Banyak tugas kompleks dari kontrol otomatis benda luar angkasa muncul selama kendali roket berawak dan kompleks ruang angkasa yang dirancang untuk melakukan penerbangan berawak ke Bulan dan kembali ke Bumi. Sebagai contoh, perhatikan sistem manajemen American pesawat luar angkasa"Apollo", dirancang untuk awak tiga orang.

Secara umum, pesawat ruang angkasa semacam itu terdiri dari tiga kompartemen, yang ditempatkan di jalur penerbangan ke Bulan dengan bantuan kendaraan peluncuran yang kuat.

Kompartemen komando dirancang untuk memasuki kembali atmosfer dan berisi paling penerbangan adalah semua tiga anggota awak. Kompartemen tambahan berisi sistem propulsi yang memberikan kemampuan untuk melakukan manuver, sumber tenaga, dll. Untuk pendaratan di Bulan, direncanakan menggunakan kompartemen khusus, di mana pada saat itu akan ada dua anggota awak, dan astronot ketiga. akan terbang dalam orbit selenosentris.

Sistem kontrol dan navigasi pesawat ruang angkasa semacam itu adalah sistem onboard yang digunakan untuk menentukan posisi dan kecepatan kendaraan, serta untuk mengontrol manuver. Bagian dari sistem ini terletak di kompartemen komando dan di kompartemen yang dimaksudkan untuk mendarat di bulan. Setiap bagian berisi perangkat untuk menyimpan orientasi dalam ruang inersia dan mengukur gaya-g, perangkat untuk pengukuran optik, panel instrumen dan panel kontrol, perangkat untuk menampilkan data pada indikator dan komputer digital terpasang.

Rencana penerbangan pesawat ruang angkasa Apollo

Jalur penerbangan pesawat ruang angkasa bulan terdiri dari bagian aktif dan bagian penerbangan inersia. Tugas sistem manajemen di bidang ini berbeda sampai batas tertentu.

Selama penerbangan dengan inersia, perlu diketahui posisi peralatan dan kecepatannya, yaitu untuk memecahkan masalah navigasi. Ini menggunakan informasi yang diterima dari stasiun bumi untuk melacak penerbangan pesawat ruang angkasa, data tentang penentuan posisi peralatan relatif terhadap bintang-bintang, Bumi dan Bulan, diperoleh dengan menggunakan perangkat optik on-board, dan data dari pengukuran radar. Setelah mengumpulkan informasi ini, itu menjadi definisi yang mungkin posisi peralatan, kecepatan dan manuver yang diperlukan untuk mencapai titik tertentu. Di area penerbangan bebas, dan terutama selama periode pengumpulan informasi navigasi, sering kali diperlukan untuk memastikan orientasi perangkat. Saat melakukan manuver, platform digunakan, distabilkan di ruang angkasa dengan bantuan giroskop.

Akselerometer dipasang pada platform, yang mengukur akselerasi dan memberikan informasi ke komputer terpasang. Saat mengontrol perangkat sebelum mendarat di bulan, Anda perlu mengetahuinya kecepatan awal dan posisi. Informasi tentang nilai-nilai ini dibentuk di segmen penerbangan oleh inersia.

Mari kita pertimbangkan secara singkat tugas-tugas yang harus diselesaikan oleh sistem kontrol dan navigasi pada berbagai tahap program.

Injeksi ke orbit geosentris Saat meluncurkan kendaraan peluncuran, kontrol dilakukan oleh sistem yang dipasang di depan kendaraan peluncuran. Namun, pada fase peluncuran, sistem kompartemen perintah menghasilkan perintah yang dapat digunakan jika terjadi kegagalan sistem kontrol kendaraan peluncuran. Selain itu, sistem kontrol kompartemen perintah memberi awak informasi tentang keakuratan peluncuran kendaraan ke orbit geosentris yang diberikan.

Segmen penerbangan orbit geosentris Pesawat ruang angkasa dan tahap terakhir kendaraan peluncuran membuat satu atau lebih belokan dalam orbit geosentris. Pada tahap ini, pengukuran navigasi yang dilakukan oleh peralatan udara dilakukan terutama untuk memeriksa fungsi peralatan yang benar. Elemen optik dari sistem kontrol kompartemen perintah digunakan untuk memperjelas posisi dan kecepatan kendaraan. Data yang diterima dari perangkat terpasang dibagi dengan data yang dikirimkan dari stasiun pelacakan darat.

Segmen penerbangan bebas ke Bulan. Perangkat terpisah dari tahap terakhir kendaraan peluncuran tak lama setelah meninggalkan orbit geosentris. Posisi awal dan kecepatan kendaraan ditentukan secara akurat baik oleh sistem on-board maupun oleh stasiun darat. Ketika lintasan kendaraan ditentukan secara akurat, koreksi lintasan dapat dilakukan. Biasanya, tiga manuver korektif dapat dilakukan, yang masing-masing dapat menyebabkan perubahan kecepatan kendaraan hingga 3 m/s. Koreksi lintasan pertama dapat dilakukan sekitar satu jam setelah peluncuran dari orbit geosentris.

Bagian peluncuran kompartemen bulan pada jalur penerbangan ke permukaan Bulan.Tugas pertama dari sistem kontrol kompartemen bulan adalah untuk memastikan eksekusi yang tepat dari manuver, di mana kompartemen bulan, karena perubahan kecepatannya beberapa ratus meter per detik, ditampilkan pada lintasan yang berakhir pada ketinggian 16 km di sekitar poin yang diberikan pendaratan. Kondisi awal untuk manuver ini ditentukan dengan menggunakan peralatan navigasi dari kompartemen komando. Data dimasukkan ke dalam sistem kontrol kompartemen bulan secara manual.

Situs pendaratan di permukaan bulan Pada waktu yang tepat, yang diatur oleh sistem kontrol kompartemen bulan, mesin pendaratan dimulai, mengurangi tingkat penurunan kompartemen bulan. Pada tahap awal menargetkan kompartemen menggunakan sistem inersia akselerasi diukur dan orientasi perangkat yang diperlukan disediakan. Dengan kontrol pendaratan lebih lanjut, setelah ketinggian dan kecepatan kompartemen jatuh ke batas yang ditentukan, radar akan digunakan. Pada saat yang sama, anggota kru memastikan orientasi kompartemen dengan bantuan tanda khusus pada jendela kapal dan informasi yang berasal dari komputer. Sistem kontrol harus memberikan yang terbaik penggunaan yang efektif bahan bakar selama pendaratan lunak di tempat tertentu.

Tahap tinggal di permukaan bulan Ketika kompartemen bulan berada di permukaan bulan, radar khusus, yang juga digunakan untuk memastikan pertemuan kompartemen di orbit, memantau kompartemen komando untuk definisi yang tepat posisi orbit kompartemen komando relatif terhadap titik pendaratan.

Tahap peluncuran dari permukaan Bulan Untuk kondisi awal yang sesuai, komputer kompartemen menentukan lintasan yang memastikan pertemuan dengan kompartemen komando, yang terbang di orbit satelit Bulan, dan perintah lepas landas dikeluarkan. Dengan bantuan sistem inersia, kompartemen bulan dipandu dan momen shutdown mesin ditentukan. Setelah mematikan mesin, kompartemen bulan melakukan penerbangan bebas di sepanjang lintasan yang dekat dengan lintasan kompartemen komando.

Tahap penerbangan di sepanjang lintasan perantara.Radar yang dipasang di kompartemen bulan memungkinkan untuk memperoleh informasi tentang posisi relatif kedua kompartemen. Setelah menentukan posisi relatif lintasan, lintasan tersebut dapat dikoreksi dengan cara yang sama seperti yang dilakukan pada kaki penerbangan ke Bulan.

Tahap pertemuan dalam orbit selenosentris Ketika kompartemen mendekat, daya dorong mesin dikendalikan oleh sinyal sistem inersia dan radar untuk mengurangi kecepatan relatif antar kompartemen. Docking teluk dapat dikontrol secara manual atau otomatis.

Kembali ke Bumi Pengembalian kompartemen komando dan tambahan ke Bumi dilakukan mirip dengan tahap penerbangan ke Bulan dengan manuver korektif. Pada akhir bagian ini, sistem navigasi harus secara akurat menentukan kondisi awal untuk masuk ke atmosfer dan menyediakan jalan masuk ke "koridor" yang relatif sempit yang dibatasi di atas dan di bawah.

Entri atmosfer Di lokasi entri atmosfer, menurut data kelebihan beban dan sikap peralatan yang diperoleh dari sistem inersia, pergerakan kompartemen dikendalikan dengan mengubah sudut gulungannya. Kompartemen komando adalah badan axisimetris, tetapi pusat massanya tidak terletak pada sumbu simetri, dan ketika terbang pada sudut serang trim, kualitas aerodinamis* peralatan adalah sekitar 0,3. Hal ini memungkinkan, dengan mengubah sudut guling, untuk mengubah sudut serang dan dengan demikian mengontrol penerbangan di bidang longitudinal. Saat memasuki atmosfer bumi, terjadi pengereman aerodinamis dari kompartemen komando. Pada saat yang sama, kecepatannya menurun dari kecepatan kosmik kedua ke kecepatan yang sedikit lebih rendah dari kecepatan kosmik (melingkar) pertama. Setelah perendaman pertama ke atmosfer, perangkat beralih ke lintasan balistik, meninggalkan atmosfer, dan kemudian memasuki kembali lapisan atmosfer yang padat dan beralih ke lintasan turun. Tahap kontrol pesawat ruang angkasa selama perendaman pertama ke atmosfer sangat penting, karena, di satu sisi, sistem kontrol harus memastikan pemeliharaan gaya-g dan pemanasan aerodinamis dalam batas yang ditentukan, dan di sisi lain, harus memberikan jumlah gaya angkat yang diperlukan, di mana jangkauan dan pendaratan kapal yang diperlukan di area tertentu.

* Kualitas aerodinamis adalah rasio angkat terhadap drag.

Kontrol pesawat ruang angkasa selama penyelaman kedua dapat dilakukan dengan analogi dengan kontrol selama penurunan pesawat ruang angkasa-satelit.

Ilmu pengetahuan dan teknologi pengendalian pesawat ruang angkasa masih dalam masa awal perkembangannya. Dalam dekade yang telah berlalu sejak peluncuran satelit Bumi buatan pertama, ia telah membuat kemajuan luar biasa dan memecahkan banyak masalah yang paling sulit, tetapi prospek pengembangannya bahkan lebih megah.

Peningkatan teknologi komputer, mikrominiaturisasi elemen perangkat elektronik, pengembangan sarana untuk memproses dan mentransmisikan informasi, pembangunan perangkat pengukur dan informasi pada perangkat baru. prinsip fisika, pengembangan prinsip dan perangkat baru untuk orientasi, stabilisasi, dan kontrol membuka cakrawala tanpa batas untuk penciptaan ruang berawak dan tak berawak yang sempurna pesawat terbang yang akan membantu seseorang untuk mengetahui rahasia Semesta dan akan berfungsi untuk memecahkan banyak masalah praktis.

Kapal-kapal seri Soyuz, yang dijanjikan masa depan bulan hampir setengah abad yang lalu, tidak pernah pergi orbit bumi, tetapi mendapatkan reputasi sebagai transportasi ruang penumpang yang paling dapat diandalkan. Mari kita lihat mereka dengan mata komandan kapal

Pesawat ruang angkasa Soyuz-TMA terdiri dari kompartemen perakitan instrumen (PAO), kendaraan keturunan (SA), dan kompartemen amenitas (BO), dan CA menempati bagian tengah mengirimkan. Seperti halnya di dalam pesawat, pada saat lepas landas dan mendaki, kita diperintahkan untuk mengencangkan sabuk pengaman dan tidak meninggalkan tempat duduk, astronot juga diharuskan berada di tempat duduknya, harus diikat dan tidak melepas pakaian antariksanya pada tahap peluncuran. kapal ke orbit dan manuver. Setelah manuver berakhir, kru, yang terdiri dari komandan kapal, insinyur penerbangan-1 dan insinyur penerbangan-2, diizinkan untuk melepaskan pakaian antariksa mereka dan pindah ke kompartemen layanan, di mana mereka dapat makan dan pergi ke toilet. Penerbangan ke ISS memakan waktu sekitar dua hari, kembali ke Bumi membutuhkan waktu 3-5 jam.

Sistem tampilan informasi (IDS) Neptune-ME yang digunakan di Soyuz-TMA milik generasi kelima IDS untuk pesawat ruang angkasa seri Soyuz.

Seperti yang Anda ketahui, modifikasi Soyuz-TMA dibuat khusus untuk penerbangan ke Stasiun Luar Angkasa Internasional, yang melibatkan partisipasi astronot NASA dalam pakaian luar angkasa yang lebih tebal ini.

Agar para astronot dapat melewati palka yang menghubungkan unit rumah tangga dengan kendaraan turun, perlu untuk mengurangi kedalaman dan ketinggian konsol, tentu saja, sambil mempertahankan fungsionalitas penuhnya.

Masalahnya juga bahwa sejumlah instrumen rakitan yang digunakan dalam versi SDI sebelumnya tidak dapat lagi diproduksi karena disintegrasi ekonomi bekas Soviet dan penghentian beberapa produksi.

Kompleks pelatihan "Soyuz-TMA", yang terletak di Pusat Pelatihan Kosmonot dinamai. Gagarin (Star City), termasuk mock-up kendaraan turun dan kompartemen domestik.

Oleh karena itu, seluruh SDI harus dikerjakan ulang secara fundamental. Elemen utama dari SDI kapal adalah panel kontrol terintegrasi, yang kompatibel dengan perangkat keras dengan komputer jenis PC IBM.

konsol luar angkasa

Sistem tampilan informasi (IDS) di pesawat ruang angkasa Soyuz-TMA disebut Neptunus-ME. Saat ini ada lebih banyak versi baru SDI untuk apa yang disebut "Soyuz" digital - kapal jenis "Soyuz-TMA-M". Namun, perubahan tersebut terutama mempengaruhi pengisian elektronik sistem - khususnya, sistem telemetri analog diganti dengan yang digital. Pada dasarnya, kontinuitas "antarmuka" dipertahankan.

1. Panel kontrol terintegrasi (InPU). Secara total, ada dua IPU di atas kendaraan keturunan - satu untuk komandan kapal, yang kedua untuk insinyur penerbangan-1 yang duduk di sebelah kiri.

2. Keypad numerik untuk memasukkan kode (untuk navigasi pada tampilan InPU).

3. Blok kontrol penanda (digunakan untuk navigasi sub-tampilan InPU).

4. Blok indikasi electroluminescent dari status sistem (TS) saat ini.

5. RPV-1 dan RPV-2 - katup putar manual. Mereka bertanggung jawab untuk mengisi saluran dengan oksigen dari balon bola, salah satunya terletak di kompartemen instrumen-agregat, dan yang lainnya di kendaraan turun itu sendiri.

6. Katup elektropneumatik untuk suplai oksigen selama pendaratan.

7. Penglihatan kosmonot khusus (VSK). Selama docking, komandan kapal melihat ke pelabuhan docking dan mengamati docking kapal. Untuk mengirimkan gambar, sistem cermin digunakan, kira-kira sama seperti di periskop di kapal selam.

8. Kenop kontrol gerakan (RUD). Dengan bantuan ini, komandan pesawat ruang angkasa mengontrol mesin untuk memberikan Soyuz-TMA percepatan linier (positif atau negatif).

9. Menggunakan tongkat kendali sikap (OCC), komandan pesawat ruang angkasa mengatur rotasi Soyuz-TMA di sekitar pusat massa.

10. Unit pendingin dan pengering (XSA) menghilangkan panas dan kelembaban dari kapal, yang pasti terakumulasi di udara karena kehadiran orang di kapal.

11. Alihkan sakelar untuk menyalakan ventilasi pakaian antariksa selama pendaratan.

12. Voltmeter.

13. Blok sekering.

14. Tombol untuk memulai konservasi kapal setelah berlabuh. Sumber daya Soyuz-TMA hanya empat hari, jadi harus dilindungi. Setelah docking, daya dan ventilasi dipasok oleh stasiun orbital itu sendiri.

pesawat luar angkasa

Pesawat ruang angkasa di zaman kita disebut perangkat yang dirancang untuk mengantarkan astronot ke orbit dekat Bumi dan kemudian mengembalikannya ke Bumi. Jelas bahwa persyaratan teknis ke pesawat ruang angkasa lebih ketat daripada pesawat ruang angkasa lainnya. Kondisi penerbangan (G-force, kondisi suhu, tekanan, dll.) harus dijaga dengan sangat akurat sehingga ancaman terhadap kehidupan manusia tidak terjadi. Kondisi normal manusia harus tercipta dalam sebuah kapal yang menjadi rumah bagi seorang kosmonot selama beberapa jam atau bahkan berhari-hari – kosmonot harus bernafas, minum, makan, tidur, dan memenuhi kebutuhan alamiahnya. Itu harus dapat memutar kapal atas kebijakannya sendiri dan mengubah orbitnya selama penerbangan, yaitu, kapal harus mudah diorientasikan dan dikendalikan selama pergerakannya di ruang angkasa. Untuk kembali ke Bumi, pesawat ruang angkasa harus memadamkan semua itu kecepatan luar biasa, yang dilaporkan kepadanya di awal peluncuran kendaraan. Jika Bumi tidak memiliki atmosfer, ia harus menghabiskan bahan bakar sebanyak yang digunakan untuk naik ke luar angkasa. Untungnya, ini tidak perlu: jika Anda mendarat di lintasan yang sangat lembut, secara bertahap terjun ke lapisan atmosfer yang padat, Anda dapat memperlambat kapal di udara dengan konsumsi bahan bakar yang minimal. Baik "Vostok" Soviet dan "Merkurius" Amerika mendarat dengan cara ini, dan ini menjelaskan banyak fitur desain mereka. Karena sebagian besar energi selama pengereman digunakan untuk memanaskan kapal, tanpa perlindungan termal yang baik, kapal akan terbakar begitu saja, karena sebagian besar meteorit dan satelit yang mengakhiri keberadaannya terbakar di atmosfer. Oleh karena itu, perlu untuk melindungi kapal dengan cangkang pelindung panas yang besar dan tahan panas. (Misalnya, di Soviet Vostok, beratnya adalah 800 kg - sepertiga dari total berat kendaraan turun.) Ingin meringankan kapal sebanyak mungkin, perancang menyediakan layar ini bukan ke seluruh kapal, tetapi hanya ke badan kendaraan turun. Jadi, sejak awal, desain kapal yang dapat dipisahkan telah dibuat (diuji di Vostoks, dan kemudian menjadi klasik untuk semua pesawat ruang angkasa Soviet dan banyak Amerika). Kapal terdiri dari dua bagian independen: kompartemen instrumen dan kendaraan turun (yang terakhir berfungsi sebagai kabin kosmonot selama penerbangan).

Pesawat ruang angkasa Soviet pertama Vostok massa total 4, 73 ton diluncurkan ke orbit menggunakan kendaraan peluncuran tiga tahap dengan nama yang sama. Berat total peluncuran kompleks luar angkasa adalah 287 ton. Secara struktural, Vostok terdiri dari dua kompartemen utama: kendaraan turun dan kompartemen instrumen. Kendaraan turun dengan kabin kosmonot dibuat berbentuk bola dengan diameter 2,3 m dan bermassa 2,4 ton.

Kasing yang disegel terbuat dari paduan aluminium. Di dalam kendaraan turun, para perancang mencoba menempatkan hanya sistem dan instrumen pesawat ruang angkasa yang diperlukan selama seluruh penerbangan, atau yang langsung digunakan oleh astronot. Semua sisanya dibawa ke kompartemen instrumen. Kursi lontar astronot terletak di dalam kabin. (Jika Anda harus melontarkan diri saat peluncuran, kursi itu dilengkapi dengan dua booster bubuk.) Ada juga panel kontrol, persediaan makanan dan air. Sistem pendukung kehidupan dirancang untuk bekerja selama sepuluh hari. Selama seluruh penerbangan, astronot harus mengenakan pakaian antariksa kedap udara, tetapi dengan helm terbuka (helm ini secara otomatis ditutup jika terjadi penurunan tekanan mendadak di kabin).

Volume bebas internal kendaraan turun adalah 1,6 meter kubik. Kondisi yang diperlukan di kokpit pesawat ruang angkasa didukung oleh dua sistem otomatis: sistem pendukung kehidupan dan sistem kontrol termal. Seperti yang Anda ketahui, seseorang dalam proses kehidupan mengkonsumsi oksigen, mengeluarkan karbon dioksida, panas dan kelembaban. Kedua sistem ini hanya memastikan penyerapan karbon dioksida, pengisian dengan oksigen, penghapusan kelebihan kelembaban dari udara dan ekstraksi panas. Di kabin Vostok, keadaan biasa atmosfer di Bumi dipertahankan dengan tekanan 735-775 mm Hg. Seni. dan kandungan oksigen 20‑25%. Perangkat sistem kontrol termal agak mengingatkan pada AC. Itu berisi penukar panas udara-cair, melalui koil yang mengalirkan cairan (refrigeran) yang didinginkan. Kipas menggerakkan udara kabin yang hangat dan lembab melalui penukar panas, yang didinginkan pada permukaannya yang dingin. Kelembaban telah mengembun. Pendingin memasuki kendaraan turun dari kompartemen instrumen. Cairan penyerap panas didorong secara paksa oleh pompa melalui radiator-emitor yang terletak di cangkang kerucut luar kompartemen instrumen. Suhu cairan pendingin secara otomatis dipertahankan dalam kisaran yang diinginkan dengan bantuan penutup khusus yang menutupi radiator. Daun kerai bisa membuka atau menutup, mengubah fluks panas yang dipancarkan oleh radiator. Untuk menjaga komposisi udara yang diinginkan, ada perangkat regenerasi di kabin kendaraan turun. Udara kabin terus menerus digerakkan oleh kipas melalui kartrid khusus yang dapat diganti yang mengandung superoksida logam alkali. Zat tersebut (misalnya, K2O4) mampu secara efektif menyerap karbon dioksida dan melepaskan oksigen dalam prosesnya. Pekerjaan semua otomatisasi dikendalikan oleh perangkat lunak terpasang. Berbagai sistem dan instrumen dihidupkan baik oleh perintah dari Bumi maupun oleh kosmonot itu sendiri. Di "Vostok" ada berbagai macam fasilitas radio yang memungkinkan untuk melakukan dan memelihara komunikasi dua arah, melakukan berbagai pengukuran, mengendalikan kapal dari Bumi, dan banyak lagi. Dengan bantuan pemancar "Sinyal", informasi dari sensor yang terletak di tubuh kosmonot terus-menerus diterima mengenai kesejahteraannya. Sistem catu daya didasarkan pada baterai perak-seng: baterai utama terletak di kompartemen instrumen, dan baterai tambahan, yang menyediakan daya selama penurunan, berada di kendaraan turun.

Kompartemen instrumen memiliki massa 2,27 ton.Di dekat persimpangannya dengan kendaraan turun ada 16 silinder bulat dengan cadangan nitrogen terkompresi untuk mikromotor orientasi dan oksigen untuk sistem pendukung kehidupan. Sistem orientasi dan kontrol gerak memainkan peran yang sangat penting dalam setiap pesawat ruang angkasa. Pada "Vostok" itu termasuk beberapa subsistem. Yang pertama - navigasi - terdiri dari sejumlah sensor posisi pesawat ruang angkasa di ruang angkasa (termasuk sensor Matahari, sensor gyroscopic, perangkat optik Vzor, dan lainnya). Sinyal dari sensor memasuki sistem kontrol, yang dapat beroperasi secara otomatis atau dengan partisipasi astronot. Konsol kosmonot memiliki pegangan untuk mengendalikan sikap pesawat ruang angkasa secara manual. Kapal dikerahkan menggunakan seluruh rangkaian nozel jet kecil yang diatur dengan cara tertentu, di mana nitrogen terkompresi disuplai dari silinder. Secara total, kompartemen instrumen memiliki dua set nozel (masing-masing delapan), yang dapat dihubungkan ke tiga kelompok silinder. tugas utama, yang diselesaikan dengan bantuan nozel ini, adalah mengarahkan kapal dengan benar sebelum menerapkan impuls pengereman. Ini harus dilakukan dalam arah tertentu dan pada waktu yang ditentukan secara ketat. Tidak ada kesalahan yang dibuat di sini.

Sistem propulsi pengereman dengan daya dorong 15,8 kilonewton terletak di bagian bawah kompartemen. Ini terdiri dari mesin, tangki bahan bakar dan sistem pasokan bahan bakar. Waktu berjalannya adalah 45 detik. Sebelum kembali ke Bumi, sistem propulsi pengereman diorientasikan sedemikian rupa untuk memberikan impuls pengereman sekitar 100 m/s. Ini sudah cukup untuk beralih ke lintasan turun. (Dengan ketinggian penerbangan 180-240 km, orbit dihitung sedemikian rupa sehingga bahkan jika pemasangan rem gagal, kapal masih akan memasuki lapisan atmosfer yang padat dalam sepuluh hari. Untuk periode inilah pasokan oksigen dihitung air minum, makanan, pengisian baterai.) Kemudian kendaraan turun dipisahkan dari kompartemen instrumen. Deselerasi lebih lanjut dari kapal sudah karena hambatan atmosfer. Pada saat yang sama, kelebihan beban mencapai 10 g, yaitu, berat astronot meningkat sepuluh kali lipat.

Kecepatan kendaraan turun di atmosfer berkurang menjadi 150‑200 m/s. Tetapi untuk memastikan pendaratan yang aman saat bersentuhan dengan tanah, kecepatannya tidak boleh melebihi 10 m / s. Kecepatan berlebih itu dipadamkan dengan parasut. Mereka membuka secara bertahap: pertama knalpot, lalu rem dan, akhirnya, yang utama. Pada ketinggian 7 km, kosmonot harus keluar dan mendarat secara terpisah dari kendaraan yang turun dengan kecepatan 5-6 m/s. Ini dilakukan dengan bantuan kursi pelontar, yang dipasang pada pemandu khusus dan ditembakkan dari kendaraan turun setelah penutup palka dipisahkan. Di sini juga, parasut pengereman kursi pertama kali dibuka, dan pada ketinggian 4 km (dengan kecepatan 70-80 m/s), astronot melepaskan diri dari kursi dan turun lebih jauh dengan parasutnya sendiri.

Pekerjaan persiapan penerbangan berawak di Biro Desain Korolev dimulai pada tahun 1958. Peluncuran tak berawak pertama Vostok dilakukan pada 15 Mei 1960. Karena operasi yang salah Salah satu sensor, sebelum menyalakan sistem propulsi rem, kapal ternyata salah orientasi dan, alih-alih turun, pindah ke orbit yang lebih tinggi. Peluncuran kedua (23 Juli 1960) bahkan kurang berhasil - kecelakaan terjadi di awal penerbangan. Kendaraan turun terpisah dari kapal dan runtuh saat jatuh. Untuk menghindari bahaya ini, sistem penyelamatan darurat diperkenalkan pada semua kapal berikut. Tetapi peluncuran Vostok ketiga (19-20 Agustus 1960) cukup berhasil - pada hari kedua, kendaraan turun, bersama dengan semua hewan percobaan: tikus, tikus, dan dua anjing - Belka dan Strelka - mendarat dengan selamat di tempat tertentu daerah. Ini adalah kasus pertama dalam sejarah astronotika tentang kembalinya makhluk hidup ke Bumi setelah penerbangan luar angkasa. Tetapi penerbangan berikutnya (1 Desember 1960) kembali memiliki hasil yang tidak menguntungkan. Kapal pergi ke luar angkasa dan menyelesaikan seluruh program. Sehari kemudian, sebuah perintah diberikan untuk kembali ke tanah. Namun, karena kegagalan sistem propulsi rem, kendaraan yang turun memasuki atmosfer dengan kecepatan yang terlalu tinggi dan terbakar. Anjing percobaan Pchelka dan Mushka mati bersamanya. Selama peluncuran pada 22 Desember 1960, tahap terakhir jatuh, tetapi sistem penyelamatan darurat bekerja dengan baik - kendaraan turun mendarat tanpa kerusakan. Hanya peluncuran Vostok keenam (9 Maret 1961) dan ketujuh (25 Maret 1961) yang cukup berhasil. Setelah membuat satu revolusi di sekitar Bumi, kedua kapal kembali dengan selamat ke Bumi bersama dengan semua hewan percobaan. Kedua penerbangan ini sepenuhnya mensimulasikan penerbangan seseorang di masa depan, sehingga bahkan di kursi ada manekin khusus. Penerbangan luar angkasa berawak pertama dalam sejarah terjadi pada 12 April 1961. kosmonot Soviet Yuri Gagarin di pesawat ruang angkasa Vostok-1 membuat satu orbit mengelilingi Bumi dan kembali dengan selamat ke Bumi pada hari yang sama (seluruh penerbangan berlangsung 108 menit). Maka dibukalah era penerbangan berawak.

Di Amerika Serikat, persiapan penerbangan berawak di bawah program Mercury juga dimulai pada tahun 1958. Pada awalnya, penerbangan tak berawak dilakukan, kemudian penerbangan di sepanjang lintasan balistik. Dua peluncuran pertama Merkurius pada lintasan balistik (pada Mei dan Juli 1961) dilakukan menggunakan roket Redstone, dan yang berikutnya diluncurkan ke orbit menggunakan kendaraan peluncuran Atlas-D. 20 Februari 1962 astronot Amerika John Glenn di Merkurius 6 melakukan penerbangan orbit pertama mengelilingi Bumi.

Pesawat ruang angkasa Amerika pertama jauh lebih kecil daripada pesawat Soviet. Kendaraan peluncuran Atlas-D, dengan berat peluncuran 111,3 ton, mampu meluncurkan beban tidak lebih dari 1,35 ton ke orbit. Oleh karena itu, kapal "Merkurius" dirancang dengan pembatasan berat dan dimensi yang sangat ketat. Dasar kapal adalah kapsul yang dikembalikan ke Bumi. Itu memiliki bentuk kerucut terpotong dengan dasar bulat dan silinder atas. Atas dasar kerucut dipasang rem tiga mesin jet propelan padat masing-masing 4,5 kilonewton dan waktu operasi 10 detik. Selama penurunan, kapsul memasuki lapisan padat atmosfer bagian bawah terlebih dahulu. Oleh karena itu, pelindung panas yang berat hanya ada di sini. Di bagian depan berbentuk silinder terdapat antena dan bagian parasut. Ada tiga parasut: rem, utama dan cadangan, yang didorong keluar dengan bantuan pegas udara.

Di dalam kokpit ada volume gratis 1, 1 meter kubik. Astronot, mengenakan setelan ruang kedap udara, terletak di kursi. Di depannya ada jendela kapal dan panel kontrol. Di peternakan di atas kapal ditempatkan mesin bubuk SAS. Sistem pendukung kehidupan di Merkurius sangat berbeda dengan di Vostok. Di dalam kapal, atmosfer oksigen murni diciptakan dengan tekanan 228-289 mm Hg. Seni. Saat oksigen dikonsumsi dari silinder, oksigen dipasok ke kabin dan pakaian antariksa astronot. Litium hidroksida digunakan untuk menghilangkan karbon dioksida. Setelan itu didinginkan dengan oksigen, yang, sebelum digunakan untuk bernapas, disuplai ke tubuh bagian bawah. Suhu dan kelembaban dipertahankan menggunakan penukar panas evaporatif - kelembaban dikumpulkan menggunakan spons, yang diperas secara berkala (ternyata metode ini tidak cocok untuk kondisi tanpa bobot, sehingga hanya digunakan pada kapal pertama). Catu daya disediakan oleh baterai isi ulang. Seluruh sistem pendukung kehidupan dirancang hanya untuk 1,5 hari. Untuk mengontrol orientasi, "Merkurius" memiliki 18 mesin terkontrol yang menggunakan bahan bakar komponen tunggal - hidrogen peroksida. Astronot tercebur dengan kapal di permukaan laut. Kapsul itu memiliki daya apung yang tidak memuaskan, jadi kalau-kalau ada rakit tiup.

ROBOT

Robot disebut perangkat otomatis yang memiliki manipulator - analog mekanis tangan manusia- dan sistem kontrol manipulator ini. Kedua komponen ini dapat memiliki struktur yang berbeda - dari yang sangat sederhana hingga yang sangat kompleks. Manipulator biasanya terdiri dari tautan yang diartikulasikan, karena tangan manusia terdiri dari tulang yang dihubungkan oleh persendian, dan diakhiri dengan genggaman, yang mirip dengan tangan manusia.

Tautan manipulator dapat bergerak relatif satu sama lain dan dapat melakukan rotasi dan gerakan translasi. Terkadang, alih-alih gripper, tautan terakhir manipulator adalah semacam alat kerja, misalnya bor, kunci pas, penyemprot cat, atau obor las.

Pergerakan tautan manipulator disediakan oleh apa yang disebut drive - analog otot di tangan manusia. Biasanya, motor listrik digunakan seperti itu. Kemudian penggerak juga mencakup gearbox (sistem roda gigi yang mengurangi jumlah putaran mesin dan meningkatkan torsi) dan sirkuit kontrol listrik yang mengatur kecepatan putaran motor listrik.

Selain listrik, penggerak hidrolik sering digunakan. Tindakannya sangat sederhana. Di silinder 1, di mana piston 2 berada, dihubungkan melalui batang ke manipulator 3, cairan masuk di bawah tekanan, yang menggerakkan piston ke satu arah atau lainnya, dan dengan itu "lengan" robot . Arah gerakan ini ditentukan oleh bagian mana dari silinder (di ruang di atas atau di bawah piston) yang masuk saat ini cairan. Penggerak hidraulik dapat menginformasikan manipulator dan gerakan rotasi. Penggerak pneumatik bekerja dengan cara yang sama, hanya udara yang digunakan di sini, bukan cairan.

Itu di umumnya perangkat manipulator. Adapun kompleksitas tugas yang dapat diselesaikan oleh robot tertentu, sebagian besar bergantung pada kompleksitas dan kesempurnaan perangkat kontrol. Secara umum, sudah lazim untuk berbicara tentang tiga generasi robot: industri, adaptif, dan robot dengan kecerdasan buatan.

Sampel pertama robot industri sederhana dibuat pada tahun 1962 di AS. Ini adalah Versatran dari AMF Versatran dan Unimate dari Union Incorporated. Robot-robot ini, serta yang mengikutinya, bertindak sesuai dengan program kaku yang tidak berubah selama operasi dan dirancang untuk mengotomatisasi operasi sederhana dalam keadaan lingkungan yang tidak berubah. Misalnya, "drum yang dapat diprogram" dapat berfungsi sebagai perangkat kontrol untuk robot semacam itu. Dia bertindak seperti ini: pada silinder yang diputar oleh motor listrik, ada kontak untuk penggerak manipulator, dan di sekitar drum ada pelat logam konduktif yang menutup kontak ini ketika mereka menyentuhnya. Lokasi kontak sedemikian rupa sehingga ketika drum berputar, penggerak manipulator menyala pada waktu yang tepat, dan robot mulai melakukan operasi terprogram dalam urutan yang diinginkan. Dengan cara yang sama, kontrol dapat dilakukan dengan menggunakan kartu punch atau pita magnetik.

Jelas, bahkan perubahan sekecil apa pun di lingkungan, kegagalan sekecil apa pun dalam proses teknologi, mengarah pada pelanggaran tindakan robot semacam itu. Namun, mereka juga memiliki keuntungan yang cukup besar - mereka murah, sederhana, mudah diprogram ulang dan dapat menggantikan seseorang saat melakukan operasi monoton yang berat. Dalam jenis pekerjaan inilah robot pertama kali digunakan. Mereka mengatasi dengan baik dengan operasi berulang teknologi sederhana: mereka melakukan pengelasan titik dan busur, dimuat dan dibongkar, menekan dan mati diservis. Robot Unimate, misalnya, diciptakan untuk mengotomatiskan pengelasan titik resistensi tubuh mobil, dan robot tipe SMART memasang roda di mobil.

Namun, ketidakmungkinan mendasar dari fungsi otonom (tanpa campur tangan manusia) dari robot generasi pertama membuatnya sangat sulit untuk diperkenalkan secara luas ke dalam produksi. Para ilmuwan dan insinyur terus-menerus berusaha menghilangkan kekurangan ini. Hasil kerja keras mereka adalah penciptaan robot adaptif generasi kedua yang jauh lebih kompleks. Ciri khas robot ini adalah mereka dapat mengubah tindakan mereka tergantung pada lingkungan. Jadi, ketika mengubah parameter objek manipulasi (orientasi sudut atau lokasinya), serta lingkungan (misalnya, ketika beberapa rintangan muncul di jalur manipulator), robot ini dapat merancang tindakannya sesuai dengan itu.

Jelas bahwa ketika bekerja di lingkungan yang berubah, robot harus terus-menerus menerima informasi tentangnya, jika tidak, ia tidak akan dapat bernavigasi di ruang sekitarnya. Dalam hal ini, robot adaptif memiliki sistem kontrol yang jauh lebih kompleks daripada robot generasi pertama. Sistem ini dibagi menjadi dua subsistem: 1) sensorik (atau penginderaan) - termasuk perangkat yang mengumpulkan informasi tentang eksternal lingkungan dan tentang lokasi di berbagai bagian robot; 2) Komputer yang menganalisis informasi ini dan, sesuai dengannya dan program yang diberikan, mengontrol pergerakan robot dan manipulatornya.

Ke perangkat sentuh termasuk sensor sentuh taktil, sensor fotometrik, ultrasonik, lokasi, dan berbagai sistem penglihatan teknis. Yang terakhir ini sangat penting. Tugas utama visi teknis (sebenarnya, "mata" robot) adalah mengubah gambar objek lingkungan menjadi sinyal listrik yang dapat dimengerti oleh komputer. Prinsip umum sistem visi teknis terdiri dari fakta bahwa dengan bantuan kamera televisi, informasi tentang ruang kerja ditransmisikan ke komputer. Komputer membandingkannya dengan "model" yang tersedia di memori dan memilih program yang sesuai untuk keadaan tersebut. Sepanjang jalan, salah satu dari isu sentral saat membuat robot adaptif adalah untuk mengajari mesin mengenali pola. Dari sekian banyak objek, robot harus memilih objek yang dibutuhkan untuk melakukan beberapa tindakan. Artinya, ia harus mampu membedakan ciri-ciri benda dan mengklasifikasikan benda menurut ciri-ciri tersebut. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa robot memiliki memori prototipe gambar objek yang diinginkan dan membandingkannya dengan mereka yang termasuk dalam bidang penglihatannya. Biasanya, tugas "mengenali" objek yang diinginkan dibagi menjadi beberapa tugas yang lebih sederhana: robot mencari objek yang diinginkan di lingkungan dengan mengubah orientasi pandangannya, mengukur jarak ke objek pengamatan, secara otomatis menyesuaikan video sensitif sensor sesuai dengan iluminasi objek, membandingkan setiap objek dengan "model", yang disimpan dalam memorinya, menurut beberapa kriteria, yaitu menyoroti kontur, tekstur, warna, dan fitur lainnya. Sebagai hasil dari semua ini, "pengenalan" objek terjadi.

Langkah selanjutnya dalam pekerjaan robot adaptif biasanya semacam tindakan dengan objek ini. Robot harus mendekatinya, mengambilnya dan memindahkannya ke tempat lain, dan tidak hanya secara acak, tetapi dengan cara tertentu. Untuk melakukan semua manipulasi kompleks ini, beberapa pengetahuan tentang lingkungan tidak cukup - robot harus secara akurat mengontrol setiap gerakannya dan, seolah-olah, "merasakan" dirinya sendiri di luar angkasa. Untuk tujuan ini, selain sistem sensorik, refleksi lingkungan luar, robot adaptif dilengkapi dengan sistem informasi internal yang kompleks: sensor internal secara konstan mengirimkan pesan ke komputer tentang lokasi setiap tautan manipulator. Mereka semacam memberi mobil " perasaan batin". Sebagai sensor internal, misalnya, potensiometer presisi tinggi dapat digunakan.

Potensiometer presisi tinggi adalah perangkat yang mirip dengan rheostat terkenal, tetapi dengan akurasi yang lebih tinggi. Di dalamnya, kontak yang berputar tidak melompat dari belokan ke belokan, seperti ketika pegangan rheostat konvensional dipindahkan, tetapi mengikuti belokan kawat itu sendiri. Potensiometer dipasang di dalam manipulator, sehingga ketika satu tautan diputar relatif terhadap yang lain, kontak yang dapat dipindahkan juga bergeser dan, oleh karena itu, resistansi perangkat berubah. Menganalisis besarnya perubahannya, komputer menilai lokasi masing-masing tautan manipulator. Kecepatan gerak manipulator berhubungan dengan kecepatan putaran motor listrik pada penggeraknya. Memiliki semua informasi ini, komputer dapat mengukur kecepatan manipulator dan mengontrol pergerakannya.

Bagaimana robot "merencanakan" perilakunya? Tidak ada yang supernatural dalam kemampuan ini - "kecerdasan" mesin sepenuhnya bergantung pada kerumitan program yang dikompilasi untuknya. Memori komputer robot adaptif biasanya berisi sebanyak: berbagai program berapa banyak yang bisa terjadi berbagai situasi. Sampai situasi berubah, robot bertindak sesuai dengan program dasar. Kapan sensor eksternal menginformasikan komputer tentang perubahan situasi, menganalisisnya dan memilih program yang lebih sesuai untuk situasi ini. Memiliki program umum "perilaku", cadangan program untuk setiap situasi individu, informasi eksternal tentang lingkungan dan informasi internal tentang keadaan manipulator, komputer mengontrol semua tindakan robot.

Model pertama robot adaptif muncul hampir bersamaan dengan robot industri. Prototipe untuk mereka adalah manipulator yang beroperasi secara otomatis, dikembangkan pada tahun 1961 oleh insinyur Amerika Ernst dan kemudian disebut "tangan Ernst." Manipulator ini memiliki perangkat pencengkeram yang dilengkapi dengan berbagai sensor - fotolistrik, taktil, dan lainnya. Dengan bantuan sensor ini, serta komputer kontrol, ia menemukan dan mengambil benda-benda yang ditempatkan secara acak yang diberikan kepadanya. Pada tahun 1969, di Universitas Stanford (AS), robot "Shaky" yang lebih kompleks telah dibuat. Mesin ini juga memiliki penglihatan teknis, dapat mengenali objek di sekitarnya dan mengoperasikannya sesuai dengan program yang diberikan.

Robot digerakkan oleh dua motor stepper yang digerakkan secara independen oleh roda di setiap sisi gerobak. Di bagian atas robot yang bisa berbalik sumbu vertikal, kamera televisi dan pengintai optik dipasang. Di tengah ada unit kontrol yang mendistribusikan perintah yang datang dari komputer ke mekanisme dan perangkat yang mengimplementasikan tindakan yang sesuai. Sensor dipasang di sepanjang perimeter untuk mendapatkan informasi tentang tabrakan robot dengan rintangan. "Sheiki" bisa bergerak cara terpendek ke lokasi tertentu di dalam ruangan, sambil menghitung lintasan sedemikian rupa untuk menghindari tabrakan (dia merasakan dinding, pintu, pintu). Komputer, karena ukurannya yang besar, terpisah dari robot. Komunikasi di antara mereka dilakukan melalui radio. Robot bisa memilih barang-barang yang diperlukan dan pindahkan dengan "mendorong" (dia tidak memiliki manipulator) ke tempat yang tepat.

Kemudian, model lain muncul. Misalnya, pada tahun 1977, Quasar Industries menciptakan robot yang dapat menyapu lantai, membersihkan debu furnitur, mengoperasikan penyedot debu, dan membuang air yang tumpah ke lantai. Pada tahun 1982, Mitsubishi mengumumkan pembuatan robot yang sangat cekatan sehingga dapat menyalakan rokok dan mengangkat gagang telepon. Tetapi yang paling luar biasa adalah robot Amerika yang dibuat pada tahun yang sama, yang menggunakan jari mekanisnya, mata kamera, dan otak komputer, memecahkan kubus Rubik dalam waktu kurang dari empat menit. produksi serial robot generasi kedua dimulai pada akhir 1970-an. Sangat penting bahwa mereka dapat berhasil digunakan dalam operasi perakitan (misalnya, saat merakit penyedot debu, jam alarm, dan peralatan sederhana lainnya). peralatan Rumah tangga) - jenis pekerjaan ini masih dengan susah payah setuju untuk otomatisasi. Robot adaptif menjadi penting bagian yang tidak terpisahkan banyak fleksibel (cepat beradaptasi dengan rilis produk baru) produksi otomatis.

Robot generasi ketiga - robot dengan kecerdasan buatan - masih dirancang. Tujuan utama mereka adalah perilaku yang bertujuan dalam lingkungan yang kompleks dan tidak terorganisir dengan baik, apalagi, dalam kondisi seperti itu ketika tidak mungkin untuk meramalkan semua opsi untuk mengubahnya. Setelah menerima beberapa tugas umum, robot semacam itu harus mengembangkan program untuk implementasinya untuk masing-masing situasi tertentu(ingat bahwa robot adaptif hanya dapat memilih salah satu dari program yang diusulkan). Jika operasi gagal, robot dengan kecerdasan buatan akan dapat menganalisis kegagalan, menulis program baru dan coba lagi.

Waktu yang cukup singkat memisahkan kita dari 12 April 1961, ketika "Vostok" legendaris Yuri Gagarin menyerbu ruang angkasa, dan puluhan pesawat ruang angkasa telah berada di sana. Semuanya, sudah terbang atau baru saja lahir di lembaran kertas whatman, dalam banyak hal mirip satu sama lain. Hal ini memungkinkan kita untuk berbicara tentang pesawat ruang angkasa secara umum, karena kita hanya berbicara tentang mobil atau pesawat terbang, tanpa mengacu pada merek mobil tertentu.

Baik mobil maupun pesawat tidak dapat hidup tanpa mesin, kabin pengemudi, dan perangkat kontrol. Pesawat ruang angkasa juga memiliki bagian yang serupa.

Dengan mengirim seorang pria ke luar angkasa, para desainer mengurus kepulangannya yang aman. Turunnya kapal ke Bumi dimulai dengan penurunan kecepatannya. Peran rem ruang dilakukan oleh sistem propulsi pengereman korektif. Ini juga berfungsi untuk melakukan manuver di orbit. PADA kompartemen instrumen sumber daya, peralatan radio, perangkat sistem kontrol, dan peralatan lainnya berada. Astronot melakukan perjalanan dari orbit ke Bumi di kendaraan turun, atau, seperti yang kadang-kadang disebut, kompartemen kru.

Selain bagian "wajib", pesawat ruang angkasa memiliki unit baru dan seluruh kompartemen, ukuran dan massanya bertambah. Jadi, pesawat ruang angkasa Soyuz mendapat "kamar" kedua - kompartemen orbita. Di sini, selama penerbangan beberapa hari, kosmonot beristirahat dan melakukan eksperimen ilmiah. Untuk berlabuh di luar angkasa, kapal dilengkapi dengan khusus menghubungkan node. Pesawat ruang angkasa Amerika "Apollo" modul bulan - kompartemen untuk mendaratkan astronot di bulan dan mengembalikan mereka.

Kami akan berkenalan dengan struktur pesawat ruang angkasa pada contoh pesawat ruang angkasa Soviet Soyuz, yang menggantikan Vostok dan Voskhod. Di Soyuz, manuver dan docking manual di ruang angkasa dilakukan, stasiun ruang angkasa eksperimental pertama di dunia dibuat, dan dua kosmonot dipindahkan dari kapal ke kapal. Kapal-kapal ini juga mengerjakan sistem penurunan terkontrol dari orbit dan banyak lagi.

PADA kompartemen instrumen-agregat"Soyuz" ditempatkan sistem propulsi rem korektif, terdiri dari dua mesin (jika satu mesin gagal, yang kedua menyala), dan instrumen yang memastikan penerbangan di orbit. Di luar kompartemen dipasang panel surya, antena dan sistem radiator termoregulasi.

Kursi dipasang di kendaraan turun. Astronot berada di dalamnya saat meluncurkan kapal ke orbit, bermanuver di ruang angkasa dan saat turun ke Bumi. Di depan para astronot adalah panel kontrol pesawat ruang angkasa. Kendaraan keturunan berisi sistem kontrol keturunan dan sistem komunikasi radio, sistem pendukung kehidupan, sistem parasut, dll. motor kontrol keturunan dan mesin pendaratan lunak.

Lubang palka bundar mengarah dari kendaraan turun ke kompartemen kapal yang paling luas - orbit. Dilengkapi dengan tempat kerja untuk kosmonot dan tempat untuk istirahat mereka. Di sini penghuni kapal terlibat dalam latihan olahraga.

Sekarang kita dapat beralih ke akun yang lebih rinci tentang sistem pesawat ruang angkasa.

pembangkit listrik luar angkasa
Di orbit, Soyuz menyerupai burung yang terbang tinggi. Kesamaan ini diberikan kepadanya oleh "sayap" panel surya terbuka. Untuk pengoperasian instrumen dan perangkat pesawat ruang angkasa, diperlukan energi listrik. Baterai surya mengisi ulang baterai yang terpasang. baterai kimia papan. Bahkan ketika baterai surya berada di tempat teduh, instrumen dan mekanisme kapal tidak dibiarkan tanpa listrik, mereka menerimanya dari baterai.

PADA baru-baru ini Pada beberapa pesawat ruang angkasa, sel bahan bakar berfungsi sebagai sumber listrik. Dalam sel galvanik yang tidak biasa ini, energi kimia bahan bakar diubah menjadi energi listrik tanpa pembakaran (lihat artikel "Rencana GOELRO dan Energi Masa Depan"). Bahan bakar - hidrogen dioksidasi oleh oksigen. Reaksi melahirkan listrik dan air. Air ini kemudian dapat digunakan untuk minum. Seiring dengan efisiensi tinggi, ini adalah keuntungan besar dari sel bahan bakar. Intensitas energi sel bahan bakar 4-5 kali lebih tinggi dari baterai. Namun, sel bahan bakar bukan tanpa kekurangan. Yang paling serius dari mereka adalah massa yang besar.

Kerugian yang sama masih menghalangi penggunaan baterai atom dalam astronotika. Perlindungan kru dari radiasi radioaktif ini pembangkit listrik akan membuat kapal terlalu berat.

Sistem orientasi
Terpisah dari tahap terakhir kendaraan peluncuran, kapal, yang bergerak cepat karena inersia, mulai berputar perlahan dan acak. Cobalah untuk menentukan di posisi ini di mana Bumi berada dan di mana "langit" berada. Di kabin yang berjatuhan, sulit bagi astronot untuk menentukan lokasi kapal, tidak mungkin mengamati benda langit, dan pengoperasian baterai surya juga tidak mungkin dalam posisi seperti itu. Oleh karena itu, kapal terpaksa menempati posisi tertentu di ruang angkasa - itu mengorientasikan. Ketika pengamatan astronomi dipandu oleh beberapa bintang terang, matahari atau bulan. Untuk mendapatkan arus dari baterai surya, Anda perlu mengarahkan panelnya ke arah Matahari. Pendekatan dua kapal membutuhkan orientasi timbal balik mereka. Manuver juga hanya dapat dimulai dalam posisi berorientasi.

Pesawat ruang angkasa ini dilengkapi dengan beberapa mesin jet kontrol sikap kecil. Menghidupkan dan mematikannya dalam urutan tertentu, para astronot memutar kapal di salah satu sumbu yang mereka pilih.

Ingat pengalaman sekolah sederhana dengan pemintal air. Kekuatan reaktif aliran air memercik dari ujung tabung yang ditekuk ke arah yang berbeda, tergantung pada seutas benang, membuat kincir berputar. Hal yang sama terjadi dengan pesawat luar angkasa. Itu ditangguhkan dengan sempurna - kapal tidak berbobot. Sepasang motor mikro dengan nozel yang berlawanan arah sudah cukup untuk memutar kapal pada beberapa sumbu.

Termasuk dalam kombinasi tertentu, beberapa pendorong tidak hanya dapat memutar kapal dengan cara apa pun, tetapi juga memberikan akselerasi tambahan atau menjauhkannya dari lintasan aslinya. Inilah yang ditulis oleh pilot-kosmonot A. G. Nikolaev dan V. I. Sevastyanov tentang kontrol pesawat ruang angkasa Soyuz-9: perangkat optik, untuk mengarahkan kapal relatif ke Bumi dengan sangat akurat. Akurasi yang lebih tinggi (hingga beberapa menit busur) dicapai ketika pesawat ruang angkasa berorientasi ke bintang-bintang."

Pesawat ruang angkasa "Soyuz-4": 1 - kompartemen orbit; 2 - kendaraan keturunan, di mana astronot kembali ke Bumi; 3 - panel surya
baterai malam; 4 - kompartemen instrumentasi.

Namun, "dorongan rendah" hanya cukup untuk manuver kecil. Perubahan signifikan dalam lintasan sudah membutuhkan dimasukkannya sistem propulsi korektif yang kuat.

Rute Soyuz berjalan 200-300 km dari permukaan bumi. Selama penerbangan panjang, bahkan di atmosfer yang sangat langka yang ada pada ketinggian seperti itu, kapal secara bertahap melambat di udara dan turun. Jika "tidak ada tindakan yang diambil, Soyuz" akan memasuki lapisan atmosfer yang padat jauh lebih awal dari waktu yang ditentukan. Oleh karena itu, dari waktu ke waktu kapal dipindahkan ke orbit yang lebih tinggi dengan menyalakan sistem propulsi pengereman korektif. Sistem bekerja tidak hanya saat bergerak ke orbit yang lebih tinggi, mesin menyala selama pertemuan kapal selama docking, serta selama berbagai manuver di orbit.

Di pesawat ruang angkasa "Soyuz" "mantel bulu" dari isolasi layar-vakum.

Orientasi adalah bagian yang sangat penting dalam penerbangan luar angkasa. Tetapi mengarahkan kapal saja tidak cukup. Dia masih perlu dipertahankan dalam posisi ini - menstabilkan. Di luar angkasa yang tidak didukung, ini tidak mudah dilakukan. Salah satu metode stabilisasi yang paling sederhana adalah stabilisasi rotasi. Dalam hal ini, properti benda yang berputar digunakan untuk mempertahankan arah sumbu rotasi dan menahan perubahannya. (Anda semua telah melihat mainan anak-anak - gasing yang berputar, dengan keras kepala menolak untuk berhenti sepenuhnya.) Perangkat berdasarkan prinsip ini - giroskop, banyak digunakan dalam sistem kontrol otomatis untuk pergerakan pesawat ruang angkasa (lihat artikel "Teknologi membantu mengemudikan pesawat" dan "Perangkat otomatis membantu navigator"). Kapal yang berputar seperti giroskop besar: sumbu rotasinya praktis tidak mengubah posisinya di ruang angkasa. Jika sinar matahari jatuh pada panel surya tegak lurus permukaannya, baterai menghasilkan arus listrik. kekuatan terbesar. Oleh karena itu, saat mengisi ulang baterai, baterai surya harus "melihat" langsung ke Matahari. Untuk ini, kapal adalah putaran. Pertama, astronot, memutar kapal, mencari Matahari. Munculnya luminer di tengah skala perangkat khusus berarti kapal diorientasikan dengan benar. Sekarang motor mikro dihidupkan, dan kapal berputar di sekitar sumbu kapal-Matahari. Dengan mengubah kemiringan sumbu rotasi kapal, astronot dapat mengubah pencahayaan baterai dan dengan demikian mengatur kekuatan arus yang diterima darinya. Kontrol pesawat ruang angkasa Stabilisasi rotasi tidak satu-satunya jalan mempertahankan posisi kapal di ruang angkasa. Saat melakukan operasi dan manuver lainnya, kapal distabilkan oleh gaya dorong mesin sistem kendali sikap. Ini dilakukan dengan cara berikut. Pertama, kosmonot menyalakan motor mikro yang sesuai untuk mengubah pesawat ruang angkasa ke posisi yang diinginkan. Pada akhir orientasi, giroskop mulai berputar sistem kontrol. Mereka "mengingat" posisi kapal. Selama pesawat ruang angkasa tetap dalam posisi tertentu, giroskop "diam", yaitu, mereka tidak memberikan sinyal ke mesin orientasi. Namun, dengan setiap belokan kapal, lambungnya bergeser relatif terhadap sumbu rotasi giroskop. Dalam hal ini, giroskop memberikan perintah yang diperlukan ke mesin. Motor mikro menyala dan, dengan daya dorongnya, mengembalikan kapal ke posisi semula.

Namun, sebelum "memutar kemudi", astronot harus membayangkan persis di mana kapalnya sekarang. Pengemudi transportasi darat dipandu oleh berbagai benda tetap. Di luar angkasa, astronot menavigasi dengan benda langit terdekat dan bintang jauh.

Navigator Soyuz selalu melihat Bumi di depannya pada panel kontrol pesawat ruang angkasa - bola dunia navigasi."Bumi" ini tidak pernah tertutup awan seperti planet nyata. Ini bukan hanya gambar tiga dimensi dunia. Dalam penerbangan, dua motor listrik memutar bola dunia secara bersamaan di sekitar dua sumbu. Salah satunya sejajar dengan sumbu rotasi Bumi, dan yang lainnya tegak lurus dengan bidang orbit pesawat ruang angkasa. Gerakan pertama mensimulasikan rotasi harian Bumi, dan yang kedua - penerbangan kapal. Pada kaca tetap, di mana globe dipasang, salib kecil diterapkan. Ini adalah "pesawat luar angkasa" kami. Kapan saja, astronot, melihat permukaan bola dunia di bawah garis bidik, melihat wilayah Bumi mana yang saat ini berada di atasnya.

Untuk pertanyaan "Di mana saya?" pengamat bintang, seperti pelaut, dibantu untuk menjawab dengan perangkat navigasi yang sudah lama dikenal - sekstan. Sextant luar angkasa agak berbeda dari sextant laut: ia dapat digunakan di kokpit kapal tanpa meninggalkan "dek"-nya.

Astronot melihat Bumi yang sebenarnya melalui jendela kapal dan melalui penglihatan optik. Perangkat ini, dipasang di salah satu jendela, membantu menentukan posisi sudut kapal relatif terhadap Bumi. Dengan bantuannya, kru Soyuz-9 melakukan orientasi oleh bintang-bintang.

Tidak panas dan tidak dingin
Berputar mengelilingi Bumi, kapal itu terjun ke dalam sinar pijar Matahari yang menyilaukan, atau ke dalam kegelapan malam kosmik yang beku. Dan para astronot bekerja dengan pakaian olahraga ringan, tidak mengalami panas atau dingin, karena suhu kamar yang akrab bagi seseorang terus dipertahankan di kabin. Instrumen kapal juga terasa hebat dalam kondisi ini - bagaimanapun juga, manusia menciptakannya untuk bekerja dalam kondisi duniawi yang normal.

Pesawat ruang angkasa dipanaskan tidak hanya oleh sinar matahari langsung. Sekitar setengah dari semua panas matahari yang mengenai Bumi dipantulkan kembali ke luar angkasa. Sinar yang dipantulkan ini juga memanaskan kapal. Suhu kompartemen juga dipengaruhi oleh instrumen dan unit yang beroperasi di dalam kapal. Mereka tidak menggunakan sebagian besar energi yang mereka konsumsi untuk tujuan yang dimaksudkan, tetapi memancarkannya dalam bentuk panas. Jika panas ini tidak dikeluarkan dari kapal, panas di kompartemen bertekanan akan segera menjadi tak tertahankan.

Melindungi pesawat ruang angkasa dari aliran panas eksternal, membuang kelebihan panas ke luar angkasa - ini adalah tugas utama sistem kontrol termal.

Sebelum penerbangan, kapal mengenakan mantel bulu isolasi layar-vakum. Insulasi semacam itu terdiri dari banyak lapisan bergantian dari film tipis berlapis logam - layar, di antaranya ruang hampa udara terbentuk dalam penerbangan. Ini adalah penghalang yang dapat diandalkan untuk panas sinar matahari. Lapisan fiberglass atau bahan berpori lainnya diletakkan di antara layar.

Semua bagian kapal, yang karena satu dan lain alasan tidak ditutupi oleh selimut vakum layar, dilapisi dengan lapisan yang mampu memantulkan sebagian besar energi radiasi kembali ke angkasa. Misalnya, permukaan yang dilapisi dengan magnesium oksida hanya menyerap seperempat dari insiden panas pada mereka.

Namun, hanya menggunakan seperti itu pasif sarana perlindungan, tidak mungkin melindungi kapal dari panas berlebih. Oleh karena itu, pada berawak pesawat luar angkasa terapkan lebih efektif aktif sarana kontrol termal.

Ada jalinan tabung logam di dinding bagian dalam kompartemen tertutup. Cairan khusus bersirkulasi di dalamnya - pendingin. Dipasang di luar kapal radiator-kulkas, permukaan yang tidak ditutupi oleh isolasi layar-vakum. Tabung sistem kontrol termal aktif terhubung dengannya. Cairan pendingin yang dipanaskan di dalam kompartemen dipompa ke radiator, yang "membuang", memancarkan panas yang tidak perlu ke ruang angkasa. Cairan yang didinginkan kemudian dikembalikan ke kapal untuk memulai dari awal.

Udara hangat lebih ringan dari udara dingin. Saat dipanaskan, ia naik; menekan lapisan yang dingin dan lebih berat. Ada pencampuran alami udara - konveksi. Berkat fenomena ini, termometer di apartemen Anda, di sudut mana pun Anda meletakkannya, akan menunjukkan suhu yang hampir sama.

Dalam keadaan tanpa bobot, pencampuran seperti itu tidak mungkin. Oleh karena itu, untuk distribusi seragam panas di seluruh volume kabin pesawat ruang angkasa, perlu untuk mengatur konveksi paksa di dalamnya dengan bantuan kipas biasa.

Di luar angkasa seperti di Bumi
Di Bumi, kita tidak memikirkan udara. Kami hanya menghirupnya. Di luar angkasa, pernapasan menjadi masalah. Di sekitar ruang kapal vakum, kekosongan. Untuk bernapas, astronot harus membawa pasokan udara dari Bumi.

Seseorang mengkonsumsi sekitar 800 liter oksigen per hari. Itu dapat disimpan di kapal dalam silinder baik dalam keadaan gas di bawah tekanan tinggi atau dalam bentuk cair. Namun, 1 kg cairan semacam itu "menyeret" ke luar angkasa 2 kg logam dari mana tabung oksigen dibuat, dan bahkan lebih banyak gas terkompresi - hingga 4 kg per 1 kg oksigen.

Tapi Anda bisa melakukannya tanpa balon. Dalam hal ini, bukan oksigen murni yang dimuat di pesawat ruang angkasa, tetapi bahan kimia yang mengandungnya di bentuk terikat. Ada banyak oksigen dalam oksida dan garam dari beberapa logam alkali, dalam hidrogen peroksida yang terkenal. Selain itu, oksida memiliki keunggulan lain yang sangat signifikan: bersamaan dengan pelepasan oksigen, mereka memurnikan atmosfer kabin, menyerap gas yang berbahaya bagi manusia.

Tubuh manusia terus menerus mengkonsumsi oksigen, sambil memproduksi karbon dioksida, karbon monoksida, uap air dan banyak zat lainnya. Karbon monoksida dan karbon dioksida yang terakumulasi dalam volume tertutup kompartemen pesawat ruang angkasa dapat menyebabkan keracunan astronot. Udara kabin secara konstan dilewatkan melalui bejana dengan oksida logam alkali. Dalam hal ini, reaksi kimia terjadi: oksigen dilepaskan, dan kotoran berbahaya diserap. Misalnya, 1 kg litium superoksida mengandung 610 g oksigen dan dapat menyerap 560 g karbon dioksida. Karbon aktif, yang diuji pada masker gas pertama, juga digunakan untuk memurnikan udara kabin tertutup.

Selain oksigen, astronot membawa makanan dan air ke dalam penerbangan. Polos keran air disimpan dalam wadah polietilen tahan lama. Agar air tidak memburuk dan tidak kehilangan rasanya, sejumlah kecil zat khusus, yang disebut pengawet, ditambahkan ke dalamnya. Jadi, 1 mg perak ionik yang dilarutkan dalam 10 liter air membuatnya dapat diminum selama enam bulan.

Sebuah tabung keluar dari tangki air. Itu berakhir dengan corong dengan perangkat pengunci. Astronot meletakkan corong di mulutnya, menekan tombol perangkat pengunci dan mengisap air. Itulah satu-satunya cara untuk minum di luar angkasa. Dalam keadaan tanpa bobot, air keluar dari bejana terbuka dan, pecah menjadi bola-bola kecil, mengapung di sekitar kabin.

Alih-alih pure pucat, yang dibawa oleh kosmonot pertama, kru Soyuz makan makanan "terestrial" biasa. Kapal bahkan memiliki dapur mini tempat makanan yang dimasak dipanaskan.

Dalam foto pra-peluncuran, Yuri Gagarin, Titov Jerman, dan penjelajah luar angkasa lainnya berpakaian jas, wajah tersenyum melihat kita melalui kaca helm. Dan sekarang seseorang tidak bisa pergi ke luar angkasa atau ke permukaan planet lain tanpa pakaian antariksa. Oleh karena itu, sistem pakaian antariksa terus ditingkatkan.

Pakaian antariksa sering dibandingkan dengan kabin bertekanan yang diperkecil seukuran tubuh manusia. Dan ini adil. Jas itu bukan satu jas, tetapi beberapa dikenakan di atas satu sama lain. Pakaian luar tahan panas diwarnai dengan warna putih memantulkan sinar panas dengan baik. Di bawah pakaian luar - setelan yang terbuat dari isolasi termal layar-vakum, dan di bawahnya - cangkang multilayer. Ini memberikan pakaian antariksa dengan kekencangan penuh.

Siapa pun yang pernah memakai sarung tangan karet atau sepatu bot tahu betapa tidak nyamannya setelan jas yang tidak memungkinkan udara masuk. Tetapi astronot tidak mengalami ketidaknyamanan seperti itu. Sistem ventilasi pakaian luar angkasa menyelamatkan seseorang dari mereka. Sarung tangan, sepatu bot, helm melengkapi "pakaian" astronot yang pergi ke luar angkasa. Lubang intip helm dilengkapi dengan filter cahaya yang melindungi mata dari sinar matahari yang menyilaukan.

Kosmonot memiliki ransel di punggungnya. Ini memiliki pasokan oksigen selama beberapa jam dan sistem pemurnian udara. Tas terhubung ke setelan dengan selang fleksibel. Kabel komunikasi dan tali pengaman - tali pengikat menghubungkan astronot dengan pesawat ruang angkasa. Sebuah mesin jet kecil membantu astronot "mengambang" di luar angkasa. Astronot Amerika menggunakan mesin gas seperti itu dalam bentuk pistol.

Kapal terus terbang. Tapi astronot tidak merasa kesepian. Ratusan utas tak terlihat menghubungkan mereka dengan Bumi asal mereka.

Permainan luar angkasa sulit dibayangkan tanpa kendali pesawat ruang angkasa. Namun, di sebagian besar strategi luar angkasa, kapal hanyalah unit lain yang dapat dibingkai dan dikirim untuk menghancurkan musuh. Daftar game di mana manajemen kapal mengambil hal yang sama tempat penting dalam gameplay, serta "piu-pysch" di gravitasi nol, itu jauh lebih pendek. Oleh karena itu, di atas kami, Anda akan menemukan game aksi dan simulator penerbangan luar angkasa di PC, di mana, untuk mencapai kemenangan, Anda perlu menguasai dan meningkatkan keahlian Anda.

IMO

1. Konflik Bintang

Sesi ini permainan online tentang pesawat ruang angkasa, yang dikembangkan oleh studio Rusia StarGem Inc dan diterbitkan oleh monster nyata dari pengembangan game Rusia, Gaijin Entertainment, mengundang Anda untuk duduk di kemudi kapal pilihan Anda dan terjun langsung ke pertempuran dinamis melawan bot, bos penyerbu, dan live lawan. Selain format sesi, kampanye cerita dunia terbuka juga tersedia di sini.

Gim ini dibedakan oleh grafik yang cerah dan menarik, kontrol yang cukup nyaman (yang umumnya tidak seperti biasanya dalam 3D penuh), banyak pilihan kapal yang tersedia untuk pemompaan dan server online yang tinggi. Anda dapat mengunduh klien game di situs web resmi Gaijin.

2. Star Trek Online

Sayangnya, game film yang bagus dianggap sangat langka. Game bagus berdasarkan serial televisi bisa dihitung dengan jari. Dan meskipun Star Trek Online tidak dapat disebut sebagai mahakarya MMORPG luar angkasa, proyek ini tetap layak mendapatkan setidaknya gelar "permainan yang bagus".

3 Entropia Semesta

4. Hantu Bintang

5. MALAM Online

Game pesawat luar angkasa teratas di PC tidak dapat dibayangkan tanpa MMO megah ini dengan pertempuran skala super dan sejumlah besar pemain di server, karena pada waktu tertentu ada puluhan ribu gamer di dunia game - dan ini terlepas dari kenyataan bahwa di Mei 2018 EVE berubah menjadi 15 tahun yang solid.

Beberapa MMO dapat membanggakan umur panjang seperti itu. Raksasa dunia permainan, berbagai macam kapal dan modul, dan banyak profesi yang tersedia untuk dipelajari, termasuk keterampilan tempur dan keterampilan kerajinan.

6 Elit: Berbahaya

Memainkan "Elite" adalah banyak penikmat terpilih dari genre ruang sim hardcore. Tidak ada yang akan memimpin Anda, mengunyah detail kontrol atau melempar peralatan keren di awal - Anda hanya memiliki kapal, 1000 kredit, dan banyak jalur di depan Anda.

Single

1. FTL: Lebih Cepat Dari Cahaya

Tidak seperti kebanyakan permainan dalam pilihan kami, di mana tujuan skala besar dan ambisius ditetapkan untuk pemain, di FTL, pada pandangan pertama, semuanya jauh lebih sederhana - Anda hanya perlu membawa kapal dari titik A ke titik B.

Iblis, seperti biasa, ada dalam perinciannya - kematian setiap anggota kru di sini hampir tidak dapat diubah, hilangnya kapal berarti kegagalan misi, dan perjalanannya ternyata penuh dengan pertemuan dengan pemberontak, bajak laut, dan kosmit agresif. Inti dari gameplaynya adalah distribusi kru yang kompeten dan energi reaktor kapal di antara kompartemen yang berbeda.

2. Space Rangers HD: A War Apart

Rilis ulang HD dari hit legendaris awal 2000-an akan menyenangkan para gamer tidak hanya dengan grafis yang terlihat lebih cantik, tetapi juga dengan banyak pencarian baru (termasuk pencarian teks yang sangat disukai oleh para pemain).

Bukan tanpa peralatan baru dan lambung kapal, dan bahkan kampanye cerita tambahan yang didedikasikan untuk menghadapi yang kuat armada bajak laut yang memutuskan untuk menyerang sistem Koalisi di tengah kekacauan perang dengan Dominator.

3 Galaksi Pemberontak

Jika sebagian besar game di daftar kami mengundang Anda untuk mencoba diri Anda sendiri sebagai pilot pesawat tempur bintang, maka Rebel Galaxy adalah tentang mengendalikan kapal perang epik yang membawa ribuan pesawat tempur dan ratusan menara senjata.

Gameplay di sini lebih seperti pertempuran laut abad ke-17 daripada pada takik berkecepatan tinggi seperti Konflik Bintang - kapal-kapal secara bertahap bertemu, berbelok ke samping dan saling menjatuhkan terawatt laser-plasma.

4. Seri X

Gim dari seri terkenal ini memungkinkan pemain untuk merasa seperti laksamana sejati dari armada bintang - lagi pula, dalam sim luar angkasa ini Anda tidak hanya dapat secara pribadi mengemudikan pesawat tempur dan kapal perang besar, tetapi juga membuat formasi dari kapal Anda dan mengirim mereka untuk menyelesaikan tugas mereka sendiri.

Hasilnya, setiap game dalam seri ini menggabungkan drive zarub dalam semangat Elite dengan cakupan strategi seperti Master of Orion.

5. Everspace

Pada saat bahkan pencipta seri Elite menyerah dan terpaku pada MMO, perusahaan Jerman Rock Fish Games berani merilis sim ruang tunggal.

Everspace berhasil menggabungkan grafik berkualitas tinggi, optimisasi mesin yang waras (yang jarang terjadi pada game 2017), gameplay dinamis, sistem kerusakan modul kapal yang dipikirkan dengan matang, dan kontrol yang nyaman (yang tidak terlalu umum untuk sim luar angkasa). Tetapi dalam hal plot hardcore dan twist, Everspace lebih rendah dari banyak game lain dari atas kami.

6. Freelancer

Pada bulan-bulan pertama setelah rilis, gamer Rusia menyambut game ini dengan hampir antusias - lagi pula, game ini mereproduksi gameplay Space Rangers, terlebih lagi, dalam 3D penuh dan dengan kemampuan untuk secara pribadi berlari di sekitar planet dan pangkalan ruang angkasa. .

Apa lagi yang dibutuhkan untuk kebahagiaan? Ternyata, kita membutuhkan pencarian sampingan, yang penuh dengan game yang lebih sukses dari kami. Anda dapat pergi melalui Freelancer sekali, mengagumi grafis yang luar biasa dengan standar tahun 2003 dan berbagai kapal yang tersedia.

Tempat membeli: Game tidak dapat ditemukan di layanan digital resmi.