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, seperti halnya 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 multi-hari, kosmonot beristirahat dan meletakkan percobaan 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 bawah naungan, 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 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; benda angkasa, tidak mungkin dalam posisi ini dan pengoperasian baterai surya. 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.

Mari kita ingat yang sederhana pengalaman sekolah 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: instrumen 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 sangat bagian utama 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 yang paling metode sederhana stabilisasi - 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, serta pelaut, dibantu oleh yang terkenal perangkat navigasi - 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 di sekitar Bumi, kapal itu terjun ke dalam sinar pijar Matahari yang menyilaukan, atau ke dalam kegelapan malam kosmik yang membeku. Dan para kosmonot bekerja dengan pakaian olahraga yang ringan, tidak mengalami panas atau dingin, karena kabinnya selalu dijaga akrab dengan manusia. suhu kamar. Instrumen kapal juga terasa hebat dalam kondisi ini - lagi pula, 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 dihilangkan 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 - 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 hal tidak ditutupi oleh selimut vakum layar, dilapisi dengan pelapis yang mampu paling energi radiasi dipantulkan 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 pesawat ruang angkasa berawak, 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 "dibuang", 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 atau dalam keadaan gas di bawah tekanan besar 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. 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. Pada saat yang sama, itu terjadi reaksi kimia: Oksigen dilepaskan dan kotoran berbahaya diserap. Misalnya, 1 kg lithium 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 seorang pria tidak bisa keluar luar angkasa atau ke permukaan planet lain tanpa pakaian antariksa. Oleh karena itu, sistem pakaian antariksa terus ditingkatkan.

Pakaian luar angkasa 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.

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, kita dapat mempertimbangkan sistem kontrol pesawat ruang angkasa Amerika "Apollo", yang dirancang untuk tiga awak.

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 masuk kembali dan menampung ketiga anggota awak untuk sebagian besar penerbangan. Kompartemen tambahan berisi: sistem propulsi, memberikan kemungkinan melakukan manuver, sumber daya, dll. Untuk mendarat di Bulan, seharusnya 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 luar angkasa, data penentuan posisi perangkat relatif terhadap bintang, Bumi dan Bulan, diperoleh dengan menggunakan perangkat optik terpasang, dan data dari pengukuran radar. Setelah mengumpulkan informasi ini, 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 berbagai tahapan program.

Induksi 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 on-board 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 digunakan bersama 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 klarifikasi posisi relatif lintasan, mereka 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 pencelupan pertama ke atmosfer, peralatan 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 periode awal dari 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.

::: Cara mengendalikan pesawat ruang angkasa: Instruksi 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 Internasional Stasiun ruang angkasa, yang menyarankan 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, dengan tetap mempertahankan fungsionalitas penuhnya. Masalahnya juga, sejumlah rakitan instrumen yang digunakan pada SDI versi sebelumnya tidak bisa lagi diproduksi karena hancurnya versi sebelumnya. ekonomi 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 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 turun - 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 kondisi saat ini sistem (TS). 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. Artikel tersebut diterbitkan dalam jurnal Popular Mechanics

Segera setelah pesawat ruang angkasa atau stasiun orbital terpisah dari tahap terakhir roket yang membawa mereka ke luar angkasa, mereka menjadi objek pekerjaan spesialis di Pusat Kontrol Misi.

Ruang kontrol utama - ruang luas yang dilapisi dengan deretan konsol, di belakang tempat spesialis berada - menyerang dengan keheningan terkonsentrasi. Hanya suara operator yang berkomunikasi dengan para astronot yang memecahkannya. Seluruh dinding depan aula ditempati oleh tiga layar dan beberapa tampilan digital. Di layar tengah terbesar - peta dunia berwarna-warni. Jalan kosmonot terbentang di atasnya seperti sinusoid biru - seperti inilah proyeksi orbit pesawat ruang angkasa yang terbentang di pesawat. Titik merah perlahan bergerak di sepanjang garis biru - kapal berada di orbit. Di layar kanan dan kiri kita melihat gambar televisi dari kosmonot, daftar operasi utama yang dilakukan di luar angkasa, parameter orbit, rencana kerja kru untuk waktu dekat. Angka berkedip di atas layar. Mereka menunjukkan waktu Moskow dan waktu di atas kapal, jumlah orbit berikutnya, hari penerbangan, waktu sesi komunikasi berikutnya dengan awak kapal.

Di atas salah satu konsol ada tanda: "Kepala kelompok balistik." Balistik bertanggung jawab atas pergerakan pesawat ruang angkasa. Ini yang mereka hitung Waktu tepatnya peluncuran, lintasan peluncuran ke orbit, menurut data mereka, manuver pesawat ruang angkasa dilakukan, docking mereka dengan stasiun orbit dan turun ke bumi. Kepala balistik memantau informasi yang datang dari luar angkasa. Di depannya di layar TV kecil ada kolom angka. Ini adalah sinyal dari kapal yang telah mengalami pemrosesan kompleks pada elektronik komputer(Pusat Komputer.

komputer model yang berbeda membuat seluruh kompleks komputasi di Pusat. Mereka menyortir informasi, mengevaluasi keandalan setiap pengukuran, memproses dan menganalisis indikator telemetri (lihat Telemekanik). Setiap detik jutaan operasi matematika, dan setiap 3 detik komputer memperbarui informasi di konsol.

Di Aula Utama adalah orang-orang yang menerima keterlibatan langsung dalam kontrol penerbangan. Ini adalah pemimpin penerbangan dan kelompok individu spesialis. Di area lain di Center ada yang disebut kelompok pendukung. Mereka merencanakan penerbangan, temukan cara terbaik untuk eksekusi keputusan yang diambil, menyarankan duduk di aula. Kelompok pendukung termasuk spesialis balistik, perancang berbagai sistem pesawat ruang angkasa, dokter dan psikolog, ilmuwan yang mengembangkan program ilmiah penerbangan, perwakilan dari kompleks komando dan pengukuran dan layanan pencarian dan penyelamatan, serta orang-orang yang mengatur rekreasi kosmonot, menyiapkan program musik untuk mereka, pertemuan radio dengan keluarga, tokoh terkenal ilmu pengetahuan dan budaya.

Pusat kendali tidak hanya mengelola aktivitas kru, memantau fungsi sistem dan unit pesawat ruang angkasa, tetapi juga mengoordinasikan pekerjaan banyak stasiun pelacakan darat dan kapal.

Mengapa kita membutuhkan banyak stasiun komunikasi dengan ruang? Faktanya adalah bahwa setiap stasiun dapat mempertahankan kontak dengan pesawat ruang angkasa terbang untuk waktu yang sangat singkat, karena kapal dengan cepat meninggalkan zona visibilitas radio stasiun ini. Sementara itu, volume informasi yang dipertukarkan melalui stasiun pelacakan kapal dan Pusat Kendali Misi sangat besar.

Setiap pesawat ruang angkasa memiliki ratusan sensor. Mereka mengukur suhu dan tekanan, kecepatan dan percepatan, tegangan dan getaran dalam unit struktural individu. Beberapa ratus parameter yang mencirikan status sistem terpasang diukur secara teratur. Sensor mengonversi ribuan berbagai indikator menjadi sinyal listrik, yang kemudian secara otomatis ditransmisikan oleh radio ke Bumi.

Semua informasi ini perlu diproses dan dianalisis secepat mungkin. Secara alami, spesialis stasiun tidak dapat melakukannya tanpa bantuan komputer. Diproses di stasiun pelacakan minoritas data, dan sebagian besar melalui kabel dan radio - melalui satelit buatan Earth "Lightning" - dipindahkan ke Pusat Kontrol.

Ketika pesawat ruang angkasa melewati stasiun pelacakan, parameter orbit dan lintasannya ditentukan. Namun saat ini, tidak hanya pemancar radio kapal atau satelit yang bekerja keras, tetapi juga penerima radio mereka. Mereka menerima banyak perintah dari Bumi, dari Pusat Kontrol. Perintah ini mengaktifkan atau menonaktifkan berbagai sistem dan mekanisme pesawat ruang angkasa, program kerja mereka berubah.

Bayangkan bagaimana stasiun pelacakan bekerja.

Sebuah bintang kecil muncul dan perlahan-lahan bergerak di langit di atas stasiun pelacak. Berputar dengan mulus, mangkuk multi-ton dari antena penerima mengikutinya. Antena lain - antena pemancar - dipasang beberapa kilometer jauhnya: pada jarak seperti itu, pemancar tidak lagi mengganggu penerimaan sinyal dari luar angkasa. Dan ini terjadi di setiap stasiun pelacakan berikutnya.

Semuanya terletak di tempat-tempat di mana rute ruang angkasa berada. Zona visibilitas radio dari stasiun tetangga sebagian saling tumpang tindih. Belum sepenuhnya meninggalkan satu zona, kapal sudah memasuki zona lain. Setiap stasiun, setelah selesai berbicara dengan kapal, "memindahkannya" ke stasiun lain. Perlombaan estafet luar angkasa berlanjut di luar batas negara kita.

Jauh sebelum penerbangan pesawat ruang angkasa, stasiun pelacakan mengambang pergi ke laut - kapal khusus Armada Ekspedisi Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet. Kapal armada "luar angkasa" berjaga-jaga di berbagai lautan. Hal ini menuju kapal sains"Kosmonot Yuri Gagarin", panjang 231,6 m, 11 dek, 1250 kamar. Empat mangkuk antena besar kapal mengirim dan menerima sinyal dari luar angkasa.

Berkat stasiun pelacak, kami tidak hanya mendengar, tetapi juga melihat penghuni rumah luar angkasa. Kosmonot secara teratur membuat laporan TV, menunjukkan kepada penduduk bumi planet mereka, Bulan, penempatan bintang yang bersinar terang di langit hitam...