Тя започва през 1957 г., когато в СССР е изстрелян първият спътник Спутник 1. Оттогава хората са успели да посетят, а безпилотните космически сонди са посетили всички планети, с изключение на. Сателитите, обикалящи около Земята, навлязоха в живота ни. Благодарение на тях милиони хора имат възможност да гледат телевизия (виж статията „“). Картината показва как част от космическия кораб се връща на Земята с помощта на парашут.

Ракети

Историята на изследването на космоса започва с ракетите. Първите ракети са използвани за бомбардировки по време на Втората световна война. През 1957 г. е създадена ракета, която доставя Спутник 1 в космоса. По-голямата част от ракетата е заета от резервоари за гориво. Достига само орбита горна частракети, наречени полезен товар. Ракетата Ariane 4 има три отделни секции с горивни резервоари. Те се наричат ракетни степени. Всяка степен избутва ракетата на определено разстояние, след което, когато е празна, тя се отделя. В резултат на това от ракетата остава само полезният товар. Първият етап носи 226 тона течно гориво. Горивото и двата ускорителя създават огромната маса, необходима за излитане. Вторият етап се отделя на височина 135 км. Третата степен на ракетата е неговата, работеща на течност и азот. Горивото тук изгаря за около 12 минути. В резултат на това от ракетата Ariane 4 на Европейската космическа агенция остава само полезният товар.

През 1950-1960г. СССР и САЩ се състезаваха в изследването на космоса. Първият пилотиран космически кораб беше Восток. Ракетата Сатурн V за първи път отведе хора на Луната.

Ракети 1950-/960-те:

1. "Спутник"

2. "Авангард"

3. Джуно 1

4. "Изток"

5. "Меркурий-Атлант"

6. Gemini Titan 2

8. "Сатурн-1В"

9. Сатурн 5

Космически скорости

За да стигне до космоса, ракетата трябва да премине отвъд . Ако скоростта му е недостатъчна, той просто ще падне на Земята поради действието на силата. Скоростта, необходима за навлизане в космоса, се нарича първа евакуационна скорост. Това е 40 000 км/ч. В орбита космически кораб обикаля Земята с орбитална скорост. Орбиталната скорост на кораба зависи от разстоянието му от Земята. Когато космически кораб лети в орбита, той по същество просто пада, но не може да падне, тъй като губи височина точно толкова, колкото земната повърхност се спуска под него, закръгляйки се.

Космически сонди

Сондите са безпилотни космически кораб, изпратени на големи разстояния. Те посетиха всички планети с изключение на Плутон. Сондата може да лети до местоназначението си в продължение на много години. Когато долети до желаното небесно тяло, той излиза в орбита около него и изпраща получената информация на Земята. Miriner 10, единствената сонда за посещение. Pioneer 10 стана първата космическа сонда, напуснала Слънчевата система. Ще достигне най-близката звезда след повече от милион години.

Някои сонди са проектирани да кацат на повърхността на друга планета или са оборудвани със спускаеми модули, които се пускат на планетата. Спускаемият модул може да събира проби от почвата и да ги доставя на Земята за изследване. През 1966 г. космически кораб, сондата Луна 9, кацна за първи път на повърхността на Луната. След засаждането се отвори като цвете и започна да снима.

Сателити

Сателитът е безпилотен автомобил, който се извежда в орбита, обикновено околоземната. Сателитът има конкретна задача- например за наблюдение, предаване на телевизионни изображения, изследване на минерални находища: има дори шпионски сателити. Сателитът се движи в орбита с орбитална скорост. На снимката виждате снимка на устието на река Хъмбър (Англия), направена от Landset от ниска околоземна орбита. Landset може да „разгледа области на Земята с размери от 1 кв. м.

Станцията е същият сателит, но предназначен за работата на хората на борда. На станцията може да акостира космически кораб с екипаж и товар. Досега в космоса са работили само три дългосрочни станции: американската Skylab и руските Salyut и Mir. Skylab беше изстрелян в орбита през 1973 г. На борда работиха последователно три екипажа. Станцията престава да съществува през 1979 г.

Орбиталните станции играят огромна роля в изучаването на ефектите от безтегловността върху човешкото тяло. Бъдещите станции като Freedom, които американците сега изграждат с участието на специалисти от Европа, Япония и Канада, ще се използват за много дългосрочни експерименти или за промишлено производствов космоса.

Когато астронавт напусне станция или космически кораб открито пространство, той поставя скафандър. Вътре в скафандъра изкуствено се създава температура, равна на атмосферното налягане. Вътрешните слоеве на скафандъра се охлаждат с течност. Устройствата следят налягането и съдържанието на кислород вътре. Стъклото на каската е много издръжливо, издържа на удари от малки камъчета - микрометеорити.

11.06.2010 00:10

Американският космически кораб Dawn наскоро постави нов рекорд за скорост от 25,5 хиляди км/ч, изпреварвайки основния си конкурент, сондата Deep Space 1. Това постижение стана възможно благодарение на свръхмощния йонен двигател, инсталиран на устройството. Въпреки това, според експертите НАСА, това далеч не е границата на нейните възможности.

Скоростта на американския космически кораб Dawn достигна рекордна стойност на 5 юни - 25,5 хиляди км/ч. Въпреки това, според учените, в близко бъдеще скоростта на кораба ще достигне 100 хиляди км/ч.

Така, благодарение на уникалния си двигател, Dawn надмина своя предшественик сондата Deep Space 1, експериментален автоматичен космически кораб, изстрелян на 24 октомври 1998 г. с ракета носител. Вярно е, че Deep Space 1 все още запазва титлата на станцията, чиито двигатели са издържали най-дълго. Но Dawn може да изпревари своя „конкурент“ в тази категория още през август.

Основната задача на космическия кораб, изстрелян преди три години, е да изследва астероида 4 Веста, към който устройството ще се доближи през 2011 г., и планетата джудже Церера. Учените се надяват да получат най-точните данни за формата, размера, масата, минералния и елементния състав на тези обекти, разположени между орбитите на Юпитер и Марс. Общото разстояние, което трябва да измине космическият кораб Dawn е 4 милиарда 800 милиона километра.

Тъй като в космоса няма въздух, след като се ускори, корабът продължава да се движи със същата скорост. На Земята това е невъзможно поради забавяне поради триене. Използването на йонни двигатели в безвъздушно пространство позволи на учените да направят процеса на постепенно увеличаване на скоростта на космическия кораб Dawn възможно най-ефективен.

Принципът на работа на иновативния двигател е йонизацията на газа и ускоряването му от електростатично поле. В същото време, поради високото съотношение на заряд към маса, става възможно ускоряването на йоните до много високи скорости. По този начин може да се постигне много висок специфичен импулс в двигателя, което може значително да намали консумацията на реактивна маса на йонизиран газ (в сравнение с химическа реакция), но изисква много енергия.

Трите двигателя на Dawn не работят постоянно, а се включват за кратко в определени моменти от полета. До момента те са работили общо 620 дни и са изразходвали над 165 килограма ксенон. Простите изчисления показват, че скоростта на сондата се увеличава с около 100 км/ч на всеки четири дни. До края на осемгодишната мисия на Dawn (въпреки че експертите не изключват удължаването й) общото време на работа на двигателите ще бъде 2000 дни - почти 5,5 години. Такива показатели обещават скоростта на космическия кораб да достигне 38,6 хиляди км/ч.

Това може да изглежда като малка стойност на фона поне на първата космическа скорост, с която са изстреляни изкуствените спътници на Земята, но за междупланетен апарат без външни ускорители, който не извършва специални маневри в гравитационното поле на планетите, това резултатът е наистина забележителен.

Тази статия ще представи на читателя такива най-интересната тема, като космическа ракета, ракета носител и целия полезен опит, който това изобретение донесе на човечеството. Той също така ще говори за полезни товари, доставени в открития космос. Изследването на космоса започна не толкова отдавна. В СССР беше средата на третия петгодишен план, когато Втората световна война. Космическата ракета е разработена в много страни, но дори САЩ не успяха да ни изпреварят на този етап.

Първо

Първи в успешно стартиранеКосмическа ракета-носител с изкуствен спътник на борда напусна СССР на 4 октомври 1957 г. Сателитът PS-1 беше успешно изведен в ниска околоземна орбита. Трябва да се отбележи, че това изискваше създаването на шест поколения и само седмото поколение руски космически ракети успяха да развият скоростта, необходима за навлизане в околоземното пространство - осем километра в секунда. В противен случай е невъзможно да се преодолее гравитацията на Земята.

Това стана възможно в процеса на разработване на балистични оръжия с голям обсег, където се използва усилване на двигателя. Не трябва да се бърка: космическа ракета и космически кораб са две различни неща. Ракетата е превозно средство за доставка, а корабът е прикрепен към нея. Вместо това там може да има всичко - космическа ракета може да носи сателит, оборудване и ядрена бойна глава, което винаги е служило и все още служи като възпиращ фактор за ядрените сили и стимул за запазване на мира.

История

Първите, които теоретично обосноваха изстрелването на космическа ракета, бяха руските учени Мешчерски и Циолковски, които още през 1897 г. описаха теорията за нейния полет. Много по-късно тази идея е подета от Оберт и фон Браун от Германия и Годард от САЩ. Именно в тези три страни започна работа по проблемите на реактивното задвижване, създаването на твърдо гориво и течни реактивни двигатели. Тези проблеми бяха решени най-добре в Русия; двигателите на твърдо гориво вече бяха широко използвани през Втората световна война (двигатели Катюша). Течните реактивни двигатели са по-добре развити в Германия, която създава първата балистична ракета V-2.

След войната екипът на Вернер фон Браун, като взе чертежите и разработките, намери подслон в САЩ и СССР беше принуден да се задоволи с малък брой отделни ракетни компоненти без никаква придружаваща документация. Останалото го измислихме сами. Ракетната технология се развива бързо, увеличавайки все повече обхвата и теглото на превозвания товар. През 1954 г. започва работа по проекта, благодарение на който СССР успява да бъде първият, който лети с космическа ракета. Това беше междуконтинентална двустепенна балистична ракета R-7, която скоро беше модернизирана за космоса. Той се оказа успешен - изключително надежден, осигуряващ много рекорди в изследването на космоса. Все още се използва в модернизирана форма.

"Спутник" и "Луна"

През 1957 г. първата космическа ракета - същата R-7 - извежда в орбита изкуствения Спутник 1. Съединените щати решиха да повторят подобно изстрелване малко по-късно. Въпреки това, при първия им опит, тяхната космическа ракета не излетя в космоса; тя избухна в началото - дори на живо по телевизията. "Авангард" е проектиран от чисто американски екип и не оправда очакванията. Тогава Вернер фон Браун се заема с проекта и през февруари 1958 г. изстрелването на космическата ракета е успешно. Междувременно в СССР R-7 е модернизиран - към него е добавена трета степен. В резултат на това скоростта на космическата ракета стана съвсем различна - беше постигната втора космическа скорост, благодарение на която стана възможно напускането на орбитата на Земята. Още няколко години серията R-7 беше модернизирана и подобрена. Двигателите на космическите ракети бяха сменени, а с третата степен бяха направени много експерименти. Следващите опити бяха успешни. Скоростта на космическата ракета позволи не само да напусне орбитата на Земята, но и да мисли за изучаване на други планети в Слънчевата система.

Но в началото вниманието на човечеството беше почти изцяло насочено към естествения спътник на Земята - Луната. През 1959 г. до него долетя съветската космическа станция Луна 1, която трябваше да направи твърдо кацане на лунната повърхност. Въпреки това, поради недостатъчно точни изчисления, апаратът премина малко (шест хиляди километра) и се втурна към Слънцето, където се установи в орбита. Така нашата звезда се сдоби с първия си изкуствен спътник - случаен подарък. Но нашият естествен спътник не беше сам за дълго и през същата 1959 г. Луна-2 долетя до него, като изпълни задачата си абсолютно правилно. Месец по-късно Луна-3 ни достави снимки обратна странанашето нощно светило. И през 1966 г. Луна 9 леко се приземи точно в Океана на бурите и получихме панорамни гледки към лунната повърхност. Лунната програма продължи дълго време, до момента, в който американските астронавти кацнаха на нея.

Юрий Гагарин

12 април се превърна в един от най-значимите дни у нас. Невъзможно е да се предаде силата на ликуването, гордостта и истинското щастие на хората, когато беше обявен първият в света полет на човек в космоса. Юрий Гагарин стана не само национален герой, той беше аплодиран от целия свят. И затова 12 април 1961 г., денят, който триумфално влезе в историята, стана Ден на космонавтиката. Американците спешно се опитаха да отговорят на тази безпрецедентна стъпка, за да споделят космическа слава с нас. Месец по-късно Алън Шепард излита, но корабът не излиза в орбита, това е суборбитален полет по дъга, а САЩ успяват да излетят в орбита едва през 1962 г.

Гагарин излетя в космоса с кораба "Восток". Това е специална машина, в която Корольов създаде изключително успешна космическа платформа, която решава много различни практически задачи. В същото време в самото начало на шейсетте години се разработва не само пилотирана версия на космически полет, но и проект за фоторазузнаване. "Восток" като цяло имаше много модификации - повече от четиридесет. И днес работят сателити от серията Bion - това са преки потомци на кораба, на който е направен първият пилотиран полет в космоса. През същата 1961 г. Герман Титов има много по-сложна експедиция, която прекарва цял ден в космоса. Съединените щати успяха да повторят това постижение едва през 1963 г.

"Изток"

За космонавтите на всички космически кораби "Восток" беше осигурена седалка за катапултиране. Това беше мъдро решение, тъй като едно устройство изпълнява задачи както при изстрелването (аварийно спасяване на екипажа), така и при мекото кацане на спускаемия модул. Дизайнерите съсредоточиха усилията си върху разработването на едно устройство, а не на две. Това намали техническия риск в авиацията, системата за катапулт по това време беше вече добре развита. От друга страна, има огромна печалба във времето, отколкото ако проектирате напълно ново устройство. В крайна сметка космическата надпревара продължи и СССР я спечели с доста голяма разлика.

Титов се приземи по същия начин. Имаше късмет да скочи с парашут наоколо ж.п, по който се е движил влакът, а журналисти веднага са го снимали. Системата за кацане, която се превърна в най-надеждната и най-меката, е разработена през 1965 г. и използва гама висотомер. Тя все още служи днес. САЩ нямаха тази технология, поради което всички техни спускаеми апарати, дори новите SpaceX Dragons, не кацат, а се пръскат надолу. Изключение правят само совалките. И през 1962 г. СССР вече започва групови полети на космическите кораби "Восток-3" и "Восток-4". През 1963 г. първата жена се присъединява към корпуса на съветските космонавти - Валентина Терешкова излиза в космоса, ставайки първата в света. В същото време Валерий Биковски постави рекорд за продължителност на един полет, който все още не е счупен - той остана в космоса пет дни. През 1964 г. се появява многоместният кораб "Восход", а САЩ изостават с цяла година. И през 1965 г. Алексей Леонов излезе в открития космос!

"Венера"

През 1966 г. СССР започва междупланетни полети. Космическият кораб Венера 3 направи твърдо кацане на съседна планета и достави там земното кълбо и флага на СССР. През 1975 г. Венера 9 успява да направи меко кацане и да предаде изображение на повърхността на планетата. А "Венера-13" направи цветни панорамни снимки и звукозаписи. Серията AMS (автоматични междупланетни станции) за изучаване на Венера, както и околното космическо пространство, продължава да се подобрява и сега. Условията на Венера са сурови и практически нямаше надеждна информация за тях, разработчиците не знаеха нищо за налягането или температурата на повърхността на планетата; всичко това, естествено, усложняваше изследването.

Първата серия превозни средства за спускане дори знаеха как да плуват - за всеки случай. Въпреки това отначало полетите не бяха успешни, но по-късно СССР беше толкова успешен в странстванията на Венера, че тази планета започна да се нарича руска. "Венера-1" е първият космически кораб в човешката история, предназначен да лети до други планети и да ги изследва. Пуснат е през 1961 г., седмица по-късно връзката е изгубена поради прегряване на сензора. Станцията стана неконтролируема и успя да направи първото в света прелитане близо до Венера (на разстояние около сто хиляди километра).

По стъпките

"Венера-4" ни помогна да разберем, че на тази планета има двеста седемдесет и един градуса в сянката (нощната страна на Венера), налягането е до двадесет атмосфери, а самата атмосфера е деветдесет процента въглероден диоксид. Този космически кораб откри и водородна корона. "Венера-5" и "Венера-6" ни разказаха много за слънчевия вятър (плазмените потоци) и неговата структура в близост до планетата. "Венера-7" уточни данни за температурата и налягането в атмосферата. Всичко се оказа още по-сложно: температурата по-близо до повърхността беше 475 ± 20 ° C, а налягането беше с порядък по-високо. На следващия космически кораб буквално всичко беше преработено и след сто и седемнадесет дни Венера-8 леко кацна на дневната страна на планетата. Тази станция имаше фотометър и много допълнителни инструменти. Основното беше връзката.

Оказа се, че осветлението на най-близкия съсед почти не се различава от това на Земята - също като нашето в облачен ден. Там не само е облачно, времето наистина се проясни. Снимките на видяното от оборудването просто зашеметиха земляните. Освен това са изследвани почвата и количеството амоняк в атмосферата и е измерена скоростта на вятъра. И „Венера-9” и „Венера-10” успяха да ни покажат „съседа” по телевизията. Това са първите в света записи, предадени от друга планета. А самите тези станции вече са изкуствени спътници на Венера. Последните долетяха до тази планета „Венера-15“ и „Венера-16“, които също станаха спътници, като преди това предоставиха на човечеството абсолютно нови и необходимите знания. През 1985 г. програмата е продължена от Вега-1 и Вега-2, които изучават не само Венера, но и кометата на Халей. Следващият полет е планиран за 2024 г.

Нещо за космическа ракета

Тъй като параметрите и технически спецификацииВсички ракети са различни една от друга; помислете за ракета носител от ново поколение, например Союз-2.1А. Това е тристепенна ракета от среден клас, модифицирана версия на Союз-У, която е в много успешна експлоатация от 1973 г.

Тази ракета-носител е предназначена за изстрелване на космически кораби. Последните могат да имат военни, икономически и социални цели. Тази ракета може да ги отведе различни видовеорбити - геостационарни, геопреходни, слънчево-синхронни, силно елиптични, средни, ниски.

Модернизация

Ракетата е изключително модернизирана, тук е създадена принципно различна цифрова система за управление, разработена на нова вътрешна елементна база, с високоскоростен бордов цифров компютър с много по-голямо количество RAM. Цифровата система за управление осигурява на ракетата високоточно изстрелване на полезни товари.

Освен това са монтирани двигатели, на които са подобрени инжекторните глави на първата и втората степен. В сила е друга телеметрична система. По този начин се увеличи точността на изстрелването на ракетата, нейната стабилност и, разбира се, управляемостта. Масата на космическата ракета не се увеличи, но полезният товар се увеличи с триста килограма.

Спецификации

Първата и втората степен на ракетата-носител са оборудвани с течни ракетни двигатели РД-107А и РД-108А от НПО Енергомаш на името на академик Глушко, а третата степен е оборудвана с четирикамерен РД-0110 от конструкторското бюро „Химавтоматика“. Ракетното гориво е течен кислород, който е екологично чист окислител, както и леко токсично гориво - керосин. Дължината на ракетата е 46,3 метра, теглото при изстрелване е 311,7 тона, а без бойната глава - 303,2 тона. Масата на конструкцията на ракетата-носител е 24,4 тона. Горивните компоненти тежат 278,8 тона. Полетните изпитания на Союз-2.1А започнаха през 2004 г. на космодрума Плесецк и бяха успешни. През 2006 г. ракетата носител направи първия си комерсиален полет - изведе в орбита европейския метеорологичен космически кораб Metop.

Трябва да се каже, че ракетите имат различни възможности за изстрелване на полезен товар. Има леки, средни и тежки носачи. Ракетата носител „Рокот“ например извежда космически кораби в ниски околоземни орбити – до двеста километра и следователно може да носи товар от 1,95 тона. Но Proton е тежък клас, той може да изведе 22,4 тона в ниска орбита, 6,15 тона в геостационарна орбита и 3,3 тона в геостационарна орбита. Ракетата-носител, която разглеждаме, е предназначена за всички обекти, използвани от Роскосмос: Куру, Байконур, Плесецк, Восточный и работи в рамките на съвместни руско-европейски проекти.

Космосът е загадъчно и най-неблагоприятно пространство. Въпреки това Циолковски вярва, че бъдещето на човечеството е именно в космоса. Няма причина да спорим с този велик учен. Космосът е безгранични перспективи за развитие на цялата човешка цивилизация и разширяване на жизненото пространство. Освен това крие в себе си отговорите на много въпроси. Днес хората активно използват космическото пространство. И нашето бъдеще зависи от това как излитат ракетите. Също толкова важно е разбирането на хората за този процес.

Космическа надпревара

Неотдавна две мощни суперсили бяха в състояние на студена война. Беше като безкрайно състезание. Много хора предпочитат да описват този период от време като нормална надпревара във въоръжаването, но това абсолютно не е така. Това е научно състезание. Именно на нея дължим много от джаджите и предимствата на цивилизацията, с които сме толкова свикнали.

Космическата надпревара беше само една основни елементистудена война. Само за няколко десетилетия човекът премина от конвенционалните атмосферни полети до кацането на Луната. Това е невероятен напредък в сравнение с други постижения. В това прекрасно време хората смятаха, че изследването на Марс е много по-близка и по-реалистична задача от помирението на СССР и САЩ. Тогава хората бяха най-запленени от космоса. Почти всеки студент или ученик разбра как излита ракета. Не беше комплексни знания, обратното. Тази информация беше проста и много интересна. Астрономията е придобила изключително значение сред другите науки. В онези години никой не можеше да каже, че Земята е плоска. Достъпното образование елиминира невежеството навсякъде. Тези времена обаче отдавна са отминали и днес нещата са съвсем различни.

декаданс

С разпадането на СССР състезанието също приключи. Отпадна причината за свръхфинансирането на космически програми. Много обещаващи и пробивни проекти така и не бяха реализирани. Времето на достигане до звездите отстъпи място на истински упадък. Което, както знаете, означава упадък, регресия и известна степен на деградация. Не е нужно да си гений, за да разбереш това. Просто обърнете внимание на медийните мрежи. Сектата за плоската земя активно води своята пропаганда. Хората не знаят елементарни неща. IN руска федерацияАстрономията изобщо не се учи в училищата. Ако се приближите до минувач и попитате как излитат ракети, той няма да отговори на този прост въпрос.

Хората дори не знаят каква траектория следват ракетите. При такива условия няма смисъл да питаме за орбиталната механика. Липсата на подходящо образование, "Холивуд" и видео игри - всичко това създаде фалшива представа за космоса като такъв и за полетите до звездите.

Това не е вертикален полет

Земята не е плоска и това е неоспорим факт. Земята дори не е сфера, защото е леко сплесната в полюсите. Как излитат ракети при такива условия? Постепенно, на няколко етапа, а не вертикално.

Най-голямата заблуда на нашето време е, че ракетите излитат вертикално. Това изобщо не е вярно. Тази схема за излизане в орбита е възможна, но много неефективна. Ракетното гориво свършва много бързо. Понякога за по-малко от 10 минути. Просто няма достатъчно гориво за такова излитане. Съвременните ракети излитат вертикално само при начален етапполет. След това автоматиката започва да придава леко накланяне на ракетата. Освен това, колкото по-висока е височината на полета, толкова по-забележим е ъгълът на въртене на космическата ракета. Така апогеят и перигеят на орбитата се формират по балансиран начин. Това осигурява най-удобния баланс между ефективност и разход на гориво. Орбитата се оказва близка до идеална окръжност. Никога няма да бъде идеален.

Ако ракетата лети вертикално нагоре, резултатът ще бъде невероятно огромен апогей. Горивото ще свърши преди да се появи перигей. С други думи, ракетата не само няма да излети в орбита, но поради липса на гориво ще полети по парабола обратно към планетата.

В основата на всичко е двигателят.

Никое тяло не е в състояние да се движи самостоятелно. Трябва да има нещо, което го кара да прави това. IN в този случайтова е ракетен двигател. Ракета, излитайки в космоса, не губи способността си да се движи. За мнозина това е неразбираемо, защото във вакуум реакцията на горене е невъзможна. Отговорът е възможно най-прост: малко по-различен.

И така, ракетата лети. В резервоарите й има два компонента. Той е гориво и окислител. Смесването им гарантира, че сместа се запалва. От дюзите обаче излиза не огън, а горещ газ. В този случай няма противоречия. Тази настройка работи чудесно във вакуум.

Ракетните двигатели се предлагат в няколко вида. Това са течно, твърдо гориво, йонно, електрогоривно и ядрено. Първите два вида се използват най-често, тъй като те са в състояние да осигурят най-голямо сцепление. Течните горива се използват в космическите ракети, твърдите горива се използват в междуконтиненталните балистични ракети с ядрен заряд. Електропропелантните и атомните са предназначени за най-ефективното движение във вакуум и именно на тях се възлагат максималните надежди. Понастоящем те не се използват извън тестови стендове.

Въпреки това Роскосмос наскоро направи поръчка за разработване на орбитален влекач с ядрен двигател. Това дава основание да се надяваме за развитие на технологиите.

Малка група от орбитални маневрени двигатели стои отделно. Те са предназначени за управление, но не се използват в ракети, а в космически кораби. Не са достатъчни за полет, но са достатъчни за маневриране.

Скорост

За съжаление в наши дни хората отъждествяват космическите полети с основните мерни единици. С каква скорост излита ракетата? Този въпрос не е съвсем правилен по отношение на Няма значение с каква скорост излитат.

Има доста ракети и всички имат различна скорост. Предназначените за извеждане на астронавти в орбита летят по-бавно от товарните. Човек, за разлика от товара, е ограничен от претоварвания. Товарните ракети, например свръхтежкият Falcon Heavy, излитат твърде бързо.

Трудно е да се изчислят точните единици за скорост. На първо място, защото те зависят от полезния товар на ракетата носител (носителя). Съвсем логично е напълно заредената ракета носител да излита много по-бавно от полупразната. Въпреки това има обща стойност, което всички ракети се стремят да постигнат. Това се нарича скорост на бягство.

Има първа, втора и съответно трета евакуационна скорост.

Първата е необходимата скорост, която ще ви позволи да се движите в орбита и да не паднете върху планетата. Това е 7,9 км в секунда.

Вторият е необходим, за да напусне земната орбита и да отиде в орбитата на друго небесно тяло.

Третият ще позволи на устройството да преодолее гравитацията на Слънчевата система и да я напусне. В момента с тази скорост летят Вояджър 1 и Вояджър 2. Въпреки това, противно на съобщенията в медиите, те все още не са напуснали пределите на Слънчевата система. От астрономическа гледна точка ще им отнеме поне 30 000 години, за да достигнат облака Орта. Хелиопаузата не е границата на една звездна система. Това е само мястото, където слънчевият вятър се сблъсква с междусистемната среда.

Височина

Колко високо лети ракетата? Тази, която се изисква. След достигане на хипотетичната граница на космоса и атмосферата, измерването на разстоянието между кораба и повърхността на планетата е неправилно. След навлизане в орбита корабът е в различна среда, а разстоянието се измерва в единици за разстояние.

Слънчевата система отдавна не представлява особен интерес за писателите на научна фантастика. Но, изненадващо, за някои учени нашите „родни“ планети не предизвикват много вдъхновение, въпреки че все още са практически неизследвани.

Едва отворило прозорец към космоса, човечеството се втурва в непознати далечини, а не само в сънищата, както преди.
Сергей Королев също обеща скоро да лети в космоса „на синдикален билет“, но тази фраза е вече на половин век и космическата одисея все още е част от елита - твърде скъпо удоволствие. Преди две години обаче HACA стартира грандиозен проект 100 години звезден кораб,което включва постепенно и многогодишно създаване на научно-техническа основа за космически полети.

И така, какви проблеми трябва да бъдат решени, за да стане звездният полет реалност?

ВРЕМЕТО И СКОРОСТТА СА ОТНОСИТЕЛНИ

Астрономията с автоматични космически кораби изглежда на някои учени като почти решен проблем, колкото и да е странно. И това въпреки факта, че няма абсолютно никакъв смисъл да се пускат картечници към звездите със сегашната скорост на охлюв (около 17 km/s) и друго примитивно (за такива непознати пътища) оборудване.

Сега американските космически кораби Pioneer 10 и Voyager 1 напуснаха Слънчевата система и вече няма връзка с тях. Pioneer 10 се движи към звездата Алдебаран. Ако нищо не му се случи, то ще достигне околностите на тази звезда... след 2 милиона години. По същия начин други устройства пълзят из просторите на Вселената.

Така че, независимо дали един кораб е населен или не, за да лети до звездите, той се нуждае от висока скорост, близка до скоростта на светлината. Това обаче ще помогне за решаването на проблема с летенето само до най-близките звезди.

„Дори ако успеем да построим звезден кораб, който може да лети със скорост, близка до скоростта на светлината“, пише К. Феоктистов, „времето на пътуване само в нашата Галактика ще се изчислява в хилядолетия и десетки хилядолетия, тъй като нейният диаметър е около 100 000 светлинни години години. Но на Земята за това ще мине времемного повече."

Според теорията на относителността протичането на времето в две движещи се една спрямо друга системи е различно. Тъй като на големи разстояния корабът ще има време да достигне скорост, много близка до скоростта на светлината, времевата разлика на Земята и на кораба ще бъде особено голяма.

Предполага се, че първата цел на междузвездните полети ще бъде Алфа Кентавър (система от три звезди) - най-близката до нас. Със скоростта на светлината можете да стигнете дотам за 4,5 години; на Земята ще минат десет години през това време. Но колкото по-голямо е разстоянието, толкова по-голяма е разликата във времето.

Спомняте ли си известната „Мъглявина Андромеда“ на Иван Ефремов? Там полета се измерва в години, и то в земни. Красива приказка, нищо не можеш да кажеш. Въпреки това, тази желана мъглявина (по-точно галактиката Андромеда) се намира на разстояние 2,5 милиона светлинни години от нас.

Това означава, че дори полетите със скоростта на светлината са оправдани само до относително близки звезди. Устройствата, летящи със скоростта на светлината, обаче все още живеят само на теория, което прилича на научна фантастика, макар и научна.

КОРАБ С РАЗМЕРА НА ПЛАНЕТА

Естествено, на първо място учените излязоха с идеята да използват най-ефективната термоядрена реакция в двигателя на кораба - тъй като той вече беше частично усвоен (за военни цели). Въпреки това, за двупосочно пътуване със скорост, близка до скоростта на светлината, дори и при идеален дизайн на системата, се изисква съотношение на началната към крайната маса най-малко 10 на тридесета степен. Тоест космическият кораб ще изглежда като огромен влак с гориво с размерите на малка планета. От Земята е невъзможно да се изстреля такъв колос в космоса. Освен това е възможно да се сглоби в орбита; не напразно учените не обсъждат тази опция.

Идеята за фотонен двигател, използващ принципа на анихилация на материята, е много популярна.

Анихилацията е превръщането на частица и античастица при техния сблъсък в други частици, различни от първоначалните. Най-изследваната е анихилацията на електрон и позитрон, която генерира фотони, чиято енергия ще движи звездния кораб. Изчисленията на американските физици Ronan Keene и Wei-ming Zhang показват, че въз основа на модерни технологиивъзможно е да се създаде анихилационен двигател, способен да ускори космически кораб до 70% от скоростта на светлината.

Започват обаче допълнителни проблеми. За съжаление, използването на антиматерия като ракетно гориво е много трудно. По време на анихилация възникват изблици на мощна гама радиация, вредна за астронавтите. В допълнение, контактът на позитронно гориво с кораба е изпълнен с фатална експлозия. И накрая, все още няма технологии за получаване достатъчно количествоантиматерия и нейното дългосрочно съхранение: например, антиводородният атом „живее“ сега по-малко от 20 минути, а производството на милиграм позитрони струва 25 милиона долара.

Но нека приемем, че с времето тези проблеми могат да бъдат разрешени. Все още обаче ще ви трябва много гориво, а началната маса на фотонния звезден кораб ще бъде сравнима с масата на Луната (според Константин Феоктистов).

ПЛАТНОТО Е РАЗКЪСАНО!

Най-популярният и реалистичен космически кораб днес се счита за слънчева платноходка, чиято идея принадлежи на съветския учен Фридрих Зандер.

Слънчево (светлинно, фотонно) платно е устройство, което използва налягане слънчева светлинаили лазер върху огледална повърхност, за да задвижи космическия кораб.
През 1985 г. американският физик Робърт Форуърд предложи дизайна на междузвездна сонда, ускорена от микровълнова енергия. Проектът предвиждаше сондата да достигне до най-близките звезди за 21 години.

На XXXVI Международен астрономически конгрес беше предложен проект за лазерен звездолет, чието движение се осигурява от енергията на оптични лазери, разположени в орбита около Меркурий. Според изчисленията пътят на звезден кораб с този дизайн до звездата Епсилон Еридани (10,8 светлинни години) и обратно ще отнеме 51 години.

„Малко вероятно е данните, получени от пътуване през нашата слънчева система, да постигнат значителен напредък в разбирането на света, в който живеем. Естествено, мисълта се обръща към звездите. В края на краищата, по-рано се разбираше, че полетите близо до Земята, полетите до други планети от нашата слънчева система не са крайната цел. Проправянето на пътя към звездите изглеждаше основната задача.”

Тези думи не принадлежат на писател на научна фантастика, а на конструктора на космически кораб и космонавт Константин Феоктистов. Според учения нищо особено ново няма да бъде открито в Слънчевата система. И това въпреки факта, че човек досега е достигал само до Луната...

Всичко това е все още теория, но първите стъпки вече се правят.

През 1993 г. слънчево платно с ширина 20 метра беше разгърнато за първи път на руския кораб "Прогрес М-15" като част от проекта "Знамя-2". При скачването на „Прогрес“ със станцията „Мир“, нейният екипаж инсталира рефлекторно устройство на борда на „Прогрес“. В резултат на това рефлекторът създаде ярко петно ​​с ширина 5 км, което премина през Европа към Русия със скорост 8 км/сек. Светлинното петно ​​имаше яркост, приблизително еквивалентна на пълната Луна.

Версията с платна може да е подходяща за изстрелване на автоматични сонди, станции и товарни кораби, но не е подходяща за пилотирани полети за връщане. Има и други проекти за космически кораби, но те по един или друг начин напомнят горните (със същите мащабни проблеми).

ИЗНЕНАДИ В МЕЖДУЗВЕЗДНОТО ПРОСТРАНСТВО

Изглежда много изненади очакват пътниците във Вселената. Например, едва достигайки извън слънчевата система, американският апарат Pioneer 10 започна да изпитва сила с неизвестен произход, причинявайки слабо спиране. Бяха направени много предположения, включително все още неизвестни ефекти на инерцията или дори времето. Все още няма ясно обяснение за този феномен; различни хипотези: от прости технически (например реактивна сила от изтичане на газ в апарат) до въвеждане на нови физични закони.

Друг апарат, Вояджер-1, регистрира район със силен магнитно поле. При него налягането на заредените частици от междузвездното пространство кара създаденото от Слънцето поле да стане по-плътно. Устройството също регистрира:

• увеличаване на броя на високоенергийните електрони (около 100 пъти), които проникват в слънчева системаот междузвездното пространство;
• рязко повишаване на нивото на галактическите космически лъчи - високоенергийни заредени частици от междузвезден произход.

Пространството между звездите не е празно. Навсякъде има остатъци от газ, прах и частици. Когато се опитвате да пътувате със скорост, близка до скоростта на светлината, всеки атом, който се сблъска с кораба, ще бъде като високоенергийна частица космически лъч. Нивото на твърда радиация по време на такава бомбардировка ще се увеличи неприемливо дори по време на полети до близки звезди.

И механичното въздействие на частиците при такива скорости ще бъде като експлозивни куршуми. Според някои изчисления всеки сантиметър от защитния екран на космическия кораб ще бъде непрекъснато обстрелван със скорост 12 изстрела в минута. Ясно е, че никой екран няма да издържи на такова излагане в продължение на няколко години полет. Или ще трябва да има неприемлива дебелина (десетки и стотици метри) и маса (стотици хиляди тонове).

Оказва се, че е невъзможно да се реши проблема с транспортирането на материални тела на галактически разстояния със скорости, близки до скоростта на светлината. Няма смисъл да пробивате пространството и времето с помощта на механична структура.

ЧЕРВЕЕВА ДУПКА

Писателите на научна фантастика, опитвайки се да преодолеят неумолимото време, измислиха как да „прогризват дупки“ в пространството (и времето) и да го „сгъват“. Те измислиха различни хиперпространствени скокове от една точка в пространството в друга, заобикаляйки междинните зони. Сега учените се присъединиха към писателите на научна фантастика.

Физиците започнаха да търсят екстремни състояния на материята и екзотични вратички във Вселената, където е възможно да се движите със свръхсветлинни скорости, противно на теорията на относителността на Айнщайн.

Въпреки това, за да създадете стабилни червееви дупки, можете да използвате ефект, открит от холандеца Хендрик Казимир. Лежи в взаимно привличанепровеждане на незаредени тела под въздействието на квантови трептения във вакуум. Оказва се, че вакуумът не е напълно празен, има колебания в гравитационното поле, в които спонтанно се появяват и изчезват частици и микроскопични червееви дупки.

Всичко, което остава, е да откриете една от дупките и да я разтегнете, като я поставите между две свръхпроводящи топки. Единият отвор на червеевата дупка ще остане на Земята, другият ще бъде преместен от космическия кораб със скорост, близка до светлинната, към звездата - крайния обект. Тоест космическият кораб сякаш ще пробие тунел. След като корабът достигне местоназначението си, дупката на червея ще се отвори за истинско светкавично междузвездно пътуване, чиято продължителност ще се измерва в минути.

БАЛОН НА РАЗРУШЕНИЕТО

Подобно на теорията за червеевата дупка е варп балон. През 1994 г. мексиканският физик Мигел Алкубиер извършва изчисления според уравненията на Айнщайн и открива теоретичната възможност за вълнова деформация на пространствения континуум. В този случай пространството ще се компресира пред космическия кораб и едновременно ще се разширява зад него. Звездният кораб е, така да се каже, поставен в мехур от кривина, способен да се движи с неограничена скорост. Гениалността на идеята е, че космическият кораб почива в мехур от кривина и законите на относителността не се нарушават. В същото време самият балон на кривина се движи, изкривявайки локално пространство-времето.

Въпреки невъзможността да пътува по-бързо от светлината, няма нищо, което да попречи на пространството да се движи или изкривяването на пространство-времето да се разпространява по-бързо от светлината, което се смята, че се е случило веднага след Големия взрив, когато се е образувала Вселената.

Всички тези идеи все още не се вписват в рамката съвременна наука, но през 2012 г. представители на НАСА обявиха подготовката на експериментален тест на теорията на д-р Алкубиер. Кой знае, може би теорията на относителността на Айнщайн един ден ще стане част от нова глобална теория. В крайна сметка процесът на учене е безкраен. Това означава, че един ден ще можем да пробием през тръните до звездите.

Ирина ГРОМОВА