Počelo je 1957. godine, kada je u SSSR-u lansiran prvi satelit Sputnik 1. Od tada su ljudi uspjeli posjetiti, a svemirske sonde bez posade posjetile su sve planete, s izuzetkom. Sateliti koji kruže oko Zemlje ušli su u naše živote. Zahvaljujući njima, milijuni ljudi imaju priliku gledati televiziju (vidi članak ““). Slika prikazuje kako se dio letjelice vraća na Zemlju pomoću padobrana.

Rakete

Povijest istraživanja svemira počinje s raketama. Prve rakete korištene su za bombardiranje tijekom Drugog svjetskog rata. Godine 1957. stvorena je raketa koja je dopremila Sputnik 1 u svemir. Veći dio rakete zauzimaju spremnici goriva. Dospije samo u orbitu gornji dio rakete tzv nosivost. Raketa Ariane 4 ima tri odvojena odjeljka sa spremnicima goriva. Zovu se raketni stupnjevi. Svaki stupanj gura raketu na određenu udaljenost, nakon čega se, kada je prazna, odvaja. Kao rezultat toga, od rakete ostaje samo teret. Prvi stupanj nosi 226 tona tekuće gorivo. Gorivo i dva pojačivača stvaraju ogromnu masu potrebnu za polijetanje. Druga etapa odvaja se na visini od 135 km. Treći stupanj rakete je njegov, radi na tekućinu i dušik. Gorivo ovdje izgori za oko 12 minuta. Kao rezultat toga, od rakete Ariane 4 Europske svemirske agencije ostao je samo teret.

U 1950-1960-im godinama. SSSR i SAD natjecali su se u istraživanju svemira. Prva svemirska letjelica s ljudskom posadom bila je Vostok. Raketa Saturn 5 prvi je put odvela ljude na Mjesec.

Rakete 1950-ih-/960-ih:

1. "Sputnjik"

2. "Avangarda"

3. Juno 1

4. "Istok"

5. "Merkur-Atlant"

6. Gemini Titan 2

8. "Saturn-1B"

9. Saturn 5

Kozmičke brzine

Da bi stigla u svemir, raketa mora ići dalje od . Ako mu je brzina nedovoljna, jednostavno će pasti na Zemlju zbog djelovanja sile. Brzina potrebna za ulazak u svemir naziva se prva izlazna brzina. Iznosi 40.000 km/h. U orbiti, svemirska letjelica kruži oko Zemlje sa orbitalna brzina. Orbitalna brzina broda ovisi o njegovoj udaljenosti od Zemlje. Kada svemirski brod leti u orbiti, on, u biti, jednostavno pada, ali ne može pasti, jer gubi na visini upravo onoliko koliko se zemljina površina spušta ispod njega, zaokružujući se.

Svemirske sonde

Sonde su bez posade svemirska letjelica, poslati na velike udaljenosti. Posjetili su sve planete osim Plutona. Sonda može letjeti do svog odredišta duge godine. Kada doleti do željenog nebeskog tijela, kreće u orbitu oko njega i šalje dobivenu informaciju na Zemlju. Miriner 10, jedina sonda koju treba posjetiti. Pioneer 10 postao je prva svemirska sonda koja je napustila Sunčev sustav. Doći će do najbliže zvijezde za više od milijun godina.

Neke sonde su dizajnirane za slijetanje na površinu drugog planeta ili su opremljene lenderima koji se ispuštaju na planet. Lender može prikupiti uzorke tla i dostaviti ih na Zemlju radi istraživanja. Godine 1966. svemirska letjelica, sonda Luna 9, prvi je put sletjela na površinu Mjeseca. Nakon sadnje otvorio se poput cvijeta i počeo snimati.

Sateliti

Satelit je bespilotno vozilo, koji se lansira u orbitu, obično Zemljinu. Satelit ima konkretan zadatak- na primjer, za praćenje, prijenos televizijskih slika, istraživanje mineralnih naslaga: postoje čak i špijunski sateliti. Satelit se kreće po orbiti orbitalnom brzinom. Na slici vidite fotografiju ušća rijeke Humber (Engleska), koju je snimio Landset iz niske Zemljine orbite. Landset može “gledati područja na Zemlji veličine samo 1 kvadratni metar. m.

Stanica je isti satelit, ali dizajniran za rad ljudi na brodu. Na stanicu može pristati letjelica s posadom i teretom. Do sada su u svemiru radile samo tri dugoročne postaje: američka Skylab te ruske Saljut i Mir. Skylab je lansiran u orbitu 1973. Tri posade radile su sekvencijalno na njemu. Postaja je prestala postojati 1979. godine.

Orbitalne stanice igraju veliku ulogu u proučavanju učinaka bestežinskog stanja na ljudsko tijelo. Buduće stanice, poput Freedoma, koju Amerikanci sada grade uz sudjelovanje stručnjaka iz Europe, Japana i Kanade, koristit će se za vrlo dugoročne eksperimente ili za industrijsku proizvodnju u svemiru.

Kada astronaut napusti stanicu ili brod u svemir, on obuče svemirsko odijelo. Unutar svemirskog odijela umjetno se stvara temperatura jednaka atmosferskom tlaku. Unutarnji slojevi svemirskog odijela hlade se tekućinom. Uređaji prate tlak i sadržaj kisika unutra. Staklo kacige je vrlo izdržljivo, može izdržati udarce malih kamenčića - mikrometeorita.

11.06.2010 00:10

Američka svemirska letjelica Dawn nedavno je postavila novi brzinski rekord od 25,5 tisuća km/h, ispred svog glavnog konkurenta, sonde Deep Space 1. Ovo postignuće omogućeno je zahvaljujući ultra-snažnom ionskom motoru ugrađenom u uređaj. Međutim, prema riječima stručnjaka NASA, ovo je daleko od granice njezinih mogućnosti.

Brzina američke svemirske letjelice Dawn dosegla je 5. lipnja rekordnu vrijednost - 25,5 tisuća km/h. Međutim, prema znanstvenicima, u bliskoj budućnosti brzina broda će doseći 100 tisuća km/h.

Tako je Dawn zahvaljujući jedinstvenom motoru nadmašio svoju prethodnicu, sondu Deep Space 1, eksperimentalnu automatsku letjelicu lansiranu 24. listopada 1998. raketom-nosačem. Istina, Deep Space 1 još uvijek drži titulu postaje čiji su motori najdulje trajali. Ali Dawn već u kolovozu može doći ispred svog "konkurenta" u ovoj kategoriji.

Glavni zadatak svemirske letjelice, lansirane prije tri godine, je proučavanje asteroida 4 Vesta, kojemu će se uređaj približiti 2011., te patuljastog planeta Ceres. Znanstvenici se nadaju da će dobiti najtočnije podatke o obliku, veličini, masi, mineralnom i elementarnom sastavu ovih objekata smještenih između orbita Jupitera i Marsa. Ukupna udaljenost koju treba prijeći svemirska letjelica Dawn je 4 milijarde 800 milijuna kilometara.

Budući da u svemiru nema zraka, nakon ubrzanja, brod se nastavlja kretati istom brzinom. Na Zemlji je to nemoguće zbog usporavanja uslijed trenja. Korištenje ionskih motora u bezzračnom svemiru omogućilo je znanstvenicima da proces postupnog povećanja brzine letjelice Dawn učine što učinkovitijim.

Princip rada inovativnog motora je ionizacija plina i njegovo ubrzanje elektrostatičkim poljem. U isto vrijeme, zbog visokog omjera naboja i mase, postaje moguće ubrzati ione do vrlo velikih brzina. Tako se u motoru može postići vrlo visok specifični impuls, što može znatno smanjiti potrošnju reaktivne mase ioniziranog plina (u usporedbi s kemijskom reakcijom), ali zahtijeva velike količine energije.

Dawnina tri motora ne rade stalno, već se nakratko uključuju u određenim točkama leta. Do danas su radili ukupno 620 dana i potrošili preko 165 kilograma xenona. Jednostavni izračuni pokazuju da se svaka četiri dana brzina sonde povećavala za oko 100 km/h. Do kraja Dawnove osmogodišnje misije (iako stručnjaci ne isključuju njezino produljenje), ukupno vrijeme rada motora bit će 2000 dana — gotovo 5,5 godina. Takvi pokazatelji obećavaju da će brzina letjelice doseći 38,6 tisuća km/h.

To se može činiti malo u usporedbi s barem prvom kozmičkom brzinom kojom se lansiraju umjetni Zemljini sateliti, ali za međuplanetarno vozilo bez vanjskih akceleratora, koje ne izvodi posebne manevre u gravitacijskom polju planeta, ovaj rezultat je doista izvanredan.

Ovaj će članak upoznati čitatelja s tako zanimljivom temom kao što je svemirska raketa, lansirna raketa i sva korisna iskustva koja je ovaj izum donio čovječanstvu. Također će se govoriti o nosivosti isporučenoj u svemir. Istraživanje svemira počelo je ne tako davno. U SSSR-u je bila sredina trećeg petogodišnjeg plana, kada je II Svjetski rat. Svemirska raketa razvijena je u mnogim zemljama, ali ni SAD nas u toj fazi nisu uspjele prestići.

Prvi

Prvo uspješno lansiranje koje je napustilo SSSR bila je svemirska raketa-nosač s umjetnim satelitom 4. listopada 1957. godine. Satelit PS-1 uspješno je lansiran u nisku Zemljinu orbitu. Valja napomenuti da je to zahtijevalo stvaranje šest generacija, a tek je sedma generacija ruskih svemirskih raketa uspjela razviti brzinu potrebnu za ulazak u svemir blizu Zemlje - osam kilometara u sekundi. Inače je nemoguće savladati gravitaciju Zemlje.

To je postalo moguće u procesu razvoja balističkog oružja dugog dometa, gdje je korišteno pojačanje motora. Ne treba brkati: svemirska raketa i svemirski brod dvije su različite stvari. Raketa je dostavno vozilo, a brod je pričvršćen za nju. Umjesto toga, tu može biti svašta - svemirska raketa može nositi i satelit, i opremu, i nuklearnu bojevu glavu, što je uvijek služilo i služi kao odvraćanje nuklearnih sila i poticaj za očuvanje mira.

Priča

Prvi koji su teorijski utemeljili lansiranje svemirske rakete bili su ruski znanstvenici Meščerski i Ciolkovski, koji su već 1897. opisali teoriju njenog leta. Mnogo kasnije tu su ideju preuzeli Oberth i von Braun iz Njemačke i Goddard iz SAD-a. Upravo u te tri zemlje započeo je rad na problemima mlaznog pogona, stvaranja mlaznih motora na kruto gorivo i tekućine. Ta su pitanja najbolje riješena u Rusiji; barem su motori na kruta goriva već bili naširoko korišteni u Drugom svjetskom ratu (motori katjuše). Tekući mlazni motori bili su bolje razvijeni u Njemačkoj, koja je stvorila prvu balističku raketu, V-2.

Nakon rata tim Wernhera von Brauna, uzimajući crteže i razvoj, pronašao je utočište u SAD-u, a SSSR je bio prisiljen zadovoljiti se malim brojem pojedinačnih komponenti rakete bez ikakve popratne dokumentacije. Ostalo smo sami smislili. Raketna tehnologija se brzo razvijala, sve više povećavajući domet i težinu nosivog tereta. Godine 1954. započeo je rad na projektu zahvaljujući kojem je SSSR prvi poletio svemirskom raketom. Bila je to interkontinentalna dvostupanjska balistička raketa R-7, koja je ubrzo modernizirana za svemir. Ispostavilo se da je bio uspješan - iznimno pouzdan, osiguravajući mnoge rekorde u istraživanju svemira. Još uvijek se koristi u moderniziranom obliku.

"Sputnjik" i "Mjesec"

Godine 1957. prva svemirska raketa - ista R-7 - lansirala je u orbitu umjetni Sputnik 1. Sjedinjene Države odlučile su ponoviti takvo lansiranje nešto kasnije. No, u prvom pokušaju njihova svemirska raketa nije poletjela u svemir, eksplodirala je u startu - čak i na televiziji uživo. "Vanguard" je dizajnirao čisto američki tim i nije opravdao očekivanja. Tada se Wernher von Braun prihvatio projekta iu veljači 1958. lansiranje svemirske rakete bilo je uspješno. U međuvremenu, u SSSR-u R-7 je moderniziran - dodan mu je treći stupanj. Kao rezultat toga, brzina svemirske rakete postala je potpuno drugačija - postignuta je druga kozmička brzina, zahvaljujući kojoj je postalo moguće napustiti Zemljinu orbitu. Još nekoliko godina serija R-7 je modernizirana i poboljšana. Promijenjeni su motori svemirskih raketa, a s trećim stupnjem je napravljeno mnogo eksperimenata. Sljedeći pokušaji bili su uspješni. Brzina svemirske rakete omogućila je ne samo napuštanje Zemljine orbite, već i razmišljanje o proučavanju drugih planeta Sunčevog sustava.

Ali isprva je pažnja čovječanstva bila gotovo potpuno usmjerena na Zemljin prirodni satelit – Mjesec. Do njega je 1959. doletjela sovjetska svemirska postaja Luna 1, koja je trebala izvršiti tvrdo slijetanje na površinu Mjeseca. Međutim, zbog nedovoljno preciznih proračuna, uređaj je prošao nešto dalje (šest tisuća kilometara) i odjurio prema Suncu, gdje se smjestio u orbitu. Ovako je naša zvijezda dobila svoj prvi umjetni satelit - slučajni dar. Ali naš prirodni satelit nije dugo bio sam, te je iste 1959. Luna-2 doletjela do njega, potpuno ispravno izvršivši svoj zadatak. Mjesec dana kasnije, Luna-3 nam je dostavila fotografije obrnuta strana naše noćno svjetlo. A 1966. Luna 9 lagano je sletjela točno u Ocean of Storms, i dobili smo panoramski pogled na mjesečevu površinu. Mjesečev program trajao je dugo, sve do trenutka kada su američki astronauti sletjeli na njega.

Jurija Gagarina

12. april postao je jedan od najznačajnijih dana u našoj zemlji. Nemoguće je dočarati snagu narodnog likovanja, ponosa i istinske sreće kada je najavljen prvi čovjekov let u svemir. Jurij Gagarin postao je ne samo nacionalni heroj, već mu je pljeskao cijeli svijet. I stoga je 12. travnja 1961., dan koji je trijumfalno ušao u povijest, postao Dan kozmonautike. Amerikanci su hitno pokušali odgovoriti na ovaj neviđeni korak kako bi s nama podijelili svemirsku slavu. Mjesec dana kasnije Alan Shepard je poletio, ali brod nije otišao u orbitu, bio je to suborbitalni let u luku, a SAD je orbitalni let uspio tek 1962. godine.

Gagarin je letio u svemir svemirskom letjelicom Vostok. Riječ je o posebnom stroju u kojem je Korolev stvorio iznimno uspješnu svemirsku platformu koja rješava mnoge različite praktične probleme. Istodobno, na samom početku šezdesetih, razvijala se ne samo verzija svemirskog leta s ljudskom posadom, već je dovršen i projekt fotoizviđanja. "Vostok" je općenito imao mnogo izmjena - više od četrdeset. I danas rade sateliti iz serije Bion - to su izravni potomci broda na kojem je napravljen prvi let s ljudskom posadom u svemir. Iste 1961. mnogo složeniju ekspediciju imao je German Titov, koji je cijeli dan proveo u svemiru. Sjedinjene Države uspjele su ponoviti ovo postignuće tek 1963.

"Istočno"

Na svim svemirskim letjelicama Vostok osigurano je katapultno sjedalo za kozmonaute. To je bila mudra odluka, budući da je jedan uređaj obavljao zadatke i pri lansiranju (hitno spašavanje posade) i pri mekom slijetanju modula za spuštanje. Dizajneri su svoje napore usmjerili na razvoj jednog uređaja, a ne dva. To je smanjilo tehnički rizik; u zrakoplovstvu je sustav katapulta u to vrijeme već bio dobro razvijen. S druge strane, veliki je dobitak u vremenu nego ako dizajnirate potpuno novi uređaj. Uostalom, svemirska utrka se nastavila, a SSSR ju je dobio prilično velikom razlikom.

Titov je sletio na isti način. Imao je sreće što je skakao padobranom željeznička pruga, kojim je vozio vlak, a novinari su ga odmah fotografirali. Sustav slijetanja, koji je postao najpouzdaniji i najmekši, razvijen je 1965. godine i koristi gama visinomjer. Ona služi i danas. SAD nije imao tu tehnologiju, zbog čega sva njihova vozila za spuštanje, pa čak i novi SpaceX Dragons, ne slijeću, već se spuštaju. Iznimka su samo shuttleovi. A 1962. SSSR je već započeo grupne letove na svemirskim letjelicama Vostok-3 i Vostok-4. Godine 1963. prva žena pridružila se korpusu sovjetskih kozmonauta - Valentina Tereshkova otišla je u svemir, postavši prva na svijetu. Ujedno je Valery Bykovsky postavio rekord u trajanju jednog leta koji još nije oboren - u svemiru je boravio pet dana. Godine 1964. pojavio se brod Voskhod s više sjedala, a Sjedinjene Države zaostale su cijelu godinu. A 1965. Aleksej Leonov otišao je u svemir!

"Venera"

Godine 1966. SSSR je započeo međuplanetarne letove. Svemirska letjelica Venera 3 izvršila je tvrdo slijetanje na susjedni planet i tamo dopremila Zemljinu kuglu i zastavicu SSSR-a. Godine 1975. Venera 9 uspjela je izvesti meko slijetanje i poslati sliku površine planeta. A "Venera-13" je snimala panoramske fotografije u boji i zvučne snimke. AMS serija (automatske međuplanetarne stanice) za proučavanje Venere, kao i okolnog svemira, nastavlja se poboljšavati čak i sada. Uvjeti na Veneri su teški i praktički nije bilo pouzdanih informacija o njima; programeri nisu znali ništa o pritisku ili temperaturi na površini planeta, sve je to, naravno, kompliciralo istraživanje.

Prva serija vozila za spuštanje znala je čak i plivati ​​- za svaki slučaj. Ipak, u početku letovi nisu bili uspješni, ali kasnije je SSSR bio toliko uspješan u Venerinim lutanjima da se ovaj planet počeo nazivati ​​ruskim. "Venera-1" je prva svemirska letjelica u povijesti čovječanstva dizajnirana za let do drugih planeta i njihovo istraživanje. Lansiran je 1961., no tjedan dana kasnije veza je izgubljena zbog pregrijavanja senzora. Stanica je postala nekontrolirana i uspjela je izvesti samo prvi prelet na svijetu u blizini Venere (na udaljenosti od oko sto tisuća kilometara).

U tragovima

"Venera-4" nam je pomogla da saznamo da je na ovom planetu dvjesto sedamdeset i jedan stupanj u sjeni (noćna strana Venere), tlak je do dvadeset atmosfera, a sama atmosfera devedeset posto. ugljični dioksid. Ova je letjelica također otkrila vodikovu koronu. "Venera-5" i "Venera-6" rekle su nam puno o solarnom vjetru (strujanjima plazme) i njegovoj strukturi u blizini planeta. "Venera-7" je razjasnila podatke o temperaturi i tlaku u atmosferi. Sve se pokazalo još kompliciranijim: temperatura bliže površini bila je 475 ± 20 °C, a tlak je bio red veličine veći. Na sljedećoj svemirskoj letjelici doslovno je sve prepravljeno, a nakon stotinu sedamnaest dana Venera-8 lagano je sletjela na dnevnu stranu planeta. Ova stanica je imala fotometar i mnoge dodatne instrumente. Glavna stvar je bila povezanost.

Ispostavilo se da se rasvjeta kod najbližeg susjeda gotovo ne razlikuje od one na Zemlji - baš kao kod nas za oblačnog dana. Tamo nije samo oblačno, vrijeme se stvarno razvedrilo. Slike onoga što je oprema vidjela jednostavno su zapanjile zemljane. Osim toga, ispitano je tlo i količina amonijaka u atmosferi, a mjerena je i brzina vjetra. A “Venera-9” i “Venera-10” su nam mogle pokazati “susjed” na TV-u. Ovo su prve snimke na svijetu prenesene s drugog planeta. A same te postaje sada su umjetni sateliti Venere. Posljednji koji su letjeli na ovaj planet bili su "Venera-15" i "Venera-16", koji su također postali sateliti, a prethodno su čovječanstvu pružili apsolutno nova i potrebna znanja. Godine 1985. program su nastavili Vega-1 i Vega-2, koji su proučavali ne samo Veneru, već i Halleyev komet. Sljedeći let planiran je za 2024. godinu.

Nešto o svemirskoj raketi

Budući da su parametri i tehnički podaci Sve se rakete razlikuju jedna od druge; razmislite o raketi-nosaču nove generacije, na primjer Soyuz-2.1A. Riječ je o trostupanjskoj raketi srednje klase, modificiranoj verziji Sojuz-U, koja vrlo uspješno djeluje od 1973. godine.

Ova lansirna raketa dizajnirana je za lansiranje svemirskih letjelica. Potonji mogu imati vojne, gospodarske i društvene svrhe. Ovaj projektil ih može odvesti različiti tipovi orbite - geostacionarne, geotranzicijske, sunčevo-sinkrone, visoko eliptične, srednje, niske.

Modernizacija

Raketa je iznimno modernizirana, ovdje je stvoren bitno drugačiji digitalni sustav upravljanja, razvijen na novoj domaćoj bazi elemenata, s brzim digitalnim računalom na brodu s mnogo većom količinom RAM-a. Digitalni upravljački sustav omogućuje raketi visokoprecizno lansiranje korisnog tereta.

Osim toga, ugrađeni su motori na kojima su poboljšane glave brizgaljki prvog i drugog stupnja. Na snazi ​​je drugačiji telemetrijski sustav. Tako se povećala točnost lansiranja projektila, njegova stabilnost i, naravno, upravljivost. Masa svemirske rakete nije se povećala, ali se korisna nosivost povećala za tri stotine kilograma.

Tehnički podaci

Prvi i drugi stupanj rakete-nosača opremljeni su raketnim motorima na tekuće gorivo RD-107A i RD-108A NPO Energomash nazvanog po akademiku Glušku, a treći stupanj opremljen je četverokomornim RD-0110 dizajnerskog biroa Khimavtomatika. Raketno gorivo je tekući kisik, koji je ekološki prihvatljivo oksidacijsko sredstvo, kao i malo otrovno gorivo - kerozin. Duljina rakete je 46,3 metra, težina pri lansiranju 311,7 tona, a bez bojeve glave 303,2 tone. Masa konstrukcije rakete-nosača je 24,4 tone. Gorivne komponente teže 278,8 tona. Ispitivanja leta Sojuza-2.1A započela su 2004. godine na kozmodromu Plesetsk i bila su uspješna. Godine 2006. raketa-nosač obavila je svoj prvi komercijalni let – lansirala je u orbitu europsku meteorološku letjelicu Metop.

Mora se reći da rakete imaju različite mogućnosti lansiranja korisnog tereta. Postoje laki, srednji i teški nosači. Raketa-nosač Rokot, primjerice, lansira svemirske letjelice u niske Zemljine orbite - do dvjestotinjak kilometara, te stoga može nositi teret od 1,95 tona. Ali Proton je teška klasa, može lansirati 22,4 tone u nisku orbitu, 6,15 tona u geostacionarnu orbitu i 3,3 tone u geostacionarnu orbitu. Lansirna raketa o kojoj razmišljamo namijenjena je svim lokacijama koje koristi Roscosmos: Kourou, Baikonur, Plesetsk, Vostočnij i djeluje u okviru zajedničkih rusko-europskih projekata.

Svemir je tajanstven i najnepovoljniji prostor. Ipak, Tsiolkovsky je vjerovao da budućnost čovječanstva leži upravo u svemiru. Nema razloga raspravljati s ovim velikim znanstvenikom. Svemir je bezgranična perspektiva razvoja cijele ljudske civilizacije i širenja životnog prostora. Osim toga, u sebi krije odgovore na mnoga pitanja. Danas ljudi aktivno koriste svemir. A naša budućnost ovisi o tome kako rakete polijeću. Jednako je važno i razumijevanje ljudi za ovaj proces.

Svemirska utrka

Nedavno su dvije moćne supersile bile u stanju hladnog rata. Bilo je to kao beskrajno natjecanje. Mnogi ljudi radije opisuju ovo razdoblje kao normalnu utrku u naoružanju, ali to apsolutno nije slučaj. To je znanstvena utrka. Njoj dugujemo mnoge naprave i blagodati civilizacije na koje smo toliko navikli.

Svemirska utrka bila je samo jedna bitni elementi hladni rat. U samo nekoliko desetljeća čovjek je prešao put od konvencionalnih atmosferskih letova do slijetanja na Mjesec. Ovo je nevjerojatan napredak u usporedbi s drugim postignućima. U to divno vrijeme, ljudi su mislili da je istraživanje Marsa puno bliži i realniji zadatak od pomirbe SSSR-a i SAD-a. Tada su ljudi bili najviše fascinirani svemirom. Gotovo svaki student ili školarac razumio je kako raketa polijeće. Nije kompleksno znanje, obrnuto. Ova informacija je bila jednostavna i vrlo zanimljiva. Astronomija je stekla iznimnu važnost među ostalim znanostima. Tih godina nitko nije mogao reći da je Zemlja ravna. Dostupno obrazovanje posvuda je eliminiralo neznanje. Međutim, ti su dani davno prošli, a danas su stvari potpuno drugačije.

dekadencija

Raspadom SSSR-a prestalo je i natjecanje. Nestao je razlog pretjeranog financiranja svemirskih programa. Mnogi obećavajući i prodorni projekti nikada nisu realizirani. Vrijeme posezanja za zvijezdama ustupilo je mjesto pravoj dekadenciji. Što, kao što znate, znači pad, nazadovanje i određeni stupanj degradacije. Ne treba biti genij da bi se ovo shvatilo. Samo obratite pozornost na medijske mreže. Sekta ravne zemlje aktivno provodi svoju propagandu. Ljudi ne znaju osnovne stvari. U Ruska Federacija Astronomija se uopće ne uči u školama. Ako priđete prolazniku i pitate kako polijeću rakete, on vam neće odgovoriti na ovo jednostavno pitanje.

Ljudi niti ne znaju koju putanju rakete slijede. Pod takvim uvjetima, nema smisla pitati o orbitalnoj mehanici. Nedostatak odgovarajućeg obrazovanja, "Hollywood" i video igre - sve je to stvorilo krivu predodžbu o svemiru kao takvom i o letovima prema zvijezdama.

Ovo nije okomiti let

Zemlja nije ravna i to je nepobitna činjenica. Zemlja nije čak ni kugla, jer je malo spljoštena na polovima. Kako rakete polijeću u takvim uvjetima? Postupno, u nekoliko faza i ne okomito.

Najveća zabluda našeg vremena je da rakete polijeću vertikalno. Uopće nije tako. Ova shema za ulazak u orbitu je moguća, ali vrlo neučinkovita. Raketno gorivo ponestaje vrlo brzo. Ponekad za manje od 10 minuta. Jednostavno nema dovoljno goriva za takvo uzlijetanje. Suvremene rakete polijeću okomito samo na početno stanje let. Tada automatizacija počinje davati raketu lagano kotrljanje. Štoviše, što je veća visina leta, to je uočljiviji kut prevrtanja svemirske rakete. Dakle, apogej i perigej orbite formiraju se na uravnotežen način. To osigurava najudobniju ravnotežu između učinkovitosti i potrošnje goriva. Ispostavilo se da je orbita blizu savršenog kruga. Nikada neće biti idealno.

Ako raketa leti okomito prema gore, rezultat će biti nevjerojatno veliki apogej. Gorivo će nestati prije nego što se pojavi perigej. Drugim riječima, raketa ne samo da neće poletjeti u orbitu, već će zbog nedostatka goriva letjeti parabolom natrag prema planetu.

U središtu svega je motor.

Nijedno tijelo nije sposobno samostalno se kretati. Mora postojati nešto što ga tjera na ovo. U u ovom slučaju to je raketni motor. Raketa poletjevši u svemir ne gubi sposobnost kretanja. Za mnoge je to neshvatljivo, jer je u vakuumu reakcija izgaranja nemoguća. Odgovor je najjednostavniji mogući: malo drugačije.

Dakle, raketa leti. Dvije su komponente u njezinim spremnicima. To je gorivo i oksidans. Njihovo miješanje osigurava da se smjesa zapali. Međutim, iz mlaznica ne izlazi vatra, već vrući plin. U ovom slučaju nema kontradikcija. Ova postavka odlično radi u vakuumu.

Raketni motori postoje u nekoliko vrsta. To su tekuće, kruto gorivo, ionsko, elektropropelantno i nuklearno. Prve dvije vrste se najčešće koriste, jer su sposobne pružiti najveću vuču. Tekuća goriva koriste se u svemirskim raketama, kruta goriva koriste se u interkontinentalnim balističkim projektilima s nuklearnim punjenjem. Elektropropelantni i atomski dizajnirani su za najučinkovitije kretanje u vakuumu i na njih se polažu maksimalne nade. Trenutno se ne koriste izvan ispitnih stolova.

Međutim, Roscosmos je nedavno naručio razvoj orbitalnog tegljača na nuklearni pogon. To daje razlog za nadu u razvoj tehnologije.

Mala skupina orbitalnih manevarskih motora stoji odvojeno. Namijenjeni su za upravljanje, ali se ne koriste u raketama, već u svemirskim letjelicama. Nisu dovoljni za let, ali dovoljni za manevriranje.

Ubrzati

Nažalost, danas ljudi svemirske letove poistovjećuju s osnovnim mjernim jedinicama. Kojom brzinom polijeće raketa? Ovo pitanje nije posve točno u odnosu na Nije bitno kojom brzinom polijeću.

Projektila ima dosta, i svi imaju različita brzina. Oni namijenjeni lansiranju astronauta u orbitu lete sporije od teretnih. Čovjek je, za razliku od tereta, ograničen preopterećenjima. Teretne rakete, primjerice superteške Falcon Heavy, prebrzo polijeću.

Teško je izračunati točne jedinice brzine. Prije svega zato što ovise o nosivosti rakete-nosača (raketa-nosača). Sasvim je logično da napunjena raketa-nosač polijeće puno sporije od poluprazne rakete-nosača. Međutim postoji ukupna vrijednost, čemu teže sve rakete. To se zove brzina bijega.

Postoji prva, druga i, prema tome, treća brzina bijega.

Prva je potrebna brzina, koja će vam omogućiti da se krećete u orbiti i ne padnete na planet. To je 7,9 km u sekundi.

Drugi je potreban da bi se napustilo zemljinu orbitu i otišlo u orbitu drugog nebeskog tijela.

Treći će omogućiti uređaju da prevlada gravitaciju Sunčevog sustava i napusti ga. Ovom brzinom trenutno lete Voyager 1 i Voyager 2. Međutim, suprotno medijskim napisima, još uvijek nisu napustili granice Sunčevog sustava. S astronomske točke gledišta, trebat će im najmanje 30.000 godina da dođu do oblaka Orta. Heliopauza nije granica zvjezdanog sustava. Ovo je samo mjesto gdje se solarni vjetar sudara s međusistemskim medijem.

Visina

Koliko visoko leti raketa? Onaj koji je potreban. Nakon dostizanja hipotetske granice prostora i atmosfere, mjerenje udaljenosti između broda i površine planeta je netočno. Nakon ulaska u orbitu, brod se nalazi u drugom okruženju, a udaljenost se mjeri u jedinicama udaljenosti.

Sunčev sustav dugo nije bio od posebnog interesa za pisce znanstvene fantastike. Ali, iznenađujuće, za neke znanstvenike naši "domaći" planeti ne izazivaju puno inspiracije, iako još nisu praktički istraženi.

Jedva otvorivši prozor u svemir, čovječanstvo hrli u nepoznate daljine, a ne samo u snovima, kao prije.
Sergej Korolev također je obećao da će uskoro letjeti u svemir "na sindikalnoj karti", ali ova je fraza stara već pola stoljeća, a svemirska odiseja još uvijek je dio elite - preskupo zadovoljstvo. No prije dvije godine HACA je pokrenula grandiozan projekt 100 godina Starship,što podrazumijeva postupno i višegodišnje stvaranje znanstveno-tehničke podloge za svemirske letove.

Dakle, koje probleme treba riješiti da bi zvjezdani let postao stvarnost?

VRIJEME I BRZINA SU RELATIVNI

Astronomija pomoću automatskih svemirskih letjelica nekim se znanstvenicima čini gotovo riješenim problemom, koliko god bilo čudno. I to unatoč činjenici da nema apsolutno nikakvog smisla lansirati automate prema zvijezdama s trenutnom puževom brzinom (oko 17 km/s) i drugom primitivnom (za takve nepoznate ceste) opremom.

Sada su američke svemirske letjelice Pioneer 10 i Voyager 1 napustile Sunčev sustav i s njima više nema veze. Pioneer 10 se kreće prema zvijezdi Aldebaran. Ako mu se ništa ne dogodi, doći će u blizinu ove zvijezde... za 2 milijuna godina. Na isti način i drugi uređaji puze prostranstvima Svemira.

Dakle, bez obzira na to je li brod nastanjen ili ne, za let do zvijezda potrebna mu je velika brzina, bliska brzini svjetlosti. Međutim, to će pomoći riješiti problem letenja samo do najbližih zvijezda.

“Čak i kad bismo uspjeli izgraditi zvjezdani brod koji bi mogao letjeti brzinom bliskom brzini svjetlosti,” napisao je K. Feoktistov, “vrijeme putovanja samo u našoj Galaksiji računalo bi se u tisućljećima i desecima tisućljeća, budući da je njezin promjer je oko 100 000 svjetlosnih godina godina. Ali na Zemlji za ovo vrijeme će proći puno više".

Prema teoriji relativnosti, tijek vremena u dvama sustavima koji se međusobno kreću je različit. Budući da će na velikim udaljenostima brod imati vremena postići brzinu vrlo blisku brzini svjetlosti, vremenska razlika na Zemlji i na brodu bit će posebno velika.

Pretpostavlja se da će prva meta međuzvjezdanih letova biti Alpha Centauri (sustav od tri zvijezde) - nama najbliži. Brzinom svjetlosti tamo možete stići za 4,5 godine, na Zemlji će za to vrijeme proći deset godina. Ali što je veća udaljenost, to je veća vremenska razlika.

Sjećate se poznate “Andromedine maglice” Ivana Efremova? Tamo se let mjeri u godinama, i to u zemaljskim godinama. Prekrasna bajka, ne možeš ništa reći. Međutim, ova željena maglica (točnije galaksija Andromeda) nalazi se na udaljenosti od 2,5 milijuna svjetlosnih godina od nas.

To znači da su čak i letovi brzinom svjetlosti opravdani samo do relativno bliskih zvijezda. Međutim, uređaji koji lete brzinom svjetlosti još uvijek žive samo u teoriji, koja nalikuje znanstvenoj fantastici, iako znanstvenoj.

BROD VELIČINE PLANETA

Naravno, prije svega, znanstvenici su došli na ideju korištenja najučinkovitije termonuklearne reakcije u brodskom motoru - jer je već bio djelomično ovladan (u vojne svrhe). Međutim, za povratno putovanje brzinom bliskom brzini svjetlosti, čak i uz idealan dizajn sustava, potreban je omjer početne i konačne mase od najmanje 10 na tridesetu potenciju. Odnosno, svemirski brod će izgledati kao ogroman vlak s gorivom veličine malog planeta. Sa Zemlje je nemoguće lansirati takvog kolosa u svemir. A moguće ga je sastaviti i u orbiti; nije uzalud što znanstvenici ne raspravljaju o ovoj opciji.

Ideja o fotonskom motoru koji koristi princip anihilacije materije vrlo je popularna.

Anihilacija je transformacija čestice i antičestice nakon njihovog sudara u neke druge čestice različite od prvobitnih. Najviše se proučava anihilacija elektrona i pozitrona, koja stvara fotone, čija će energija pokretati zvjezdani brod. Izračuni američkih fizičara Ronana Keenea i Wei-ming Zhanga pokazuju da na temelju moderne tehnologije moguće je stvoriti anihilacijski motor sposoban ubrzati svemirsku letjelicu do 70% brzine svjetlosti.

Međutim, počinju daljnji problemi. Nažalost, korištenje antimaterije kao raketnog goriva vrlo je teško. Tijekom anihilacije dolazi do izbijanja snažnog gama zračenja, štetnog za astronaute. Osim toga, kontakt pozitronskog goriva s brodom prepun je smrtonosne eksplozije. Konačno, još nema tehnologija koje treba nabaviti dovoljna količina antimaterija i njezino dugoročno skladištenje: primjerice, atom antivodika sada “živi” manje od 20 minuta, a proizvodnja miligrama pozitrona stoji 25 milijuna dolara.

Ali pretpostavimo da se s vremenom ti problemi mogu riješiti. Međutim, i dalje će vam trebati mnogo goriva, a početna masa fotonskog zvjezdanog broda bit će usporediva s masom Mjeseca (prema Konstantinu Feoktistovu).

JEDRO JE PODERANO!

Najpopularniji i realističniji zvjezdani brod danas smatra se solarnom jedrilicom, čija ideja pripada sovjetskom znanstveniku Friedrichu Zanderu.

Sunčevo (svjetlosno, fotonsko) jedro je uređaj koji koristi pritisak sunčeva svjetlost ili laserom na površinu zrcala za pogon letjelice.
Godine 1985. američki fizičar Robert Forward predložio je dizajn međuzvjezdane sonde ubrzane mikrovalnom energijom. Projektom je bilo predviđeno da sonda do najbližih zvijezda stigne za 21 godinu.

Na XXXVI Međunarodnom astronomskom kongresu predložen je projekt laserskog zvjezdanog broda, čije kretanje osigurava energija optičkih lasera koji se nalaze u orbiti oko Merkura. Prema izračunima, put zvjezdanog broda ovog dizajna do zvijezde Epsilon Eridani (10,8 svjetlosnih godina) i natrag trajao bi 51 godinu.

“Malo je vjerojatno da će podaci dobiveni putovanjem kroz naš Sunčev sustav značajno napredovati u razumijevanju svijeta u kojem živimo. Naravno, misao se okreće zvijezdama. Uostalom, prije se shvatilo da letovi u blizini Zemlje, letovi na druge planete našeg sunčevog sustava nisu konačni cilj. Utrti put do zvijezda činilo se glavnim zadatkom.”

Ove riječi ne pripadaju piscu znanstvene fantastike, već dizajneru svemirskog broda i kozmonautu Konstantinu Feoktistovu. Prema riječima znanstvenika, u Sunčevom sustavu neće biti otkriveno ništa posebno novo. I to unatoč činjenici da je čovjek dosad stigao samo do Mjeseca...

Sve je to još uvijek teorija, ali prvi koraci se već poduzimaju.

Godine 1993. solarno jedro širine 20 metara prvi je put postavljeno na ruski brod Progress M-15 u sklopu projekta Znamya-2. Prilikom spajanja Progressa sa stanicom Mir, njegova je posada ugradila jedinicu za postavljanje reflektora na Progress. Kao rezultat toga, reflektor je stvorio svijetlu točku širine 5 km, koja je prošla kroz Europu do Rusije brzinom od 8 km/s. Svjetlosna točka imala je sjaj otprilike jednak punom Mjesecu.

Verzija s jedrima može biti prikladna za lansiranje automatskih sondi, postaja i teretnih brodova, ali nije prikladna za povratne letove s posadom. Postoje i drugi projekti zvjezdanih brodova, ali oni, na ovaj ili onaj način, podsjećaju na gore navedene (s istim velikim problemima).

IZNENAĐENJA U MEĐUZVJEZDANOM PROSTORU

Čini se da putnike u Svemiru očekuju mnoga iznenađenja. Na primjer, jedva dosežući izvan Sunčevog sustava, američki uređaj Pioneer 10 počeo je iskusiti silu nepoznatog podrijetla, uzrokujući slabo kočenje. Iznesene su mnoge pretpostavke, uključujući još nepoznate učinke inercije ili čak vremena. Za ovaj fenomen još uvijek nema jasnog objašnjenja, razmatraju se razne hipoteze: od jednostavnih tehničkih (primjerice, reaktivna sila od curenja plina u aparatu) do uvođenja novih fizikalnih zakona.

Drugi uređaj, Voyadzher-1, snimio je područje s jakim magnetsko polje. U njemu pritisak nabijenih čestica iz međuzvjezdanog prostora uzrokuje gušće polje koje stvara Sunce. Uređaj je također registrirao:

• povećanje broja elektrona visoke energije (oko 100 puta) koji prodiru u Sunčev sustav iz međuzvjezdanog prostora;
• nagli porast razine galaktičkih kozmičkih zraka – visokoenergetskih nabijenih čestica međuzvjezdanog podrijetla.

Prostor između zvijezda nije prazan. Posvuda ima ostataka plina, prašine i čestica. Pri pokušaju putovanja blizu brzine svjetlosti, svaki atom koji se sudari s brodom bit će poput čestice kozmičkih zraka visoke energije. Razina tvrdog zračenja tijekom takvog bombardiranja će se neprihvatljivo povećati čak i tijekom letova do obližnjih zvijezda.

A mehanički udar čestica pri takvim brzinama bit će poput eksplozivnih metaka. Prema nekim izračunima, svaki centimetar zaštitnog zaslona zvjezdanog broda bit će neprekidno gađan brzinom od 12 metaka u minuti. Jasno je da nijedan zaslon neće izdržati takvo izlaganje tijekom nekoliko godina leta. Ili će morati imati neprihvatljivu debljinu (desetke i stotine metara) i masu (stotine tisuća tona).

Ispostavilo se da je nemoguće riješiti problem prijenosa materijalnih tijela na galaktičke udaljenosti brzinama bliskim brzini svjetlosti. Nema smisla probijati se kroz prostor i vrijeme mehaničkom strukturom.

KRTIČNJA RUPA

Pisci znanstvene fantastike, pokušavajući nadvladati neumoljivo vrijeme, izmislili su kako "izgrizati rupe" u prostoru (i vremenu) i "presavijati" ga. Smislili su razne hipersvemirske skokove s jedne točke u svemiru na drugu, zaobilazeći međupodručja. Sada su se piscima znanstvene fantastike pridružili i znanstvenici.

Fizičari su počeli tražiti ekstremna stanja materije i egzotične rupe u svemiru u kojima je moguće kretati se superluminalnim brzinama, suprotno Einsteinovoj teoriji relativnosti.

Međutim, za stvaranje stabilnih crvotočina možete koristiti efekt koji je otkrio Nizozemac Hendrik Casimir. Nalazi se u obostrana privlačnost provodna nenabijena tijela pod utjecajem kvantnih oscilacija u vakuumu. Ispostavilo se da vakuum nije potpuno prazan, postoje fluktuacije u gravitacijskom polju u kojem se čestice i mikroskopske crvotočine spontano pojavljuju i nestaju.

Sve što preostaje je otkriti jednu od rupa i rastegnuti je, smjestiti između dvije supravodljive kuglice. Jedan otvor crvotočine ostat će na Zemlji, a drugi će svemirska letjelica brzinom gotovo svjetlosnom pomaknuti do zvijezde - konačnog objekta. Odnosno, svemirski brod će, takoreći, probiti tunel. Jednom kada zvjezdani brod stigne na svoje odredište, crvotočina će se otvoriti za pravo munjevito međuzvjezdano putovanje, čije će se trajanje mjeriti u minutama.

MJEHUR POREMEĆAJA

Srodan teoriji crvotočine je warp mjehurić. Godine 1994. meksički fizičar Miguel Alcubierre izveo je proračune prema Einsteinovim jednadžbama i pronašao teoretsku mogućnost valne deformacije prostornog kontinuuma. U tom slučaju prostor će se sabijati ispred letjelice i istovremeno širiti iza nje. Zvjezdani brod je, takoreći, smješten u mjehur zakrivljenosti, sposoban se kretati neograničenom brzinom. Genijalnost ideje je da letjelica počiva u mjehuru zakrivljenosti, a zakoni relativnosti nisu prekršeni. U isto vrijeme, sam mjehurić zakrivljenosti se pomiče, lokalno iskrivljujući prostor-vrijeme.

Unatoč nemogućnosti putovanja brže od svjetlosti, ne postoji ništa što bi spriječilo kretanje prostora ili širenje prostorno-vremenskog iskrivljenja brže od svjetlosti, za što se vjeruje da se dogodilo neposredno nakon Velikog praska kada je nastao Svemir.

Sve te ideje još se ne uklapaju u okvir moderna znanost, međutim, 2012. godine predstavnici NASA-e najavili su pripremu eksperimentalnog testiranja teorije dr. Alcubierrea. Tko zna, možda će Einsteinova teorija relativnosti jednog dana postati dio nove globalne teorije. Uostalom, proces učenja je beskrajan. To znači da ćemo se jednog dana moći probiti kroz trnje do zvijezda.

Irina GROMOVA