Začelo se je leta 1957, ko so v ZSSR izstrelili prvi satelit Sputnik 1. Od takrat so ljudje uspeli obiskati in vesoljske sonde brez posadke so obiskale vse planete, z izjemo. Sateliti, ki krožijo okoli Zemlje, so vstopili v naša življenja. Zahvaljujoč njim ima na milijone ljudi možnost gledati televizijo (glejte članek ""). Slika prikazuje, kako se del vesoljskega plovila vrne na Zemljo s padalom.

Rakete

Zgodovina raziskovanja vesolja se začne z raketami. Prve rakete so bile uporabljene za bombardiranje med drugo svetovno vojno. Leta 1957 je bila ustvarjena raketa, ki je v vesolje ponesla Sputnik 1. Večino rakete zavzemajo rezervoarji za gorivo. Doseže samo orbito zgornji del rakete imenovane tovor. Raketa Ariane 4 ima tri ločene dele z rezervoarji za gorivo. Imenujejo se raketne stopnje. Vsaka stopnja potisne raketo na določeno razdaljo, nato pa se, ko je prazna, loči. Posledično od rakete ostane samo tovor. Prva stopnja nosi 226 ton tekoče gorivo. Gorivo in dva pospeševalca ustvarita ogromno maso, potrebno za vzlet. Druga stopnja se loči na višini 135 km. Tretja stopnja rakete je njegova, deluje na tekočino in dušik. Gorivo tukaj zgori v približno 12 minutah. Posledično je od rakete Ariane 4 Evropske vesoljske agencije ostal le tovor.

V letih 1950-1960. ZSSR in ZDA sta tekmovali v raziskovanju vesolja. Prvo vesoljsko plovilo s posadko je bilo Vostok. Raketa Saturn 5 je ljudi prvič ponesla na Luno.

Rakete 1950-/960:

1. "Sputnik"

2. "Vanguard"

3. Juno 1

4. "Vzhod"

5. "Merkur-Atlant"

6. Gemini Titan 2

8. "Saturn-1B"

9. Saturn 5

Vesoljske hitrosti

Da bi prišla v vesolje, mora raketa preseči . Če je njegova hitrost premajhna, bo zaradi delovanja sile preprosto padla na Zemljo. Hitrost, potrebna za vstop v vesolje, se imenuje prva ubežna hitrost. Je 40.000 km/h. V orbiti vesoljsko plovilo obkroži Zemljo z orbitalna hitrost. Orbitalna hitrost ladje je odvisna od njene oddaljenosti od Zemlje. Ko vesoljska ladja leti v orbiti, v bistvu preprosto pade, vendar ne more pasti, saj izgubi višino ravno toliko, kolikor se zemeljska površina spusti pod njo in se zaokroži.

Vesoljske sonde

Sonde so brez posadke vesoljsko plovilo, poslana na velike razdalje. Obiskali so vse planete razen Plutona. Sonda lahko leti do cilja dolga leta. Ko prileti do želenega nebesnega telesa, gre v orbito okoli njega in pridobljene informacije pošlje na Zemljo. Miriner 10, edina sonda za obisk. Pioneer 10 je postal prva vesoljska sonda, ki je zapustila sončni sistem. Najbližjo zvezdo bo dosegel čez več kot milijon let.

Nekatere sonde so zasnovane tako, da pristanejo na površini drugega planeta ali pa so opremljene s pristajalnimi napravami, ki jih spustijo na planet. Lander lahko zbira vzorce tal in jih dostavi na Zemljo za raziskave. Leta 1966 je vesoljsko plovilo, sonda Luna 9, prvič pristalo na površju Lune. Po sajenju se je odprl kot cvet in začel snemati.

Sateliti

Satelit je vozilo brez posadke, ki ga izstrelijo v orbito, običajno Zemljino. Satelit ima specifično nalogo- na primer za spremljanje, prenos televizijskih slik, raziskovanje nahajališč mineralov: obstajajo celo vohunski sateliti. Satelit se giblje po orbiti z orbitalno hitrostjo. Na sliki vidite fotografijo izliva reke Humber (Anglija), ki jo je Landset posnel iz nizke Zemljine orbite. Landset lahko »gleda na območja na Zemlji, ki so majhna kot 1 kvadratni meter. m.

Postaja je isti satelit, vendar zasnovan za delo ljudi na krovu. Na postajo lahko pristane vesoljsko plovilo s posadko in tovorom. Doslej so v vesolju delovale le tri dolgoročne postaje: ameriška Skylab ter ruski Saljut in Mir. Skylab je bil izstreljen v orbito leta 1973. Na krovu so zaporedno delale tri posadke. Postaja je prenehala obstajati leta 1979.

Orbitalne postaje igrajo veliko vlogo pri proučevanju učinkov breztežnosti na človeško telo. Prihodnje postaje, kot je Freedom, ki jo Američani zdaj gradijo s sodelovanjem strokovnjakov iz Evrope, Japonske in Kanade, bodo uporabljene za zelo dolgotrajne poskuse oz. industrijske proizvodnje v vesolju.

Ko astronavt zapusti postajo ali vesoljsko plovilo v odprt prostor, obleče skafander. V notranjosti skafandra se umetno ustvari temperatura, ki je enaka atmosferskemu tlaku. Notranje plasti skafandra se hladijo s tekočino. Naprave spremljajo tlak in vsebnost kisika v notranjosti. Steklo čelade je zelo trpežno, prenese udarce majhnih kamenčkov - mikrometeoritov.

11.06.2010 00:10

Ameriško vesoljsko plovilo Dawn je nedavno postavilo nov hitrostni rekord 25,5 tisoč km/h, pred svojim glavnim tekmecem, sondo Deep Space 1. Ta dosežek je bil mogoč zaradi ultra-zmogljivega ionskega motorja, nameščenega na napravi. Vendar pa po mnenju strokovnjakov NASA, to še zdaleč ni meja njenih zmogljivosti.

Hitrost ameriškega vesoljskega plovila Dawn je 5. junija dosegla rekordno vrednost - 25,5 tisoč km/h. Toda po mnenju znanstvenikov bo hitrost ladje v bližnji prihodnosti dosegla 100 tisoč km/h.

Tako je Dawn po zaslugi edinstvenega motorja prekosil svojo predhodnico, sondo Deep Space 1, poskusno avtomatsko vesoljsko plovilo, ki je bilo 24. oktobra 1998 izstreljeno z nosilno raketo. Res je, Deep Space 1 še vedno ohranja naziv postaje, katere motorji so zdržali najdlje. Toda Dawn lahko prehiti svojega "tekmeca" v tej kategoriji že avgusta.

Glavna naloga vesoljskega plovila, izstreljenega pred tremi leti, je preučevanje asteroida 4 Vesta, ki se mu bo naprava približala leta 2011, in pritlikavega planeta Ceres. Znanstveniki upajo, da bodo pridobili najbolj natančne podatke o obliki, velikosti, masi, mineralni in elementarni sestavi teh objektov, ki se nahajajo med orbitama Jupitra in Marsa. Skupna razdalja, ki jo mora preleteti vesoljsko plovilo Dawn, je 4 milijarde 800 milijonov kilometrov.

Ker v vesolju ni zraka, se ladja po pospeševanju še naprej premika z enako hitrostjo. Na Zemlji je to nemogoče zaradi upočasnitve zaradi trenja. Uporaba ionskih motorjev v brezzračnem vesolju je znanstvenikom omogočila, da je bil proces postopnega povečevanja hitrosti vesoljskega plovila Dawn kar se da učinkovit.

Princip delovanja inovativnega motorja je ionizacija plina in njegovo pospeševanje z elektrostatičnim poljem. Hkrati je zaradi visokega razmerja med nabojem in maso možno pospešiti ione do zelo visokih hitrosti. Tako lahko v motorju dosežemo zelo visok specifični impulz, kar omogoča bistveno zmanjšanje porabe reaktivne mase ioniziranega plina (v primerjavi z kemijska reakcija), vendar zahteva veliko energije.

Dawnovi trije motorji ne delujejo stalno, ampak se za kratek čas vklopijo na določenih točkah leta. Do danes so delali skupno 620 dni in porabili preko 165 kilogramov ksenona. Preprosti izračuni kažejo, da se je hitrost sonde vsake štiri dni povečala za približno 100 km/h. Do konca osemletne misije Dawn (čeprav strokovnjaki ne izključujejo njenega podaljšanja) bo skupni čas delovanja motorjev 2000 dni – skoraj 5,5 let. Takšni kazalniki obljubljajo, da bo hitrost vesoljskega plovila dosegla 38,6 tisoč km / h.

To se morda zdi malo glede na vsaj prvo kozmično hitrost, s katero so izstreljeni umetni zemeljski sateliti, toda za medplanetarno vozilo brez zunanjih pospeševalnikov, ki ne izvaja posebnih manevrov v gravitacijskem polju planetov, je ta rezultat je res izjemen.

Ta članek bo bralcu predstavil tako najbolj zanimiva tema, kot je vesoljska raketa, nosilna raketa in vse koristne izkušnje, ki jih je ta izum prinesel človeštvu. Govorilo bo tudi o tovoru, dostavljenem v vesolje. Raziskovanje vesolja se je začelo ne tako dolgo nazaj. V ZSSR je bila sredina tretje petletke, ko je bila druga Svetovna vojna. Vesoljsko raketo so razvili v številnih državah, vendar nas v tej fazi niso uspele prehiteti niti ZDA.

najprej

Prvi v uspešen zagon Vesoljska nosilna raketa z umetnim satelitom na krovu je zapustila ZSSR 4. oktobra 1957. Satelit PS-1 je bil uspešno izstreljen v nizko Zemljino orbito. Treba je opozoriti, da je bilo za to potrebno ustvariti šest generacij in le sedma generacija ruskih vesoljskih raket je lahko razvila hitrost, potrebno za vstop v vesolje blizu Zemlje - osem kilometrov na sekundo. V nasprotnem primeru je nemogoče premagati gravitacijo Zemlje.

To je postalo mogoče v procesu razvoja balističnega orožja dolgega dosega, kjer je bil uporabljen ojačevalnik motorja. Ne smemo zamenjevati: vesoljska raketa in vesoljska ladja sta dve različni stvari. Raketa je dostavno vozilo, nanjo pa je pritrjena ladja. Namesto tega je tam lahko karkoli - vesoljska raketa lahko nosi satelit, opremo in jedrsko konico, kar je vedno služilo in še vedno služi kot odvračilo jedrskih sil in spodbuda za ohranjanje miru.

Zgodba

Prva, ki sta teoretično utemeljila izstrelitev vesoljske rakete, sta bila ruska znanstvenika Meščerski in Ciolkovski, ki sta že leta 1897 opisala teorijo njenega poleta. Mnogo kasneje sta to idejo prevzela Oberth in von Braun iz Nemčije ter Goddard iz ZDA. V teh treh državah se je začelo delo na problemih reaktivnega pogona, ustvarjanju reaktivnih motorjev na trdo gorivo in tekoče gorivo. Ta vprašanja so bila najbolje rešena v Rusiji; Motorji na tekoče reaktivne motorje so bili bolje razviti v Nemčiji, ki je ustvarila prvo balistično raketo V-2.

Po vojni je ekipa Wernherja von Brauna, ki je vzela risbe in razvoj, našla zatočišče v ZDA, ZSSR pa se je morala zadovoljiti z majhnim številom posameznih komponent rakete brez kakršne koli spremne dokumentacije. Ostalo smo si izmislili sami. Raketna tehnologija se je hitro razvijala, vse bolj pa sta se povečevala doseg in teža nosilnega tovora. Leta 1954 se je začelo delo na projektu, zahvaljujoč kateremu je ZSSR lahko prva poletela z vesoljsko raketo. Šlo je za medcelinsko dvostopenjsko balistično raketo R-7, ki so jo kmalu nadgradili za vesoljske namene. Izkazalo se je za uspešno - izjemno zanesljivo, ki je zagotovilo številne rekorde v raziskovanju vesolja. Še vedno se uporablja v posodobljeni obliki.

"Sputnik" in "Luna"

Leta 1957 je prva vesoljska raketa - ista R-7 - v orbito izstrelila umetni Sputnik 1. ZDA so se odločile ponoviti takšno izstrelitev nekoliko pozneje. Vendar v prvem poskusu njihova vesoljska raketa ni poletela v vesolje, eksplodirala je na začetku – tudi na televiziji v živo. "Vanguard" je oblikovala čisto ameriška ekipa in ni izpolnila pričakovanj. Nato se je projekta lotil Wernher von Braun in februarja 1958 je bila izstrelitev vesoljske rakete uspešna. Medtem so v ZSSR posodobili R-7 - dodali so mu tretjo stopnjo. Posledično je hitrost vesoljske rakete postala popolnoma drugačna - dosežena je bila druga kozmična hitrost, zahvaljujoč kateri je postalo mogoče zapustiti Zemljino orbito. Še nekaj let so serijo R-7 posodabljali in izboljševali. Spremenili so motorje vesoljskih raket, s tretjo stopnjo so izvedli veliko poskusov. Naslednji poskusi so bili uspešni. Hitrost vesoljske rakete je omogočila ne le zapuščanje Zemljine orbite, ampak tudi razmišljanje o preučevanju drugih planetov v sončnem sistemu.

Toda sprva je bila pozornost človeštva skoraj povsem usmerjena na Zemljin naravni satelit – Luno. Leta 1959 je do njega poletela sovjetska vesoljska postaja Luna 1, ki naj bi trdo pristala na luninem površju. Zaradi premalo natančnih izračunov pa je naprava šla malo mimo (šest tisoč kilometrov) in hitela proti Soncu, kjer se je ustalila v orbiti. Tako je naš zvezdnik dobil svoj prvi umetni satelit - darilo po naključju. Toda naš naravni satelit ni bil dolgo sam in istega leta 1959 je Luna-2 poletela do njega, ko je svojo nalogo opravila popolnoma pravilno. Mesec dni kasneje nam je Luna-3 dostavila fotografije hrbtna stran naša nočna svetilka. In leta 1966 je Luna 9 mehko pristala točno v Oceanu neviht in prejeli smo panoramski pogled na lunino površino. Lunarni program se je nadaljeval dolgo časa, vse do trenutka, ko so na njem pristali ameriški astronavti.

Jurij Gagarin

12. april je postal eden najpomembnejših dni v naši državi. Nemogoče je prenesti moč ljudskega veselja, ponosa in resnične sreče ob napovedi prvega človeškega poleta v vesolje. Jurij Gagarin ni postal le narodni heroj, ploskal mu je ves svet. In zato je 12. april 1961, dan, ki se je zmagoslavno zapisal v zgodovino, postal dan kozmonavtike. Američani so se nujno poskušali odzvati na ta korak brez primere, da bi z nami delili vesoljsko slavo. Mesec dni pozneje je vzletel Alan Shepard, vendar ladja ni šla v orbito; šlo je za suborbitalni let v loku, ZDA pa so orbitalni polet uspele šele leta 1962.

Gagarin je v vesolje poletel z vesoljskim plovilom Vostok. Gre za poseben stroj, v katerem je Korolev ustvaril izjemno uspešno vesoljsko platformo, ki rešuje veliko različnih praktičnih problemov. Hkrati se na samem začetku šestdesetih let ni razvijala samo različica vesoljskega poleta s posadko, ampak je bil dokončan tudi projekt fotoizvidništva. "Vostok" je imel na splošno veliko modifikacij - več kot štirideset. In danes delujejo sateliti iz serije Bion - to so neposredni potomci ladje, na kateri je bil opravljen prvi polet človeške posadke v vesolje. Istega leta 1961 je imel German Titov veliko bolj zapleteno odpravo, ki je ves dan preživela v vesolju. Združene države so ta dosežek lahko ponovile šele leta 1963.

"vzhod"

Na vseh vesoljskih plovilih Vostok so kozmonavtom zagotovili katapultni sedež. To je bila pametna odločitev, saj je ena sama naprava opravljala naloge tako pri izstrelitvi (reševanje posadke v sili) kot pri mehkem pristanku spuščajočega se modula. Oblikovalci so svoja prizadevanja usmerili v razvoj ene naprave in ne dveh. To je zmanjšalo tehnično tveganje v letalstvu, sistem katapulta je bil takrat že dobro razvit. Po drugi strani pa je velika pridobitev na času, kot če načrtujete popolnoma novo napravo. Navsezadnje se je vesoljska tekma nadaljevala in ZSSR jo je zmagala z dokaj veliko razliko.

Titov je pristal na enak način. Imel je srečo, da je skakal s padalom naokoli železnica, po katerem je peljal vlak, novinarji pa so ga takoj fotografirali. Sistem pristajanja, ki je postal najbolj zanesljiv in najmehkejši, je bil razvit leta 1965 in uporablja gama višinomer. Še danes služi. ZDA te tehnologije niso imele, zato vsa njihova spuščajoča vozila, tudi novi SpaceX Dragons, ne pristanejo, ampak pljusknejo. Izjema so le avtobusi. In leta 1962 je ZSSR že začela skupinske lete na vesoljskih plovilih Vostok-3 in Vostok-4. Leta 1963 se je korpusu sovjetskih kozmonavtov pridružila prva ženska - Valentina Tereškova je odšla v vesolje in tako postala prva na svetu. Hkrati je Valery Bykovsky postavil rekord v trajanju enega poleta, ki še ni podrl - v vesolju je ostal pet dni. Leta 1964 se je pojavila večsedežna ladja Voskhod, ZDA pa so zaostajale celo leto. In leta 1965 je Aleksej Leonov odšel v vesolje!

"Venera"

Leta 1966 je ZSSR začela z medplanetarnimi leti. Vesoljsko plovilo Venera 3 je trdo pristalo na sosednjem planetu in tja dostavilo zemeljski globus in zastavico ZSSR. Leta 1975 je Venera 9 uspela mehko pristati in oddati sliko površja planeta. In "Venera-13" je posnela barvne panoramske fotografije in zvočne posnetke. Serija AMS (avtomatske medplanetarne postaje) za preučevanje Venere in okoliškega vesolja se še naprej izboljšuje. Razmere na Veneri so težke in o njih praktično ni bilo zanesljivih informacij, razvijalci niso vedeli ničesar o tlaku ali temperaturi na površini planeta, vse to je seveda zapletlo raziskave.

Prva serija spustnih vozil je znala celo plavati - za vsak slučaj. Kljub temu poleti sprva niso bili uspešni, kasneje pa je bila ZSSR tako uspešna v Venerinih potepanjih, da so ta planet začeli imenovati ruski. "Venera-1" je prvo vesoljsko plovilo v človeški zgodovini, zasnovano za letenje na druge planete in njihovo raziskovanje. Izstrelili so ga leta 1961, teden dni pozneje je bila povezava prekinjena zaradi pregretja senzorja. Postaja je postala neobvladljiva in je lahko prvič na svetu preletela le bližino Venere (na razdalji približno sto tisoč kilometrov).

Po stopinjah

"Venera-4" nam je pomagala ugotoviti, da je na tem planetu dvesto enainsedemdeset stopinj v senci (nočna stran Venere), tlak je do dvajset atmosfer, sama atmosfera pa devetdeset odstotkov. ogljikov dioksid. To vesoljsko plovilo je odkrilo tudi vodikovo korono. "Venera-5" in "Venera-6" sta nam povedali veliko o sončnem vetru (plazemski tokovi) in njegovi strukturi v bližini planeta. "Venera-7" je pojasnila podatke o temperaturi in tlaku v ozračju. Vse se je izkazalo za še bolj zapleteno: temperatura bližje površini je bila 475 ± 20 ° C, tlak pa je bil za red velikosti višji. Na naslednjem vesoljskem plovilu je bilo dobesedno vse preurejeno in po sto sedemnajstih dneh je Venera-8 nežno pristala na dnevni strani planeta. Ta postaja je imela fotometer in številne dodatne instrumente. Glavna stvar je bila povezava.

Izkazalo se je, da se osvetlitev na najbližji sosedi skoraj ne razlikuje od tiste na Zemlji – tako kot pri nas na oblačen dan. Tam ni samo oblačno, vreme se je res razjasnilo. Slike tega, kar je videla oprema, so Zemljane preprosto osupnile. Poleg tega so pregledali zemljo in količino amoniaka v ozračju ter izmerili hitrost vetra. In "Venera-9" in "Venera-10" sta nam lahko pokazala "sosedo" na televiziji. To so prvi posnetki na svetu, preneseni z drugega planeta. In same te postaje so zdaj umetni sateliti Venere. Zadnji, ki sta leteli na ta planet, sta bili "Venera-15" in "Venera-16", ki sta postala tudi satelita, ki sta pred tem človeštvu zagotovila popolnoma novo in potrebno znanje. Leta 1985 sta program nadaljevala Vega-1 in Vega-2, ki sta proučevali ne le Venero, ampak tudi Halleyev komet. Naslednji polet je načrtovan leta 2024.

Nekaj ​​o vesoljski raketi

Ker so parametri in specifikacije Vse rakete se med seboj razlikujejo; pomislite na nosilno raketo nove generacije, na primer Sojuz-2.1A. Gre za tristopenjsko raketo srednjega razreda, modificirano različico Sojuz-U, ki zelo uspešno deluje že od leta 1973.

Ta nosilna raketa je zasnovana za izstrelitev vesoljskih plovil. Slednji imajo lahko vojaške, gospodarske in družbene namene. Ta raketa jih lahko odpelje do različni tipi orbite - geostacionarne, geotranzicijske, sončno-sinhrone, visoko eliptične, srednje, nizke.

Posodobitev

Raketa je izjemno posodobljena, tukaj je bil ustvarjen bistveno drugačen digitalni krmilni sistem, razvit na novi domači bazi elementov, s hitrim vgrajenim digitalnim računalnikom z veliko večjo količino RAM-a. Digitalni nadzorni sistem zagotavlja raketi visoko natančen izstrelitev tovora.

Poleg tega so bili nameščeni motorji, na katerih so bile izboljšane injektorske glave prve in druge stopnje. V veljavi je drugačen sistem telemetrije. Tako se je povečala natančnost izstrelitve rakete, njena stabilnost in seveda vodljivost. Masa vesoljske rakete se ni povečala, povečal pa se je koristni tovor za tristo kilogramov.

Specifikacije

Prva in druga stopnja nosilne rakete sta opremljeni z raketnimi motorji na tekoče tekočino RD-107A in RD-108A NPO Energomash poimenovanega po akademiku Glušku, tretja stopnja pa je opremljena s štirikomornim RD-0110 oblikovalskega biroja Khimavtomatika. Raketno gorivo je tekoči kisik, ki je okolju prijazen oksidant, pa tudi rahlo strupeno gorivo - kerozin. Dolžina rakete je 46,3 metra, teža ob izstrelitvi je 311,7 tone, brez bojne glave pa 303,2 tone. Masa konstrukcije nosilne rakete je 24,4 tone. Sestavni deli goriva tehtajo 278,8 tone. Preizkusi Sojuza-2.1A so se začeli leta 2004 na kozmodromu Plesetsk in bili uspešni. Leta 2006 je nosilna raketa opravila svoj prvi komercialni polet - v orbito je izstrelila evropsko meteorološko vesoljsko plovilo Metop.

Povedati je treba, da imajo rakete različne zmogljivosti izstrelitve tovora. Obstajajo lahki, srednji in težki nosilci. Nosilna raketa Rokot, denimo, izstreljuje vesoljska plovila v nizke zemeljske orbite – do dvesto kilometrov in zato lahko nosi obremenitev 1,95 tone. Toda Proton je težek razred, v nizko orbito lahko izstreli 22,4 tone, v geostacionarno orbito 6,15 tone in v geostacionarno orbito 3,3 tone. Nosilna raketa, o kateri razmišljamo, je namenjena vsem lokacijam, ki jih uporablja Roscosmos: Kourou, Baikonur, Plesetsk, Vostočni in deluje v okviru skupnih rusko-evropskih projektov.

Vesolje je skrivnosten in najbolj neugoden prostor. Kljub temu je Tsiolkovsky verjel, da je prihodnost človeštva prav v vesolju. Nobenega razloga ni, da bi se prepirali s tem velikim znanstvenikom. Vesolje je brezmejna možnost za razvoj celotne človeške civilizacije in širjenje življenjskega prostora. Poleg tega pa v sebi skriva odgovore na številna vprašanja. Danes ljudje aktivno uporabljajo vesolje. In naša prihodnost je odvisna od vzleta raket. Enako pomembno je, da ljudje razumejo ta proces.

Vesoljska dirka

Nedolgo nazaj sta bili dve močni velesili v stanju hladne vojne. Bilo je kot neskončno tekmovanje. Mnogi ljudje to obdobje raje opisujejo kot običajno oboroževalno tekmo, vendar temu nikakor ni tako. To je znanstvena dirka. Njej dolgujemo številne pripomočke in koristi civilizacije, na katere smo tako navajeni.

Vesoljska tekma je bila le ena izmed bistveni elementi hladna vojna. V samo nekaj desetletjih je človek prešel pot od običajnih atmosferskih letov do pristanka na Luni. To je neverjeten napredek v primerjavi z drugimi dosežki. V tistem čudovitem času so ljudje mislili, da je raziskovanje Marsa veliko bližja in realnejša naloga kot sprava ZSSR in ZDA. Takrat so bili ljudje najbolj navdušeni nad vesoljem. Skoraj vsak študent ali šolar je razumel, kako raketa vzleti. Ni bilo kompleksno znanje, obratno. Ta informacija je bila preprosta in zelo zanimiva. Astronomija je med drugimi vedami pridobila izjemen pomen. V tistih letih nihče ni mogel reči, da je Zemlja ravna. Dostopno izobraževanje je povsod odpravilo nevednost. Vendar so ti časi že zdavnaj mimo in danes so stvari povsem drugačne.

Dekadenca

Z razpadom ZSSR se je končalo tudi tekmovanje. Razlog za prekomerno financiranje vesoljskih programov je odpadel. Veliko obetavnih in prelomnih projektov ni bilo nikoli uresničenih. Čas poseganja po zvezdah se je umaknil pravi dekadenci. Kar, kot veste, pomeni nazadovanje, nazadovanje in določeno stopnjo degradacije. Ni treba biti genij, da bi to ugotovil. Samo bodite pozorni na medijska omrežja. Sekta ravne zemlje aktivno izvaja svojo propagando. Ljudje ne poznajo osnovnih stvari. IN Ruska federacija Astronomije se v šolah sploh ne poučuje. Če pristopite k mimoidočemu in ga vprašate, kako rakete vzletajo, vam na to preprosto vprašanje ne bo odgovoril.

Ljudje sploh ne vedo, kakšni poti sledijo rakete. V takšnih razmerah se nima smisla spraševati o orbitalni mehaniki. Pomanjkanje ustrezne izobrazbe, "Hollywood" in video igre - vse to je ustvarilo napačno predstavo o vesolju kot takem in o poletih do zvezd.

To ni navpični let

Zemlja ni ravna in to je neizpodbitno dejstvo. Zemlja niti ni krogla, ker je na polih rahlo sploščena. Kako rakete vzletijo v takih pogojih? Postopoma, v več fazah in ne navpično.

Največja napačna predstava našega časa je, da rakete vzletajo navpično. Sploh ni tako. Takšna shema za vstop v orbito je možna, a zelo neučinkovita. Raketno gorivo zmanjka zelo hitro. Včasih v manj kot 10 minutah. Za takšen vzlet preprosto ni dovolj goriva. Sodobne rakete vzletajo navpično le pri začetni fazi polet. Nato avtomatizacija začne raketo rahlo vrteti. Poleg tega višja kot je višina leta, bolj opazen je kot zasuka vesoljske rakete. Tako sta apogej in perigej orbite oblikovana na uravnotežen način. To zagotavlja najbolj udobno ravnotežje med učinkovitostjo in porabo goriva. Izkaže se, da je orbita blizu popolnega kroga. Nikoli ne bo idealno.

Če raketa leti navpično navzgor, bo rezultat neverjetno velik vrh. Gorivo bo zmanjkalo, preden se pojavi perigej. Z drugimi besedami, raketa ne samo, da ne bo poletela v orbito, ampak bo zaradi pomanjkanja goriva poletela po paraboli nazaj proti planetu.

Srce vsega je motor.

Nobeno telo se ni sposobno premikati samo. Mora obstajati nekaj, kar ga prisili k temu. IN v tem primeru to je raketni motor. Raketa, ko vzleti v vesolje, ne izgubi svoje sposobnosti gibanja. Za mnoge je to nerazumljivo, saj je v vakuumu reakcija zgorevanja nemogoča. Odgovor je čim bolj preprost: malo drugače.

Torej, raketa prileti. V njenih rezervoarjih sta dve komponenti. Je gorivo in oksidant. Njihovo mešanje zagotavlja, da se zmes vname. Vendar iz šob ne uhaja ogenj, ampak vroč plin. V tem primeru ni nobenih protislovij. Ta postavitev odlično deluje v vakuumu.

Raketni motorji so na voljo v več vrstah. To so tekoča, trdna goriva, ionska, elektropogonska in jedrska. Prvi dve vrsti se najpogosteje uporabljata, saj lahko zagotovita največji oprijem. Tekoča goriva uporabljajo vesoljske rakete, trdna goriva uporabljajo medcelinske balistične rakete z jedrskim nabojem. Elektropropelantni in atomski so zasnovani za najučinkovitejše gibanje v vakuumu in na njih so največji upi. Trenutno se ne uporabljajo zunaj preskusnih miz.

Vendar je Roscosmos pred kratkim oddal naročilo za razvoj orbitalnega vlačilca na jedrski pogon. To daje razlog za upanje na razvoj tehnologije.

Ločeno stoji majhna skupina orbitalnih manevrirnih motorjev. Namenjeni so krmiljenju, vendar se ne uporabljajo v raketah, ampak v vesoljskih plovilih. Niso dovolj za letenje, dovolj pa za manevriranje.

Hitrost

Na žalost ljudje dandanes enačijo vesoljske polete z osnovnimi merskimi enotami. S kakšno hitrostjo vzleti raketa? To vprašanje ni povsem pravilno v zvezi s Ni pomembno, s kakšno hitrostjo vzletijo.

Raket je kar veliko in vse imajo drugačna hitrost. Tisti, ki so namenjeni izstrelitvi astronavtov v orbito, letijo počasneje od tovornih. Človek je za razliko od bremena omejen s preobremenitvami. Tovorne rakete, na primer super težka Falcon Heavy, vzletijo prehitro.

Težko je izračunati natančne enote hitrosti. Najprej zato, ker so odvisni od nosilnosti nosilne rakete (nosilne rakete). Povsem logično je, da polno naložena nosilna raketa vzleti precej počasneje kot napol prazna nosilna raketa. Vendar obstaja skupna vrednost, kar si prizadevajo doseči vse rakete. To se imenuje hitrost pobega.

Obstaja prva, druga in v skladu s tem tretja ubežna hitrost.

Prva je potrebna hitrost, ki vam bo omogočila premikanje po orbiti in ne padec na planet. To je 7,9 km na sekundo.

Drugi je potreben, da zapusti zemeljsko orbito in gre v orbito drugega nebesnega telesa.

Tretji bo napravi omogočil, da premaga gravitacijo sončnega sistema in ga zapusti. Trenutno s to hitrostjo letita Voyager 1 in Voyager 2. Vendar v nasprotju s poročanjem medijev še niso zapustili meja sončnega sistema. Z astronomskega vidika bodo potrebovali vsaj 30.000 let, da dosežejo oblak Orta. Heliopavza ni meja zvezdnega sistema. To je samo mesto, kjer sončni veter trči v medsistemski medij.

Višina

Kako visoko leti raketa? Tisti, ki je potreben. Po dosegu hipotetične meje vesolja in atmosfere je merjenje razdalje med ladjo in površino planeta napačno. Po vstopu v orbito je ladja v drugem okolju, razdalja pa se meri v enotah razdalje.

Osončje že dolgo ni posebej zanimivo za pisce znanstvene fantastike. Toda, presenetljivo, za nekatere znanstvenike naši "domači" planeti ne povzročajo veliko navdiha, čeprav še niso bili praktično raziskani.

Komaj odprlo okno v vesolje, človeštvo hiti v neznane daljave, pa ne samo v sanjah kot nekoč.
Tudi Sergej Korolev je obljubil, da bo kmalu poletel v vesolje "na sindikalni vozovnici", vendar je ta fraza stara že pol stoletja in vesoljska odisejada je še vedno del elite - predraga. Pred dvema letoma pa je HACA začela veličasten projekt 100-letna zvezdna ladja, ki vključuje postopno in večletno ustvarjanje znanstvene in tehnične podlage za polete v vesolje.

Katere probleme je torej treba rešiti, da bi zvezdni polet postal resničnost?

ČAS IN HITROST STA RELATIVNA

Astronomija z avtomatskimi vesoljskimi plovili se nekaterim znanstvenikom zdi skoraj rešen problem, nenavadno. In to kljub dejstvu, da mitraljezov s trenutno polžjo hitrostjo (okoli 17 km/s) in drugo primitivno (za tako neznane ceste) opremo nima prav nobenega smisla izstreljevati v zvezde.

Zdaj sta ameriški vesoljski plovili Pioneer 10 in Voyager 1 zapustili sončni sistem in z njima ni več povezave. Pioneer 10 se premika proti zvezdi Aldebaran. Če se mu nič ne zgodi, bo dosegel bližino te zvezde... čez 2 milijona let. Na enak način se druge naprave plazijo po prostranstvih vesolja.

Torej, ne glede na to, ali je ladja naseljena ali ne, za letenje do zvezd potrebuje visoko hitrost, blizu hitrosti svetlobe. Vendar bo to pomagalo rešiti problem letenja le do najbližjih zvezd.

»Tudi če bi nam uspelo zgraditi zvezdno ladjo, ki bi lahko letela s hitrostjo blizu svetlobne hitrosti,« je zapisal K. Feoktistov, »bi se čas potovanja samo v naši galaksiji izračunal v tisočletjih in deset tisočletjih, saj je njen premer je okoli 100.000 svetlobnih let let. Ampak na Zemlji za to čas bo minil veliko več".

Po teoriji relativnosti je potek časa v dveh relativno drug proti drugemu gibljivih sistemih različen. Ker bo imela ladja na dolgih razdaljah čas, da doseže hitrost zelo blizu svetlobne hitrosti, bo časovna razlika na Zemlji in na ladji še posebej velika.

Predvideva se, da bo prvi cilj medzvezdnih letov Alpha Centauri (sistem treh zvezd) - nam najbližje. S svetlobno hitrostjo lahko prideš tja v 4,5 leta; v tem času bo minilo deset let. Toda večja kot je razdalja, večja je časovna razlika.

Se spomnite znamenite »Andromedine meglice« Ivana Efremova? Tam se let meri v letih in v zemeljskih letih. Lepa pravljica, ne moreš reči ničesar. Vendar se ta želena meglica (natančneje galaksija Andromeda) nahaja na razdalji 2,5 milijona svetlobnih let od nas.

To pomeni, da so tudi poleti s svetlobno hitrostjo upravičeni le do razmeroma bližnjih zvezd. Vendar naprave, ki letijo s svetlobno hitrostjo, še vedno živijo le v teoriji, ki spominja na znanstveno fantastiko, čeprav znanstveno.

LADJA V VELIKOSTI PLANETA

Seveda so znanstveniki najprej prišli na idejo, da bi v ladijskem motorju uporabili najučinkovitejšo termonuklearno reakcijo - kot je bila delno že obvladana (za vojaške namene). Vendar pa je za povratno potovanje s hitrostjo, ki je blizu svetlobni, tudi z idealno zasnovo sistema potrebno razmerje med začetno in končno maso vsaj 10 na trideseto potenco. To pomeni, da bo vesoljska ladja videti kot ogromen vlak z gorivom v velikosti majhnega planeta. Takšnega kolosa je nemogoče izstreliti v vesolje z Zemlje. In mogoče ga je sestaviti tudi v orbiti; ni zaman, da znanstveniki ne razpravljajo o tej možnosti.

Zamisel o fotonskem motorju, ki uporablja princip anihilacije snovi, je zelo priljubljena.

Anihilacija je transformacija delca in antidelca ob njunem trku v druge delce, ki se razlikujejo od prvotnih. Najbolj raziskana je anihilacija elektrona in pozitrona, ki generira fotone, katerih energija bo premaknila zvezdno ladjo. Izračuni ameriških fizikov Ronana Keana in Wei-minga Zhanga kažejo, da na podlagi sodobne tehnologije mogoče je ustvariti anihilacijski motor, ki lahko pospeši vesoljsko plovilo do 70 % svetlobne hitrosti.

Vendar se začnejo nadaljnje težave. Na žalost je uporaba antimaterije kot raketnega goriva zelo težka. Med anihilacijo prihaja do izbruhov močnega sevanja gama, škodljivega za astronavte. Poleg tega je stik pozitronskega goriva z ladjo preobremenjen s smrtno eksplozijo. Končno še ni nobenih tehnologij, ki bi jih bilo treba pridobiti zadostna količina antimaterija in njeno dolgoročno shranjevanje: na primer, atom antivodika zdaj "živi" manj kot 20 minut, proizvodnja miligrama pozitronov pa stane 25 milijonov dolarjev.

Toda predpostavimo, da se sčasoma te težave lahko rešijo. Vendar boste še vedno potrebovali veliko goriva, začetna masa fotonske zvezdne ladje pa bo primerljiva z maso Lune (po Konstantinu Feoktistovu).

JADRO JE RAZTRGANO!

Najbolj priljubljena in realistična zvezdna ladja danes velja za sončno jadrnico, katere ideja pripada sovjetskemu znanstveniku Friedrichu Zanderju.

Sončno (svetlobno, fotonsko) jadro je naprava, ki uporablja pritisk sončna svetloba ali laser na zrcalno površino za poganjanje vesoljskega plovila.
Leta 1985 je ameriški fizik Robert Forward predlagal zasnovo medzvezdne sonde, pospešene z mikrovalovno energijo. Projekt je predvideval, da bi sonda dosegla najbližje zvezde v 21 letih.

Na XXXVI mednarodnem astronomskem kongresu je bil predlagan projekt laserske zvezdne ladje, katerega gibanje zagotavlja energija optičnih laserjev, ki se nahajajo v orbiti okoli Merkurja. Po izračunih bi pot zvezdne ladje te zasnove do zvezde Epsilon Eridani (10,8 svetlobnih let) in nazaj trajala 51 let.

»Malo verjetno je, da bodo podatki, pridobljeni s potovanjem po našem sončnem sistemu, bistveno napredovali pri razumevanju sveta, v katerem živimo. Seveda se misel obrača k zvezdam. Navsezadnje se je prej razumelo, da poleti v bližini Zemlje, poleti na druge planete našega sončnega sistema niso končni cilj. Utirati pot do zvezd se je zdela glavna naloga.”

Te besede ne pripadajo pisatelju znanstvene fantastike, temveč konstruktorju vesoljskih ladij in kozmonavtu Konstantinu Feoktistovu. Po mnenju znanstvenika v sončnem sistemu ne bodo odkrili nič posebej novega. In to kljub temu, da je človek doslej dosegel le Luno ...

Vse to je še teorija, vendar se prvi koraki že delajo.

Leta 1993 je bilo na ruski ladji Progress M-15 v okviru projekta Znamya-2 prvič nameščeno 20 metrov široko sončno jadro. Pri spajanju Progressa s postajo Mir je njegova posadka na krov Progressa namestila enoto za razporeditev reflektorja. Posledično je reflektor ustvaril svetlo točko širine 5 km, ki je šla skozi Evropo v Rusijo s hitrostjo 8 km/s. Svetlobna točka je imela svetilnost, približno enakovredno polni Luni.

Različica z jadri je morda primerna za izstrelitev avtomatskih sond, postaj in tovornih ladij, vendar ni primerna za povratne lete s posadko. Obstajajo še drugi projekti zvezdnih ladij, ki pa tako ali drugače spominjajo na zgornje (z enakimi obsežnimi težavami).

PRESENEČENJA V MEDZVEZDNEM PROSTORU

Zdi se, da popotnike v vesolju čaka veliko presenečenj. Na primer, ko je komaj dosegel sončni sistem, je ameriški aparat Pioneer 10 začel doživljati silo neznanega izvora, ki je povzročila šibko zaviranje. Podanih je bilo veliko predpostavk, vključno s še neznanimi učinki vztrajnosti ali celo časa. Za ta pojav še vedno ni jasne razlage različne hipoteze: od preprostih tehničnih (npr. reaktivna sila zaradi uhajanja plina v aparatu) do uvajanja novih fizikalnih zakonov.

Druga naprava, Voyadzher-1, je posnela območje z močnim magnetno polje. V njem pritisk nabitih delcev iz medzvezdnega prostora povzroči, da se polje, ki ga ustvari Sonce, zgosti. Naprava je registrirala tudi:

• povečanje števila visokoenergijskih elektronov (približno 100-krat), ki prodrejo v solarni sistem iz medzvezdnega prostora;
• močno povečanje ravni galaktičnih kozmičnih žarkov - visokoenergijskih nabitih delcev medzvezdnega izvora.

Prostor med zvezdami ni prazen. Povsod so ostanki plina, prahu in delcev. Pri poskusu potovanja blizu svetlobne hitrosti bo vsak atom, ki trči z ladjo, kot delec kozmičnega žarka z visoko energijo. Raven močnega sevanja med takim obstreljevanjem se bo nesprejemljivo povečala tudi med leti do bližnjih zvezd.

In mehanski vpliv delcev pri takšnih hitrostih bo podoben eksplozivnim nabojem. Po nekaterih izračunih bo vsak centimeter zaščitnega zaslona zvezdne ladje neprekinjeno obstreljen s hitrostjo 12 nabojev na minuto. Jasno je, da noben zaslon ne bo vzdržal takšne izpostavljenosti več let letenja. Ali pa bo moral imeti nesprejemljivo debelino (desetine in stotine metrov) in maso (stotine tisoč ton).

Izkazalo se je, da je nemogoče rešiti problem transporta materialnih teles na galaktične razdalje s hitrostjo blizu svetlobne hitrosti. Nima smisla prebijati skozi prostor in čas z mehansko strukturo.

KRTJA LUKNJA

Pisci znanstvene fantastike, ki so poskušali premagati neizprosni čas, so si izmislili, kako prostor (in čas) »izgresti« in ga »zložiti«. Domislili so se različnih hiperprostorskih skokov iz ene točke v prostoru v drugo, mimo vmesnih območij. Zdaj so se piscem znanstvene fantastike pridružili še znanstveniki.

Fiziki so začeli iskati ekstremna stanja snovi in ​​eksotične vrzeli v vesolju, kjer se je mogoče gibati s supersvetlobnimi hitrostmi, kar je v nasprotju z Einsteinovo teorijo relativnosti.

Vendar pa lahko za ustvarjanje stabilnih črvinih lukenj uporabite učinek, ki ga je odkril Nizozemec Hendrik Casimir. Leži v medsebojna privlačnost prevodna nenaelektrena telesa pod vplivom kvantnih nihanj v vakuumu. Izkazalo se je, da vakuum ni popolnoma prazen, obstajajo nihanja v gravitacijskem polju, v katerem se spontano pojavljajo in izginjajo delci in mikroskopske črvine.

Vse, kar ostane, je odkriti eno od lukenj in jo raztegniti ter postaviti med dve superprevodni krogli. Eno ustje črvine bo ostalo na Zemlji, drugo bo vesoljsko plovilo premaknilo s skoraj svetlobno hitrostjo do zvezde – končnega objekta. To pomeni, da bo vesoljska ladja tako rekoč prebila tunel. Ko zvezdna ladja doseže cilj, se bo črvina odprla za resnično bliskovito medzvezdno potovanje, katerega trajanje se bo merilo v minutah.

MEHURČEK MOTENJA

Teoriji črvine luknje je podoben mehurček. Leta 1994 je mehiški fizik Miguel Alcubierre izvedel izračune po Einsteinovih enačbah in ugotovil teoretično možnost valovne deformacije prostorskega kontinuuma. V tem primeru se bo prostor stisnil pred vesoljskim plovilom in hkrati razširil za njim. Zvezdna ladja je tako rekoč postavljena v mehurček ukrivljenosti, ki se lahko giblje z neomejeno hitrostjo. Genialnost ideje je, da vesoljsko plovilo počiva v ukrivljenem mehurčku in zakoni relativnosti niso kršeni. Istočasno se ukrivljeni mehurček sam premakne in lokalno popači prostor-čas.

Kljub nezmožnosti potovanja, hitrejšega od svetlobe, nič ne preprečuje, da bi se vesolje premikalo ali ukrivljalo prostor-čas, da bi se širilo hitreje od svetlobe, kar naj bi se zgodilo takoj po velikem poku, ko je nastalo vesolje.

Vse te ideje še ne sodijo v okvir moderna znanost vendar pa so leta 2012 predstavniki Nase napovedali pripravo eksperimentalnega preizkusa teorije dr. Alcubierra. Kdo ve, morda bo Einsteinova teorija relativnosti nekega dne postala del nove globalne teorije. Navsezadnje je proces učenja neskončen. To pomeni, da se bomo nekega dne lahko prebili skozi trnje do zvezd.

Irina GROMOVA