Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники
Воздействие перегрузок, возникающих во время полета на космонавтов, исследуют в центрифугах. Кабина центрифуги имеет три степени свободы и обеспечивает создание перегрузок, действующих на космонавтов в любом направлении. Изменяя частоту вращения, можно моделировать условия старта, отделения ступеней ракеты-носителя и многие другие ситуации. В имитаторах линейных ускорений моделируют перегрузки торможения, которые могут возникать при входе в плотные слои атмосферы, при возврате на Землю, перегрузки при очень высоких скоростях и их быстром нарастании.
Для моделирования условий невесомости специально переоборудуют самолеты. Внутри самолета, летящего по баллистической кривой, космонавт может отрабатывать простые процедуры (прием пищи и т. п.), вход и выход из космического корабля. Но у этого тренажера есть существенный недостаток – кратковременность периода невесомости, длящегося в среднем 30 с.
Нередко в целях укрепления навыков или их первичного получения используются кинотренажеры, которые используют киноизображения в сочетании с прочими средствами имитации и отображения. Эти тренажеры позволяют космонавтам улучшить свои навыки, необходимые для работы в условиях космического полета, а также помогают отработать оптимальные действия на случай попадания во внештатную или аварийную ситуацию.
Тренажеры делятся на статические и динамические. Также различают несколько групп тренажеров. В первую группу входят тренажеры, предназначенные для ознакомления с работой систем космического корабля. Вторая группа включает в себя тренажеры, помогающие космонавтам изучить задачи, которые предстоит решать в космосе, и совершенствовать уже полученные навыки выполнения этих задач. Третью группу составляют макеты космических кораблей, которые точно дублируют внутреннее устройство оригиналов. В этих макетах моделируются условия, приближенные к реальности космического пространства. Воспроизводится шумовое сопровождение запуска ракеты-носителя, кинопроекторами и системами зеркал создаются виды Земли, Луны, звездного неба и их изменения, которые должны происходить при движении корабля. На панели управления воссозданы приборы, которые отображают всю необходимую космонавтам информацию. Изменения показаний приборов происходят в результате работы счетно-решающих устройств, которые сравнивают показания с заданными параметрами и вносят в эти показания соответствующие поправки.
Турборакетный двигатель
Турборакетный двигатель – комбинированная двигательная установка, которая сочетает в себе турбокомпрессорный воздушно-реактивный и ракетный двигатели. Был разработан для получения более выгодных характеристик по сравнению с характеристиками каждого двигателя в отдельности.
Турборакетный двигатель представляет собой комбинированную установку, элементы которой органически связаны между собой, а не работают как два отдельных двигателя. Ракетная камера, использующая унитарное топливо, одновременно является и газогенератором для турбины. Турбина, в свою очередь, приводит в действие воздушный компрессор. Воздух, нагнетаемый компрессором, подается в камеру дожигания, где дожигается использованный турбиной парогаз и сжигается дополнительно горючее, как и в форсажной камере турбокомпрессорного воздушнореактивного двигателя с дожиганием. В итоге при использовании такого типа двигателя мощность турбины не зависит от высоты полета, также снимается часть ограничений по скорости перемещения аппарата. Снижается вес по сравнению с комбинированной установкой, использующей два двигателя в качестве самостоятельных систем. Нельзя не заметить, что у турборакетного двигателя снижена экономичность в расходе жидкого топлива в сравнении с турбокомпрессорным воздушно-реактивным двигателем с дожиганием.
Фотоспутник
Фотоспутник – спутник, использующий фотокамеру или какие-то иные системы, обеспечивающие возможность производства фотоснимков с околоземной орбиты. Хотя первые советские спутники и были технически готовы к проведению фотосъемок с орбиты, что они и продемонстрировали в ходе своей работы, их трудно назвать полноценными фотоспутниками, ведь это не являлось основной задачей первых космических аппаратов.
Впервые возможность использования спутников для контроля состояния сельскохозяйственных угодий, лесов и прочих задач была показана в начале 60-х гг. XX в. С помощью спутников серии «Тирос» были получены и переданы на Землю очертания земного шара под облаками. Тем не менее наиболее полно возможность проведения съемок с орбиты была выяснена с первыми полетами человека в космическое пространство. Например, американский космонавт Г. Купер во время своего полета на корабле «Меркурий» смог разглядеть сеть транспортных магистралей, строения. Первоначально эта информация, а точнее, возможность наблюдения с высоты более 160 км столь мелких объектов, была отвергнута, но во время последующих полетов наблюдения с высоты были столь же впечатляющими. На некоторых снимках можно было отличить места после выпадения дождя и местность, так и оставшуюся засушливой.
С появлением первой информации появились и первые идеи, касающиеся открывающихся возможностей. Начали финансироваться разработки новых технических средств для получения фотографической информации из космического пространства. Для совершенствования техники были использованы достижения военных в областях, которые обеспечивали эффективную разведку с высоколетящих самолетов. Например, первые ИК-фотографии позволяли отделить участки здоровых и пораженных болезнями сельскохозяйственных культур.
Одной из самых первых областей, которая начала использовать возможности космической фотографии, стала картография. Изображения, которые передавал американский спутник «Лэндсат», позволили скорректировать и обновить уже существующие карты США. Основной масштаб, который обеспечивала космическая съемка, был 1 : 250 000, хотя можно было добиться и лучших результатов. В Советской Союзе фотоспутники, в частности фотографическое оборудование станции «Салют», широко использовались для выверки в ходе строительства железнодорожной трассы БАМ. Изображения, получаемые с фотоспутников, могут быть использованы для построения подробнейших карт, в том числе оказалось возможным составлять карты подводного рельефа. Эта возможность может быть использована в морской картографии с целью выявления и детального описания участков коралловых рифов для обеспечения безопасности мореплавателей.
Основным фактором, который обеспечивает перспективность космическому картографированию, является высокая скорость в сравнении с другими методами. В середине 70-х гг. XX в. НАСА в сотрудничестве с Министерством сельского хозяйства и Национальным управлением по исследованию океанов и атмосферы решили провести совместные исследования возможностей спутниковой системы в прогнозировании урожая сельскохозяйственных культур. В качестве подопытного объекта была выбрана пшеница. Результаты, которые выдала спутниковая система, оказались на редкость точными, и в дальнейшем эта система прогнозирования получила распространение на другие сельскохозяйственные культуры. Кроме области сельского хозяйства, спутниковая фотосъемка может оказать существенную помощь и лесному хозяйству. Все та же американская система спутников «Лэндсат» показала неоспоримые преимущества для оценки лесных угодий на обширных территориях любой страны. Посредством космической фотосъемки стало возможным управлять процессом вырубки и давать рекомендации по изменению районов вырубки с целью обеспечения наилучшей сохранности леса. Использование фотоизображений со спутника позволяет лесному хозяйству контролировать возникновение очагов возгорания лесных массивов и достаточно оперативно производить локализацию этих очагов с целью предотвращения дальнейшего распространения огня.
Современные приборы, которые используются на фотоспутниках, позволяют проникать не только на поверхность Земли, но и на расстояние более 20 м в морские глубины. Эта возможность дает океанографам информацию различного рода. Например, с помощью американской спутниковой системы «Лэндсат» стало возможным контролировать изменения направления путей течений, таких как Гольфстрим, Гольфлуп, Эль Нино. Это позволило не только снизить затраты на передвижение морских судов благодаря выбору наилучшей траектории передвижения, но и по расположению теплых границ в океане выдать информацию о местах скопления рыб семейства лососевых, которые активно добываются рыбаками Тихого океана. В Советском Союзе аналогичные функции выполняли спутники серии «Космос», а также станции серии «Салют» и «Мир», которых на сегодняшний день уже не существует.
Благодаря таким исследованиям стал возможным более эффективный сбор информации о поверхности суши и океана с целью рационального использования природных ресурсов. На основе первых данных о возможных перспективах фотосъемки постепенно была создана специальная спутниковая система, которая позволила оперативно собирать информацию различного рода. С помощью фотоспутников была значительно облегчена навигация судов в холодных морях. Для составления прогнозов о поведении льда и айсбергов необходима наиболее полная информация о температурах воздуха и моря, выпадении осадков, ветрах и течениях. Мониторинг такой информации в короткие сроки может обеспечить система спутниковой фотосъемки.
