Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники
Также станция оборудована служебным модулем «Звезда», в котором располагаются системы полетного контроля и жизнеобеспечения, каюты для отдыха космонавтов. Он также является энергетическим и информационным центром орбитальной станции. Масса модуля около 24 т. Все составные части, системы и блоки, кроме бортового вычислительного комплекса, произведены российской стороной.
Корабли слежения
Корабли слежения – корабли, которые могут обеспечивать каналы связи с ракетоносителями и космическими аппаратами.
В России можно выделить две группы кораблей слежения.
К первой относятся суда, которые производят стационарные измерения, т. е. выполняют роль стационарных измерительных пунктов и передают команды и программы для управления полетом, измеряют параметры, характеризующие движение космического аппарата, а также способные принимать телеметрическую и научную информацию.
Ко второй группе относятся суда, которые обеспечивают непрерывные радиопереговоры с космонавтами и прием информации, как телеметрической, так и научной. Наиболее крупным считается флот США, состоящий из 20 кораблей слежения.
Космический лифт
Космический лифт – устройство, которое предположительно сможет осуществлять доставку грузов на планетарную орбиту либо за ее пределы.
Первое упоминание о возможности создания устройства, способного осуществить доставку на орбиту, можно найти в трудах К. Э. Циолковского в 1895 г. Его идея реализовывалась при помощи троса, который будет протянут от поверхности Земли до орбитальной станции. Предполагается, что использование космического лифта значительно сократит затраты и упростит процесс доставки на орбиту полезного груза. В настоящее время NASA финансирует разработку подъемника, способного самостоятельно двигаться по тросу, а частная фирма Liftport пытается самостоятельно достичь успеха на этом же поприще к 2031 г.
Конструктивно космический лифт должен состоять из основания, троса и подъемника с противовесом. Основание космического лифта предполагается оборудовать на поверхности планеты, где будет располагаться крепление троса, хотя есть проекты по организации основания на плавучей океанской платформе или судне.
Возможность маневрирования для уклонения от падения метеоритов, ураганов и решения прочих задач – вот основные преимущества плавучего основания.
Преимущества же стационарного основания заключаются в возможности уменьшения протяженности троса и использовании более дешевых источников энергии. Разница в длине троса, составляющая несколько километров, несущественна, но эта разница может позволить уменьшить требуемую толщину средней части. Сам трос предполагается производить из материалов, которые имеют максимальный предел прочности на разрыв.
В настоящее время существует технология производства углеродных нанотрубок, которые имеют характеристики, пригодные для использования в качестве нитей троса, но нить, сплетенная из трубок, менее прочна, чем каждый компонент в отдельности, поэтому необходимо и дальше продолжать исследования до получения новых видов составляющих компонентов либо увеличивать прочность. В марте 2004 г. достигнуты первые успехи – получены волокна длиннее нескольких сантиметров.
В конструкции подъемника есть одна серьезная проблема – это источник энергии, ведь он должен быть достаточно мощным, чтобы подъемник смог достичь верхней точки.
Основным вариантом получения энергии являются лучи энергии (лазерные, микроволновые), но они обладают рядом серьезных недостатков, которые связаны с эффективностью и диссипацией тепла на обоих концах.
Строительство космического лифта, хоть и обойдется достаточно дорого, значительно снизит расходы по доставке больших объемов груза и подразумевает долгосрочное использование. В настоящее время ракетная техника, для выведения одного килограмма полезного груза на опорную орбиту, требует затрат в тысячи долларов США, а на геостационарную орбиту – 20 тыс. долл. США.
В то же время подъем с использованием космического лифта, по теоретическим расчетам, будет стоить несколько сот долларов США за килограмм груза. Теоретически трос можно продолжить и за геостационарную орбиту, что позволит создать противовес и в то же время удлиненный трос позволит запускать со своего свободного конца грузы на другие планеты, так как он обладает значительной скоростью относительно Земли.
Космический ракетный комплекс
Космический ракетный комплекс – ракетная система, состоящая из космического корабля и разгонных блоков. В 1962 г. было начато проектирование опытного образца ракетно-космического комплекса серии «Союз». Разработка была начата ракетно-космической корпорацией «Энергия», в те времена она именовалась ОКБ-1.
Первоначальной задачей было создание космического летательного аппарата, пригодного для облета Луны.
В дальнейшем направление исследовательских работ было перенаправлено на создание трехместного орбитального корабля.
Его основным назначением должна была стать отработка операций маневрирования и стыковки на околоземной орбите, а также проведение различных экспериментов, в том числе изучение воздействия условий длительного космического полета на человеческий организм. Ракетно-космический комплекс «Союз» состоял из трех основных отсеков: спускаемый аппарат, он же кабина космонавтов; орбитальный отсек; приборно-агрегатный отсек.
Кроме того, имелась возможность дополнительно установить стыковочный узел, который мог быть активным либо пассивным. Внешняя поверхность корабля «Союз» была покрыта всевозможными датчиками научной аппаратуры, датчиками системы ориентации и оптическими устройствами. В стадии выведения на околоземную орбиту все устройства на внешней поверхности, во избежание повреждения, находились под защитой головного обтекателя, который впоследствии сбрасывался. «Союз» имел очень важное отличие от космических кораблей серий «Восток» и «Восход» – возможность осуществлять управление траекторией спуска. Этого можно было достигнуть посредством разворотов аппарата во время спуска по углу крена.
Первые испытания выявили ряд серьезных конструктивных недоработок, тем не менее 23 апреля 1967 г. состоялся первый запуск в пилотируемом режиме. Полет длился 27 ч, за которые космонавт, управляющий кораблем «Союз-1», полностью выполнил программу полета. К сожалению, при спуске космонавт погиб из-за неисправностей парашютной системы. К 1969 г. была завершена доработка ракетно-космического комплекса.
В дальнейшем система претерпела ряд серьезных конструктивных изменений. Корабль был переоборудован в двухместный, а также лишился систем жизнеобеспечения и солнечных батарей. Впоследствии корабль получил новый индекс «Союз-ТМ», что означало наличие новой двигательной установки, более совершенной парашютной системы, а также системы сближения.
Первый полет модифицированного корабля был совершен в 1986 г. на советскую станцию «Мир», а завершающий полет этой модификации состоялся в 2002 г. уже к другой орбитальной станции «МКС». В настоящее время российской «рабочей лошадкой» является модификация «Союз-ТМА». Корабль конструктивно изменен, улучшены условия работы космонавтов во время полетов на «МКС», улучшена парашютная система, снижена теплозащита.
Космический корабль
Космический корабль – космический аппарат, используемый для полетов по околоземной орбите, в том числе под управлением человека.
Все космические корабли можно разделить на два класса: пилотируемые и запускаемые в режиме управления с поверхности Земли.
В начале 20-х гг. XX в. К. Э. Циолковский в очередной раз предсказывает будущее освоение космического пространства землянами. В его работе «Космический корабль» встречается упоминание о так называемых небесных кораблях, основное предназначение которых – реализация полетов человека в космос.
Первые космические корабли серии «Восток» создавались под чутким руководством генерального конструктора ОКБ-1 (ныне ракетно-космическая корпорация «Энергия») С. П. Королева. Первый пилотируемый космический корабль «Восток» смог доставить в космическое пространство человека 12 апреля 1961 г. Этим космонавтом был Ю. А. Гагарин.
Основными задачами, поставленными в эксперименте, были:
1) изучение воздействия условий орбитального полета на человека, в том числе и на его работоспособность;
2) проверка принципов конструирования космических кораблей;
3) отработка конструкций и систем в реальных условиях.
Общая масса корабля составляла 4,7 т, диаметр – 2,4 м, длина – 4,4 м. Среди бортовых систем, которыми был оснащен корабль, можно выделить следующие: системы управления (автоматический и ручной режимы); система автоматической ориентации на Солнце и ручной – на Землю; система жизнеобеспечения; система терморегулирования; система приземления.
