 12 год 14 хв за московським часом на відстані 50 тис. км від Марса. Через 15 хв, коли відстань між орбітальним відсіком і апаратом, що спускається, було не більше 1 км, апарат перейшов на траєкторію зустрічі з планетою. Апарат, що спускався, рухався 4,5 год до Марса і в 16 год 44 хв увійшов в атмосферу планети. Спуск в атмосфері до поверхні продовжувався трохи більше 3 хв. Апарат, що спускається, здійснив посадку в південній півкуліМарса в районі з координатами 45 ° пд. ш. і 158 ° з. д. На борту апарату було встановлено вимпел із зображенням Державного герба СРСР. Орбітальний відсік «Марс-3» після відділення апарату, що спускається, рухався по траєкторії, що проходить на відстані 1500 км від поверхні Марса. Гальмівна рухова установка забезпечила перехід її на орбіту супутника Марса з періодом обігу ~12 діб. 19 год. 2 грудня о 16 год. 50 хв. 35 з почалася передача відеосигналу з поверхні планети. Сигнал був прийнятий приймальними пристроями орбітального відсіку та у сеансах зв'язку 2-5 грудня передано на Землю.

Орбітальні відсіки космічних апаратів понад 8 місяців здійснювали комплексну програмудосліджень Марса з орбітами його супутників. За цей час орбітальний відсік "Марс-2" зробив 362 обороти, "Марс-3" - 20 оборотів навколо планети. Дослідження властивостей поверхні та атмосфери Марса за характером випромінювання у видимому, інфрачервоному, ультрафіолетовому діапазонах спектру та в діапазоні радіохвиль дозволили визначити температуру поверхневого шару, встановити її залежність від широти та доби; на поверхні виявлено теплові аномалії; оцінено теплопровідність, теплова інерція, діелектрична проникністьі відбивна здатність ґрунту; виміряно температуру північної полярної шапки (нижче -110 °С). За даними про поглинання інфрачервоної радіації вуглекислим газом отримано висотні профілі поверхні трасами польоту. Визначено вміст водяної пари у різних областях планети (приблизно в 5 тис. разів менше, ніж у земній атмосфері). Вимірювання розсіяної ультрафіолетової радіації дали відомості про структуру атмосфери Марса (довжина, склад, температура). Методом радіозондування визначено тиск та температура біля поверхні планети. За зміною прозорості атмосфери отримані дані про висоту пилових хмар (до 10 км) та розміри пилових частинок (відзначено великий вміст дрібних частинок- Близько 1 мкм). Фотографії дозволили уточнити оптичне стиснення планети, побудувати профілі рельєфу за зображенням краю диска та отримати кольорові зображення Марса, виявити світіння атмосфери на 200 км за лінією термінатора, зміну кольору поблизу термінатора, простежити шарувату структурумарсіанської атмосфери.

"Марс-4", "Марс-5", "Марс-6" і "Марс-7" запущені 21 липня, 25 липня, 5 та 9 серпня 1973 року. Вперше політ міжпланетною трасою одночасно здійснили чотири космічні апарати. "Марс-4" і "Марс-5" призначалися для дослідження Марса з орбіти штучного супутника Марса; «Марс-6» і «Марс-7» мали у своєму складі апарати, що спускаються. Виведення космічного апарату на траєкторію польоту до Марса здійснено з проміжної орбіти штучного супутника Землі. На трасі перельоту з космічного апарату регулярно проводилися сеанси радіозв'язку для вимірювання параметрів руху, контролю стану бортових систем та передачі наукової інформації. Крім радянської наукової апаратури, на борту станцій «Марс-6» та «Марс-7» було встановлено французькі прилади, призначені для проведення спільних радянсько-французьких експериментів з дослідження радіовипромінювання Сонця (апаратура «Стерео»), вивчення сонячної плазми та космічних променів . Для забезпечення виведення космічного апарату в розрахункову точку навколопланетного простору під час польоту проводили корекцію траєкторії їх руху. "Марс-4" і "Марс-5", пройшовши шлях ~460 млн. км, 10 і 12 лютого 1974 досягли околиць Марса. Внаслідок того, що гальмівна рухова установка не ввімкнулась, космічний апарат «Марс-4» пройшов біля планети на відстані 2200 км від її поверхні.

При цьому за допомогою фототелевізійного пристрою було отримано фотографії Марса. 12.2.1974 на космічному апараті «Марс-5» було включено коригуючу гальмівну рухову установку (КТДУ-425А), і в результаті проведеного маневру апарат вийшов на орбіту штучного супутника Марса. Космічні апарати Марс-6 і Марс-7 досягли околиці планети Марс відповідно 12 і 9 березня 1974 року. При підльоті до планети космічний апарат «Марс-6» автономно за допомогою бортової системи астронавігації була проведена заключна корекція його руху, і від космічного апарату відокремився апарат, що спускається. Включенням рухової установки було забезпечено переведення апарата, що спускається, на траєкторію зустрічі з Марсом. Апарат, що спускається, увійшов в атмосферу Марса і почав аеродинамічний гальмування. При досягненні заданого навантаження було скинуто аеродинамічний конус і введено в дію парашутна система. Інформація з апарата, що спускається, під час його зниження приймалася космічним апаратом «Марс-6», що продовжував рух по геліоцентричній орбіті з мінімальною відстанню від поверхні Марса ~1600 км, і ретранслювалася на Землю. З метою дослідження параметрів атмосфери на апараті, що спускається, були встановлені прилади для вимірювань тиску, температури, хімічного складу та датчики перевантажень. Апарат космічного апарату «Марс-6», що спускається, досяг поверхні планети в районі з координатами 24° пд. ш. та 25° з. д. Апарат космічного апарату «Марс-7» (після відділення від станції), що спускається, не вдалося перевести на траєкторію зустрічі з Марсом, і він пройшов біля планети на відстані 1300 км від її поверхні.

Запуски космічних апаратів серії "Марс" здійснювалися ракетою-носієм "Блискавка" ("Марс-1") і ракетою-носієм "Протон" з додатковим 4-м ступенем ("Марс-2" - "Марс-7").

2 січня 1959 року радянська космічна ракетавперше в історії досягла другої космічної швидкості, необхідної для міжпланетних польотів, і вивела на місячну траєкторію автоматично-міжпланетну станцію «Місяць-1». Ця подія започаткувала «місячну гонку» між двома наддержавами - СРСР і США.

«Місяць-1»

2 січня 1959 року СРСР здійснив пуск ракети-носія «Схід-Л», яка вивела на місячну траєкторію автоматичну міжпланетну станцію «Місяць-1». АМС пролетіла з відривом 6 тис. км. від місячної поверхні та вийшла на геліоцентричну орбіту. Метою польоту було досягнення «місяцем-1» поверхні Місяця. Вся бортова апаратура працювала коректно, але циклограму польоту закралася помилка, і АМП на поверхню Місяця не потрапила. На результативності бортових експериментів це не вплинуло. У ході польоту "Місяця-1" вдалося зареєструвати зовнішній радіаційний пояс Землі, вперше виміряти параметри сонячного вітрувстановити відсутність у Місяця магнітного полята провести експеримент зі створення штучної комети. До того ж «Місяць-1» став космічним апаратом, який зумів досягти другої космічної швидкості, подолав. земне тяжінняі став штучним супутником Сонця.

«Піонер-4»

3 березня 1959 року з космодрому на мисі Канаверал був запущений американський космічний апарат «Піонер-4», який першим здійснив обліт Місяця. На його борту було встановлено лічильник Гейгера та фотоелектричний сенсор для фотографування місячної поверхні. Космічний апарат пролетів на відстані 60 тис. кілометрів від Місяця на швидкості 7230 км/с. Протягом 82 годин «Піонер-4» передавав на Землю дані про радіаційної обстановки: у місячних околицях радіації виявлено не було Піонер-4 став першим американським космічним апаратом, якому вдалося подолати земне тяжіння.

«Місяць-2»

12 вересня 1959 року з космодрому Байконур стартувала автоматична міжпланетна станція «Місяць-2», яка стала першою у світі станцією, що досягла поверхні Місяця. Власної рухової установки АМК не мав. З наукового обладнання на «Місяць-2» було встановлено лічильники Гейгера, сцинтиляційні лічильники, магнітометри та детектори мікрометеоритів. «Місяць-2» доставила на місячну поверхню вимпел із зображенням герба СРСР. Копію цього вимпелу Н.С. Хрущов вручив президенту США Ейзенхауер. Слід зазначити, що СРСР демонстрував модель «Місяць-2» на різних європейських виставках, і ЦРУ змогло отримати необмежений доступдо моделі вивчення можливих характеристик.

«Місяць-3»

4 жовтня 1959 року з Байконура стартувала АМС «Місяць-3», метою якої було вивчення космічного простору та Місяця. Під час цього польоти вперше в історії були отримані фото зворотного бокуМісяця. Маса апарату "Місяць-3" - 278,5 кг. На борту космічного апарату було встановлено системи телеметричної, радіотехнічної та фототелеметричної орієнтації, що дозволяли орієнтуватися щодо Місяця та Сонця, система енергоживлення із сонячними батареями та комплекс наукової апаратури з фотолабораторією.

Місяць-3 здійснив 11 обертів навколо Землі, а потім увійшов у земну атмосферу і припинив своє існування. Незважаючи на низька якістьзнімків, отримані фотографії забезпечили СРСР пріоритет у найменуванні об'єктів на поверхні Місяця. Так на карті Місяця з'явилися цирки та кратери Лобачевського, Курчатова, Герца, Менделєєва, Попова, Склодовської-Кюрі та місячне море Москви.

"Рейнджер-4"

23 квітня 1962 року з мису Канаверал стартувала американська автоматична міжпланетна станція Рейнджер-4. АМС несла капсулу вагою 42,6 кг, що містила магнітний сейсмометр та гамма-спектрометр. Американці планували провести скидання капсули в районі Океану Бур і протягом 30 діб проводити дослідження. Але бортова апаратури вийшла з ладу, і Рейнджер-4 не зміг обробляти команди, які надходили із Землі. Тривалість польоту АМС «Рейнджер-4» 63 години та 57 хвилин.

«Місяць-4С»

4 січня 1963 року ракета-носій «Блискавка» вивела на орбіту АМС «Місяць-4С», яка мала вперше в історії космічних польотів здійснити м'яку посадку на поверхню Місяця. Але старт у бік Місяця з технічних причин не відбувся, і 5 січня 1963 року «Місяць-4С» увійшла до щільних шарів атмосфери та припинила існування.

Рейнджер-9

21 березня 1965 американці запустили Рейнджер-9, метою польоту якого було отримання детальних фото місячної поверхні на останніх хвилинах перед жорсткою посадкою. Апарат був зорієнтований таким чином, щоб центральна віськамер повністю збігалася із вектором швидкості. Це мало дозволити уникнути «змащування зображення».

За 17,5 хвилини до падіння (відстань до поверхні Місяця становила 2360 км) вдалося отримати 5814 телевізійних зображень місячної поверхні. Робота Рейнджера-9 отримала найвищі оцінки світової наукової спільноти.

«Місяць-9»

31 січня 1966 року з Байконура стартувала радянська АМС «Луна-9», яка 3 лютого здійснила першу м'яку посадку на Місяці. АМС прилунав в Океані Бур. Зі станцією відбулося 7 сеансів зв'язку, тривалість яких становила понад 8 годин. Під час сеансів зв'язку "Місяць-9" передавала панорамні зображення місячної поверхні поблизу місця посадки.

"Аполлон-11"

16-24 липня 1969 року відбувся політ американського пілотованого космічного корабля серії "Аполлон". Цей політ відомий насамперед тим, що земляни вперше в історії здійснили посадку на поверхню. космічного тіла. 20 липня 1969 року о 20:17:39 місячний модуль корабля на борту з командиром екіпажу Нілом Армстронгом і пілотом Едвіном Олдріном прилунав у південно-західній частині Моря Спокою. Астронавти здійснили вихід на місячну поверхню, який тривав 2 години 31 хвилину 40 секунд. Пілот командного модуля Майкл Коллінз чекав їх на близькомісячній орбіті. Астронавтами у місці посадки було встановлено прапор США. Американці розмістили на поверхні Місяця комплект наукових приладів та зібрали 21,6 кг зразків місячного ґрунту, який доставили на Землю. Відомо, що після повернення члени екіпажу та місячні зразкипройшли строгий карантин, який не виявив жодних місячних мікроорганізмів.

"Аполлон-11" привів до досягнення мети, поставленої президентом США Джоном Кеннеді - здійснити висадку на Місяць, обігнавши в місячній гонці СРСР. Слід зазначити, що факт висадки американців на поверхню Місяця викликає у сучасних вчених сумніви.

«Місячник-1»

За час роботи «Місячник-1» подолав 10 540 метрів, рухаючись зі швидкістю 2 км/год, та обстежив площу 80 тис. кв.м. Він передав на землю 211 місячних панорам та 25 тис. фото. За 157 сеансів із Землею «Місячник-1» прийняв 24 820 радіокоманд і зробив хімічний аналізґрунту в 25 точках.

15 вересня 1971 року ресурс ізотопного джерела тепла вичерпався, і температура всередині герметичного контейнера місяцехода почала падати. 30 вересня апарат на зв'язок не вийшов, а 4 жовтня вчені припинили спроби увійти з ним у контакт.

Варто зазначити, що битва за Місяць триває й сьогодні: космічні держави розробляють найнеймовірніші технології, плануючи.

Вакуум,невагомість, жорстке випромінювання, удари мікрометеоритів, відсутність опори та виділених напрямків у просторі – все це фактори космічного польоту, що практично не зустрічаються на Землі. Щоб упоратися з ними, космічні апарати оснащують безліччю пристроїв, про які в повсякденному життініхто й не замислюється. Водієві, наприклад, зазвичай не треба дбати про утримання автомобіля в горизонтальному положенні, а для повороту достатньо покрутити бублик. У космосі перед будь-яким маневром доводиться перевіряти орієнтацію апарата по трьох осях, а повороти виконуються двигунами - адже немає дороги, від якої можна відштовхнутися колесами. Або ось, наприклад, рухова установка - її спрощено представляють баками з паливом та камерою згоряння, з якої вириваються язики полум'я. Тим часом до її складу входить безліч пристроїв, без яких двигун у космосі не запрацює, а то й зовсім вибухне. Все це робить космічну технікунесподівано складною порівняно із земними аналогами. Деталі ракетного двигуна

наУ більшості сучасних космічних апаратів стоять рідинні ракетні двигуни. Однак у невагомості непросто забезпечити їм стійку подачу палива. За відсутності сили тяжіння будь-яка рідина під впливом сил поверхневого натягу прагне набути форми кулі. Зазвичай усередині бака утворюється безліч плаваючих кульок. Якщо компоненти палива надходитимуть нерівномірно, чергуючись із газом, що заповнює порожнечі, горіння буде нестійким. У найкращому випадкувідбудеться зупинка двигуна - він буквально "придушиться" газовим міхуром, а в гіршому - вибух. Тому для запуску двигуна потрібно притиснути паливо до приладів, відокремивши рідину від газу. Один із способів «осадити» паливо – включити допоміжні двигуни, наприклад, твердопаливні або працюючі на стислому газі. на короткий часвони створять прискорення, і рідина за інерцією притиснеться до паливозабірника, одночасно звільнившись від бульбашок газу. Інший спосіб – домогтися, щоб перша порція рідини завжди залишалася у забірнику. Для цього біля нього можна поставити сітчастий екран, який за рахунок капілярного ефекту утримуватиме частину палива для запуску двигуна, а коли він запрацює, решта «осяде» за інерцією, як у першому варіанті.

Але є і радикальніший спосіб: залити паливо в еластичні мішки, поміщені всередину бака, після чого закачувати в баки газ. Для наддуву зазвичай використовують азот або гелій, запасаючи їх у балонах. високого тиску. Звичайно, це зайва вага, зате при невеликій потужності двигуна можна позбутися паливних насосів - тиск газу забезпечить подачу компонентів трубопроводами в камеру згоряння. Для потужніших двигунів без насосів з електричним, а то й з газотурбінним приводом не обійтися. У останньому випадкутурбіну розкручує газогенератор - маленька камера згоряння, що спалює основні компоненти або спеціальне паливо.

Маневрування в космосі вимагає високої точності, а отже, потрібний регулятор, який постійно коригує витрату палива, забезпечуючи розрахункову силу тяги. При цьому важливо підтримувати правильне співвідношення пального та окислювача. Інакше ефективність двигуна впаде, до того ж один із компонентів палива закінчиться раніше за інший. Витрата компонентів вимірюють, поміщаючи в трубопроводи невеликі крильчатки, частота обертання залежить від швидкості потоку рідини. А в малопотужних двигунах витрата жорстко визначається каліброваними шайбами, встановленими в трубопроводах.

Для безпеки рухову установку забезпечують аварійним захистом, що вимикає несправний двигун до того, як він вибухне. Керує нею автоматика, оскільки в екстрених ситуаціях температура та тиск у камері згоряння можуть змінюватися дуже швидко. Загалом двигуни та паливно-трубопровідне господарство - об'єкт підвищеної увагиу будь-якому космічному апараті. Запасом палива у багатьох випадках визначається ресурс сучасних супутниківзв'язку та наукових зондів. Часто створюється парадоксальна ситуація: апарат повністю справний, але не може працювати через вичерпання палива чи, наприклад, витік газу для наддуву баків.

Сучасні космічні апарати стають дедалі технологічнішими і меншими, і запускати такі супутники важкими ракетами невигідно. Ось тут і стане в нагоді легкий "Союз". Перший старт та початок льотних випробувань – вже наступного року.

Включаю гідравліку. Випробування починаємо. Навантаження 0,2, частота 11.

Ця платформа – імітація залізничного вагона, на ній цінний вантаж – ракета. Триває перевірка паливного бака ракети "Союз 2-1В" – на міцність.

"Він має витримати все, всі навантаження. Датчики повинні показувати, що всередині не сталося якоїсь аварійної ситуації", - розповідає Борис Баранов, заступник начальника дослідно-випробувального комплексу ЦСКБ "Прогрес".

Ракету трясуть не перестаючи 100 годин. Рівень навантаження постійно зростає. У таких випробуваннях створюють все, що може статися в дорозі від Самари до місця запуску - космодрому.

Випробування закінчені, дякую всім.

Так, від випробування до випробування народжується нова ракета. Двоступінчастий легкий носій "Союз 2 1В" - на фінішній прямій. Це зібраний перший щабель, той самий, який відповідає за відрив ракети від землі.

Двигун НК-33 – потужний та дуже економічний.

Двигун з легендарною історією. У 1968 році у зв'язки з 34 штук він давав неймовірну міць місячній ракеті Н-1, "цар-ракеті", яка мала летіти на Місяць.

Вже тоді реактивна тяга двигуна складала 154 тонни.

"Ракета не пішла, двигун залишився, і зараз ми використовуємо його для нових розробок. Він чудово працює на всіх випробуваннях", - розповів перший заступник. генерального директора, генеральний конструктор ЦСКБ "Прогрес" Равіль Ахметов

Інтерес до цього двигуна і в ті роки був величезний. Частину НК-33 купили американці, випробували їх та навіть ліцензували. Вже було здійснено кілька запусків носіїв з цим двигуном американською. космічній програмі. Через десятиліття у стінах російського ЦСКБ "Прогрес" народжується нова ракета з добре відпрацьованим серцем. "Після часу двигун відпрацював без зауважень. Ми вирішили наші заділи, нашу інтелектуальну власність реалізувати в "Союз 2-1В", - розповів генеральний директор ЦСКБ "Прогрес" Олександр Кирилін. З такою звичною назвою "Союз", з таким складним шифруванням" 2-1В". Конструктори стверджують - "Союз" має бути у всіх модифікаціях, тим паче у легкій. Сучасні космічні апарати - все технологічніше і менше, і запускати такі супутники важкими ракетами невигідно. "Це проект, де фактично відсутні бічні блоки, ракета Це центральний блок, але збільшений у розмірах, все це дозволяє реалізувати можливість виведення апаратів легкого класу на орбіти. Унікальність легкого "Союзу" у тому, що ми його вдало вписали у існуючі стартові споруди", - пояснює перший заступник генерального директора, головний інженерЦСКБ "Прогрес" Сергій Тюлевін. Легкий "Союз" доставлятиме до космосу супутники вагою до трьох тонн. Перший старт та початок льотних випробувань – вже на початку наступного року.