Multe sarcini complexe de control automat obiecte spațiale apare în timpul controlului rachetelor cu echipaj și al complexelor spațiale destinate să efectueze un zbor cu echipaj uman către Lună și să se întoarcă pe Pământ. Ca exemplu, luați în considerare sistemul de management al americanului nava spatiala„Apollo”, conceput pentru un echipaj de trei persoane.

În general, o astfel de navă spațială este formată din trei compartimente, care sunt puse pe o traiectorie de zbor către Lună cu ajutorul unui vehicul de lansare puternic.

Compartimentul de comandă este conceput pentru a reintra în atmosferă și conține cel mai zborul sunt toți cei trei membri ai echipajului. Compartimentul auxiliar conține sisteme de propulsie care oferă capacitatea de a efectua manevre, surse de energie etc. Pentru aterizarea pe Lună, este planificată utilizarea unui compartiment special, în care la acel moment vor fi doi membri ai echipajului, iar al treilea astronaut. va zbura pe o orbită selenocentrică.

Sistemul de control și navigație al unei astfel de nave spațiale este un sistem de bord folosit pentru a determina poziția și viteza vehiculului, precum și pentru a controla manevrele. Părți ale acestui sistem sunt amplasate atât în ​​compartimentul de comandă, cât și în compartimentul destinat aterizării pe Lună. Fiecare parte conține dispozitive pentru stocarea orientării în spațiu inerțial și măsurarea forțelor g, dispozitive pentru măsurători optice, tablouri de bord și panouri de control, dispozitive pentru afișarea datelor pe indicatoare și un computer digital de bord.

Planul de zbor al navei spațiale Apollo

Calea de zbor a navei spațiale lunare constă din secțiuni active și secțiuni de zbor inerțiale. Sarcinile sistemului de management în aceste domenii diferă într-o oarecare măsură.

În timpul zborului prin inerție, este necesar să se cunoască poziția aparatului și viteza acestuia, adică să se rezolve problemele de navigație. Aceasta utilizează informațiile primite de la stațiile terestre pentru urmărirea zborului navei spațiale, date privind determinarea poziției aparatului în raport cu stele, Pământ și Lună, obținute cu ajutorul dispozitivelor optice de la bord și date din măsurătorile radar. După colectarea acestor informații, devine posibilă definiție pozitia aparatului, viteza acestuia si manevra necesara pentru a lovi un punct dat. În zonele de zbor liber, și mai ales în perioadele de culegere a informațiilor de navigație, devine adesea necesară asigurarea orientării dispozitivului. La efectuarea manevrelor se foloseste o platforma, stabilizata in spatiu cu ajutorul giroscoapelor.

Pe platformă sunt instalate accelerometre, care măsoară accelerațiile și oferă informații computerului de bord. Când controlați dispozitivul înainte de a ateriza pe Lună, trebuie să-l știți viteza initialași poziție. Informațiile despre aceste valori se formează în segmentele de zbor prin inerție.

Să luăm în considerare pe scurt sarcinile pe care sistemul de control și navigație trebuie să le rezolve în diferite etape ale programului.

Injectarea in orbita geocentrica.La lansarea unui vehicul de lansare, controlul se realizeaza printr-un sistem instalat in fata vehiculului de lansare. În faza de lansare însă, sistemul compartimentului de comandă generează comenzi care pot fi utilizate în cazul unei defecțiuni a sistemului de control al vehiculului de lansare. În plus, sistemul de control al compartimentului de comandă oferă echipajului informații despre precizia lansării vehiculului pe o anumită orbită geocentrică.

Segment de zbor pe orbită geocentrică.Nava spațială și ultima etapă a vehiculului de lansare fac una sau mai multe viraje pe o orbită geocentrică. În această etapă, măsurătorile de navigație efectuate de echipamentele aeriene sunt efectuate în principal pentru a verifica funcționarea corectă a echipamentului. Elementele optice ale sistemului de control al compartimentului de comandă sunt utilizate pentru a clarifica poziția și viteza vehiculului. Datele primite de la dispozitivele de bord sunt partajate cu datele transmise de la stațiile de urmărire la sol.

Segmentul de zbor liber către Lună Dispozitivul se separă de ultima etapă a vehiculului de lansare la scurt timp după ce a părăsit orbita geocentrică. Poziții de start iar viteza vehiculului sunt determinate cu precizie atât de sistemele de bord, cât și de stațiile de la sol. Când traiectoria vehiculului este determinată cu precizie, se poate efectua corectarea traiectoriei. De obicei, pot fi efectuate trei manevre corective, fiecare dintre acestea putând duce la o modificare a vitezei vehiculului cu până la 3 m/s. Prima corecție a traiectoriei poate fi efectuată la aproximativ o oră după lansare de pe o orbită geocentrică.

Sectiunea de lansare a compartimentului lunar pe traiectoria de zbor catre suprafata Lunii.Prima sarcina a sistemului de control al compartimentului lunar este de a asigura executarea precisa a manevrei, in care compartimentul lunar, datorita unei modificarea vitezei sale cu câteva sute de metri pe secundă, este afișată pe o traiectorie care se termină la o altitudine de 16 km în vecinătatea punct dat aterizare. Condițiile inițiale pentru această manevră sunt determinate cu ajutorul echipamentului de navigație al compartimentului de comandă. Datele sunt introduse manual în sistemul de control al compartimentului lunar.

Locul de aterizare pe suprafața lunară La momentul potrivit, stabilit de sistemul de control al compartimentului lunar, motoarele de aterizare sunt pornite, reducând rata de coborâre a compartimentului lunar. În stadiul inițial de țintire a compartimentului folosind sistem inerțial se măsoară acceleraţiile şi se asigură orientarea necesară a aparatului. Cu un control suplimentar de aterizare, după ce altitudinea și viteza compartimentului scad la limitele specificate, va fi folosit radarul. Totodata, membrii echipajului asigura orientarea compartimentului cu ajutorul unor semne speciale de pe hublo si informatii provenite de la calculator. Sistemul de control ar trebui să ofere cel mai mult utilizare eficientă combustibil în timpul unei aterizări moale într-un loc dat.

Etapa de ședere pe suprafața Lunii Când compartimentul lunar se află pe suprafața lunii, un radar special, care este folosit și pentru a asigura întâlnirea compartimentelor pe orbită, monitorizează compartimentul de comandă pt. definiție exactă poziţia orbitei compartimentului de comandă faţă de punctul de aterizare.

Etapa de lansare de pe suprafata Lunii.Pentru conditiile initiale corespunzatoare, calculatorul compartimentului determina traiectoria care asigura intalnirea cu compartimentul de comanda, care zboara pe orbita satelitului Lunii, si o comanda de decolare. este emis. Cu ajutorul sistemului inerțial se ghidează compartimentul lunar și se determină momentul opririi motorului. După oprirea motorului, compartimentul lunar efectuează un zbor liber pe o traiectorie apropiată de traiectoria compartimentului de comandă.

Etapa zborului de-a lungul unei traiectorii intermediare Un radar instalat pe compartimentul lunar face posibila obtinerea de informatii despre pozitia relativa a ambelor compartimente. După precizarea poziției relative a traiectoriilor, acestea pot fi corectate în același mod în care s-a făcut la etapa zborului către Lună.

Etapa de întâlnire pe o orbită selenocentrică La apropierea compartimentelor, împingerea motoarelor este controlată de semnalele sistemelor inerțiale și radar pentru a reduce viteza relativă între compartimente. Andocarea golfului poate fi controlată manual sau automat.

Întoarcerea pe Pământ Revenirea compartimentului de comandă și auxiliar pe Pământ se realizează în mod similar cu etapa zborului către Lună cu manevre corective. La sfârșitul acestei secțiuni, sistemul de navigație trebuie să determine cu exactitate condițiile inițiale de intrare în atmosferă și să asigure intrarea într-un „coridor” relativ îngust delimitat deasupra și dedesubt.

Intrarea atmosferică.La locul de intrare în atmosferă, conform datelor privind suprasarcinile și atitudinea aparaturii obținute din sistemul inerțial, mișcarea compartimentului este controlată prin modificarea unghiului său de ruliu. Compartimentul de comandă este un corp axisimetric, dar centrul său de masă nu se află pe axa de simetrie, iar la zborul la unghiul de atac de trim, calitatea aerodinamică* a aparatului este de aproximativ 0,3. Aceasta permite, prin modificarea unghiului de rulare, modificarea unghiului de atac si astfel controlul zborului in plan longitudinal. La intrarea în atmosfera Pământului are loc frânarea aerodinamică a compartimentului de comandă. În același timp, viteza sa scade de la a doua viteză cosmică la o viteză puțin mai mică decât prima viteză cosmică (circulară). După prima scufundare în atmosferă, aparatul trece pe o traiectorie balistică, părăsind atmosfera, apoi reintră în straturile dense ale atmosferei și trece pe o traiectorie de coborâre. Etapa controlului navei spațiale în timpul primei scufundări în atmosferă este extrem de importantă, deoarece, pe de o parte, sistemul de control trebuie să asigure menținerea forțelor g și a încălzirii aerodinamice în limitele specificate, iar pe de altă parte, trebuie furnizați cantitatea necesară de forță de ridicare, la care distanța necesară și aterizarea navei într-o zonă dată.

* Calitatea aerodinamică este raportul dintre portanță și rezistență.

Controlul navei spațiale în timpul celei de-a doua scufundări poate fi efectuat prin analogie cu controlul în timpul coborârii navelor spațiale-sateliți.

Știința și tehnologia controlului navelor spațiale se află încă în perioada inițială a dezvoltării sale. În deceniul care a trecut de la lansarea primului satelit artificial de pe Pământ, acesta a făcut progrese extraordinare și a rezolvat multe dintre cele mai dificile probleme, dar perspectivele dezvoltării sale sunt și mai grandioase.

Îmbunătățirea tehnologiei informatice, microminiaturizarea elementelor dispozitivelor electronice, dezvoltarea mijloacelor de procesare și transmitere a informațiilor, construcție de dispozitive de măsurare și informare pe noi principii fizice, dezvoltarea de noi principii și dispozitive de orientare, stabilizare și control deschid orizonturi nemărginite pentru crearea unui spațiu perfect cu și fără pilot. aeronave care va ajuta o persoană să cunoască secretele Universului și va servi la rezolvarea multor probleme practice.

Navele din seria Soyuz, cărora li s-a promis un viitor lunar în urmă cu aproape jumătate de secol, nu au plecat niciodată orbita pământului, dar și-a câștigat reputația ca cel mai fiabil transport spațial de pasageri. Să le privim cu ochii comandantului navei

Nava spațială Soyuz-TMA constă dintr-un compartiment de ansamblu de instrumente (PAO), un vehicul de coborâre (SA) și un compartiment de agrement (BO), iar CA ocupă Partea centrală navă. La fel ca într-un avion de linie, în timpul decolării și al urcării, ni se ordonă să ne punem centurile de siguranță și să nu părăsim scaunele, astronauții sunt, de asemenea, obligați să fie pe scaune, să fie prinși și să nu-și dezbrace costumele spațiale în faza de lansare. nava pe orbită și manevră. După încheierea manevrei, echipajul, format din comandantul navei, inginerul de zbor-1 și inginerul de zbor-2, are voie să-și scoată costumele spațiale și să se deplaseze în compartimentul de serviciu, unde pot mânca și merge la toaletă. Zborul către ISS durează aproximativ două zile, întoarcerea pe Pământ durează 3-5 ore.

Sistemul de afișare a informațiilor (IDS) Neptune-ME utilizat în Soyuz-TMA aparține celei de-a cincea generații a IDS pentru nava spațială din seria Soyuz.

După cum știți, modificarea Soyuz-TMA a fost creată special pentru zborurile către Stația Spațială Internațională, care a implicat participarea astronauților NASA la aceste costume spațiale mai voluminoase.

Pentru ca astronauții să poată trece prin trapa care leagă unitatea casnică cu vehiculul de coborâre, a fost necesar să se reducă adâncimea și înălțimea consolei, desigur, menținând în același timp funcționalitatea deplină a acesteia.

Problema a fost, de asemenea, că o serie de ansambluri de instrumente utilizate în versiunile anterioare ale SDI nu au mai putut fi produse din cauza dezintegrarii fostei economii sovietice și a încetării unei anumite producții.

Complexul de antrenament „Soyuz-TMA”, situat în Centrul de Formare a Cosmonauților, care poartă numele. Gagarin (Star City), include o machetă a vehiculului de coborâre și a compartimentului casnic.

Prin urmare, întregul SDI a trebuit fundamental reelaborat. Elementul central al SDI-ului navei era un panou de control integrat, compatibil hardware cu un computer de tip IBM PC.

consola spațială

Sistemul de afișare a informațiilor (IDS) din nava spațială Soyuz-TMA se numește Neptun-ME. Momentan sunt mai multe o noua versiune SDI pentru așa-numitul digital „Soyuz” - nave de tip „Soyuz-TMA-M”. Cu toate acestea, modificările au afectat în principal umplerea electronică a sistemului - în special, sistemul de telemetrie analogică a fost înlocuit cu unul digital. Practic, se păstrează continuitatea „interfeței”.

1. Panou de control integrat (InPU). În total, la bordul vehiculului de coborâre sunt două IPU - unul pentru comandantul navei, al doilea pentru inginerul de zbor-1 care stă în stânga.

2. Tastatura numerică pentru introducerea codurilor (pentru navigare pe afișajul InPU).

3. Bloc de control al marcajului (utilizat pentru navigarea pe sub-afișajul InPU).

4. Bloc de indicare electroluminiscentă a stării curente a sistemelor (TS).

5. RPV-1 și RPV-2 - supape rotative manuale. Ei sunt responsabili pentru umplerea liniilor cu oxigen din baloane sferice, dintre care unul este situat în compartimentul instrumentului agregat, iar celălalt în vehiculul de coborâre în sine.

6. Supapă electropneumatică pentru alimentarea cu oxigen în timpul aterizării.

7. Vedere specială a cosmonautului (VSK). În timpul andocării, comandantul navei se uită la portul de andocare și observă acostarea navei. Pentru transmiterea imaginii se folosește un sistem de oglinzi, aproximativ același ca în periscopul unui submarin.

8. Buton de control al mișcării (RUD). Cu acest ajutor, comandantul navei spațiale controlează motoarele pentru a oferi Soyuz-TMA o accelerație liniară (pozitivă sau negativă).

9. Folosind stick-ul de control al atitudinii (OCC), comandantul navei spațiale stabilește rotația Soyuz-TMA în jurul centrului de masă.

10. Unitatea de refrigerare și uscare (XSA) elimină căldura și umezeala din navă, care se acumulează inevitabil în aer din cauza prezenței persoanelor la bord.

11. Comutați comutatoare pentru a activa ventilația costumelor spațiale în timpul aterizării.

12. Voltmetru.

13. Bloc de siguranțe.

14. Buton pentru a începe conservarea navei după andocare. Resursa Soyuz-TMA este de doar patru zile, așa că trebuie protejată. După andocare, puterea și ventilația sunt furnizate chiar de stația orbitală.

NAVA SPATIALA

Navele spațiale din timpul nostru sunt numite dispozitive concepute pentru a transporta astronauții pe orbită apropiată de Pământ și apoi să-i returneze pe Pământ. Este clar că cerinte tehnice la navă spațială sunt mai stricte decât la orice altă navă spațială. Condițiile de zbor (forțele G, condițiile de temperatură, presiunea etc.) trebuie menținute pentru ele cu mare precizie, astfel încât să nu se creeze o amenințare la adresa vieții umane. Condițiile umane normale trebuie create într-o navă care devine o casă pentru un cosmonaut timp de câteva ore sau chiar zile - cosmonautul trebuie să respire, să bea, să mănânce, să doarmă și să-și îndeplinească nevoile naturale. Ar trebui să poată întoarce nava la propria discreție în timpul zborului și să schimbe orbita, adică nava ar trebui să fie ușor reorientată și controlată în timpul mișcării sale în spațiu. Pentru a se întoarce pe Pământ, nava spațială trebuie să stingă toate acestea viteza extraordinara, care i s-a semnalat la demararea vehiculului de lansare. Dacă Pământul nu ar avea o atmosferă, ar trebui să cheltuiască la fel de mult combustibil cât înainte să se ridice în spațiu. Din fericire, acest lucru nu este necesar: ​​dacă aterizați pe o traiectorie foarte blândă, plonjând treptat în straturile dense ale atmosferei, puteți încetini nava în aer cu un consum minim de combustibil. Atât „Vostok” sovietic, cât și „Mercur” american au aterizat în acest fel, iar acest lucru explică multe dintre caracteristicile designului lor. Deoarece o parte semnificativă a energiei în timpul frânării este destinată încălzirii navei, fără o bună protecție termică aceasta se va arde pur și simplu, deoarece majoritatea meteoriților și sateliților care își încheie existența se ard în atmosferă. Prin urmare, este necesar să se protejeze navele cu carcase de protecție termică voluminoase, rezistente la căldură. (De exemplu, pe Vostok sovietic, greutatea sa a fost de 800 kg - o treime din greutatea totală a vehiculului de coborâre.) Dorind să ușureze nava cât mai mult posibil, designerii au furnizat acest ecran nu întregii nave, ci numai la caroseria vehiculului de coborâre. Astfel, încă de la început, a fost stabilit designul unei nave separabile (a fost testat pe Vostoks, iar apoi a devenit un clasic pentru toate navele spațiale sovietice și americane). Nava este formată din două părți independente: compartimentul instrumentelor și vehiculul de coborâre (cel din urmă servește drept cabină a cosmonautului în timpul zborului).

Prima navă spațială sovietică Vostok masa totala 4, 73 de tone au fost lansate pe orbită folosind un vehicul de lansare în trei etape cu același nume. Greutatea totală de lansare a complexului spațial a fost de 287 de tone.Din punct de vedere structural, Vostok a constat din două compartimente principale: vehiculul de coborâre și compartimentul pentru instrumente. Vehiculul de coborâre cu cabina cosmonautului era realizat sub formă de minge cu diametrul de 2,3 m și avea o masă de 2,4 tone.

Carcasa sigilată a fost realizată din aliaj de aluminiu. În interiorul vehiculului de coborâre, designerii au încercat să plaseze doar acele sisteme și instrumente ale navei spațiale de care au fost necesare pe parcursul întregului zbor, sau cele care au fost utilizate direct de astronaut. Toate celelalte au fost duse la compartimentul instrumentelor. Scaunul ejectabil al astronautului era situat în interiorul cabinei. (În cazul în care ai fost nevoit să ejectezi la lansare, scaunul era echipat cu două propulsoare de pulbere.) Existau și un panou de comandă, surse de alimentare și apă. Sistemul de susținere a vieții a fost proiectat să funcționeze timp de zece zile. Pe tot parcursul zborului, astronautul trebuia să fie într-un costum spațial etanș, dar cu casca deschisă (această cască se închidea automat în cazul unei depresurizări bruște a cabinei).

Volumul liber intern al vehiculului de coborâre a fost de 1,6 metri cubi. Conditiile necesareîn cabina navei spațiale erau susținute de doi sisteme automate: sistem de susţinere a vieţii şi sistem de control termic. După cum știți, o persoană în procesul de viață consumă oxigen, emite dioxid de carbon, căldură și umiditate. Aceste două sisteme au asigurat doar absorbția dioxid de carbon, completarea cu oxigen, eliminarea excesului de umiditate din aer și extragerea căldurii. În cabina Vostok, starea obișnuită a atmosferei de pe Pământ a fost menținută cu o presiune de 735-775 mm Hg. Artă. și 20-25% conținut de oxigen. Dispozitivul sistemului de control termic amintea oarecum de un aparat de aer condiționat. Continea un schimbator de caldura aer-lichid, prin serpentina caruia curgea un lichid racit (refrigerant). Ventilatorul a condus aer cald și umed din cabină prin schimbătorul de căldură, care a fost răcit pe suprafețele sale reci. Umiditatea s-a condensat. Lichidul de răcire a intrat în vehiculul de coborâre din compartimentul instrumentelor. Lichidul de absorbție a căldurii a fost antrenat forțat de o pompă printr-un radiator-emițător situat pe carcasa conică exterioară a compartimentului instrumentului. Temperatura lichidului de racire a fost mentinuta automat in intervalul dorit cu ajutorul unor obloane speciale care acopereau caloriferul. Obloanele jaluzelelor se puteau deschide sau închide, modificând fluxurile de căldură radiate de calorifer. Pentru a menține compoziția dorită a aerului, în cabina vehiculului de coborâre a existat un dispozitiv de regenerare. Aerul din cabină era condus continuu de un ventilator prin cartușe speciale înlocuibile care conțineau superoxizi de metale alcaline. Astfel de substanțe (de exemplu, K2O4) sunt capabile să absoarbă eficient dioxidul de carbon și să elibereze oxigen în acest proces. Lucrarea tuturor automatizărilor a fost controlată de un dispozitiv software de bord. Diverse sisteme și instrumente au fost pornite atât prin comenzi de la Pământ, cât și de către cosmonautul însuși. Pe „Vostok” exista o întreagă gamă de facilități radio care făceau posibilă desfășurarea și menținerea comunicațiilor bidirecționale, efectuarea diferitelor măsurători, controlul navei de pe Pământ și multe altele. Cu ajutorul emițătorului „Semnal”, au fost primite în permanență informații de la senzorii aflați pe corpul cosmonautului cu privire la bunăstarea acestuia. Sistemul de alimentare se baza pe baterii argint-zinc: bateria principală era amplasată în compartimentul instrumentelor, iar cea suplimentară, care asigura puterea în timpul coborârii, se afla în vehiculul de coborâre.

Compartimentul pentru instrumente avea o masă de 2,27 tone.În apropierea joncțiunii sale cu vehiculul de coborâre se aflau 16 cilindri sferici cu rezerve de azot comprimat pentru micromotoarele de orientare și oxigen pentru sistemul de susținere a vieții. Sistemul de orientare și control al mișcării joacă un rol foarte important în orice navă spațială. Pe „Vostok” a inclus mai multe subsisteme. Primul dintre ele - navigația - a constat dintr-o serie de senzori de poziție a navelor spațiale în spațiu (inclusiv senzorul Soarelui, senzorii giroscopici, dispozitivul optic Vzor și altele). Semnalele de la senzori au intrat în sistemul de control, care putea funcționa automat sau cu participarea astronautului. Consola cosmonautului avea un mâner pentru controlul manual al atitudinii navei spațiale. Nava a fost desfășurată folosind un întreg set de duze cu jet mici dispuse într-un anumit mod, în care a fost alimentat cu azot comprimat din cilindri. În total, compartimentul instrumentelor avea două seturi de duze (opt în fiecare), care puteau fi conectate la trei grupuri de cilindri. sarcina principală, care s-a rezolvat cu ajutorul acestor duze, a fost orientarea corectă a navei înainte de a aplica un impuls de frânare. Acest lucru trebuia făcut într-o anumită direcție și la un moment strict definit. Aici nu s-a făcut nicio greșeală.

În partea inferioară a compartimentului era amplasat un sistem de propulsie de frânare cu o forță de 15,8 kilonewtoni. Acesta a constat dintr-un motor, rezervoare de combustibil și un sistem de alimentare cu combustibil. Timpul său de funcționare a fost de 45 de secunde. Înainte de întoarcerea pe Pământ, sistemul de propulsie de frânare a fost orientat în așa fel încât să dea un impuls de frânare de aproximativ 100 m/s. Acest lucru a fost suficient pentru a trece la traiectoria de coborâre. (Cu o altitudine de zbor de 180-240 km, orbita a fost calculată în așa fel încât, chiar dacă instalația de frână ar eșua, nava ar intra în continuare în straturile dense ale atmosferei în zece zile. Tocmai pentru această perioadă aprovizionarea a fost calculată oxigenul, bând apă, mâncare, încărcare baterie.) Apoi vehiculul de coborâre a fost separat de compartimentul instrumentelor. Decelerația ulterioară a navei s-a datorat deja rezistenței atmosferice. În același timp, supraîncărcările au ajuns la 10 g, adică greutatea astronautului a crescut de zece ori.

Viteza vehiculului de coborâre în atmosferă a scăzut la 150-200 m/s. Dar pentru a asigura o aterizare sigură în contact cu solul, viteza acestuia nu trebuie să depășească 10 m/s. Excesul de viteză a fost stins cu parașute. S-au deschis treptat: mai întâi evacuarea, apoi frâna și, în final, cea principală. La o altitudine de 7 km, cosmonautul a trebuit să se ejecteze și să aterizeze separat de vehiculul de coborâre cu o viteză de 5-6 m/s. Aceasta a fost realizată cu ajutorul unui scaun ejecțional, care a fost montat pe ghidaje speciale și tras din vehiculul de coborâre după ce capacul trapei a fost separat. Și aici s-a deschis mai întâi parașuta de tragere a scaunului, iar la o altitudine de 4 km (cu o viteză de 70-80 m/s), cosmonautul s-a desfăcut de pe scaun și apoi a coborât cu propria parașută.

Lucrările la pregătirea unui zbor cu echipaj la Biroul de Proiectare Korolev au început în 1958. Prima lansare fără pilot a Vostok a fost făcută pe 15 mai 1960. Din cauza operare incorectă Unul dintre senzori, înainte de a porni sistemul de propulsie cu frână, nava s-a dovedit a fi orientată incorect și, în loc să coboare, s-a mutat pe o orbită mai înaltă. A doua lansare (23 iulie 1960) a avut și mai puțin succes - un accident a avut loc chiar la începutul zborului. Vehiculul de coborâre s-a separat de navă și s-a prăbușit în timpul căderii. Pentru a evita acest pericol, a fost introdus un sistem de salvare de urgență pe toate navele următoare. Dar a treia lansare a Vostok (19-20 august 1960) a fost destul de reușită - în a doua zi, vehiculul de coborâre, împreună cu toate animalele experimentale: șoareci, șobolani și doi câini - Belka și Strelka - au aterizat în siguranță într-un anumit zonă. Acesta a fost primul caz din istoria astronauticii de întoarcere a ființelor vii pe Pământ după zbor în spațiu. Dar următorul zbor (1 decembrie 1960) a avut din nou un rezultat nefavorabil. Nava a intrat în spațiu și a finalizat întregul program. O zi mai târziu, s-a dat ordin de revenire la pământ. Cu toate acestea, din cauza defecțiunii sistemului de propulsie cu frână, vehiculul de coborâre a intrat în atmosferă cu o viteză excesiv de mare și a ars. Câinii de experiment Pchelka și Mushka au murit împreună cu el. În timpul lansării din 22 decembrie 1960, ultima etapă s-a prăbușit, dar sistemul de salvare de urgență a funcționat corect - vehiculul de coborâre a aterizat fără avarii. Doar cea de-a șasea lansare (9 martie 1961) și a șaptea (25 martie 1961) a lui Vostok a avut un succes destul de mare. După ce au făcut o revoluție în jurul Pământului, ambele nave s-au întors în siguranță pe Pământ împreună cu toate animalele experimentale. Aceste două zboruri au simulat complet viitorul zbor al unei persoane, astfel încât chiar și pe scaun exista un manechin special. Primul zbor spațial cu echipaj uman din istorie a avut loc pe 12 aprilie 1961. cosmonaut sovietic Yuri Gagarin de pe nava spațială Vostok-1 a făcut o orbită în jurul Pământului și s-a întors în siguranță pe Pământ în aceeași zi (întregul zbor a durat 108 minute). Astfel s-a deschis epoca zborurilor cu echipaj.

În Statele Unite, pregătirile pentru zborul cu echipaj în cadrul programului Mercur au început și în 1958. La început, au fost efectuate zboruri fără pilot, apoi zboruri de-a lungul unei traiectorii balistice. Primele două lansări ale lui Mercur pe o traiectorie balistică (în mai și iulie 1961) au fost efectuate cu ajutorul unei rachete Redstone, iar următoarele au fost lansate pe orbită cu ajutorul unui vehicul de lansare Atlas-D. 20 februarie 1962 astronaut american John Glenn de pe Mercury 6 a făcut primul zbor orbital în jurul Pământului.

Prima navă spațială americană a fost mult mai mică decât cea sovietică. Vehiculul de lansare Atlas-D, cu o greutate de lansare de 111,3 tone, era capabil să lanseze o încărcătură de cel mult 1,35 tone pe orbită. Prin urmare, nava „Mercury” a fost proiectată cu restricții extrem de stricte privind greutatea și dimensiunile. Baza navei a fost capsula returnată pe Pământ. Avea forma unui trunchi de con cu fundul sferic și unul cilindric top. Pe baza conului a existat o instalație de frână a trei motoare cu reacție cu propulsie solidă de 4,5 kilonewtoni fiecare și un timp de funcționare de 10 secunde. În timpul coborârii, capsula a intrat prima în straturile dense ale fundului atmosferei. Prin urmare, un scut termic greu a fost amplasat doar aici. În partea frontală cilindrică era o antenă și o secțiune de parașută. Erau trei parașute: frână, principală și rezervă, care au fost împinse afară cu ajutorul unui arc pneumatic.

În interiorul cabinei era un volum liber 1, 1 metri cubi. Astronautul, îmbrăcat într-un costum spațial ermetic, era amplasat pe un scaun. În fața lui erau un hublo și un panou de control. Pe ferma de deasupra navei a fost amplasat motorul cu pulbere SAS. Sistemul de susținere a vieții de pe Mercur a fost semnificativ diferit de cel de pe Vostok. În interiorul navei s-a creat o atmosferă pur de oxigen cu o presiune de 228-289 mm Hg. Artă. Pe măsură ce oxigenul a fost consumat din cilindri, acesta a fost furnizat cabinei și costumului spațial al astronautului. Hidroxidul de litiu a fost folosit pentru a îndepărta dioxidul de carbon. Costumul a fost răcit cu oxigen, care, înainte de a fi folosit pentru respirație, a fost furnizat în partea inferioară a corpului. Temperatura și umiditatea au fost menținute cu schimbătoare de căldură prin evaporare - umiditatea a fost colectată cu ajutorul unui burete, care a fost stoars periodic (s-a dovedit că această metodă nu era potrivită în imponderabilitate, așa că a fost folosită numai pe primele nave). Alimentarea a fost asigurată de baterii reîncărcabile. Întregul sistem de susținere a vieții a fost proiectat pentru doar 1,5 zile. Pentru a controla orientarea, „Mercury” avea 18 motoare controlate care funcționau cu un combustibil monocomponent - peroxid de hidrogen. Astronautul s-a împroșcat cu nava pe suprafața oceanului. Capsula avea o flotabilitate nesatisfăcătoare, așa că pentru orice eventualitate avea o plută gonflabilă.

ROBOT

Un robot este numit un dispozitiv automat care are un manipulator - un analog mecanic mana omului- și sistemul de control al acestui manipulator. Ambele componente pot avea o structură diferită - de la foarte simplă la extrem de complexă. Manipulatorul constă de obicei din legături articulate, așa cum o mână umană este formată din oase legate prin articulații și se termină cu o circumferință, care este ceva asemănător mâinii unei mâini umane.

Legăturile manipulatorului sunt mobile unele față de altele și pot efectua rotații și mișcări de translație. Uneori, în loc de o prindere, ultima verigă a manipulatorului este un fel de unealtă de lucru, de exemplu, un burghiu, o cheie, un pulverizator de vopsea sau o pistoletă de sudură.

Mișcarea legăturilor manipulatorului este asigurată de așa-numitele unități - analogi ai mușchilor din mâna omului. De obicei, motoarele electrice sunt folosite ca atare. Apoi, antrenarea include și o cutie de viteze (un sistem de viteze care reduce numărul de rotații ale motorului și mărește cuplul) și un circuit de control electric care reglează viteza de rotație a motorului electric.

Pe lângă electrică, este adesea folosită o acționare hidraulică. Acțiunea sa este foarte simplă. În cilindrul 1, în care se află pistonul 2, conectat prin intermediul unei tije la manipulatorul 3, intră sub presiune un fluid, care mișcă pistonul într-o direcție sau alta și, odată cu el, „brațul” robotului. . Direcția acestei mișcări este determinată de ce parte a cilindrului (în spațiul de deasupra sau dedesubtul pistonului) intră acest moment lichid. Acționarea hidraulică poate informa manipulatorul și mișcarea de rotație. Acționarea pneumatică funcționează în același mod, aici se folosește doar aer în loc de lichid.

Asta e în in termeni generali dispozitiv manipulator. În ceea ce privește complexitatea sarcinilor pe care le poate rezolva un anumit robot, acestea depind în mare măsură de complexitatea și perfecțiunea dispozitivului de control. În general, se obișnuiește să vorbim despre trei generații de roboți: industriali, adaptivi și roboți cu inteligență artificială.

Primele mostre de roboți industriali simpli au fost create în 1962 în SUA. Aceștia au fost Versatran de la AMF Versatran și Unimate de la Union Incorporated. Acești roboți, precum și cei care i-au urmat, au acționat conform unui program rigid care nu s-a schimbat în timpul funcționării și au fost proiectați pentru a automatiza operațiuni simple într-o stare neschimbată a mediului. De exemplu, un „tambur programabil” ar putea servi ca dispozitiv de control pentru astfel de roboți. El a procedat astfel: pe un cilindru rotit de un motor electric erau așezate contactele antrenărilor manipulatorului, iar în jurul tamburului erau plăci metalice conductoare care închideau aceste contacte atunci când le atingeau. Locația contactelor a fost astfel încât, atunci când tamburul se rotește, dispozitivele de manipulare se pornesc la momentul potrivit, iar robotul începe să efectueze operațiunile programate în secvența dorită. În același mod, controlul ar putea fi efectuat folosind un card perforat sau bandă magnetică.

Evident, chiar și cea mai mică schimbare a mediului, cel mai mic eșec în proces tehnologic, duce la o încălcare a acțiunilor unui astfel de robot. Cu toate acestea, au și avantaje considerabile - sunt ieftine, simple, ușor de reprogramat și pot înlocui o persoană atunci când efectuează operațiuni grele monotone. În acest tip de muncă au fost folosiți pentru prima dată roboții. S-au descurcat bine cu operațiuni repetitive tehnologice simple: au efectuat sudură în puncte și arc, încărcat și descărcat, întreținut prese și matrițe. Robotul Unimate, de exemplu, a fost creat pentru a automatiza sudarea prin puncte prin rezistență a corpurilor mașini, iar un robot de tip SMART a instalat roți pe mașini.

Cu toate acestea, imposibilitatea fundamentală a funcționării autonome (fără intervenția umană) a roboților din prima generație a făcut foarte dificil ca aceștia să fie introduși pe scară largă în producție. Oamenii de știință și inginerii au încercat cu insistență să elimine acest neajuns. Rezultatul muncii lor a fost crearea de roboți adaptabili de a doua generație mult mai complexi. O caracteristică distinctivă a acestor roboți este că își pot schimba acțiunile în funcție de mediu. Deci, atunci când modifică parametrii obiectului de manipulare (orientarea sau locația sa unghiulară), precum și mediul înconjurător (de exemplu, când apar unele obstacole în calea manipulatorului), acești roboți își pot proiecta acțiunile în consecință.

Este clar că, lucrând într-un mediu în schimbare, robotul trebuie să primească în mod constant informații despre acesta, altfel nu va putea naviga în spațiul înconjurător. În acest sens, roboții adaptivi au un sistem de control mult mai complex decât roboții din prima generație. Acest sistem este împărțit în două subsisteme: 1) senzorial (sau senzorial) - include acele dispozitive care colectează informații despre mediu inconjuratorși despre amplasarea în spațiu a diferitelor părți ale robotului; 2) Un computer care analizează aceste informații și, în conformitate cu aceasta și cu un program dat, controlează mișcarea robotului și a manipulatorului acestuia.

La dispozitive tactile includ senzori tactili tactili, senzori fotometrici, ultrasonici, locație și diverse sisteme de viziune tehnică. Acestea din urmă au o importanță deosebită. Sarcina principală a viziunii tehnice (de fapt, „ochii” robotului) este de a converti imaginile obiectelor din mediu într-un semnal electric ușor de înțeles pentru un computer. Principiu general sisteme de viziune tehnică constă în faptul că cu ajutorul unei camere de televiziune sunt transmise computerului informații despre spațiul de lucru. Calculatorul îl compară cu „modelele” disponibile în memorie și selectează programul potrivit pentru circumstanțe. Pe parcurs, unul dintre probleme centrale atunci când cream roboți adaptabili a fost să învețe mașina să recunoască tipare. Dintre multele obiecte, robotul trebuie să le selecteze pe cele de care are nevoie pentru a efectua o anumită acțiune. Adică, el trebuie să fie capabil să distingă între trăsăturile obiectelor și să clasifice obiectele în funcție de aceste trăsături. Acest lucru se datorează faptului că robotul are în memorie prototipurile imaginilor obiectelor dorite și le compară pe cele care se încadrează în câmpul său vizual. De obicei, sarcina de „recunoaștere” a obiectului dorit este împărțită în mai multe sarcini mai simple: robotul caută obiectul dorit în mediul înconjurător prin schimbarea orientării privirii, măsoară distanța până la obiectele de observație, ajustează automat videoclipul sensibil. senzorul în conformitate cu iluminarea obiectului, compară fiecare obiect cu un „model”, care este stocat în memoria sa, în funcție de mai multe criterii, adică evidențiază contururile, textura, culoarea și alte caracteristici. Ca urmare a tuturor acestor lucruri, are loc „recunoașterea” obiectului.

Următorul pas în munca unui robot adaptiv este de obicei un fel de acțiune cu acest obiect. Robotul trebuie să se apropie de el, să-l apuce și să-l mute în alt loc, și nu doar la întâmplare, ci într-un anumit fel. Pentru a efectua toate aceste manipulări complexe, unele cunoștințe despre mediu inconjurator nu suficient - robotul trebuie să-și controleze cu precizie fiecare mișcare și, așa cum ar fi, să se „simte” în spațiu. În acest scop, pe lângă sistemul senzorial, reflectând Mediul extern, robotul adaptiv este echipat cu un sistem complex de informații interne: senzorii interni transmit în mod constant computerului mesaje despre locația fiecărei legături a manipulatorului. Ei cam dau mașina" sentimentul interior". Ca atare senzori interni, de exemplu, pot fi utilizați potențiometre de înaltă precizie.

Potențiometrul de înaltă precizie este un dispozitiv asemănător reostatului cunoscut, dar cu o precizie mai mare. În el, contactul rotativ nu sare de la o tură la alta, ca atunci când mânerul unui reostat convențional este deplasat, ci urmează de-a lungul spirelor firului în sine. Potențiometrul este montat în interiorul manipulatorului, astfel încât atunci când o legătură este rotită față de cealaltă, contactul mobil se deplasează și, prin urmare, rezistența dispozitivului se modifică. Analizând amploarea schimbării sale, computerul judecă locația fiecăreia dintre legăturile manipulatorului. Viteza de mișcare a manipulatorului este legată de viteza de rotație a motorului electric în acționare. Având toate aceste informații, computerul poate măsura viteza manipulatorului și poate controla mișcarea acestuia.

Cum își „planifică” robotul comportamentul? Nu există nimic supranatural în această abilitate - „inteligenta” mașinii depinde în întregime de complexitatea programului compilat pentru aceasta. Memoria computerului unui robot adaptiv conține de obicei tot atâtea diverse programe cât de mult poate apărea diverse situatii. Până când situația se schimbă, robotul acționează conform program de bază. Când senzori externi informează computerul despre o schimbare a situației, o analizează și selectează programul care este mai potrivit pentru această situație. Având un program general de „comportament”, o rezervă de programe pentru fiecare situație individuală, informații externe despre mediu și informații interne despre starea manipulatorului, computerul controlează toate acțiunile robotului.

Primele modele de roboți adaptivi au apărut aproape simultan cu roboții industriali. Prototipul pentru ei a fost un manipulator cu funcționare automată, dezvoltat în 1961 de inginerul american Ernst și numit mai târziu „mâna lui Ernst”. Acest manipulator avea un dispozitiv de prindere echipat cu diverși senzori - fotoelectrici, tactili și alții. Cu ajutorul acestor senzori, precum și a calculatorului de control, a găsit și a luat obiecte așezate aleatoriu care i-au fost date. În 1969, la Universitatea Stanford (SUA), a fost creat un robot mai complex „Shaky”. Această mașină avea și viziune tehnică, putea recunoaște obiectele din jur și le opera conform unui program dat.

Robotul era condus de două motoare pas cu pas antrenate independent de roți de fiecare parte a căruciorului. În vârful robotului care s-ar putea întoarce axa verticala, au fost instalate o cameră de televiziune și un telemetru optic. În centru se afla o unitate de control care distribuia comenzile venite de la calculator către mecanismele și dispozitivele care implementează acțiunile corespunzătoare. De-a lungul perimetrului au fost instalați senzori pentru a obține informații despre ciocnirea robotului cu obstacole. „Sheiki” s-ar putea mișca drumul cel mai scurt la o anumită locație din încăpere, calculând în același timp traiectoria astfel încât să se evite coliziunea (a perceput pereți, uși, uși). Computerul, datorită dimensiunilor sale mari, era separat de robot. Comunicarea între ei se făcea prin radio. Robotul putea alege articolele necesareși mutați-le „împingând” (nu avea un manipulator) la locul potrivit.

Ulterior, au apărut și alte modele. De exemplu, în 1977, Quasar Industries a creat un robot care putea mătura podelele, putea praf mobilierul, opera un aspirator și îndepărta apa care s-a vărsat pe podea. În 1982, Mitsubishi a anunțat crearea unui robot care era atât de priceput încât putea să aprindă o țigară și să ridice un receptor de telefon. Dar cel mai remarcabil a fost robotul american creat în același an, care, folosind degetele sale mecanice, un ochi-camera și un creier-calculator, a rezolvat cubul Rubik în mai puțin de patru minute. producție în serie roboții din a doua generație au început la sfârșitul anilor 1970. Este deosebit de important ca acestea să poată fi utilizate cu succes în operațiunile de asamblare (de exemplu, la asamblarea aspiratoarelor, a ceasurilor cu alarmă și a altor aparate electrocasnice) - acest tip de muncă este încă cu mare dificultate susceptibile de automatizare. Roboții adaptivi au devenit importanți parte integrantă multe flexibile (se adaptează rapid la lansările de produse noi) producție automată.

A treia generație de roboți - roboți cu inteligență artificială - este încă în curs de proiectare. Scopul lor principal este comportamentul intenționat într-un mediu complex, prost organizat, în plus, în astfel de condiții în care este imposibil să se prevadă toate opțiunile pentru schimbarea acestuia. După ce a primit o sarcină generală, un astfel de robot va trebui să dezvolte un program pentru implementarea sa pentru fiecare situație specifică(reamintim că un robot adaptiv poate alege doar unul dintre programele propuse). În cazul în care operațiunea eșuează, robotul cu inteligență artificială va putea analiza defecțiunea, compune program nou si incearca din nou.

O perioadă destul de scurtă ne desparte de 12 aprilie 1961, când legendarul „Vostok” al lui Yuri Gagarin a luat cu asalt spațiul, iar zeci de nave spațiale au fost deja acolo. Toate, care zboară deja sau doar s-au născut pe foile de hârtie Whatman, sunt în multe privințe similare între ele. Acest lucru ne permite să vorbim despre navă spațială în general, așa cum vorbim doar despre o mașină sau un avion, fără a ne referi la o anumită marcă de mașină.

Atât o mașină, cât și un avion nu se pot descurca fără un motor, o cabină de șofer și dispozitive de control. Nava spațială are și părți similare.

Trimitând un om în spațiu, designerii se ocupă de întoarcerea lui în siguranță. Coborârea navei pe Pământ începe cu o scădere a vitezei sale. Rolul frânei spațiale este îndeplinit de sistem de propulsie cu frânare corectivă. De asemenea, servește la efectuarea manevrelor pe orbită. LA compartimentul pentru instrumente sunt amplasate surse de alimentare, echipamente radio, dispozitive ale sistemului de control și alte echipamente. Astronauții călătoresc de pe orbită pe Pământ în vehicul de coborâre sau, cum se numește uneori, compartimentul echipajului.

Pe lângă părțile „obligatorii”, navele spațiale au unități noi și compartimente întregi, dimensiunile și masele lor sunt în creștere. Deci, nava spațială Soyuz a primit o a doua „camera” - compartimentul orbital. Aici, în timpul zborurilor de mai multe zile, cosmonauții se odihnesc și efectuează experimente științifice. Pentru andocare în spațiu, navele sunt echipate cu speciale noduri de legătură. Nava spațială americană „Apollo” modul lunar - un compartiment pentru aterizarea astronauților pe Lună și returnarea lor înapoi.

Ne vom familiariza cu structura navei spațiale pe exemplul navei spațiale sovietice Soyuz, care a înlocuit Vostok și Voskhod. Pe Soyuz s-au efectuat manevre și andocare manuală în spațiu, a fost creată prima stație spațială experimentală din lume și doi cosmonauți au fost transferați de la navă la navă. Aceste nave au elaborat, de asemenea, sistemul de coborâre controlată de pe orbită și multe altele.

LA compartiment instrument-agregat„Soyuz” sunt plasate sistem de propulsie cu frânare corectivă, format din două motoare (dacă un motor se defectează, al doilea pornește) și instrumente care asigură zborul pe orbită. În afara compartimentului instalat panouri solare, antene si sistem de radiatoare termoreglare.

Scaunele sunt instalate în vehiculul de coborâre. Astronauții sunt în ei în timpul lansării navei pe orbită, manevrelor în spațiu și în timpul coborârii pe Pământ. În fața astronauților se află panoul de control al navei spațiale. Vehiculul de coborâre conține atât sisteme de control al coborârii, cât și sisteme de comunicații radio, sisteme de susținere a vieții, sisteme de parașută etc. motoare de control al coborâriiși motoarele de aterizare moale.

O trapă rotundă duce de la vehiculul de coborâre la cel mai spațios compartiment al navei - orbital. Este dotat cu locuri de muncă pentru cosmonauți și locuri pentru odihna acestora. Aici locuitorii navei sunt angajați în exerciții sportive.

Acum putem trece la o relatare mai detaliată a sistemelor navei spațiale.

centrală spațială
Pe orbită, Soyuz seamănă cu o pasăre care plutește. Această asemănare îi este dată de „aripile” panourilor solare deschise. Pentru funcționarea instrumentelor și dispozitivelor navei spațiale, este nevoie de energie electrică. Bateria solară reîncarcă cele instalate pe. baterii chimice de bord. Chiar și când baterie solara este la umbră, instrumentele și mecanismele navei nu rămân fără electricitate, o primesc de la baterii.

LA timpuri recente Pe unele nave spațiale, celulele de combustibil servesc drept surse de energie electrică. În aceste celule galvanice neobișnuite, energia chimică a combustibilului este convertită în energie electrică fără ardere (vezi articolul „Planul GOELRO și viitorul energiei”). Combustibil - hidrogenul este oxidat de oxigen. Reacția dă naștere electricitate si apa. Această apă poate fi apoi folosită pentru băut. Alături de eficiența ridicată, acesta este un mare avantaj al celulelor de combustie. Intensitatea energetică a celulelor de combustie este de 4-5 ori mai mare decât cea a bateriilor. Cu toate acestea, pilele de combustibil nu sunt lipsite de dezavantaje. Cea mai gravă dintre ele este o masă mare.

Același dezavantaj încă împiedică utilizarea bateriilor atomice în astronautică. Protecția echipajului de radiațiile radioactive ale acestora centrale electrice va face nava prea grea.

Sistem de orientare
Separată de ultima etapă a vehiculului de lansare, nava, repezindu-se rapid prin inerție, începe să se rotească lent și aleatoriu. Încercați să determinați în această poziție unde este Pământul și unde este „cerul”. Într-o cabină care se răsturnează, este dificil pentru astronauți să determine locația navei, este imposibil să observe corpuri cerești, iar funcționarea unei baterii solare este, de asemenea, imposibilă într-o astfel de poziție. Prin urmare, nava este forțată să ocupe o anumită poziție în spațiu - ea orienta. Când observațiile astronomice sunt ghidate de unii stele strălucitoare, soare sau luna. Pentru a obține curent de la o baterie solară, trebuie să direcționați panourile acesteia către Soare. Apropierea a două nave necesită orientarea lor reciprocă. De asemenea, manevrele pot fi începute doar într-o poziție orientată.

Nava spațială este echipată cu mai multe motoare mici cu reacție pentru controlul atitudinii. Pornindu-le și oprindu-le într-o anumită ordine, astronauții întorc nava în jurul oricăreia dintre axele pe care le aleg.

Amintește-ți o experiență simplă de școală cu un filator de apă. Forța reactivă un curent de apă care stropește de la capetele unui tub îndoit în diferite direcții, suspendat pe un fir, face ca roata să se rotească. Același lucru se întâmplă și cu nava spațială. Este suspendată perfect - nava este lipsită de greutate. O pereche de micromotoare cu duze direcționate opus este suficientă pentru a roti nava pe o anumită axă.

Incluse într-o anumită combinație, mai multe propulsoare nu numai că pot întoarce nava în orice fel, dar îi pot oferi și o accelerație suplimentară sau o pot îndepărta de traiectoria originală. Iată ce au scris cosmonauții-pilot A. G. Nikolaev și V. I. Sevastyanov despre controlul navei spațiale Soyuz-9: instrumente optice, pentru a orienta nava în raport cu Pământul cu mare precizie. O precizie și mai mare (până la câteva minute de arc) a fost obținută atunci când nava spațială a fost orientată spre stele”.

Nava spațială „Soyuz-4”: 1 - compartimentul orbital; 2 - vehicul de coborâre, în care astronauții se întorc pe Pământ; 3 - panou solar
baterii de noapte; 4 - compartimentul de instrumente.

Cu toate acestea, „împingerea scăzută” este suficientă doar pentru manevre mici. Schimbările semnificative ale traiectoriei necesită deja includerea unui sistem de propulsie corectiv puternic.

Rutele Soyuz parcurg la 200-300 km de suprafața Pământului. În timpul unui zbor lung, chiar și în atmosfera foarte rarefiată care există la asemenea înălțimi, nava încetinește treptat în aer și coboară. Dacă „nu sunt luate măsuri, Soyuz” va pătrunde în straturile dense ale atmosferei mult mai devreme decât ora specificată. Prin urmare, din când în când nava este transferată pe o orbită mai înaltă prin pornirea sistemului de propulsie de frânare corectivă. sistemul funcționează nu numai atunci când se deplasează pe o orbită mai înaltă, ci motorul pornește în timpul întâlnirii navelor în timpul andocării, precum și în timpul diferitelor manevre pe orbită.

Pe nava spațială "Soyuz" "blană" de ecran-izolație în vid.

Orientarea este o parte foarte importantă a zborului spațial. Dar doar orientarea navei nu este suficientă. El încă trebuie ținut în această poziție - stabiliza.În spațiul cosmic nesuportat, acest lucru nu este atât de ușor de făcut. Una dintre cele mai simple metode de stabilizare este stabilizarea rotației.În acest caz, proprietatea corpurilor rotative este folosită pentru a menține direcția axei de rotație și a rezista schimbării acesteia. (Toți dintre voi ați văzut o jucărie pentru copii - un spinning top, care refuză cu încăpățânare să se oprească complet.) Dispozitive bazate pe acest principiu - giroscoape, sunt utilizate pe scară largă în sistemele de control automat pentru mișcarea navelor spațiale (vezi articolele „Tehnologia ajută la conducerea aeronavelor” și „Dispozitivele automate ajută navigatorii”). O navă care se rotește este ca un giroscop masiv: axa sa de rotație practic nu își schimbă poziția în spațiu. Dacă razele soarelui cad pe panoul solar perpendicular pe suprafața acestuia, bateria generează un curent electric. cea mai mare putere. Prin urmare, în timpul reîncărcării bateriilor, bateria solară trebuie să „se uite” direct la Soare. Pentru aceasta, nava este a învârti. Mai întâi, astronautul, întorcând nava, caută Soarele. Apariția unui corp de iluminat în centrul scalei unui dispozitiv special înseamnă că nava este orientată corect. Acum micromotoarele sunt pornite, iar nava se rotește în jurul axei navă-Soare. Schimbând înclinația axei de rotație a navei, astronauții pot modifica iluminarea bateriei și astfel pot regla puterea curentului primit de la aceasta. Controlul navelor spațiale Stabilizarea rotației nu este singura cale menține poziția navei în spațiu. În timpul efectuării altor operațiuni și manevre, nava este stabilizată de împingerea motoarelor sistemului de control al atitudinii. Acest lucru se face în felul următor. În primul rând, cosmonauții pornesc micromotoarele adecvate pentru a transforma nava spațială în poziția dorită. La sfârșitul orientării, giroscoapele încep să se rotească sistem de control. Ei „își amintesc” de poziția navei. Atâta timp cât nava spațială rămâne într-o poziție dată, giroscoapele sunt „tăcute”, adică nu dau semnale motoarelor de orientare. Cu toate acestea, cu fiecare rotire a navei, carena acesteia se deplasează în raport cu axele de rotație ale giroscoapelor. În acest caz, giroscoapele dau comenzile necesare motoarelor. Micromotoarele se pornesc și, cu împingerea lor, readuc nava în poziția inițială.

Cu toate acestea, înainte de „întoarcerea volanului”, astronautul trebuie să-și imagineze exact unde se află acum nava sa. Șoferul de transport terestru este ghidat de diverse obiecte fixe. În spațiul cosmic, astronauții navighează pe lângă cele mai apropiate corpuri cerești și stelele îndepărtate.

Navigatorul Soyuz vede întotdeauna Pământul în fața lui pe panoul de control al navei spațiale - globul de navigație. Acest „Pământ” nu este niciodată acoperit de o acoperire de nori ca o planetă adevărată. Nu este doar o imagine tridimensională globul. În zbor, două motoare electrice rotesc globul simultan în jurul a două axe. Una dintre ele este paralelă cu axa de rotație a Pământului, iar cealaltă este perpendiculară pe planul orbitei navei spațiale. Prima mișcare simulează rotația zilnică a Pământului, iar a doua - zborul navei. Pe sticla fixă, sub care este instalat globul, se aplică o cruce mică. Aceasta este „nava noastră spațială”. În orice moment, astronautul, privind suprafața globului sub cruce, vede în ce regiune a Pământului se află în prezent.

La întrebarea „Unde sunt?” observatorii stelelor, precum marinarii, sunt ajutați să răspundă de un dispozitiv de navigație cunoscut de mult timp - sextant. Un sextant spațial este oarecum diferit de un sextant marin: poate fi folosit în cabina unei nave fără a părăsi „puntea”.

Astronauții văd adevăratul Pământ prin hublo și prin vizor optic. Acest dispozitiv, montat pe una dintre ferestre, ajută la determinarea poziției unghiulare a navei față de Pământ. Cu ajutorul lui, echipajul Soyuz-9 a efectuat orientarea după stele.

Nu cald și nici rece
Întorcându-se în jurul Pământului, nava se cufundă fie în razele incandescente orbitoare ale Soarelui, fie în întunericul unei nopți cosmice geroase. Iar astronauții lucrează în costume sport ușoare, fără a suferi nici căldură, nici frig, deoarece temperatura camerei familiară unei persoane este menținută în mod constant în cabină. Instrumentele navei se simt, de asemenea, grozav în aceste condiții - la urma urmei, omul le-a creat pentru a funcționa în condiții pământești normale.

Nava spațială este încălzită nu numai de lumina directă a soarelui. Aproximativ jumătate din toată căldura solară care lovește Pământul este reflectată înapoi în spațiu. Aceste raze reflectate încălzesc în plus nava. Temperatura compartimentelor este, de asemenea, afectată de instrumentele și unitățile care funcționează în interiorul navei. Ei nu folosesc cea mai mare parte a energiei pe care o consumă în scopul propus, ci o emit sub formă de căldură. Dacă această căldură nu este îndepărtată de pe navă, căldura din compartimentele presurizate va deveni în curând insuportabilă.

Protejarea navei spațiale de fluxurile externe de căldură, aruncarea excesului de căldură în spațiu - acestea sunt principalele sarcini sisteme de control termic.

Înainte de zbor, nava este îmbrăcată cu o haină de blană ecran-izolație în vid. O astfel de izolație constă din multe straturi alternante dintr-un film subțire metalizat - ecrane, între care se formează un vid în zbor. Aceasta este o barieră de încredere împotriva cald razele de soare. Straturi de fibră de sticlă sau alte materiale poroase sunt așezate între ecrane.

Toate părțile navei, care dintr-un motiv sau altul nu sunt acoperite de o pătură de vid, sunt acoperite cu acoperiri capabile să reflecte cea mai mare parte a energiei radiante înapoi în spațiu. De exemplu, suprafețele acoperite cu oxid de magneziu absorb doar un sfert din căldura incidentă asupra lor.

Și totuși, folosind doar așa pasiv mijloc de protecție, este imposibil să protejați nava de supraîncălzire. Prin urmare, cu echipaj nava spatiala aplicați mai eficient activ mijloace de control termic.

Există o încurcătură de tuburi metalice pe pereții interiori ai compartimentelor sigilate. Un lichid special circulă în ele - lichid de răcire. Instalat în afara navei radiator-frigider, a cărui suprafață nu este acoperită de izolație ecran-vid. Tuburile sistemului de control termic activ sunt conectate la acesta. Lichidul de răcire încălzit în interiorul compartimentului este pompat în calorifer, care „aruncă”, radiază căldură inutilă în spaţiu. Lichidul răcit este apoi returnat la navă pentru a începe de la capăt.

Aerul cald este mai ușor decât aerul rece. Când este încălzit, crește; împingând în jos straturile reci și mai grele. Există un amestec natural de aer - convecție. Datorită acestui fenomen, termometrul din apartamentul tău, în orice colț l-ai pune, va arăta aproape aceeași temperatură.

În imponderabilitate, o astfel de amestecare este imposibilă. Prin urmare, pentru distributie uniforma căldură pe întregul volum al cabinei navei spațiale, este necesar să se aranjeze convecția forțată în ea cu ajutorul ventilatoarelor obișnuite.

În spațiu ca și pe Pământ
Pe Pământ, nu ne gândim la aer. O respirăm doar. În spațiu, respirația devine o problemă. În jurul navei, vid spațial, gol. Pentru a putea respira, astronauții trebuie să ia cu ei provizii de aer de pe Pământ.

O persoană consumă aproximativ 800 de litri de oxigen pe zi. Poate fi depozitat pe navă în cilindri fie în stare gazoasă la presiune ridicată, fie în formă lichidă. Cu toate acestea, 1 kg dintr-un astfel de lichid „trage” în spațiu 2 kg de metal din care sunt fabricate butelii de oxigen și chiar mai mult gaz comprimat - până la 4 kg la 1 kg de oxigen.

Dar te poți descurca fără baloane. În acest caz, nu oxigenul pur este încărcat la bordul navei spațiale, ci substanțele chimice care îl conțin în formă legată. Există mult oxigen în oxizii și sărurile unor metale alcaline, în binecunoscutul peroxid de hidrogen. Mai mult, oxizii au un alt avantaj foarte semnificativ: concomitent cu eliberarea de oxigen, purifică atmosfera cabinei, absorbind gazele dăunătoare omului.

Corpul uman consumă continuu oxigen, producând în același timp dioxid de carbon, monoxid de carbon, vapori de apă și multe alte substanțe. Monoxidul de carbon și dioxidul de carbon acumulate în volumul închis al compartimentelor navelor spațiale pot provoca otrăvirea astronauților. Aerul din cabină este trecut constant prin vase cu oxizi de metale alcaline. În acest caz, are loc o reacție chimică: oxigenul este eliberat și impuritățile dăunătoare sunt absorbite. De exemplu, 1 kg de superoxid de litiu conține 610 g de oxigen și poate absorbi 560 g de dioxid de carbon. Cărbunele activat, testat în primele măști de gaz, este folosit și pentru purificarea aerului din cabinele sigilate.

Pe lângă oxigen, astronauții iau mâncare și apă în zbor. Simplu apă de la robinet depozitat în recipiente rezistente din polietilenă. Pentru ca apa să nu se deterioreze și să nu-și piardă gustul, i se adaugă o cantitate mică de substanțe speciale, așa-numitele conservanți. Deci, 1 mg de argint ionic dizolvat în 10 litri de apă îl menține potabil timp de șase luni.

Din rezervorul de apă iese un tub. Se termină cu un muștiuc cu dispozitiv de blocare. Astronautul pune piesa bucală în gură, apasă butonul dispozitivului de blocare și aspiră apă. Acesta este singurul mod de a bea în spațiu. În imponderabilitate, apa alunecă din vasele deschise și, despărțindu-se în bile mici, plutește în jurul cabinei.

În loc de piureuri păstoase, pe care primii cosmonauți le-au luat cu ei, echipajul Soyuz mănâncă mâncare obișnuită „terestră”. Nava are chiar și o bucătărie în miniatură unde sunt încălzite mesele gătite.

În fotografiile de dinainte de lansare, sunt îmbrăcați Yuri Gagarin, German Titov și alți exploratori ai spațiului costume, fețe zâmbitoare ne privesc prin sticlă căștile.Și acum o persoană nu poate merge în spațiul cosmic sau pe suprafața unei alte planete fără un costum spațial. Prin urmare, sistemele de costume spațiale sunt în mod constant îmbunătățite.

Costumul spațial este adesea comparat cu o cabină presurizată redusă la dimensiunea unui corp uman. Și asta e corect. Costumul nu este un costum, ci mai multe purtate unul peste altul. Îmbrăcămintea exterioară rezistentă la căldură este vopsită în interior culoare alba reflectând bine razele de căldură. Sub îmbrăcămintea exterioară - un costum din izolație termică ecran-vacuum, iar sub acesta - o carcasă multistrat. Acest lucru oferă costumului spațial o etanșeitate completă.

Oricine a purtat vreodată mănuși sau cizme de cauciuc știe cât de inconfortabil este un costum care nu permite aerului să treacă. Dar astronauții nu se confruntă cu astfel de inconveniente. Sistemul de ventilație al costumului spațial salvează o persoană de ele. Mănuși, cizme, o cască completează „ținuta” unui astronaut care merge în spațiu. Hubloul căștii este echipat cu un filtru de lumină care protejează ochii de lumina orbitoare a soarelui.

Cosmonautul are un rucsac pe spate. Are o sursă de oxigen pentru câteva ore și un sistem de purificare a aerului. Ghiozdanul este conectat la costum cu furtunuri flexibile. Fire de comunicație și o frânghie de siguranță - o driză leagă astronautul de nava spațială. Un mic motor cu reacție ajută un astronaut să „plutească” în spațiu. Astronauții americani au folosit un astfel de motor pe gaz sub forma unui pistol.

Nava continuă să zboare. Dar astronauții nu se simt singuri. Sute de fire invizibile le leagă de Pământul lor natal.

Jocurile spațiale sunt greu de imaginat fără controlul navelor spațiale. Cu toate acestea, în majoritatea strategiilor spațiale, navele sunt doar o altă unitate care poate fi încadrată și trimisă pentru a distruge inamicul. Lista de jocuri în care managementul navei ia același lucru loc importantîn joc, precum și „piu-pysch” în gravitate zero, este mult mai scurt. Prin urmare, în topul nostru veți găsi jocuri de acțiune și simulatoare de zbor spațial pe PC, în care, pentru a obține victoria, trebuie să vă stăpâniți și să vă îmbunătățiți ambarcațiunea.

IMO

1. Conflict de stele

Această sesiune joc online despre nave spațiale, dezvoltat de studioul rus StarGem Inc și publicat de adevăratul monstru al dezvoltării jocurilor rusești, Gaijin Entertainment, vă invită să vă așezați la cârma navei pe care o alegeți și să vă aruncați cu capul cap în bătălii dinamice împotriva roboților, a șefilor de raid și în direct. adversarii. Pe lângă formatul de sesiune, aici este disponibilă și o campanie de poveste în lume deschisă.

Jocul se distinge prin grafică strălucitoare și suculentă, controale destul de convenabile (ceea ce este, în general, necaracteristic în 3D complet), o selecție uriașă de nave disponibile pentru pompare și servere online înalte. Puteți descărca clientul jocului de pe site-ul oficial Gaijin.

2. Star Trek Online

Jocurile de filme bune, din păcate, sunt considerate o raritate uriașă. Jocuri bune bazate pe seriale de televiziune pot fi numărate pe degete. Și chiar dacă Star Trek Online nu poate fi numit o capodopera a MMORPG-urilor spațiale, acest proiect merită totuși titlul de cel puțin „joc bun”.

3 Universul Entropia

4. Fantomele stelelor

5. EVE Online

Cele mai bune jocuri cu nave spațiale pe PC sunt de neconceput fără acest MMO grandios cu bătălii la scară superioară și un număr mare de jucători pe servere, pentru că în orice moment există zeci de mii de jucători în lumea jocului - și asta în ciuda faptului că în Mai 2018, EVE a împlinit 15 ani solidi.

Puține MMO-uri se pot lăuda cu o asemenea longevitate. Gigantul lumea jocurilor, o mare varietate de nave și module și multe profesii disponibile pentru învățare, inclusiv abilități de luptă și abilități de crafting.

6 Elită: Periculoasă

Jucând „Elite” este mulți cunoscători selecționați ai genului hardcore space sim. Nimeni nu te va conduce de mână, nu va mesteca detaliile comenzilor sau nu va pune echipamente cool la început - ai doar o navă, 1000 de credite și multe căi în fața ta.

Single

1. FTL: Faster Than Light

Spre deosebire de majoritatea jocurilor din selecția noastră, în care pentru jucător sunt stabilite obiective la scară largă și ambițioase, în FTL, la prima vedere, totul este mult mai simplu - trebuie doar să aduci nava din punctul A în punctul B.

Diavolul, ca întotdeauna, este în detalii - moartea fiecărui membru al echipajului de aici este aproape ireversibilă, pierderea navei înseamnă eșecul misiunii, iar călătoria se dovedește a fi plină de întâlniri cu rebeli, pirați și cosmite agresivi. Esența jocului este distribuția competentă a echipajului și energia reactorului navei între diferite compartimente.

2. Space Rangers HD: A War Apart

Relansarea HD a hitului legendar de la începutul anilor 2000 îi va mulțumi pe jucători nu numai cu o grafică vizibil mai frumoasă, ci și cu o mulțime de noi quest-uri (inclusiv quest-uri text atât de îndrăgite de jucători).

Nu fără echipamente noi și corpuri de nave și chiar și o campanie de poveste suplimentară dedicată confruntării cu cei puternici flota pirat care a decis să invadeze sistemele Coaliției în mijlocul haosului războiului cu Dominatorii.

3 Galaxie rebelă

Dacă majoritatea jocurilor de pe lista noastră te invită să te încerci ca pilot de luptă-stea, atunci Rebel Galaxy se referă la controlul navelor de luptă epice care transportă mii de luptători și sute de turnulețe cu arme.

Gameplay-ul de aici este mai degrabă bătălii navale al secolului al XVII-lea decât pe crestături de mare viteză, cum ar fi Star Conflict - navele converg treptat, se întorc și doboară terawați de furie cu laser-plasmă una la alta.

4. Seria X

Jocurile din această renumită serie permit jucătorilor să se simtă ca un adevărat amiral al flotei stelare - la urma urmei, în acest simulator spațial nu numai că poți pilota personal luptători și nave de luptă uriașe, ci și să creezi formațiuni din navele tale și să le trimiți pentru a finaliza sarcini. pe cont propriu.

Drept urmare, fiecare dintre jocurile din serie combină unitatea de zarub în spiritul Elitei cu domeniul de aplicare a unor strategii precum Master of Orion.

5. Everspace

Într-o perioadă în care până și creatorii seriei Elite au renunțat și au nituit MMO-urile, compania germană Rock Fish Games a îndrăznit să lanseze un simulator spațial unic.

Everspace reușește să combine o grafică de înaltă calitate, optimizarea corectă a motorului (ceea ce este rar pentru jocurile din 2017), un gameplay dinamic, un sistem bine gândit de deteriorare a modulelor de navă și controale convenabile (ceea ce nu este foarte tipic pentru sim-urile spațiale). Dar în ceea ce privește intriga hardcore și întortocheată, Everspace este inferior multor alte jocuri din topul nostru.

6. Freelancer

În primele luni de la lansare, jucătorii ruși au salutat acest joc aproape cu entuziasm - la urma urmei, de fapt, a reprodus chiar gameplay-ul Space Rangers, în plus, în plin 3D și cu capacitatea de a alerga personal în jurul planetelor și bazelor spațiale.

Ce altceva este nevoie pentru fericire? După cum se dovedește, avem nevoie misiuni secundare, care sunt pline de jocuri mai de succes din topul nostru. Puteți trece o dată prin Freelancer, puteți admira grafica care este remarcabilă după standardele din 2003 și varietatea de nave disponibile.

De unde să cumpărați: jocul nu a putut fi găsit pe serviciile digitale oficiale.