Багаторазові космічні кораблі. Буран - космічний корабель, що увійшов до історії

Так склалося, що в галузі космонавтики сучасної Росії мало що знайдеться пред'явити світовій спільноті, окрім своєї пілотованої програми. Однак основу цієї програми досі становить техніка, розроблена ще на зорі космічної ери. Експлуатація кораблів і ракет-носіїв сімейства «Союз» і «Протон», нехай навіть у багаторазово модернізованих версіях, триває багато десятиліть, говорячи про те, що Росія утримує статус науково-технічної держави за рахунок спадщини минулих поколінь.

Чи виб'є робота над «Федерацією» головний аргумент із рук таких критиків? Адже випадок це не перший: подібна спроба зробити потужний стрибок уперед була зроблена понад десять років тому, коли в РКК «Енергія» проектували крилатий корабель «Кліпер», який, на жаль, так і залишився у вигляді масогабаритного макета. Чи повторить «Федерація» його сумну долю — чи все ж таки вирушить на орбіту і далі, далі?

Наслідуючи «Союз»

Порівняно зі старими добрими «Союзами» новий пілотований транспортний корабель (ПТК) «Федерація» має помітно зрости у розмірах. Він зможе брати екіпаж до чотирьох осіб, доставляти на орбітальну станцію та забирати з неї до 500 кг вантажів. Для посадки всієї цієї маси будуть застосовуватися нові технології та рішення. Крім того, ПТК стане багаторазовою. В ексклюзивному інтерв'ю «Популярній механіці» Микола Брюханов — генеральний конструктор перспективних космічних комплексів та систем РКК «Енергія» назвав кілька принципових нововведень, необхідних для приземлення «Федерації».


Інтер'єр та панель управління «Федерації» нагадують «Союзи» менше, ніж кокпіт сучасного електромобіля — панель приладів класичних автомобілів 1950-х.

На ПТК використовуватиметься трикупольна парашутна система з гарячим резервуванням куполів та амортизаційні крісла космонавтів з універсальним ложементом. Крім того, «Федерацію» планується оснастити твердопаливною посадковою руховою установкою з регулюванням тяги, здатної гасити і вертикальну, і горизонтальну складові швидкості. У тих же «Союзів» двигуни м'якої посадки включаються лише за пару секунд до торкання, пом'якшуючи удар, але й тільки. На «Федерації» вони спрацьовуватимуть на висоті понад 50 м над землею, разом із парашутами забезпечуючи плавне гальмування корабля.

Микола Брюханов підкреслює, що посадкова система «Федерації» здатна забезпечити приземлення апарату, що повертається, в заданому районі з похибкою не більше 7 км. На землі корабель стане на три опори, що утримують його вертикально навіть за сильного вітру, тоді як «Союзи» за таких обставин нерідко завалюються набік. Але все-таки особливістю проекту залишається багаторазовість.

«Оптимальні характеристики корабля забезпечує поєднання багаторазового модуля, що повертається (ВА) з одноразовим руховим відсіком (ДО), — пояснює Микола Брюханов. — При виконанні навколоземних польотів тривалістю до року, а також польотів до Місяця тривалістю до 30 діб на ВА можна використовувати десятикратно. При тривалих польотах навкололунними орбітами — три рази. Це пов'язано з тривалим несприятливим впливом на нього факторів далекого космосу, насамперед радіації».



З тіні «Кліпера»

І все-таки під час розмови про «Федерацію» виникає відчуття дежавю. Адже російські розробники вже одного разу бралися за створення «Кліпера», корабля безпрецедентного за конструкцією, який мав здійснювати посадки і за допомогою крил, і на парашутній системі. Проте саме роботи над «Кліпером» показали: те, що має серйозний крок уперед, може виявитися рухом у хибному напрямку.

«Крилата форма ВА у «Кліпера» забезпечувала мінімальний рівень перевантажень під час спуску в атмосфері, — зазначає генеральний конструктор, — проте додатковий аналіз виявив низку обмежень щодо її практичної реалізації. Наприклад, крилатий апарат міг здійснювати посадку тільки на аеродроми класом не нижче першого. При цьому вимога можливості врятувати екіпаж на будь-якому витку польоту призводила до необхідності завчасно підібрати достатню кількість таких аеродромів не тільки на території Росії, а й в інших країнах. Однак оснащення зарубіжних аеродромів апаратурою для забезпечення автоматичної посадки було неможливо. Крім того, саме наявність крил створювало обмеження на максимальну швидкість входу ВА в атмосферу. При поверненні з Місяця кромки крила, що мають малий радіус заокруглення, могли нагріватися до неприпустимих температур».

«Таким чином було встановлено, що нині оптимальними залишаються ВА сегментно-конічної форми, — наголошує Микола Брюханов. — Реалізація такої конструкції — магістральна тенденція розвитку пілотованих космічних кораблів. Ці висновки було зафіксовано у 2008 році рішенням Науково-технічної ради Федеральної космічної агенції».


Наздоганяючи Shenzhou

Оскільки Китай у міжнародному партнерстві МКС не бере участі, китайські пілотовані Shenzhou можна не рахувати, і «Союзи» залишаються єдиним доступним засобом доставляти людей і вантажі на станцію. Це надає їм абсолютної цінності для сучасної космонавтики. Однак у найближчому майбутньому вона перейде до розряду відносних: незабаром легко прогнозувати втрату «Союзами» монополії на обслуговування МКС.

Після 2018 року конкурентами діючих «Союзів» та перспективної «Федерації» можуть стати американські кораблі: Orion (компанія Lockheed Martin), Crew Dragon (SpaceX), CST-100 (Boeing) та міні-шатл Dream Chaser (Sierra Nevada). А з урахуванням того, що США все активніше придивляються до Китаю як потенційний партнер у космосі, до них можна додати і Shenzhou. Але поява конкурентів — це не найбільша проблема, яку має вирішити «Федерація» у боротьбі за ринок космічних транспортних послуг та обслуговування міжнародних орбітальних проектів. Новий корабель апріорі буде позбавлений найважливішої переваги, якою так славиться «Союз», — тривалого терміну успішної експлуатації. Більше того, у цьому сенсі «Федерації» доведеться виступати в ролі наздоганяючого: за планом до 2021 року як мінімум три американські кораблі (Orion, Crew Dragon і CST-100) повинні здійснити свої перші пілотовані польоти. Ну а Shenzhou вже зараз може похвалитися десятьма польотами, п'ять із яких були пілотовані.

У 2021 році «Федерація» має здійснити лише перші безпілотні польоти (на новій ракеті «Ангара-5П»), вихід на пілотований режим очікується близько 2023-го. Таким чином, творцям корабля доведеться робити ставку на інші переваги, які можуть вигідно виділити його на тлі зарубіжних конкурентів. За словами Миколи Брюханова, головною з цих відмінностей можна назвати універсальність та здатність вирішувати значно ширше коло практичних завдань. Американські розробники пішли шляхом створення кількох спеціалізованих кораблів: CST-100 і Dragon призначені лише обслуговування орбітальних станцій на низькій навколоземної орбіті; Orion – для польотів до Місяця та, можливо, навколоземних астероїдів. "Федерація" буде здатна на все.


У пошуках себе

"Федерація" здійснюватиме польоти і на навколоземну орбіту, і за її межі", - підкреслює генеральний конструктор. Корабель має стати одним із ключових елементів російської космічної інфраструктури. Він забезпечить доставку екіпажів як на навколоземні орбітальні станції, так і на перспективні пілотовані об'єкти в навколомісячному просторі — включаючи, наприклад, місячний злітно-посадковий комплекс і майбутню міжнародну платформу в околиці точки лібрації L2 системи Земля-Луна, в0 .

Втім, найнебезпечнішим для майбутнього «Федерації» виявляється стратегічно нова ситуація у космонавтиці. Вже на нинішньому етапі власне кораблі вже не відіграють самостійної ролі, застосовуючи лише для доставки людей і вантажів на якийсь пілотований комплекс — або навколоземний, або призначений для польотів у далекий космос. До закінчення роботи МКС у 2024 році повноцінна експлуатація «Федерації», мабуть, не розпочнеться. А після цього терміну в російських космічних планах — принаймні в їхньому пілотованому розділі — панує невизначеність. У далекій перспективі не видно жодних конкретних проектів ні щодо створення національної орбітальної станції, ні з дослідження та освоєння Місяця. Так, близько півтора року тому звучали ідеї про проведення пілотованих місячних місій. При цьому розглядалися два взаємовиключні (у тому числі і з фінансових міркувань) варіанти: будівництво навколомісячної станції та створення місячної бази. Однак у затвердженій 2016 року Федеральній космічній програмі до 2025 року жодних польотів на Місяць не передбачається. За словами джерел у «Роскосмосі», чекати на це можна не раніше 2035 року. Проект спорудження міжнародної близькомісячної станції обговорюється рядом країн, включаючи Росію, але жодної конкретної угоди щодо неї поки немає.


Таким чином, не виключено, що у 2020-х і, можливо, у першій половині 2030-х «Федерації» доведеться йти стопами «Союзів» 1960-х, коли кораблі цього типу вирушали в космос для здійснення автономних польотів та вирішення конкретних завдань . До речі, універсальність, яку розробники закладають у конструкцію, дозволяє і це.

За словами Миколи Брюханова, максимальна тривалість автономного польоту «Федерації» з екіпажем із чотирьох осіб становитиме 14 діб, а з екіпажем із двох осіб — можливо, і до 30. З урахуванням того, що керувати новим автоматизованим кораблем зможе і один пілот, «Федерація » активно використовуватиметься для польотів космічних туристів, хоча до основних областей застосування нового корабля це не стосується.

Здатність російських інженерів, конструкторів та технічних фахівців створювати космічні кораблі на рівні найкращих світових стандартів не викликає сумнівів. І якщо «Федерація» не знайде дороги в далекий космос, то це проблема цілепокладання, а не технологій, знань та наукових шкіл, яких ми ще не втратили.

    Пілотований космічний політ- Пілотований космічний політ подорож людини в космос, на орбіту Землі та за її межі, що виконується за допомогою пілотованих космічних апаратів. Доставка людини до космосу виконується за допомогою космічних кораблів. Довготривале… … Вікіпедія

    Космічний корабель- Космічний апарат (КА) технічний пристрій, що використовується для виконання різноманітних завдань у космічному просторі, а також проведення дослідницьких та інших робіт на поверхні різних небесних тіл. Засобами доставки… … Вікіпедія

    Космічний корабель "Схід-1"- Схід 1 тримісний космічний корабель. Було виведено на орбіту 12 жовтня 1964 року. Екіпаж складався з командира корабля Володимира Комарова, наукового співробітника Костянтина Феоктистова та лікаря Бориса Єгорова. Схід 1 був створений в ОКБ 1 (нині… Енциклопедія ньюсмейкерів

    Пілотований космічний політ– Сюди перенаправляється запит «Орбітальний космічний політ». На цю тему потрібна окрема стаття. Пілотований космічний політ подорож людини до космосу, на орбіту Землі та за її межі, що виконується за допомогою … Вікіпедія

    Пілотований космічний апарат- Російський ПКА Пілотований космічний апарат космічний апп … Вікіпедія

    Космічний корабель багаторазового використання- Перший політ космічного човника НАСА "Колумбія" (Позначення STS 1). Зовнішній паливний бак був пофарбований у білий колір лише у перших польотах. Наразі бак не фарбують для зниження ваги системи. Багаторазовий транспортний космічний… … Вікіпедія

    Космічний корабель- космічний літальний апарат, призначений для польоту людей (пілотований космічний літальний апарат). Відмінна риса До. до. Наявність герметичної кабіни з системою життєзабезпечення для космонавтів. для польоту по ... ... Велика Радянська Енциклопедія

    Космічний корабель (КК)- пілотований космічний апарат. Розрізняють КК супутники та міжпланетні КК. Має герметичну кабіну із системою життєзабезпечення, бортові системи управління рухом та спуском, рухову установку, системи енергоживлення та ін. Виведення КК… … Словник військових термінів

    космічний корабель- 104 космічний корабель; ККр: Пілотований космічний апарат, здатний маневрувати в атмосфері та космічному просторі з поверненням у заданий район та (або) здійснювати спуск та посадку на планету. Джерело: ГОСТ Р 53802 2010: Системи та … Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації

    КОСМІЧНИЙ КОРАБЕЛЬ- (КК) пілотований космічний апарат. Відмінною особливістю пілотованих КК є наявність герметичної кабіни з системою життєзабезпечення для космонавтів. КК для польоту геоцентрич. орбітам зв. кораблями супутниками, а для польоту до ін. Великий енциклопедичний політехнічний словник

Подробиці Категорія: Зустріч з космосом Розміщено 05.12.2012 11:32 Переглядів: 16952

Пілотований космічний корабель призначений для польотів у космічний простір однієї або кількох людей та безпечного повернення на Землю після виконання завдання.

При конструюванні даного класу космічних апаратів однією з головних завдань є створення безпечної, надійної та точної системи повернення екіпажу на земну поверхню у вигляді безкрилого апарату, що спускається (СА) або космоплана . Космоплан - орбітальний літак(ОС), повітряно-космічний літак(ВКС) - це крилатий літальний апарат літакової схеми, що виходить або виводиться на орбіту штучного супутника Землі за допомогою вертикального або горизонтального старту і повертається з неї після виконання цільових завдань, здійснюючи горизонтальну посадку на аеродром, активно використовуючи при зниженні підйому планера. Поєднує у собі властивості як літака, і космічного корабля.

Важливою особливістю пілотованого космічного корабля є наявність системи аварійного порятунку (САС) на початковому етапі виведення ракетою-носієм (РН).

Проекти радянських та китайських космічних кораблів першого покоління не мали повноцінної ракетної САС – замість неї, як правило, використовувалося катапультування крісел екіпажу (космічний корабель «Схід» не мав і цього). Крилаті космоплани також не оснащені спеціальною САС, а також можуть мати крісла екіпажу, що катапультуються. Також космічний корабель обов'язково має бути оснащений системою життєзабезпечення (СЖО) екіпажу.

Створення пілотованого космічного корабля – завдання високої складності та вартості, тому їх мають лише три країни: Росія, США та Китай. А багаторазові системи пілотованих космічних кораблів мають лише Росія та США.

Деякі країни працюють над створенням своїх космічних кораблів, що пілотуються: Індія, Японія, Іран, КНДР, а також ESA (Європейське космічне агентство, створене в 1975 р. з метою дослідження космосу). ESA складається з 15 постійних членів, іноді в деяких проектах до них приєднуються Канада та Угорщина.

Космічні кораблі першого покоління

«Схід»

Це серії радянських космічних кораблів, призначених для пілотованих польотів навколоземною орбітою. Створювалися під керівництвом генерального конструктора ОКБ-1 Сергія Павловича Корольова з 1958 по 1963 рік.

Основні наукові завдання, що стояли для корабля «Схід»: вивчення впливів умов орбітального польоту стан і працездатність космонавта, відпрацювання конструкції та систем, перевірка основних принципів побудови космічних кораблів.

Історія створення

Весною 1957 р. С. П. Корольову межах свого ОКБ організував спеціальний відділ № 9, призначений щодо робіт зі створення перших штучних супутників Землі. Відділ очолив соратник Корольова Михайло Клавдійович Тихонравов. Незабаром, паралельно з розробкою штучних супутників, у відділі почали виконуватися дослідження щодо створення пілотованого корабля-супутника. Ракетою-носієм мала стати королівська «Р-7». Розрахунки показували, що вона, оснащена третім ступенем, могла вивести на низьку навколоземну орбіту вантаж масою близько 5 тонн.

На ранній стадії розробки розрахунки робили математики Академії наук. Зокрема, було зазначено, що результатом балістичного спуску з орбіти може стати десятикратне навантаження.

З вересня 1957 до січня 1958 р. у відділі Тихонравова досліджувалися всі умови здійснення завдання. Було виявлено, що рівноважна температура крилатого космічного корабля, що має найвищу аеродинамічну якість, перевищує можливості теплової стійкості доступних на той час сплавів, а використання крилатих варіантів конструкції призводило до зниження величини корисного навантаження. Тож від розгляду крилатих варіантів відмовилися. Найбільш прийнятним способом повернення людини було його катапультування на висоті кількох кілометрів та подальший спуск на парашуті. Окремий порятунок апарату, що спускається, при цьому можна було не проводити.

У ході медичних досліджень, проведених у квітні 1958 р., випробування льотчиків на центрифузі показали, що при певному положенні тіла людина здатна переносити навантаження до 10 G без серйозних наслідків для свого здоров'я. Тому вибрали сферичну форму апарата, що спускається для першого пілотованого корабля.

Сферична форма апарату, що спускається, була найпростішою і найбільш вивченою симетричною формою, сфера має стабільні аеродинамічні властивості при будь-яких можливих швидкостях і кутах атаки. Зміщення центру мас кормову частину сферичного апарату дозволяло забезпечити його правильну орієнтацію під час балістичного спуску.

Перший корабель «Схід-1К» вирушив в автоматичний політ у травні 1960 р. Пізніше було створено та відпрацьовано модифікацію «Востк-3КА», повністю готову до пілотованих польотів.

Крім однієї аварії ракети-носія на старті, за програмою було запущено шість безпілотних апаратів, а надалі ще шість пілотованих космічних кораблів.

На кораблях програми здійснено перші у світі пілотований космічний політ («Схід-1»), добовий політ («Схід-2»), групові польоти двох кораблів («Схід-3» та «Схід-4») та політ жінки-космонавта («Схід-6»).

Влаштування космічного корабля «Схід»

Загальна маса космічного корабля – 4,73 тонни, довжина – 4,4 м, максимальний діаметр – 2,43 м.

Корабель складався з сферичного апарату, що спускається (масою 2,46 тонни і діаметром 2,3 м), також виконує функції орбітального відсіку, і конічного приладового відсіку (масою 2,27 тонни і максимальним діаметром 2,43 м). Відсіки механічно з'єднувалися між собою за допомогою металевих стрічок та піротехнічних замків. Корабель оснащувався системами: автоматичного та ручного управління, автоматичної орієнтації на Сонці, ручної орієнтації на Землю, життєзабезпечення (розрахованої на підтримку внутрішньої атмосфери, близької за своїми параметрами до атмосфери Землі протягом 10 діб), командно-логічного управління, . Для забезпечення завдань по роботі людини в космічному просторі корабель забезпечувався автономною та радіотелеметричною апаратурою для контролю та реєстрації параметрів, що характеризують стан космонавта, конструкції та систем, ультракороткохвильовою та короткохвильовою апаратурою для двостороннього радіотелефонного зв'язку космонавта з наземними станціями, командною радіолінією. телевізійною системою з двома передаючими камерами для спостереження за космонавтом із Землі, радіосистемою контролю параметрів орбіти та пеленгації корабля, гальмівною руховою установкою ТДУ-1 та іншими системами. Вага космічного корабля разом із останнім щаблем ракети-носія становила 6,17 тонни, які довжина у зв'язці - 7,35 м.

Апарат, що спускається, мав два ілюмінатори, один з яких розміщувався на вхідному люку, трохи вище голови космонавта, а інший, оснащений спеціальною системою орієнтації, в підлозі біля його ніг. Космонавт, одягнений у скафандр, розміщувався у спеціальному катапультованому кріслі. На останньому етапі посадки, після гальмування апарату, що спускається в атмосфері, на висоті 7 км, космонавт катапультувався з кабіни і здійснював приземлення на парашуті. Крім того, була передбачена можливість приземлення космонавта всередині апарату, що спускається. Спускний апарат мав власний парашут, проте не був оснащений засобами виконання м'якої посадки, що загрожує людині, що залишилася в ньому, серйозним ударом при спільному приземленні.

У разі відмови автоматичних систем, космонавт міг перейти на ручне управління. Кораблі «Схід» були пристосовані для польотів людини на Місяць, і навіть не допускали можливості польоту людей, які пройшли спеціальної підготовки.

Пілоти космічних кораблів «Схід»:

«Схід»

На місце, що звільнилося від катапультного крісла, встановлювалися два або три звичайні крісла. Оскільки тепер екіпаж приземлявся в апараті, що спускається, то для забезпечення м'якої посадки корабля крім парашутної системи був встановлений твердопаливний гальмівний двигун, який спрацьовував безпосередньо перед дотиком землі від сигналу механічного висотоміра. На кораблі «Схід-2», призначеному для виходу у відкритий космос, обидва космонавти були одягнені у скафандри «Беркут». Додатково була встановлена ​​шлюзова камера, що надувалася, яка скидалася після використання.

Космічні кораблі «Схід» виводилися на орбіту ракетою-носієм «Схід», також розробленої з урахуванням РН «Схід». Але система носія та корабля «Схід» у перші хвилини після запуску не мала засобів порятунку під час аварії.

За програмою «Схід» було здійснено такі польоти:

"Космос-47" - 6 жовтня 1964 р. Безпілотний випробувальний політ для відпрацювання та тестування корабля.

«Восход-1» - 12 жовтня 1964 р. Перший космічний політ з більш ніж однією людиною на борту. Склад екіпажу – космонавт-пілот Комарів,конструктор Феоктистівта лікар Єгоров.

"Космос-57" - 22 лютого 1965 р. Безпілотний випробувальний політ для відпрацювання корабля для виходу в космос, завершився невдачею (підірваний системою самознищення через помилку командної системи).

"Космос-59" - 7 березня 1965 р. Безпілотний випробувальний політ апарату іншої серії ("Зеніт-4") із встановленим шлюзом корабля "Схід" для виходу в космос.

«Схід-2» – 18 березня 1965 р. Перший вихід у відкритий космо с. Склад екіпажу – космонавт-пілот Бєляєвта космонавт-випробувач Леонов.

«Космос-110» - 22 лютого 1966 р. Випробувальний політ для перевірки роботи бортових систем при тривалому орбітальному польоті, на борту було двох собак - Вітерець та Уголек, політ тривав 22 дні

Космічні кораблі другого покоління

"Спілка"

Серія багатомісних космічних кораблів для польотів навколоземною орбітою. Розробник та виробник корабля - РКК «Енергія» ( Ракетно-космічна корпорація «Енергія» імені С. П. Корольова. Головна організація корпорації знаходиться у місті Корольові, філія – на космодромі Байконур). Як єдина організаційна структура виникла 1974 р. під керівництвом Валентина Глушка.

Історія створення

Ракетно-космічний комплекс «Союз» почав проектуватися 1962 р. в ОКБ-1 як корабель радянської програми для обльоту Місяця. Спочатку передбачалося, що до Місяця за програмою «А» мала вирушити зв'язка з космічного корабля та розгінних блоків. 7К, 9К, 11К. Надалі проект «А» було закрито на користь окремих проектів обльоту Місяця з використанням корабля «Зонд»/ 7К-Л1та висадки на Місяці з використанням комплексу Л3 у складі орбітального корабля-модуля 7К-ЛОКта посадкового корабля-модуля ЛК. Паралельно місячним програмам на базі того ж 7К та закритого проекту навколоземного корабля «Північ» почали робити 7К-ОК- багатоцільовий тримісний орбітальний корабель (ОК), призначений для відпрацювання операцій маневрування та стикування на навколоземній орбіті, для проведення різних експериментів, у тому числі переходу космонавтів з корабля в корабель через відкритий космос.

Випробування 7К-ОК почалися 1966 р. Після відмови від програми польотів на кораблях «Схід» (зі знищенням зачепила трьох із чотирьох готових кораблів «Схід») конструктори корабля «Союз» втратили можливість відпрацювати у ньому рішення своєї програми. Настала дворічна перерва в пілотованих запусках в СРСР, під час якої американці активно освоювали космічний простір. Перші три безпілотних пуску кораблів «Союз» виявилися повністю або частково невдалими, виявили серйозні помилки в конструкції корабля. Однак четвертий пуск був зроблений пілотованим («Союз-1» із В. Комаровим), який виявився трагічним – космонавт загинув під час спуску на Землю. Після аварії «Союзу-1» конструкція корабля була повністю перероблена для відновлення пілотованих польотів (було виконано 6 безпілотних пусків), і в 1967 р. відбулася перша, загалом вдала, автоматична стикування двох «Союзів» («Космос-186» та « Космос-188»), в 1968 р. були відновлені пілотовані польоти, в 1969 р. відбулася перша стиковка двох пілотованих кораблів і груповий політ трьох кораблів відразу, а 1970 р. - автономний політ рекордної тривалості (17,8 діб). Перші шість кораблів «Союз» та («Союз-9») були кораблями серії 7К-ОК. Також готувався до польотів варіант корабля «Союз-Контакт»для відпрацювання систем стикування кораблів-модулів 7К-ЛОК та ЛК місячного експедиційного комплексу Л3. У зв'язку з недоведенням місячно-посадкової програми Л3 до стадії пілотованих польотів необхідність польотів Союзу-Контакту відпала.

У 1969 р. розпочалася робота над створенням довготривалої орбітальної станції (ДОС) «Салют». Для доставки екіпажу було спроектовано корабель 7КТ-ОК(Т – транспортний). Новий корабель відрізнявся від попередніх наявністю вузла стикування нової конструкції з внутрішнім люком-лазом і додатковими системами зв'язку на борту. Третій корабель цього типу («Союз-10») не виконав поставлене перед ним завдання. Стикування зі станцією було здійснено, але внаслідок пошкодження вузла стикування люк корабля був заблокований, що унеможливило перехід екіпажу на станцію. Під час четвертого польоту корабля цього типу (Союз-11) через розгерметизацію на ділянці узвозу загинули Г. Добровольський, В. Волков та В. Пацаєвтому що вони були без скафандрів. Після аварії "Союзу-11" від розвитку 7К-ОК/7КТ-ОК відмовилися, корабель був перероблений (внесені зміни до компонування СА для розміщення космонавтів у скафандрах). Через збільшену масу систем життєзабезпечення новий варіант корабля 7К-Тстав двомісним, втратив сонячні батареї. Цей корабель став «робочим конячком» радянської космонавтики 1970-х: 29 експедицій на станції «Салют» та «Алмаз». Версія корабля 7К-ТМ(М – модифікований) використовувалася у спільному польоті з американським «Аполлоном» за програмою ЕПАС. Чотири кораблі «Союз», які офіційно стартували після аварії «Союзу-11», мали у своїй конструкції сонячні батареї різних типів, проте це були інші версії корабля «Союз» - 7К-ТМ («Союз-16», «Союз-19») ), 7К-МФ6(«Союз-22») та модифікація 7К-Т - 7К-Т-АФбез стикувального вузла («Союз-13»).

З 1968 р. було модифіковано та вироблено космічні кораблі серії «Союз» 7К-С. 7К-С доопрацьовувався протягом 10 років і до 1979 став кораблем 7К-СТ «Союз Т», причому у невеликий перехідний період космонавти літали одночасно на новому 7К-СТ та застарілому 7К-Т.

Подальша еволюція корабля 7К-СТ призвела до модифікації 7К-СТМ «Спілка ТМ»: нова рухова установка, покращена парашутна система, система зближення тощо. д. Перший політ «Союз ТМ» було здійснено 21 травня 1986 р. до станції «Мир», останній «Союз ТМ-34» - у 2002 р. до МКС.

В даний час експлуатується модифікація корабля 7К-СТМА «Союз ТМА»(А – антропометричний). Корабель за вимогами NASA був доопрацьований стосовно польотів на «МКС». На ньому можуть працювати космонавти, які б не змогли поміститися в «Союз ТМ» за зростанням. Пульт космонавтів був замінений на новий, із сучасною елементною базою, покращено парашутну систему, зменшено теплозахист. Останній запуск корабля цієї модифікації «Союз ТМА-22» відбувся 14 листопада 2011 р.

Окрім «Союз ТМА», сьогодні для польотів у космос використовуються кораблі нової серії 7К-СТМА-М «Спілка ТМА-М» («Спілка ТМАЦ»)(Ц – цифровий).

Пристрій

Кораблі цієї серії складаються з трьох модулів: приладно-агрегатного відсіку (ПАТ), апарату, що спускається (СА), побутового відсіку (БО).

У ПАТ знаходиться комбінована рухова установка, паливо для неї, службові системи. Довжина відсіку 2,26 м, основний діаметр 2,15 м. Двигуна установка складається з 28 ДПО (двигуни причалювання та орієнтації) по 14 на кожному колекторі, а також зближувально-коригувального двигуна (СКД). СКД призначений для орбітального маневрування та сходу з орбіти.

Система енергопостачання складається із сонячних батарей та акумуляторів.

У апараті, що спускається, знаходяться місця для космонавтів, системи життєзабезпечення, управління, парашутна система. Довжина відсіку 2,24 м, діаметр 2,2 м. Побутовий відсік має довжину 3,4 м, діаметр 2,25 м. Він оснащений стикувальним вузлом та системою зближення. У герметичному обсязі БО розташовуються вантажі для станції, інше корисне навантаження, ряд систем життєзабезпечення, зокрема туалет. Через посадковий люк на бічній поверхні БО космонавти входять у корабель на стартовій позиції космодрому. БО може бути використаний при шлюзуванні у відкритий космос у скафандрах типу «Орлан» через люк.

Нова модернізована версія "Союз ТМА-МС"

Оновлення торкнеться практично кожної системи пілотованого корабля. Основні пункти програми модернізації космічного корабля:

  • енерговіддача сонячних батарей буде підвищена за рахунок застосування більш ефективних фотоелектричних перетворювачів;
  • надійність зближення та стикування корабля з космічною станцією за рахунок зміни установки двигунів причалювання та орієнтації. Нова схема цих двигунів дозволить виконати зближення і стикування навіть у разі відмови одного з двигунів та забезпечити спуск пілотованого корабля за будь-яких двох відмов двигунів;
  • нова система зв'язку та пеленгації, яка дозволить крім поліпшення якості радіозв'язку, полегшити пошук апарату, що спускається, що приземлився в будь-якій точці Земної кулі.

На модернізованому "Союз ТМА-МС" будуть встановлені датчики системи ГЛОНАСС. На етапі парашутування і після посадки апарата, що спускається, його координати, отримані за даними ГЛОНАСС/GPS, будуть передаватися за супутниковою системою Коспас-Сарсат в ЦУП.

"Союз ТМА-МС" стане останньою модифікацією "Союзу"». Корабель буде використовуватися для пілотованих польотів доти, доки на зміну йому не прийде корабель нового покоління. Але це вже зовсім інша історія.

Цікаво подивитися, як різні люди вирішують одне й те саме завдання. У кожного є свій досвід, свої початкові умови, але коли мета і вимоги схожі, рішення цього завдання функціонально схожі один на одного, хоча можуть відрізнятися в конкретній реалізації. Наприкінці 50-х років і СРСР і США почали розробляти пілотовані кораблі для перших кроків у космос. Вимоги були схожими – екіпаж одна людина, час перебування у космосі – до кількох діб. Але апарати вийшли різні, і, як мені здається, було б цікаво їх порівняти.

Вступ

Ні СРСР, ні США не знали, що чекає на людину в космосі. Так, у польотах літаком можна відтворити невагомість, але тривалістю всього ~30 секунд. Що буде з людиною за тривалої невагомості? Лікарі лякали неможливістю дихати, пити, бачити (нібито око має втратити свою форму через неправильну роботу очних м'язів), розуміти (лякали божевіллям або втратою свідомості). Знання про космічні частки високої енергії призводило до думок про радіаційні поразки (і навіть після польотів регулярно в газетах спливали моторошні версії про променеву хворобу космонавтів, що літали). Тому перші кораблі були розраховані на невеликий час перебування у космосі. Тривалість перших польотів вимірювалася хвилинами, наступних годинами, або витками навколо Землі (один виток - приблизно 90 хвилин).

Засоби виведення

Головним фактором, що впливає на дизайн корабля, була вантажопідйомність ракети-носія. І двоступінчаста Р-7, і Атлас могли вивести на низьку навколоземну орбіту приблизно 1300 кг. Але для "сімки" встигли відпрацювати в місячних пусках 1959 року третій ступінь - блок "Е", підвищивши вантажопідйомність триступеневої ракети до 4,5 тонн. А США все ніяк не могли відпрацювати базовий двоступеневий "Атлас", і перший теоретично можливий варіант "Атлас-Аджена" полетів лише на початку 1960 року. В результаті вийшов анекдот – радянські «Сходи» важили 4,5 тонни, а маса «Меркурія» була порівнянна з масою «Супутника-3» – 1300 кг.

Зовнішні елементи конструкції

Розглянемо спочатку зовнішню частину кораблів:


«Схід»


"Меркурій"

Форма корпусу
«Схід» на ділянці виведення знаходився під обтічником, що скидається. Тому конструкторів не хвилювала аеродинамічність форм корабля, а також можна було спокійно розміщувати антени, балони, жалюзі терморегуляції та інші тендітні елементи на поверхні апарату. А особливості конструкції блоку "Е" визначили характерний конічний "хвіст" корабля.

«Меркурій» не міг дозволити собі тягнути на орбіту важкий обтічник. Тому корабель мав аеродинамічну конічну форму, і всі чутливі елементи типу перископа були забираються.

Теплозахист
При створенні Сходу конструктори виходили з рішень, що дають максимальну надійність. Тому форму апарату, що спускається, вибрали у вигляді кулі. Нерівномірність розподілу ваги забезпечувала ефект «ваньки-встаньки», коли апарат, що спускається самостійно, без будь-якого управління, встановлювався в правильне положення. А теплозахист наносився на всю поверхню апарата, що спускається. При гальмуванні щільні шари атмосфери вплив на поверхню кулі був нерівномірним, тому шар теплозахисту мав різну товщину.


Зліва: обтікання сфери на гіперзвуковій швидкості (в аеродинамічній трубі), праворуч: нерівномірно обгорілий апарат «Схід-1», що спускається.

Конічна форма «Меркурія» означала, що теплозахист знадобиться лише знизу. З одного боку, це заощаджувало вагу, з іншого боку, неправильна орієнтація корабля при вході в щільні шари атмосфери означала високу ймовірність його руйнування. На верхній частині корабля стояв спеціальний аеродинамічний спойлер, який мав перевернути "Меркурій" кормою вперед.


Ліворуч: конус на гіперзвуковій швидкості в аеродинамічній трубі, праворуч: теплозахист «Меркурія» після посадки.

Що цікаво, матеріал теплозахисту був схожим – на «Сході» просочена смолою азбестова тканина, на «Меркурії» – скловолокно та гума. В обох випадках тканинний матеріал з наповнювачем згоряв пошарово, а наповнювач випаровувався, створюючи додатковий шар теплозахисту.

Гальмівна система
Гальмівний двигун "Сходу" був недубльованим. З погляду безпеки, це було не дуже гарним рішенням. Так, «Сходи» запускалися так, щоб протягом тижня загальмуватися природним чином про атмосферу, але, по-перше, вже в польоті Гагаріна орбіта була вищою за розрахункову, що фактично «виключало» цю резервну систему, а по-друге, природне гальмування означало посадку де завгодно від 65 градусів північної широти до 65 градусів південної широти. Причина цього конструктивна - два ЗРД у корабель не влазили, а твердопаливні двигуни тоді не були освоєні. Надійність ТДП підвищувала максимальна простота конструкції. Траплялися випадки, коли ТДУ давала трохи менший імпульс, ніж потрібно, але повної відмови не було жодного разу.


ТДВ «Сходу»

На «Меркурії» за теплозахисним щитом стояв блок двигунів поділу та гальмування. Обидва типи двигунів були встановлені у трьох примірниках для більшої надійності. Двигуни поділу включалися відразу після вимкнення двигунів ракети-носія для того, щоб корабель відійшов від ракети-носія на безпечну відстань. Гальмівні двигуни включалися для сходу з орбіти. Для того, щоб повернутися з орбіти, було достатньо одного гальмівного двигуна, що спрацював. Блок двигунів кріпився на сталевих стрічках та скидався після гальмування.


ТДМ «Меркурія»

Система посадки
На «Сходах» пілот сідав окремо від корабля. На висоті 7 км космонавт катапультувався та сідав самостійно на парашуті. Для більшої надійності парашутна система була дубльована.

На Меркуріях використовувалася ідея посадки на воду. Вода пом'якшувала удар, а великий флот США не відчував труднощів із пошуком капсули в океані. Для пом'якшення удару об воду розкривався спеціальний повітряний мішок-амортизатор.

Історія показала, що посадкові системи виявилися найнебезпечнішими у проектах. Гагарін мало не сів у Волгу, Титов приземлився поруч із потягом, Попович мало не поламався на камені. Гриссом мало не потонув разом із кораблем, а Карпентера шукали більше години і вже почали вважати загиблим. У наступних кораблях був катапультування пілота, ні подушки-амортизатора.

Системи аварійного порятунку
Штатна система катапультування космонавта на Сході могла працювати як система порятунку на початковій ділянці траєкторії. В обтічнику був отвір для посадки космонавта та аварійного катапультування. Парашют міг не встигнути розкритися у разі аварії на перших секундах польоту, тому праворуч від стартового столу була натягнута сітка, яка мала пом'якшити падіння.


Сітка внизу на передньому плані

На великій висоті корабель мав відокремитися від ракети, використовуючи штатні засоби поділу.
На «Меркуріях» стояла система аварійного порятунку, яка повинна була відвести капсулу від ракети, що руйнується, починаючи від старту і до кінця щільних шарів атмосфери.

У разі аварії на великій висоті використовувалася штатна система розподілу.
Крісла, що катапультуються, як система порятунку використовувалися на «Джеміні», а також випробувальних польотах «Спейс Шаттла». САС у стилі "Меркурія" стояла на "Аполлонах" і досі ставиться на "Союзи".

Двигуни орієнтації
Як робоче тіло для орієнтації на кораблі «Схід» використовувався стислий азот. Головною перевагою системи була простота - газ утримувався в шар-балонах і випускався за допомогою простої системи.
На кораблі «Меркурій» використовувалося каталітичне розкладання концентрованого перекису водню. З погляду питомого імпульсу це вигідніше за стислий газ, але запаси робочого тіла на «Меркуріях» були вкрай малі. Активно маневруючи, можна було витратити весь запас перекису менше, ніж за один виток. Адже її запас потрібно було зберегти для операцій з орієнтації при посадці ... Астронавти негласно змагалися між собою, хто витратить менше перекису, а Карпентер, який захопився фотографією, потрапив у серйозну переробку - він неекономно витрачав робоче тіло на орієнтацію і перекис закінчився в процесі посадки. На щастя, висота була ~20 км і катастрофи не сталося.
Надалі перекис як робоче тіло використовувався на перших «Союзах», а потім усі перейшли на висококиплячі компоненти НДМГ/АТ.
Система терморегуляції
На «Сходах» використовувалися жалюзі, які відкривалися, збільшуючи випромінювальну площу корабля, то закривалися.
На "Меркуріях" стояла система, що використовує випаровування води у вакуумі. Вона була компактнішою і легшою, але проблем з нею було більше, наприклад, у польоті Купера вона знала лише два стани – «спекотно» та «холодно».

Внутрішні елементи конструкції

Внутрішнє компонування корабля «Схід»:

Внутрішнє компонування корабля «Меркурій»:

Панель інструментів
Панелі інструментів наочно показують різницю підходів у проектуванні. «Схід» робили проектувальники ракет, тому його панель інструментів відрізняється мінімумом елементів керування:


Світлина


Ліва панель.


Основна панель.

«Меркурій» робили колишні конструктори літаків, та й астронавти докладали зусиль до того, щоб кабіна була для них звичною. Тому елементів керування набагато більше:


Світлина.


Схема.

У той самий час схожість завдань породила однакові прилади. І на Сході і на Меркурії був глобус з годинниковим механізмом, що показує поточне положення апарату і розрахункове місце посадки. І на "Сходах" і на "Меркуріях" були індикатори етапів польоту - на "Меркуріях" це "Управління польотними операціями" на лівій панелі, на "Сходах" - індикатори "Спуск-1", "Спуск-2", "Спуск- 3» та «Приготуватися до катапультування» на центральній панелі. На обох кораблях була система ручної орієнтації:


"Погляд" на "Сходах". Якщо на периферійній частині з усіх боків обрій, а Земля в центрі рухається знизу вгору, то орієнтація на гальмування правильна.


Перископ на "Меркуріях". Позначки показують правильну орієнтацію на гальмування.

Система життєзабезпечення
На обох кораблях політ проводився у скафандрах. У «Сході» підтримувалася атмосфера близька до земної – тиск 1 атм, повітря кисень і азот. На «Меркуріях» задля економії ваги атмосфера була суто киснева при зниженому тиску. Це додавало незручностей - астронавту потрібно було близько двох годин перед пуском дихати в кораблі киснем, при виведенні потрібно було нацьковувати атмосферу з капсули, потім перекривати вентиляційний клапан, а при посадці знову відкривати його для підвищення тиску разом з атмосферним.
Санітарно-гігієнічна система була більш просунута на «Сходах» - літаючи кілька діб була можливість задоволення великої та малої потреб. На "Меркурії" стояли тільки сечоприймачі, від великих гігієнічних проблем рятувала спеціальна дієта.
Електросистема
Обидва кораблі використовували енергію акумуляторів. "Сходи" були витривалішими, на "Меркуріях" добовий політ Купера завершувався в умовах відмови доброї половини приладів.

Висновок

Обидва типи кораблів були вершиною техніки своїх країн. Будучи першими, обидва типи мали як вдалі рішення, і невдалі. Ідеї, закладені в «Меркурій» живуть у системах порятунку і конічних капсулах, а онуки «Сходу» досі літають - «Фотони» та «Біони» використовують такі ж сферичні апарати, що спускаються:


В цілому, «Сходи» і «Меркурії» виявилися хорошими кораблями, що дозволили зробити перші кроки в космос, і уникли фатальних подій.

Під багаторазовим космічним кораблем мається на увазі такий апарат, конструкція якого дозволяє повторно використати весь корабель або його основні частини. Першим досвідом у цій сфері став «космічний човник» Space Shuttle. Потім завдання створення аналогічного апарату поставили радянським ученим, у результаті з'явився «Буран».

В обох країнах проектують інші апарати. На даний момент найпомітнішим прикладом проектів такого типу є частково багаторазовий Falcon 9 від компанії SpaceX з першим щаблем, що повертається.

Сьогодні поговоримо про те, навіщо подібні проекти розробляли, як вони показали себе з точки зору ефективності та які перспективи цього напряму космонавтики.

Історія космічних човників розпочалася 1967 року, до першого пілотованого польоту за програмою «Аполлон». 30 жовтня 1968 року НАСА звернулося до американських космічних компаній з пропозицією опрацювати багаторазову космічну систему з метою зниження витрат на кожен пуск і на кожен кілограм корисного вантажу, виведеного на орбіту.

Уряду запропонували кілька проектів, але кожен із них коштував щонайменше п'ять мільярдів доларів США, отже Річард Ніксон відкинув їх. Плани у НАСА були вкрай амбітні: проект мав на увазі роботу орбітальної станції, на яку і з якої човники постійно возили б корисні вантажі. Також човники мали запускати та повертати супутники з орбіти, обслуговувати та ремонтувати супутники на орбіті, проводити пілотовані місії.

Фінальні вимоги до корабля виглядали так:

  • Вантажний відсік 4,5х18,2 метра
  • Можливість горизонтального маневру на 2000 км (маневр літака у горизонтальній площині)
  • Вантажопідйомність 30 тонн на низьку навколоземну орбіту, 18 тонн на полярну орбіту

Рішенням стало створення шатла, інвестиції в який мали окупитися завдяки висновку на орбіту супутників на комерційній основі. Для успіху проекту важливо максимально знизити вартість виведення кожного кілограма вантажу на орбіту. У 1969 році автор проекту говорив про зниження вартості до 40-100 американських доларів за кілограм, тоді як для Сатурн-V цей показник становив 2000 доларів.

Для запуску в космос шатли використовували два твердопаливні ракетні прискорювачі і три власні маршові двигуни. Твердопаливні ракетні прискорювачі відокремлювалися на висоті 45 кілометрів, потім вводилися в океан, ремонтувалися і використовувалися повторно. Головні двигуни використовують рідкий водень та кисень у підвісному паливному баку, який відкидався на висоті 113 кілометрів, після чого частково згоряв у атмосфері.

Першим прототипом "Спейс Шаттла" став "Ентерпрайз", названий так на честь корабля із серіалу "Зоряний шлях". Корабель перевіряли на аеродинамічність і тестували на здатність приземлитися під час планування. У космос першим вирушила "Колумбія" 12 квітня 1981 року. Фактично це також був випробувальний пуск, хоча при цьому на борту знаходився екіпаж у складі двох астронавтів: командира Джона Янга та пілота Роберта Кріппена. Тоді все склалося вдало. На жаль, саме цей шатл зазнав аварії в 2003 році з сімома членами екіпажу, на 28 пуску. Така ж доля була у «Челленджера» – він витримав 9 пусків, а на десятому – зазнав аварії. 7 членів екіпажу загинули.

Хоча НАСА у 1985 році планували по 24 запуски щорічно, за 30 років використання шатлів вони злітали та повернулися 135 разів. Два з них – невдало. Рекордсменом за кількістю пусків став шатл "Діскавері" - він пережив 39 стартів. "Атлантіс" витримав 33 пуски, "Колумбія" - 28, "Індевор" - 25 і "Челленджер" - 10.


"Челленджер", 1983 рік

Шаттли «Діскавері», «Атлантіс» та «Індевор» використовувалися для доставки вантажів на Міжнародну космічну станцію та на станцію «Мир».

Вартість доставки вантажів на орбіту у випадку зі Спейс шатлами виявилася найвищою за всю історію космонавтики. Кожен пуск коштував від 500 мільйонів до 1,3 мільярда доларів, кожен кілограм - від 13 до 17 тисяч доларів. Для порівняння, одноразова ракета-носій "Союз" здатна виводити в космос вантажі за ціною до 25 тисяч доларів за кілограм. Програма «Спейс Шаттл» планувалася як самоокупна, але в результаті стала однією з найзбитковіших.


Шаттл "Атлантіс", готовий до експедиції STS-129 з доставки обладнання, матеріалів та запчастин на Міжнародну космічну станцію. Листопад 2009 року

Останній політ за програмою «Спейс Шаттл» відбувся у 2011 році. 21 липня того року Землю повернувся "Атлантіс". Остання посадка «Атлантису» ознаменувала собою кінець цілої доби. Докладно про те, що планували і що вийшло у програмі «Спейс Шаттл», читайте у цій статті.

У СРСР вирішили, що характеристики «Спейс шатла» дозволяють викрадати з орбіти радянські супутники або цілу космічну станцію: човник міг виводити на орбіту 29,5 тонни вантажу, а спускати - 14,5 тонни. З урахуванням планів 60 пусків на рік це 1770 тонн щорічно, хоча на той момент США не відправляли в космос і 150 тонн за рік. Спускати передбачалося 820 тонн на рік, хоча з орбіти нічого не спускалося. Креслення та фото шатлу дозволяли припустити, що американський корабель може за допомогою ядерних боєприпасів атакувати СРСР із будь-якої точки навколоземного простору, перебуваючи поза зоною радіовидимості.

Для захисту від можливого нападу на станціях "Салют" та "Алмаз" встановили модернізовану автоматичну 23-міліметрову гармату НР-23. А щоб не відставати від американських братів у воєнізованому космосі, у Спілці розпочали розробку орбітального корабля-ракетоплану багаторазової космічної системи «Буран».

Розробка багаторазової космічної системи розпочалася у квітні 1973 року. Сама ідея мала безліч прихильників та противників. Керівник інституту Міноборони з військового космосу підстрахувався і зробив відразу два звіти - на користь і проти програми, і обидві ці звіти опинилися на столі Д. Ф. Устинова, Міністра оборони СРСР. Він зв'язався з Валентином Глушком, відповідальним за програму, але той відправив на зустріч замість себе свого співробітника в «Енергомаші» - Валерія Бурдакова. Після розмови на тему військових можливостей «Спейс Шаттла» та радянського аналога Устинов підготував рішення, за яким розробка багаторазового космічного корабля отримала найвищий пріоритет. За створення корабля взялося створене з цією метою НВО «Блискавка».

Завданнями «Бурану» за планом Міноборони СРСР були: протидія заходам ймовірного супротивника щодо розширення використання космічного простору у військових цілях, вирішення завдань на користь оборони, народного господарства та науки, проведення військово-прикладних досліджень та експериментів з використанням зброї на відомих та нових фізичних принципах , а також виведення на орбіту, обслуговування та повернення на землю космічних апаратів, космонавтів та вантажів.

На відміну від НАСА, що ризикнуло екіпажем під час першого пілотованого польоту шатла, свій перший політ Буран здійснив в автоматичному режимі за допомогою бортового комп'ютера на базі IBM System/370. 15 листопада 1988 відбувся пуск, ракета-носій «Енергія» вивела космічний корабель на навколоземну орбіту з космодрому Байконур. Корабель здійснив два витки навколо Землі і здійснив посадку на аеродромі «Ювілейний».

Під час посадки сталася пригода, яка показала, наскільки розумною вийшла автоматична система. На висоті 11 кілометрів корабель здійснив різкий маневр і описав петлю з розворотом на 180 градусів - тобто сіл, зайшовши з іншого кінця смуги. Це рішення автоматика прийняла після отримання даних про штормовий вітер, щоб зайти найбільш вигідною траєкторією.

Автоматичний режим був одним із головних відмінностей від шатла. Крім того, шатли сідали з непрацюючим двигуном і не могли кілька разів заходити на посадку. Для порятунку екіпажу у «Бурані» передбачили катапульту для перших двох пілотів. По суті, конструктори з СРСР скопіювали конфігурацію шатлів, чого не заперечували, але зробили ряд вкрай корисних нововведень з точки управління апаратом і безпеки екіпажу.

На жаль, перший політ Бурана став останнім. 1990 року роботу призупинили, а 1993 - повністю закрили.

Як іноді трапляється з предметами гордості нації, версія 2.01 «Байкал», яку хотіли відправити в космос, довгі роки гнив на причалі Хімкінського водосховища.

До історії ви могли торкнутися 2011 року. Більше того, тоді від цієї історії люди навіть шматки обшивки та теплозахисного покриття могли відірвати. Того року корабель доставили з Химок до Жуковського, щоб реставрувати та представити на МАКСі через кілька років.


«Буран» зсередини


Доставка «Бурану» з Хімок до Жуковського.


«Буран» на МАКСі, 2011 рік, за місяць після початку реставрації

Незважаючи на економічну недоцільність, яку показала програма «Спейс Шаттл», США вирішили не відмовлятися від проектів створення багаторазових космічних кораблів. У 1999 році НАСА разом з Boeing розпочало розробку безпілотника X-37. Існують версії, за якими апарат призначений для обкатки технологій майбутніх космічних перехоплювачів, здатних виводити з ладу інші апарати. До такої думки схиляються експерти США.

Апарат здійснив три польоти максимальною тривалістю 674 діб. На даний момент він здійснює четвертий політ, дата запуску – 20 травня 2015 року.

Орбітальна лабораторія, що літає, Boeing X-37 несе масу корисного вантажу до 900 кілограмів. Порівняно зі «Спейс Шаттлом» та «Бураном», здатними нести до 30 тонн під час зльоту, Boeing – малюк. Але в нього й інші цілі. Початок мінішатлам поклав австрійський фізик Ейген Зенгер, коли 1934 року розпочав розробку далекого ракетного бомбардувальника. Проект закрили, згадавши його в 1944 році, до кінця Другої світової війни, але рятувати Німеччину від поразки за допомогою такого бомбардувальника було пізно. У жовтні 1957 ідею продовжили американці, запустивши програму X-20 Dyna-Soar.

Орбітальний літак X-20 був здатний після виходу на суборбітальну траєкторію пірнути в атмосферу до висоти 40-60 кілометрів з метою зробити фото чи скинути бомбу, після чого повернутися в космос на підйомній силі від крил.

Проект закрили у 1963 році на користь цивільної програми Gemini та військового проекту орбітальної станції MOL.


Ракети-носії Titan для виведення X-20 на орбіту.


Макет X-20

У СРСР 1969 року почали будувати «БІР» - безпілотний орбітальний ракетоплан. Перший пуск провели без теплозахисту, через що апарат згорів. Другий ракетоплан розбився через парашути, що не розкрилися, після успішного гальмування про атмосферу. У наступних п'ятьох пусків лише один раз БОР не вийшов на орбіту. Незважаючи на втрату апаратів, кожен новий старт приносив важливі для подальшої розробки дані. За допомогою БОР-4 у 1980-х роках тестували теплозахист для майбутнього Бурана.

У рамках програми «Спіраль», для якої будували «БІР», передбачалося розробити літак-розгін, який би піднімався на висоту 30 кілометрів на швидкості до 6 швидкостей звуку, щоб вивести орбітальний апарат на орбіту. Ця частина програми не відбулася. Міноборони вимагала аналог американського шатлу, тож сили кинули на «Буран».


БІР-4


БІР-4

Якщо радянський "Буран" був частково скопійований з американського "Спейс Шаттла", то у випадку з "Dream Chaser" все сталося з точністю до навпаки: покинутий проект "БОР", а саме ракетоплан версії "БОР-4", став основою для створення багаторазового космічного корабля від компанії SpaceDev. Вірніше, "Space Chaser" заснований на скопійованому орбітальному літаку HL-20.

Роботи над "Тим, ​​хто біжить за мрією" почалися в 2004 році, а в 2007 році SpaceDev домовилися з United Launch Alliance про використання для запуску ракет "Атлас-5". Перші успішні випробування в аеродинамічній трубі пройшли у 2012 році. Перший льотний прототип скинули з вертольота з висоти 3,8 км 26 жовтня 2013 року.

Вантажна версія корабля за планами конструкторів зможе доставляти на Міжнародну космічну станцію до 5,5 тонни, а повертати до 1,75 тонни.

Свій варіант багаторазової системи у 1985 році почали розробляти німці – проект називався «Зенгер». У 1995 році, після розробки двигуна, проект закрили, оскільки він дав би вигоду лише в 10-30% порівняно з європейською ракетою-носієм "Аріан 5".


Літальний апарат HL-20


"Dream Chaser"

На зміну одноразовим "Союзам" у Росії з 2000 років почали розробляти багатоцільовий космічний корабель "Кліпер". Система стала проміжною ланкою між крилатими шатлами та балістичною капсулою «Союзу». У 2005 році з метою співпраці з Європейським космічним агентством було представлено нову версію - крилатий «Кліпер».

Апарат може виводити на орбіту 6 осіб і до 700 кілограмів вантажу, тобто перевершує ці параметри «Союз» вдвічі. На даний момент немає інформації про те, що робота проекту продовжується. Натомість у новинах пишуть про новий багаторазовий корабель – «Федерація».


Багатоцільовий космічний корабель «Кліпер»

Пілотований транспортний корабель «Федерація» має прийти на зміну пілотованим «Союзам» та вантажівкам «Прогресу». Його планують використовувати, зокрема, для польоту на Місяць. Перший запуск заплановано на 2019 рік. В автономному польоті апарат повинен буде здатний перебувати до 40 діб, а при стикуванні з орбітальної станції він зможе працювати до 1 року. На даний момент завершено розробку ескізного та технічного проектів, йде розробка робочої документації щодо створення корабля першого етапу.

Система складається з двох основних модулів: апарату, що повертається, і рухового відсіку. У роботі застосують ідеї, які раніше використовували для Кліпера. Корабель зможе доставляти до 6 осіб на орбіту та до 4 осіб на Місяць.


Параметри апарату "Федерація"

Одним із найпомітніших у ЗМІ на даний момент багаторазових проектів є розробки SpaceX – транспортний корабель Dragon V2 та ракета-носій Falcon 9.

Falcon 9 є апаратом, що частково повертається. Ракета-носій складається з двох ступенів, перша з яких має систему для повернення та вертикального приземлення на посадковий майданчик. Останній запуск не був вдалим – 1 вересня 2016 року сталася аварія.

Багаторазовий пілотований корабель Dragon V2 зараз готують до тестування на безпеку для астронавтів. 2017 року планують провести безпілотний запуск апарата на ракеті Falcon 9.


Багаторазовий пілотований корабель Dragon V2

У рамках підготовки до польоту експедиції на Марс США розробили багаторазовий космічний корабель Orion. Складання корабля завершили у 2014 році. Перший безпілотний політ апарату відбувся 5 грудня 2014 року та пройшов успішно. Тепер НАСА готується до подальших пусків, зокрема з екіпажем.

Авіація, як правило, має на увазі багаторазове використання літальних апаратів. Такою ж властивістю в майбутньому мають володіти і космічні апарати, але для цього доведеться вирішити низку проблем, включаючи економічні. Кожен запуск багаторазового корабля має виходити дешевше, ніж будівництво одноразового. Необхідно використовувати такі матеріали та технології, які дозволять повторно запускати апарати після мінімального ремонту, а в ідеалі взагалі без ремонту. Можливо, космічні кораблі в майбутньому матимуть одночасно як характеристики ракети, так і літака.



Останні матеріали розділу:

Основний план дій та способи виживання Вночі тихо, вдень вітер посилюється, а надвечір затихає
Основний план дій та способи виживання Вночі тихо, вдень вітер посилюється, а надвечір затихає

5.1. Поняття про місце існування людини. Нормальні та екстремальні умови життєпроживання. Виживання 5.1.1. Поняття про довкілля людини...

Англійські звуки для дітей: читаємо транскрипцію правильно
Англійські звуки для дітей: читаємо транскрипцію правильно

А ви знали, що англійський алфавіт складається з 26 літер та 46 різних звуків? Одна й та сама буква може передавати кілька звуків одночасно.

Контрольний тест з історії на тему Раннє Середньовіччя (6 клас)
Контрольний тест з історії на тему Раннє Середньовіччя (6 клас)

М.: 2019. – 128 с. М.: 2013. – 160 с. Посібник включає тести з історії Середніх віків для поточного та підсумкового контролю та відповідає змісту...