Din spațiu - pe sol
G. Petrov, inginer
Acum, toată lumea se uită, ca oameni de știință și ingineri de a rezolva problema, pe termen invers. Problema întoarcerea navei spațiale pe Pământ este considerat pe bună dreptate, una dintre cele mai dificile. La urma urmei, în cazul în care un astfel de aparat, care zboară cu o viteză extraordinară, fără frânare intră în atmosferă, se va arde foarte rapid și colapsa ca un meteorit. Prin urmare, viteza spațială a corpului trebuie redus ușor în straturile de aer diluate. În continuare decelerare ar trebui să aibă loc deja în straturile atmosferice dense.
Pentru a aborda toate fazele de sarcini complexe a reveni din spațiu pe Pământ de ingineri și designeri din întreaga lume, a invitat la o mulțime de tehnici și metode interesante. Pe unii dintre ei vrem să spunem aici.
În orbita Pământului
Să ne imaginăm că o navă spațială de zbor pe una dintre planetele din sistemul solar, este returnat în zona de gravitație al Pământului. În cazul în care o navă care zboară în apropierea planetei noastre, nu ia o manevră pentru a intra pe orbita un satelit artificial, ea „alunecare“ a trecut Pământul și îndepărtat din nou în nemărginită a dat spațiu interplanetar. Prin urmare, la limita navei spațiale de aer oceanic trebuie să schimbe direcția și magnitudinea vitezei, astfel încât să se deplaseze pe un traseu închis.
Cum se poate face acest lucru? Există diferite moduri. Una dintre ele este de a utiliza forța aerodinamică acționează pe aripi de aeronave, fluxul de aer raționalizate. O astfel de metodă este, desigur, definește principalele caracteristici ale structurii spațiale - trebuie să fie cu aripi.
Pentru a transfera nava spatiala pe orbita in jurul Pamantului este necesar pentru a începe o forță îndreptată spre centrul planetei noastre. Această putere este similară cu cea a forței centrale care acționează pe piatră, pus într-o praștie și mișcare într-un cerc, atunci când vă puteți relaxa Sling.
Problema apare, reversul care este rezolvată în avion. La proiectarea aripi de avion este setat astfel încât fluxul de aer care curge în jurul lor creând o forță de ridicare îndreptat vertical în sus, adică din centrul Pământului. aripi de nave spațiale ar trebui să creeze, de fapt același „ridicare“ efect, dar nu va fi îndreptată în sus, în jos, spre planeta. Prin urmare, nava trebuie să zboare cu susul în jos pe o tangentă la orbita circulara. În plus, trebuie să fie orientată în spațiu, astfel încât marginile frontale ale aripilor sunt îndreptate înainte și în jos în raport cu direcția de deplasare.
Împreună cu „ridicare“ forța există un alt, care este numit în trageți aerodinamica. Aceasta va reduce rata de mișcare a navei și cu „ridicare“ l forțeze să meargă pe o orbită eliptică. Forma și dimensiunea orbitei și viteza mișcărilor ei va fi determinată de cât de aproape de suprafața pentru prima dată, nava va trece planeta. Deja se deplasează pe o orbită eliptică, nava trebuie mai întâi îndepărtată de pe suprafața Pământului, și apoi să se întoarcă înapoi în zona în care prima frânare. După un anumit număr de orbita eliptică a vitezei rândul său, într-o plăcintă, atunci va fi posibil să se disloca nava în poziția sa normală și să înceapă o nouă scădere.
Metoda, care a fost descrisă aici, se numește „întoarcerea metodei de elipse de frânare.“ Această metodă face posibilă reducerea vitezei navei spațiale se apropie din spațiul interplanetar, egal la 11,2 km / sec, la o valoare de aproximativ 7,8 km / sec pe o orbită circulară. Viteza navei față de Pământ, puteți reduce numărul de acces la orbita eliptica nu este împotriva rotație a planetei, și „după“ el.
Un alt mod de a tranziției de la o orbită închisă este de a aplica motoarelor de rachetă de frânare. Dar acest lucru necesită mari rezerve de combustibil. În funcție de viteza navei spațiale mai aproape de Pământ poate necesita una sau chiar două puls de frână.
Deci, nava spațială, sa întors din spațiu, a intrat într-o orbită circulară. Dar procesul de aterizare pe planeta noastră este încă departe de a fi completă. . Viteza este de aproximativ 28,000 kilometri pe oră, dar pentru a aduce la o viteză de aterizare normală - aproximativ 280 km / h, care este, să-l reducă de 100 de ori. Această etapă este întoarcerea pe Pământ, în general, este aceeași pentru nava spatiala si pentru automate sau „populație“ navă-satelit.
Explorările pe întreaga planetă
... A fost un semnal de pe Pământ: „Pregătește-te pentru aterizare“ este încă câteva zeci de minute pentru a reduce. anxietate involuntara invaluit echipajul navei, dar numai pentru un moment. Trebuie să verificați lecturile, ferestrele, obloane atașate la scaunele.
În timp ce pe Pământ, stația de observare prin satelit, vom vedea pe ecranul televizorului ceea ce se întâmplă în interiorul vehiculului: doi astronauți, îmbrăcați în costume speciale, sunt dispozitive amplasate în fața lor monitorizează îndeaproape.
Revenirea „elipse de frânare“
Deci, ar putea arăta cabina navei spațiale
Ascultați cu atenție, puteți prinde zumzetul abia auzit de camera video, care după un anumit timp fotografierea fața de piloți și tablouri de bord, captarea modul de zbor, precum și fenomenele care au loc în interiorul cabinei. Părțile laterale ale navei, în fața scaunelor, vom vedea ferestrele cu sticlă securizată, nu pierdeți razele cosmice. Există și există filtre înlocuibile care protejează de lumina solară directă, și mecanismul de umbrire în caz de supra-expunere sau temperaturi ridicate. Prin fereastra de sticlă am putut vedea cerul-catifea neagră ornat cu stele stralucitoare luminoase.
Partea de scaun, astfel încât să puteți obține o mână, termosuri atașat cu un dispozitiv de extrudare a produselor alimentare lichide. Scaune pot ocupa orice poziție, și numai înainte de aterizare pe Pământ, acestea sunt fixate la cazul unui plan de salvare de urgență prin abandonarea navei, așa cum se face în aviație. Scaune au o altă caracteristică: în caz de accelerare sau decelerare a mișcării spațiale, atunci când congestie devin critice, acestea sunt rotite în mod automat, împreună cu piloții, astfel încât acestea ocupă poziția cea mai favorabilă, la care suprasarcinii care acționează în direcția de „piept - spate“, „spate - piept “.
În plus față de mânerele avionului familiare, vom vedea în maneta de comandă a navelor cârmei carlingii rachetă. Acestea sunt fixate camera de rachete și funcționează numai în afara atmosferei, în cazul în care suprafețele de control aerodinamice din cauza lipsei de aer ineficiente. Acestea creează forța de tracțiune cu jet transformă avionul în jurul centrului său de greutate. Având mai multe camere de ardere, dispozitivul poate fi implementat în orice poziție.
Pentru cabina căptușeală interior pad este un burete sintetic gros. Acest burete protejează echipajul de lovituri accidentale, care pot apărea atunci când se deplasează astronauții în interiorul cabinei în timpul zborului, și, de asemenea, servește ca izolație, bloc de zgomot exterior. Cab înscrisă în construcția de ansamblu a unei aeronave care are un înveliș refractar.
Pentru a înțelege ce ar trebui să fie carena navei, să încerce să ajungă la suprafața sa exterioară mental și imaginați-vă cum coca coliziune cu atomi de gaz. La viteze mari această coliziune provoacă atomizare mecanică a suprafeței metalului. Mai mult decât atât, în atmosfera superioară, există fluxuri de particule minuscule - praf de meteori care nu pot stantare carcasa mașinii, knocking distruge bucăți microscopice de material. Temperatura pieselor de placare vor varia în funcție de constatarea acestora cu privire la Pământ și Soare Este necesar să se ia în considerare radiația soarelui, și radiația termică a planetei, și bombardarea suprafeței micrometeoriți, și sonda periodică spațiu constatare în umbra Pământului.
Dar aici, pe navă a existat un semnal de avertizare. Mașina sa transformat automat prin alinierea axei sale cu tangenta la orbita. mușchii astronauților încordat. Am început coborârea.
De la un orbital
altitudinea de zbor prin satelit pentru fiecare orbită corespunde la o anumită viteză, care este mai mică, cu atât mai mare altitudine. La viteza suprafața Pământului de-a lungul unei orbite circulare este de aproximativ 8 km / sec, mai precis - 7.9 km / sec. La o altitudine de 500 km, este deja 7.6 km / s, și chiar mai mare, la o distanță de 1700 km de pământ - de 7 km / sec. În acest ultim caz, perioada orbitala prin satelit va dura 2 ore. În acest interval de înălțimi și oamenii sunt susceptibile de a acoperi laboratoare științifice.
frânarea aerodinamică Vizibile pornește numai de la o înălțime de aproximativ 100 km, în cazul în care straturile de aer sunt destul de dens. O modalitate de a trece de la orbite de mare altitudine pentru a reduce este de a crea tragere suplimentară. De exemplu, pentru de orbită 500 km la 80 km altitudine necesară pentru a crea zona de tragere de aproximativ 150- 200 m și 1 expend Mill. Orbitele în jurul Pământului. Un astfel de declin prelungit este în mod evident nedorite pentru sateliți cu echipaj uman, să nu mai vorbim de faptul că crearea unui mare zonă de frânare suplimentară este foarte dificil de realizat.
Cel mai eficient mod de a reduce nava - sateliți - franeaza folosind forța de tracțiune cu jet.
Diferite tipuri de traiectorii, care pot fi reduse.
Posibila tranziție folosind două impulsuri de tracțiune: un punct de fugă de la o orbită inițială, iar atunci când intră în orbita finală cu mișcare liberă între impulsuri. Este posibil să se realizeze finale orbitale un alt mod: mai multe aplicații de impulsuri cu o forță mai mică a motorului. În „cazul va dura mai mult timp decât cele anterioare, dar congestie în tranziție va fi mai puțin. tija de frână reactivă, în toate cazurile, ar trebui să fie direcționate strict tangențial la traiectoria de zbor.
Deorbiting navă spațială având o înălțime de aproximativ 100 km, poate fi de asemenea configurat în diferite moduri. Dar orice fel alege, există două dificultăți principale care trebuie să lupte în acest moment să se întoarcă pe Pământ: sistemul de încălzire și de suprasarcină.
Cel mai rapid, durează numai câteva minute, va coborî pe o traiectorie balistică. În forma seamănă cu o ramură descendentă a traiectoriei proiectilului evacuate din arma, dar are o dimensiune mult mai mare. Valori congestie și gradul de încălzire este în mare măsură
Varianta aplicând zona de frânare controlată, reducând traiectoria balistică.
Pentru a combate congestia pe unitate, scufundarea pe o traiectorie balistică, este posibil să se aplice o zonă de frânare controlată.
Poate că declinul în planificarea traiectoriei. Dar apoi a revenit de către sonda să fie aripi. Supraîncărcarea aici va fi neglijabil, dar timpul și distanța zborului va crește substanțial în comparație cu coborârea pe o traiectorie balistică. Pe planurile de a reduce timpul necesar de aproximativ o oră. Temperaturile de încălzire la suprafața dispozitivului va fi mult mai mici, dar din cauza duratei totale de zbor crește fluxul de căldură. Pentru a acoperi pe o navă cu aripi cârme de control necesare și stabilizare, mișcare poate trimite deja un om și el însuși un pilot poate alege locul de aterizare exactă.
Există, de asemenea, traiectoria de-al treilea tip - ricoșeu. Are o forma ondulatoriu. Naveta după intrarea în atmosferă, așa cum au fost reflectate din nou sare în sus. Mișcarea merge pe curba de putrefacție, până când cea mai mare viteza va fi rambursat.
Aterizare, în funcție de construcția dispozitivului poate fi diferit. Prin reducerea aterizare balistice echipajului se efectuează cu ușurință separat de unitatea principală prin separarea capsulei. Capsula om după rata de răscumpărare pot fi separate de structura principală și coboară cu ajutorul unei parașute la pământ. Această capsulă trebuie să fie prevăzută cu un dispozitiv de amortizare,
Plantarea printr-o capsulă plutitoare.
Este posibil ca alunecarea coborâre la viteze mici, lăsând aparatul se va întâmpla cu ajutorul unei catapulta și apoi de aterizare pe o parașută. Orbiter și nave interplanetare cu aripi, pare a fi în măsură să aterizeze ca un avion.
Din ceea ce a fost descris aici, este clar că problema de a se întoarce din spațiu pe Pământ este într-adevăr foarte complicat. Dar, în același timp, punerea în aplicare a acesteia, în virtutea tehnologiei moderne. Și poți fi sigur că va veni timpul când zboară în spațiu și de a reveni pe Pământ va fi pentru noi ca în mod obișnuit ca zborul și aterizarea aeronavelor moderne.
Acoperiți - Robert Avotina.