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 o navă spațială în general, la fel 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 pun 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 o eficiență ridicată, acesta este un mare avantaj celule de combustibil. 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 înclinată, este dificil pentru astronauți să determine locația navei; corpuri cerești, este imposibil in aceasta pozitie si functionarea bateriei solare. 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.

Să ne amintim un simplu experiență școlară cu un filator de apa. Forță 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. La fel se întâmplă și cu nava spatiala. 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: dispozitive 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 se iau 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. 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 foarte parte principală zbor în spațiu. 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 metode simple stabilizare - 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 automate de control pentru deplasarea 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 - glob 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. Unul dintre ele este paralel cu axa de rotație a Pământului, iar celălalt este perpendicular 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 și marinarii, sunt ajutați de cei cunoscuți dispozitiv de navigare - 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. Și cosmonauții lucrează în treninguri ușoare, fără a suferi nici căldură, nici frig, deoarece cabina este menținută în mod constant familiară omului temperatura camerei. 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 cel mai energia radiantă se reflectă 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, pe nave spațiale cu echipaj, 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 sau în stare gazoasă sub presiune mare sau sub 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. Mult oxigen în oxizii și sărurile unora 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 același timp, se întâmplă reactie chimica: Oxigenul este eliberat și impuritățile nocive sunt absorbite. De exemplu, 1 kg de superoxid de litiu conține 610 g de oxigen și poate absorbi 560 g 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 un bărbat nu poate ieși înăuntru spațiul cosmic sau la suprafața unei alte planete fără 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.

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 control al navei spațiale americane „Apollo”, conceput pentru un echipaj de trei.

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 proiectat pentru reintrarea atmosferică și găzduiește toți cei trei membri ai echipajului pentru cea mai mare parte a zborului. Compartimentul auxiliar contine sisteme de propulsie, oferind posibilitatea efectuării de manevre, surse de energie etc. Pentru aterizarea pe Lună se presupune că va folosi un 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 de la sol pentru urmărirea zborului. nava spatiala, date privind determinarea poziției dispozitivului față de stele, Pământ și Lună, obținute cu ajutorul dispozitivelor optice de bord, și date din măsurători 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 trebuie să le rezolve sistemul de control și navigație diverse etape programe.

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 orbită geocentrică dată.

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 de-a lungul unei traiectorii apropiate 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 clarificare poziție relativă traiectorii, ele 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, dispozitivul 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 sunt încă în vigoare perioada initiala 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.

::: Cum să controlezi o navă spațială: instrucțiuni Navele din seria Soyuz, cărora li sa 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 pot 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 Internațional statie spatiala, care a sugerat participarea astronauților NASA la aceste costume spațiale mai voluminoase. Pentru ca astronauții să-și poată croi drum 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 întreaga funcționalitate. 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 fostului economia sovieticăși încetarea 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, există două IPU-uri la bordul vehiculului de coborâre - 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 starea curenta sisteme (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 pentru instrumente, 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. Articolul a fost publicat în revista Popular Mechanics

Imediat ce nava spațială sau stația orbitală se separă de ultima etapă a rachetei care le transportă în spațiu, acestea devin obiecte de lucru pentru specialiștii din Centrul de control al misiunii.

Sala principală de control - o cameră spațioasă căptușită cu șiruri de console, în spatele căreia se află specialiștii - lovește cu liniște concentrată. Doar vocea operatorului care comunică cu astronauții o rupe. Întregul perete frontal al sălii este ocupat de trei ecrane și mai multe afișaje digitale. Pe cel mai mare ecran central - o hartă colorată a lumii. Drumul cosmonauților se întindea pe el ca o sinusoidă albastră - așa arată proiecția orbitei navei spațiale desfășurată pe un avion. Punctul roșu se mișcă încet de-a lungul liniei albastre - nava este pe orbită. Pe ecranele din dreapta și din stânga vedem o imagine de televiziune a cosmonauților, o listă a principalelor operațiuni efectuate în spațiu, parametrii de orbită, planurile de lucru ale echipajului pentru viitorul apropiat. Numerele clipesc deasupra ecranelor. Ei arată ora Moscoveiși ora la bordul navei, numărul următoarei orbite, ziua zborului, ora următoarei sesiuni de comunicare cu echipajul.

Deasupra uneia dintre console este un semn: „Șeful grupului balistic”. Balistica este responsabilă de mișcarea navei spațiale. Asta contează ei timpul exact lansare, traiectoria lansării pe orbită, conform datelor lor, se efectuează manevre de nave spațiale, andocarea acestora cu stații orbitaleși coboară pe pământ. Șeful de balistică monitorizează informațiile care vin din spațiu. În fața lui, pe un mic ecran de televizor, sunt coloane de numere. Acestea sunt semnale de la navă care au suferit procesări complexe pe electronice calculatoare(computer) Centru.

calculator diferite modele alcătuiesc un întreg complex de calcul în Centru. Ei sortează informațiile, evaluează fiabilitatea fiecărei măsurători, procesează și analizează indicatorii telemetrici (vezi Telemecanica). La fiecare secundă milioane de operatii matematice, iar la fiecare 3 secunde calculatoarele actualizează informațiile de pe console.

În Sala Principală sunt oameni care primesc participarea directăîn controlul zborului. Aceștia sunt liderii de zbor și grupuri individuale specialişti. În alte zone ale Centrului există așa-numitele grupuri de sprijin. Ei plănuiesc un zbor, găsesc cele mai bune moduri pentru executare deciziile luate, sfătuiește să stai în hol. Grupurile de sprijin includ specialiști în balistică, proiectanți ai diferitelor sisteme de nave spațiale, medici și psihologi, oameni de știință care au dezvoltat program științific zbor, reprezentanți ai complexului de comandă și măsurători și ai serviciului de căutare și salvare, precum și persoane care organizează petrecerea timpului liber cosmonauților, le pregătesc programe muzicale, întâlniri radio cu familiile, figuri cunoscute stiinta si cultura.

Centrul de control nu numai că gestionează activitățile echipajului, monitorizează funcționarea sistemelor și unităților de nave spațiale, dar coordonează și munca a numeroase stații de urmărire la sol și a navelor.

De ce avem nevoie de multe stații de comunicație cu spațiu? Faptul este că fiecare stație poate menține contactul cu o navă spațială zburătoare pentru o perioadă foarte scurtă de timp, deoarece nava părăsește rapid zona de vizibilitate radio a acestei stații. Între timp, volumul de informații care este schimbat prin stațiile de urmărire ale navei și Centrul de control al misiunii este foarte mare.

Fiecare navă spațială are sute de senzori. Ele măsoară temperatura și presiunea, vitezele și accelerațiile, tensiunile și vibrațiile în unități structurale individuale. Câteva sute de parametri care caracterizează starea sistemelor de bord sunt măsurați în mod regulat. Senzorii convertesc mii de diverși indicatoriîn semnale electrice, care sunt apoi transmise automat prin radio către Pământ.

Toate aceste informații trebuie procesate și analizate cât mai repede posibil. Desigur, specialiștii stațiilor nu se pot descurca fără ajutorul computerelor. Procesat la stațiile de urmărire minoritate date, iar cea mai mare parte prin cablu și radio - prin sateliți artificiali Pământul „Fulger” - este transferat la Centrul de control.

Când navele spațiale trec peste stațiile de urmărire, sunt determinați parametrii orbitelor și traiectoriilor acestora. Dar în acest moment, nu numai transmițătorii radio ai navei sau satelitului lucrează din greu, ci și receptorii lor radio. Ei primesc numeroase comenzi de la Pământ, de la Centrul de Control. Aceste comenzi pornesc sau dezactivează diverse sistemeși mecanismele navei spațiale, programele muncii lor se schimbă.

Imaginează-ți cum funcționează o stație de urmărire.

O stea mică apare și se mișcă încet pe cer deasupra stației de urmărire. Rotindu-se usor, vasul de mai multe tone al antenei de receptie il urmareste. O altă antenă - una de transmisie - este instalată la câțiva kilometri distanță: la o asemenea distanță, emițătoarele nu mai interferează cu recepția semnalelor din spațiu. Și asta se întâmplă la fiecare următoare stație de urmărire.

Toate sunt situate în locuri peste care se află rutele spațiale. Zonele de vizibilitate radio ale stațiilor învecinate se suprapun parțial. Nu a părăsit încă complet o zonă, nava intră deja în alta. Fiecare stație, după ce a terminat de vorbit cu nava, o „transferă” către alta. Cursa de ștafete spațiale continuă dincolo de granițele țării noastre.

Cu mult înainte de zborul navei spațiale, stațiile de urmărire plutitoare ies în larg - nave speciale Flota expediționară a Academiei de Științe a URSS. Navele flotei „spațiale” veghează în diferite oceane. Se îndreaptă navă științifică„Cosmonautul Yuri Gagarin”, lungime 231,6 m, 11 punți, 1250 camere. Cele patru antene uriașe ale navei trimit și primesc semnale din spațiu.

Datorită stațiilor de urmărire, nu numai că auzim, dar și vedem locuitorii casei spațiale. Cosmonauții fac în mod regulat reportaje TV, arată pământenilor planeta lor, Luna, plasatoare de stele strălucind puternic pe cerul negru...