Cómo las naves espaciales recorren las estrellas. Comparación de naves espaciales tripuladas de primera generación.
Sólo tres países tienen naves espaciales tripuladas: Rusia, Estados Unidos y China.
Naves espaciales de primera generación
"Mercurio"
Así se llamó la primera serie y programa espacial tripulado de EE.UU. naves espaciales, utilizado en este programa (1959-1963). El diseñador general del barco es Max Faget. El primer grupo de astronautas de la NASA se creó para vuelos en el marco del programa Mercurio. En el marco de este programa se realizaron un total de 6 vuelos tripulados.
Se trata de una nave espacial tripulada orbital monoplaza, diseñada según un diseño de cápsula. La cabina está fabricada en aleación de titanio y níquel. Volumen de la cabina: 1,7 m3. El astronauta está ubicado en una cuna y permanece en traje espacial durante todo el vuelo. La cabina está equipada con información y controles en el tablero. La perilla de control de orientación del barco está ubicada en mano derecha piloto. La visibilidad visual la proporciona una ventanilla en la trampilla de entrada de la cabina y un periscopio de gran angular con aumento variable.
La nave no está destinada a maniobras con cambios en los parámetros orbitales, está equipada con un sistema de control reactivo para girar en tres ejes y un sistema de propulsión de frenado. Control de la orientación del barco en órbita: automático y manual. La entrada a la atmósfera se realiza siguiendo una trayectoria balística. El paracaídas de frenado se inserta a una altitud de 7 km, el principal, a una altitud de 3 km. El amerizaje se produce con una velocidad vertical de aproximadamente 9 m/s. Después del amerizaje, la cápsula mantiene una posición vertical.
Una característica especial de la nave espacial Mercury es el uso extensivo del control manual de respaldo. La nave Mercury fue puesta en órbita mediante cohetes Redstone y Atlas con una carga útil muy pequeña. Debido a esto, el peso y las dimensiones de la cabina de la cápsula tripulada Mercury eran extremadamente limitados y significativamente inferiores en sofisticación técnica a la nave espacial soviética Vostok.
Los objetivos de los vuelos de la nave Mercury eran varios: probar el sistema de rescate de emergencia, probar el escudo térmico ablativo, su disparo, telemetría y comunicaciones a lo largo de toda la trayectoria de vuelo, vuelo humano suborbital, vuelo humano orbital.
Los chimpancés Ham y Enos volaron a Estados Unidos como parte del programa Mercury.
"Geminis"
Las naves espaciales de la serie Gemini (1964-1966) continuaron la serie de naves espaciales Mercury, pero las superaron en capacidades (2 tripulantes, mayor tiempo de vuelo autónomo, capacidad de cambiar los parámetros orbitales, etc.). Durante el programa, se desarrollaron métodos de encuentro y acoplamiento y, por primera vez en la historia, se acoplaron naves espaciales. Se llevaron a cabo varios paseos espaciales y se establecieron récords de duración de los vuelos. En el marco de este programa se realizaron un total de 12 vuelos.
La nave espacial Gemini consta de dos partes principales: el módulo de descenso, que alberga a la tripulación, y el compartimiento de instrumentación con fugas, donde se encuentran los motores y otros equipos. La forma del módulo de aterrizaje es similar a la de los barcos de la serie Mercury. A pesar de algunas similitudes externas entre los dos barcos, Gemini es significativamente superior a Mercury en capacidades. La eslora del barco es de 5,8 metros, el diámetro exterior máximo es de 3 metros y el peso promedio es de 3810 kilogramos. La nave fue puesta en órbita por un vehículo de lanzamiento Titan II. En el momento de su aparición, Gemini era la nave espacial más grande.
El primer lanzamiento de la nave espacial tuvo lugar el 8 de abril de 1964 y el primer lanzamiento tripulado tuvo lugar el 23 de marzo de 1965.
Naves espaciales de segunda generación
"Apolo"
"Apolo"- una serie de naves espaciales estadounidenses de tres plazas que se utilizaron en los programas de vuelo lunar Apolo, la estación orbital Skylab y el acoplamiento ASTP soviético-estadounidense. Bajo este programa se realizaron un total de 21 vuelos. El objetivo principal era llevar astronautas a la Luna, pero las naves espaciales de esta serie también cumplían otras tareas. 12 astronautas aterrizaron en la luna. El primer aterrizaje en la Luna se realizó en el Apolo 11 (N. Armstrong y B. Aldrin en 1969)
Apolo es actualmente la única serie de naves espaciales de la historia en la que los humanos abandonaron la órbita terrestre baja y vencieron la gravedad de la Tierra, y también la única que permitió a los astronautas aterrizar con éxito en la Luna y regresar a la Tierra.
La nave espacial Apolo consta de compartimentos de mando y servicio, un módulo lunar y un sistema de escape de emergencia.
Módulo de mando es el centro de control de vuelo. Todos los miembros de la tripulación se encuentran en el compartimento de mando durante el vuelo, a excepción de la etapa de alunizaje. Tiene forma de cono con base esférica.
El compartimento de mando tiene una cabina presurizada con un sistema de soporte vital para la tripulación, un sistema de control y navegación, un sistema de comunicación por radio, un sistema de rescate de emergencia y un escudo térmico. En la parte delantera abierta del compartimento de mando hay un mecanismo de acoplamiento y un sistema de aterrizaje con paracaídas, en la parte media hay 3 asientos para astronautas, un panel de control de vuelo y un sistema de soporte vital y equipo de radio; en el espacio entre la luneta trasera y la cabina presurizada se ubica el equipo del sistema de control reactivo (RCS).
El mecanismo de acoplamiento y la parte roscada internamente del módulo lunar juntos proporcionan un acoplamiento rígido del compartimento de mando con la nave lunar y forman un túnel para que la tripulación se mueva desde el compartimento de mando al módulo lunar y viceversa.
El sistema de soporte vital de la tripulación garantiza que la temperatura en la cabina del barco se mantenga entre 21 y 27 °C, una humedad del 40 al 70 % y una presión de 0,35 kg/cm². El sistema está diseñado para un aumento de 4 días en la duración del vuelo más allá del tiempo estimado requerido para una expedición a la Luna. Por lo tanto, se brinda la posibilidad de ajuste y reparación por parte de la tripulación vestida con trajes espaciales.
Compartimento de servicio Lleva el sistema de propulsión principal y los sistemas de soporte de la nave espacial Apollo.
Sistema de rescate de emergencia. Si surge una situación de emergencia durante el lanzamiento del vehículo de lanzamiento Apollo o es necesario detener el vuelo durante el proceso de lanzamiento de la nave espacial Apollo a la órbita terrestre, la tripulación es rescatada separando el compartimento de mando del vehículo de lanzamiento y luego aterrizándolo. en la Tierra usando paracaídas.
Modulo lunar Tiene dos etapas: aterrizaje y despegue. La plataforma de aterrizaje, equipada con un sistema de propulsión independiente y un tren de aterrizaje, se utiliza para bajar la nave lunar de la órbita lunar y aterrizar suavemente en la superficie lunar, y también sirve como plataforma de lanzamiento para la etapa de despegue. La etapa de despegue con cabina sellada para la tripulación y sistema de propulsión independiente, una vez finalizada la investigación, se lanza desde la superficie de la Luna y se acopla con el compartimento de mando en órbita. La separación de escenarios se realiza mediante dispositivos pirotécnicos.
"Shenzhou"
Programa chino de vuelos espaciales tripulados. El trabajo en el programa comenzó en 1992. El primer vuelo tripulado de la nave espacial Shenzhou-5 convirtió a China en 2003 en el tercer país del mundo en enviar de forma independiente a un hombre al espacio. La nave espacial Shenzhou replica en gran medida la nave espacial rusa Soyuz: tiene exactamente el mismo diseño de módulos que la Soyuz: el compartimento de instrumentos, el módulo de descenso y el compartimento habitable; aproximadamente del mismo tamaño que la Soyuz. Todo el diseño de la nave y todos sus sistemas son aproximadamente idénticos a los de la serie de naves espaciales soviéticas Soyuz, y el módulo orbital está construido utilizando tecnología utilizada en la serie de estaciones espaciales soviéticas Salyut.
El programa Shenzhou incluyó tres etapas:
- lanzar naves espaciales tripuladas y no tripuladas a la órbita terrestre baja garantizando al mismo tiempo un retorno garantizado de los vehículos de descenso a la Tierra;
- el lanzamiento de taikunautas al espacio exterior, la creación de una estación espacial autónoma para estancias breves de expediciones;
- Creación de grandes estaciones espaciales para estancias prolongadas de expediciones.
La misión se está completando con éxito (se han completado 4 vuelos tripulados) y actualmente está abierta.
Nave espacial de transporte reutilizable
El transbordador espacial, o simplemente transbordador ("transbordador espacial") es una nave espacial de transporte reutilizable estadounidense. Los transbordadores se utilizaron como parte del programa del Sistema de Transporte Espacial del gobierno. Se entendió que los transbordadores "correrían como lanzaderas" entre la órbita terrestre baja y la Tierra, entregando cargas útiles en ambas direcciones. El programa duró de 1981 a 2011. Se construyeron un total de cinco lanzaderas: "Colombia"(quemado durante el aterrizaje en 2003), "Desafiador"(explotó durante el lanzamiento en 1986), "Descubrimiento", "Atlántida" Y "Empeño". En 1975 se construyó un prototipo de barco. "Empresa", pero nunca fue lanzado al espacio.
El transbordador fue lanzado al espacio utilizando dos propulsores de cohetes sólidos y tres motores de propulsión, que recibían combustible de un enorme tanque externo. En órbita, el transbordador realizó maniobras utilizando los motores del sistema de maniobras orbitales y regresó a la Tierra en forma de planeador. Durante el desarrollo se previó que cada uno de los transbordadores sería lanzado al espacio hasta 100 veces. En la práctica, se utilizaron mucho menos; al final del programa, en julio de 2011, el transbordador Discovery fue el que realizó la mayor cantidad de vuelos: 39.
"Colombia"
"Colombia"- la primera copia del sistema Space Shuttle que voló al espacio. El prototipo del Enterprise previamente construido había volado, pero sólo dentro de la atmósfera para practicar el aterrizaje. La construcción del Columbia comenzó en 1975 y el 25 de marzo de 1979, la NASA encargó el Columbia. El primer vuelo tripulado de la nave espacial de transporte reutilizable Columbia STS-1 tuvo lugar el 12 de abril de 1981. El comandante de la tripulación era el veterano cosmonáutico estadounidense John Young y el piloto, Robert Crippen. El vuelo fue (y sigue siendo) único: el primer lanzamiento de prueba de una nave espacial se realizó con una tripulación a bordo.
El Columbia era más pesado que los transbordadores posteriores, por lo que no tenía módulo de acoplamiento. Columbia no pudo acoplarse ni a la estación Mir ni a la ISS.
El último vuelo del Columbia, el STS-107, tuvo lugar del 16 de enero al 1 de febrero de 2003. En la mañana del 1 de febrero, la nave se desintegró al entrar en las densas capas de la atmósfera. Los siete miembros de la tripulación murieron. La comisión para investigar las causas del desastre concluyó que la causa fue la destrucción de la capa protectora térmica exterior en el plano izquierdo del ala del transbordador. Durante el lanzamiento del 16 de enero, este tramo de la protección térmica resultó dañado al caer sobre él un trozo de aislamiento térmico del tanque de oxígeno.
"Desafiador"
"Desafiador"- Nave espacial de transporte reutilizable de la NASA. Originalmente estaba destinado únicamente a fines de prueba, pero luego fue renovado y preparado para lanzamientos al espacio. El Challenger despegó por primera vez el 4 de abril de 1983. En total, completó 9 vuelos exitosos. Se estrelló en su décimo lanzamiento el 28 de enero de 1986, matando a los 7 miembros de la tripulación. El último lanzamiento del transbordador estaba previsto para la mañana del 28 de enero de 1986; el lanzamiento del Challenger fue observado por millones de espectadores en todo el mundo. En el segundo 73 de vuelo, a una altitud de 14 km, el acelerador izquierdo de combustible sólido se separó de uno de los dos soportes. Después de girar alrededor del segundo, el acelerador perforó el tanque principal de combustible. Debido a la violación de la simetría del empuje y la resistencia del aire, el barco se desvió de su eje y fue destruido por fuerzas aerodinámicas.
"Descubrimiento"
Nave espacial de transporte reutilizable de la NASA, tercer transbordador. El primer vuelo tuvo lugar el 30 de agosto de 1984. El Discovery Shuttle puso en órbita el telescopio espacial Hubble y participó en dos expediciones para darle mantenimiento.
Desde el Discovery se lanzaron la sonda Ulysses y tres satélites de retransmisión.
Un cosmonauta ruso también voló en el transbordador Discovery. Serguéi Krikalev 3 de febrero de 1994 Durante ocho días, la tripulación del Discovery llevó a cabo numerosos experimentos científicos diferentes en el campo de la ciencia de materiales, experimentos biológicos y observaciones de la superficie terrestre. Krikalev realizó una parte importante del trabajo con un manipulador remoto. Después de completar 130 órbitas y recorrer 5.486.215 kilómetros, el 11 de febrero de 1994 el transbordador aterrizó en el Centro Espacial Kennedy (Florida). Así, Krikalev se convirtió en el primer cosmonauta ruso en volar en el transbordador estadounidense. En total, de 1994 a 2002 se realizaron 18 vuelos orbitales del transbordador espacial, en cuyas tripulaciones estaban 18 cosmonautas rusos.
El 29 de octubre de 1998, el astronauta John Glenn, que entonces tenía 77 años, emprendió su segundo vuelo en el transbordador Discovery (STS-95).
El transbordador Discovery puso fin a su carrera de 27 años con su aterrizaje final el 9 de marzo de 2011. Desorbita, se desliza hacia el Centro Espacial Kennedy en Florida y aterriza de manera segura. El transbordador fue trasladado al Museo Nacional del Aire y el Espacio del Instituto Smithsonian en Washington.
"Atlántida"
"Atlántida"- La nave espacial de transporte reutilizable de la NASA, el cuarto transbordador espacial. Durante la construcción de Atlantis se introdujeron muchas mejoras en comparación con sus predecesores. Es 3,2 toneladas más ligero que el transbordador Columbia y su construcción tomó la mitad de tiempo.
Atlantis realizó su primer vuelo en octubre de 1985, uno de los cinco vuelos del Departamento de Defensa de Estados Unidos. Desde 1995, el Atlantis ha realizado siete vuelos a la estación espacial rusa Mir. Se entregó un módulo de acoplamiento adicional para la estación Mir y se cambiaron las tripulaciones de la estación Mir.
Desde noviembre de 1997 hasta julio de 1999, el Atlantis fue modificado y se le realizaron aproximadamente 165 mejoras. Desde octubre de 1985 hasta julio de 2011, el transbordador Atlantis realizó 33 vuelos espaciales con una tripulación de 189 personas. El último lanzamiento número 33 se llevó a cabo el 8 de julio de 2011.
"Empeño"
"Empeño"- La nave espacial de transporte reutilizable de la NASA, el quinto y último transbordador espacial. El Endeavour realizó su primer vuelo el 7 de mayo de 1992. En 1993, el Endeavour llevó a cabo la primera expedición para dar servicio al Telescopio Espacial Hubble. En diciembre de 1998, Endeavour puso en órbita el primer módulo American Unity para la ISS.
Desde mayo de 1992 hasta junio de 2011, el transbordador espacial Endeavor completó 25 vuelos espaciales. 1 de junio de 2011 El transbordador aterrizó por última vez en el Centro Espacial de Cabo Cañaveral, en Florida.
El programa del Sistema de Transporte Espacial finalizó en 2011. Todos los transbordadores operativos fueron dados de baja después de su último vuelo y enviados a museos.
Durante 30 años de funcionamiento, los cinco transbordadores realizaron 135 vuelos. Los transbordadores transportaron al espacio 1,6 mil toneladas de carga útil. 355 astronautas y cosmonautas volaron en el transbordador al espacio.
Hoy en día, los vuelos espaciales no se consideran historias de ciencia ficción, pero, lamentablemente, una nave espacial moderna sigue siendo muy diferente de las que se muestran en las películas.
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naves espaciales rusas y
Naves espaciales del futuro
Nave espacial: ¿cómo es?
En
Nave espacial, ¿cómo funciona?
La masa de las naves espaciales modernas está directamente relacionada con la altura a la que vuelan. La principal tarea de las naves espaciales tripuladas es la seguridad.
El módulo de aterrizaje SOYUZ se convirtió en la primera serie espacial de la Unión Soviética. Durante este período, hubo una carrera armamentista entre la URSS y Estados Unidos. Si comparamos el tamaño y el enfoque del tema de la construcción, los líderes de la URSS hicieron todo lo posible para conquistar rápidamente el espacio. Está claro por qué hoy en día no se construyen dispositivos similares. Es poco probable que alguien se comprometa a construir según un esquema en el que no haya espacio personal para los astronautas. Las naves espaciales modernas están equipadas con baños para la tripulación y una cápsula de descenso, cuya tarea principal es hacerla lo más suave posible en el momento del aterrizaje.
La primera nave espacial: historia de la creación.
Tsiolkovsky es considerado, con razón, el padre de la astronáutica. Basándose en sus enseñanzas, Goddrad construyó un motor de cohete.
Los científicos que trabajaron en la Unión Soviética fueron los primeros en diseñar y poder lanzar un satélite artificial. También fueron los primeros en inventar la posibilidad de lanzar un ser vivo al espacio. Los Estados Unidos son conscientes de que la Unión fue la primera en crear un avión capaz de ir al espacio con un hombre. A Korolev se le llama con razón el padre de la ciencia espacial, quien pasó a la historia como quien descubrió cómo superar la gravedad y pudo crear la primera nave espacial tripulada. Hoy en día, incluso los niños saben en qué año se botó el primer barco con una persona a bordo, pero pocos recuerdan la contribución de Korolev a este proceso.
La tripulación y su seguridad durante el vuelo
La tarea principal hoy es la seguridad de la tripulación, porque pasan mucho tiempo en altitud de vuelo. Al construir un dispositivo volador, es importante de qué metal está hecho. Los siguientes tipos de metales se utilizan en la ciencia espacial:
- El aluminio permite aumentar significativamente el tamaño de la nave espacial, ya que es liviano.
- El hierro soporta perfectamente todas las cargas en el casco del barco.
- El cobre tiene una alta conductividad térmica.
- La plata une de forma fiable el cobre y el acero.
- Los tanques para oxígeno e hidrógeno líquidos están hechos de aleaciones de titanio.
Un sistema de soporte vital moderno le permite crear una atmósfera familiar para una persona. Muchos niños se ven volando en el espacio, olvidándose de la gran sobrecarga del astronauta en el lanzamiento.
La nave espacial más grande del mundo.
Entre los buques de guerra, los cazas y los interceptores son muy populares. Un buque de carga moderno tiene la siguiente clasificación:
- La sonda es un barco de investigación.
- Cápsula: compartimento de carga para operaciones de entrega o rescate de la tripulación.
- El módulo es puesto en órbita por un vehículo no tripulado. Los módulos modernos se dividen en 3 categorías.
- Cohete. El prototipo para la creación fueron los desarrollos militares.
- Shuttle: estructuras reutilizables para entregar la carga necesaria.
- Las estaciones son las naves espaciales más grandes. Hoy en día, no sólo los rusos se encuentran en el espacio exterior, sino también los franceses, los chinos y otros.
Buran: una nave espacial que pasó a la historia
La primera nave espacial que viajó al espacio fue Vostok. Posteriormente, la Federación de Ciencia de Cohetes de la URSS comenzó a producir naves espaciales Soyuz. Mucho más tarde, comenzaron a producirse Clippers y Russ. La federación tiene grandes esperanzas puestas en todos estos proyectos tripulados.
En 1960, la nave espacial Vostok demostró la posibilidad de realizar viajes espaciales tripulados. El 12 de abril de 1961, la Vostok 1 orbitó la Tierra. Pero la cuestión de quién voló en el barco Vostok 1, por alguna razón, plantea dificultades. ¿Quizás el hecho es que simplemente no sabemos que Gagarin realizó su primer vuelo en este barco? Ese mismo año, la nave espacial Vostok 2 entró en órbita por primera vez, transportando a dos cosmonautas a la vez, uno de los cuales salió de la nave al espacio. Fue un progreso. Y ya en 1965, Voskhod 2 pudo ir al espacio exterior. Se filmó la historia del barco Voskhod 2.
La Vostok 3 estableció un nuevo récord mundial de tiempo que una nave permaneció en el espacio. El último barco de la serie fue el Vostok 6.
El transbordador americano de la serie Apollo abrió nuevos horizontes. Después de todo, en 1968, el Apolo 11 fue el primero en aterrizar en la Luna. Hoy en día existen varios proyectos para desarrollar aviones espaciales del futuro, como Hermes y Columbus.
Salyut es una serie de estaciones espaciales interorbitales de la Unión Soviética. Salyut 7 es famoso por ser un desastre.
La próxima nave espacial cuya historia es de interés es Buran; por cierto, me pregunto dónde estará ahora. En 1988 realizó su primer y último vuelo. Después de repetidos desmantelamiento y transporte, la ruta de movimiento de Buran se perdió. Se conoce la última ubicación de la nave espacial Buranv Sochi, los trabajos en ella están suspendidos. Sin embargo, la tormenta en torno a este proyecto aún no ha amainado y el futuro del proyecto abandonado de Buran es de interés para muchos. Y en Moscú se ha creado en el VDNKh un complejo de museos interactivos dentro de una maqueta de la nave espacial Buran.
Gemini es una serie de barcos diseñados por diseñadores estadounidenses. Reemplazaron el proyecto Mercurio y pudieron hacer una espiral en órbita.
Los barcos estadounidenses llamados Space Shuttle se convirtieron en una especie de lanzaderas que realizaban más de 100 vuelos entre objetos. El segundo transbordador espacial fue el Challenger.
Es imposible no interesarse por la historia del planeta Nibiru, reconocido como nave supervisora. Nibiru ya se acercó dos veces a la Tierra a una distancia peligrosa, pero en ambas ocasiones se evitó la colisión.
Dragon es una nave espacial que se suponía que volaría al planeta Marte en 2018. En 2014, la federación, citando especificaciones y el estado de la nave Dragón, retrasó el lanzamiento. No hace mucho ocurrió otro acontecimiento: la compañía Boeing anunció que también había comenzado a desarrollar un vehículo explorador para Marte.
La primera nave espacial universal reutilizable de la historia iba a ser un aparato llamado Zarya. Zarya es el primer desarrollo de un barco de transporte reutilizable, en el que la federación tenía grandes esperanzas.
La posibilidad de utilizar instalaciones nucleares en el espacio se considera un gran avance. A estos efectos se han iniciado las obras de un módulo de transporte y energía. Paralelamente, se está desarrollando el proyecto Prometheus, un reactor nuclear compacto para cohetes y naves espaciales.
El Shenzhou 11 de China se lanzó en 2016 y se esperaba que dos astronautas pasaran 33 días en el espacio.
Velocidad de la nave espacial (km/h)
La velocidad mínima con la que se puede entrar en órbita alrededor de la Tierra se considera de 8 km/s. Hoy en día no es necesario desarrollar la nave más rápida del mundo, ya que estamos en los inicios del espacio exterior. Después de todo, la altura máxima que podríamos alcanzar en el espacio es de sólo 500 km. El récord del movimiento más rápido en el espacio se estableció en 1969 y hasta ahora no se ha superado. En la nave espacial Apolo 10, tres astronautas, después de haber orbitado la Luna, regresaban a casa. La cápsula que debía sacarlos del vuelo logró alcanzar una velocidad de 39,897 km/h. A modo de comparación, veamos a qué velocidad viaja la estación espacial. Puede alcanzar una velocidad máxima de 27.600 km/h.
Naves espaciales abandonadas
Hoy en día se ha creado un cementerio en el Océano Pacífico para naves espaciales en mal estado, donde decenas de naves espaciales abandonadas pueden encontrar su refugio final. Desastres de naves espaciales
Los desastres ocurren en el espacio y a menudo cobran vidas. Los más habituales, aunque parezca mentira, son los accidentes que se producen por colisiones con desechos espaciales. Cuando ocurre una colisión, la órbita del objeto cambia y causa choques y daños, lo que a menudo resulta en una explosión. El desastre más famoso es la muerte de la nave espacial tripulada estadounidense Challenger.
Propulsión nuclear para naves espaciales 2017
Hoy en día, los científicos están trabajando en proyectos para crear un motor eléctrico nuclear. Estos desarrollos implican la conquista del espacio utilizando motores fotónicos. Los científicos rusos planean comenzar a probar un motor termonuclear en un futuro próximo.
Naves espaciales de Rusia y Estados Unidos.
El rápido interés por el espacio surgió durante la Guerra Fría entre la URSS y Estados Unidos. Los científicos estadounidenses reconocieron a sus colegas rusos como dignos rivales. Los cohetes soviéticos continuaron desarrollándose y, tras el colapso del Estado, Rusia se convirtió en su sucesora. Por supuesto, las naves espaciales en las que vuelan los cosmonautas rusos son significativamente diferentes de las primeras naves. Además, hoy en día, gracias a los exitosos avances de los científicos estadounidenses, las naves espaciales se han vuelto reutilizables.
Naves espaciales del futuro
Hoy en día, los proyectos que permitirán a la humanidad viajar más tiempo son de creciente interés. Los avances modernos ya están preparando barcos para expediciones interestelares.
Lugar desde donde se lanzan las naves espaciales.
Ver el lanzamiento de una nave espacial en la plataforma de lanzamiento con sus propios ojos es el sueño de muchos. Esto puede deberse al hecho de que el primer lanzamiento no siempre produce el resultado deseado. Pero gracias a Internet podemos ver el barco despegar. Dado que quienes observan el lanzamiento de una nave espacial tripulada deberían estar bastante lejos, podemos imaginar que estamos en la plataforma de despegue.
Nave espacial: ¿cómo es el interior?
Hoy en día, gracias a las exposiciones del museo, podemos ver con nuestros propios ojos la estructura de barcos como la Soyuz. Por supuesto, los primeros barcos eran muy sencillos desde el interior. El interior de las opciones más modernas está diseñado en colores suaves. La estructura de cualquier nave espacial necesariamente nos asusta con muchas palancas y botones. Y esto enorgullece a quienes pudieron recordar cómo funciona el barco y, además, aprendieron a controlarlo.
¿En qué naves espaciales vuelan ahora?
Las nuevas naves espaciales con su apariencia confirman que la ciencia ficción se ha hecho realidad. Hoy en día, a nadie le sorprenderá que el acoplamiento de naves espaciales sea una realidad. Y pocos recuerdan que el primer acoplamiento de este tipo en el mundo tuvo lugar en 1967...
La cosmonáutica en Rusia hereda en gran medida los programas espaciales de la Unión Soviética. El principal organismo rector de la industria espacial en Rusia es la corporación estatal Roscosmos.
Esta organización controla una serie de empresas, así como asociaciones científicas, la gran mayoría de las cuales se crearon durante la era soviética. Entre ellos:
- Centro de control de misión. División de investigación del Instituto de Ingeniería Mecánica (FSUE TsNIIMash). Fundada en 1960 y con sede en una ciudad científica llamada Korolev. La misión del Centro de Control de Misión es controlar y gestionar los vuelos de las naves espaciales, a las que pueden atender simultáneamente hasta veinte dispositivos. Además, el MCC realiza cálculos e investigaciones encaminadas a mejorar la calidad del control de los aparatos y solucionar determinados problemas en el ámbito de la gestión.
- Star City es un asentamiento cerrado de tipo urbano, fundado en 1961 en el territorio del distrito Shchelkovsky. Sin embargo, en 2009 se dividió en un distrito separado y se eliminó de Shchelkovo. En una superficie de 317,8 hectáreas se encuentran edificios residenciales para todo el personal, los empleados de Roscosmos y sus familias, así como para todos los cosmonautas que reciben entrenamiento espacial en el Centro de Entrenamiento de Cosmonautas aquí. En 2016, el número de residentes de la ciudad es más de 5.600.
- Centro de formación de cosmonautas que lleva el nombre de Yuri Gagarin. Fundada en 1960 y ubicada en Star City. La formación de cosmonautas se realiza mediante varios simuladores, dos centrífugas, un avión de laboratorio y un laboratorio hidráulico de tres pisos. Esto último permite crear condiciones de ingravidez similares a las de la ISS. Para ello se utiliza una maqueta a tamaño real de la estación espacial.
- Cosmódromo de Baikonur. Fundada en 1955 en un área de 6.717 km² cerca de la ciudad de Kazaly, Kazajstán. Actualmente está arrendado por Rusia (hasta 2050) y es líder en número de lanzamientos: 18 vehículos de lanzamiento en 2015, mientras que Cabo Cañaveral está un lanzamiento por detrás y el puerto espacial de Kourou (ESA, Francia) tiene 12 lanzamientos por año. El mantenimiento del cosmódromo incluye dos cantidades: el alquiler, 115 millones de dólares, y el mantenimiento, 1,5 mil millones de dólares.
- El cosmódromo de Vostochny comenzó a construirse en 2011 en la región de Amur, cerca de la ciudad de Tsiolkovsky. Además de crear el segundo Baikonur en territorio ruso, Vostochny también está destinado a vuelos comerciales. El cosmódromo está ubicado cerca de cruces ferroviarios, carreteras y aeródromos desarrollados. Además, debido a la favorable ubicación de Vostochny, las partes separadas de los vehículos de lanzamiento caerán en zonas escasamente pobladas o incluso en aguas neutrales. El coste de la creación del cosmódromo será de unos 300 mil millones de rublos; un tercio de esta cantidad se gastó en 2016. El 28 de abril de 2016 tuvo lugar el primer lanzamiento de un cohete, que puso tres satélites en órbita terrestre. El lanzamiento de la nave espacial tripulada está previsto para 2023.
- Cosmódromo "Plesetsk". Fundada en 1957 cerca de la ciudad de Mirny, región de Arkhangelsk. Ocupa 176.200 hectáreas. "Plesetsk" está destinado al lanzamiento de complejos estratégicos de defensa, vehículos espaciales científicos y comerciales no tripulados. El primer lanzamiento desde el cosmódromo tuvo lugar el 17 de marzo de 1966, cuando despegó el vehículo de lanzamiento Vostok-2 con el satélite Kosmos-112 a bordo. En 2014, se lanzó el vehículo de lanzamiento más nuevo llamado Angara.
Lanzamiento desde el cosmódromo de Baikonur
Cronología del desarrollo de la cosmonáutica nacional.
El desarrollo de la cosmonáutica nacional se remonta a 1946, cuando se fundó la Oficina de Diseño Experimental No. 1, cuyo objetivo es el desarrollo de misiles balísticos, vehículos de lanzamiento y satélites. En 1956-1957, gracias a los esfuerzos de la oficina, se diseñó el vehículo de lanzamiento del misil balístico intercontinental R-7, con cuya ayuda el 4 de octubre de 1957 se puso en órbita terrestre el primer satélite artificial, el Sputnik-1. El lanzamiento tuvo lugar en el sitio de investigación Tyura-Tam, desarrollado específicamente para este propósito y que más tarde se llamaría Baikonur.
El 3 de noviembre de 1957 se lanzó el segundo satélite, esta vez con un ser vivo a bordo: una perra llamada Laika.
Laika es el primer ser vivo en la órbita de la Tierra
A partir de 1958 se comenzaron a estudiar los lanzamientos de estaciones compactas interplanetarias, en el marco del programa del mismo nombre. El 12 de septiembre de 1959, por primera vez, una nave espacial tripulada (“Luna-2”) alcanzó la superficie de otro cuerpo cósmico: la Luna. Desafortunadamente, Luna 2 cayó sobre la superficie lunar a una velocidad de 12.000 km/h, lo que provocó que la estructura pasara instantáneamente a un estado gaseoso. En 1959, Luna 3 recibió imágenes de la cara oculta de la Luna, lo que permitió a la URSS nombrar la mayoría de sus elementos paisajísticos.
Historia
Durante la Guerra Fría, el espacio fue uno de los escenarios de la lucha entre la Unión Soviética y Estados Unidos. El enfrentamiento geopolítico entre superpotencias fue el principal incentivo en aquellos años para el desarrollo de la industria espacial. Se ha dedicado una enorme cantidad de recursos a programas de exploración espacial. En particular, el gobierno de los Estados Unidos gastó alrededor de veinticinco mil millones de dólares en la implementación del proyecto Apolo, cuyo objetivo principal era llevar al hombre a la superficie de la Luna. Para los años 70 del siglo pasado, esta cantidad era simplemente gigantesca. El programa lunar de la URSS, que nunca estuvo destinado a hacerse realidad, le costó al presupuesto de la Unión Soviética 2,5 mil millones de rublos. El desarrollo de la nave espacial reutilizable doméstica Buran costó dieciséis mil millones de rublos. Al mismo tiempo, el destino destinó a Buran a realizar un solo vuelo espacial.
Su homólogo estadounidense tuvo mucha más suerte. El transbordador espacial realizó ciento treinta y cinco lanzamientos. Pero el transbordador estadounidense no duró para siempre. Un barco creado por programa estatal"Space Transport System", el 8 de julio de 2011, realizó su último lanzamiento espacial, el cual finalizó en la madrugada del 21 de julio del mismo año. Durante la implementación del programa, los estadounidenses produjeron seis transbordadores, uno de los cuales era un prototipo que nunca realizó vuelos espaciales. Dos barcos fueron completamente catastróficos.
Despegue del Apolo 11
Desde el punto de vista viabilidad económica El programa del transbordador espacial difícilmente puede considerarse un éxito. Las naves espaciales desechables resultaron ser mucho más económicas que sus homólogas reutilizables, aparentemente más avanzadas tecnológicamente. Y la seguridad de los vuelos en los transbordadores era cuestionable. Durante su operación, como resultado de dos desastres, catorce astronautas resultaron víctimas. Pero la razón de los resultados tan ambiguos del viaje espacial de la legendaria nave no radica en su imperfección técnica, sino en la complejidad del concepto mismo de nave espacial reutilizable.
Como resultado, la nave espacial rusa Soyuz, desarrollada en los años 60 del siglo pasado, se convirtió en el único tipo de nave espacial que actualmente realiza vuelos tripulados a la Tierra Internacional. estación Espacial(ISS). Cabe señalar de inmediato que esto no indica en absoluto su superioridad sobre el transbordador espacial. La nave espacial Soyuz, así como los camiones espaciales no tripulados Progress creados a partir de ella, tienen una serie de deficiencias conceptuales. Tienen una capacidad de carga muy limitada. Y el uso de tales dispositivos conduce a la acumulación de desechos orbitales que quedan después de su funcionamiento. Los vuelos espaciales en naves espaciales tipo Soyuz muy pronto pasarán a formar parte de la historia. Al mismo tiempo, hoy no existen alternativas reales. El enorme potencial inherente al concepto de barcos reutilizables a menudo sigue siendo técnicamente irrealizable incluso en nuestros días.
El primer proyecto del avión orbital reutilizable soviético OS-120 Buran, propuesto por NPO Energia en 1975 y que era un análogo del transbordador espacial estadounidense.
Nuevas naves espaciales estadounidenses
En julio de 2011, el presidente estadounidense, Barack Obama, dijo: el vuelo a Marte es un objetivo nuevo y, por lo que se puede suponer, el principal objetivo de los astronautas estadounidenses para las próximas décadas. Uno de los programas llevados a cabo por la NASA como parte de la exploración de la Luna y el vuelo a Marte fue el programa espacial a gran escala “Constellation”.
Se basa en la creación de una nueva nave espacial tripulada "Orion", los vehículos de lanzamiento "Ares-1" y "Ares-5", así como el módulo lunar "Altair". A pesar de que en 2010 el gobierno de Estados Unidos decidió restringir el programa Constellation, la NASA pudo seguir desarrollando Orion. El primer vuelo de prueba no tripulado del barco está previsto para 2014. Se espera que durante el vuelo el aparato se aleje seis mil kilómetros de la Tierra. Esto es unas quince veces más que la ISS. Después del vuelo de prueba, la nave se dirigirá hacia la Tierra. El nuevo aparato podrá entrar en la atmósfera a una velocidad de 32 mil km/h. Según este indicador, Orión es mil quinientos kilómetros superior al legendario Apolo. El primer vuelo experimental no tripulado de Orion tiene como objetivo demostrar sus capacidades potenciales. Probar el barco debería ser un paso importante hacia su lanzamiento tripulado, previsto para 2021.
Según los planes de la NASA, los vehículos de lanzamiento de Orion serán Delta 4 y Atlas 5. Se decidió abandonar el desarrollo de Ares. Además, para la exploración del espacio profundo, los estadounidenses están diseñando un nuevo vehículo de lanzamiento superpesado SLS.
Orion es una nave espacial parcialmente reutilizable y conceptualmente está más cerca del vehículo Soyuz que de transbordador espacial"lanzadera". Las naves espaciales más prometedoras son parcialmente reutilizables. Este concepto supone que después de aterrizar en la superficie de la Tierra, la cápsula habitable de la nave podrá reutilizarse para su lanzamiento al espacio exterior. Esto permite combinar la practicidad funcional de las naves espaciales reutilizables con la rentabilidad de operar naves espaciales tipo Soyuz o Apolo. Esta decisión es una etapa de transición. Es probable que en un futuro lejano todas las naves espaciales sean reutilizables. De modo que el transbordador espacial estadounidense y el Buran soviético se adelantaron, en cierto sentido, a su tiempo.
Orion es una cápsula multipropósito de una nave espacial tripulada estadounidense parcialmente reutilizable, desarrollada desde mediados de la década de 2000 como parte del programa Constellation.
Parece que las palabras “practicidad” y “previsión” describen mejor a los estadounidenses. El gobierno de Estados Unidos decidió no poner todas sus ambiciones espaciales sobre los hombros de un solo Orión. Actualmente, varias empresas privadas, por encargo de la NASA, están desarrollando sus propias naves espaciales diseñadas para sustituir los dispositivos que se utilizan hoy en día. Boeing está desarrollando el CST-100, una nave espacial tripulada parcialmente reutilizable, como parte de su programa de Desarrollo de Tripulación Comercial (CCDev). El dispositivo está diseñado para realizar viajes cortos a la órbita terrestre baja. Su tarea principal será la entrega de tripulación y carga a la ISS.
La tripulación del barco puede ser de hasta siete personas. Al mismo tiempo, durante el diseño del CST-100 Atención especial Se dio a la comodidad de los astronautas. El espacio habitable del dispositivo es mucho más amplio que el de los barcos de la generación anterior. Probablemente se lanzará utilizando vehículos de lanzamiento Atlas, Delta o Falcon. Al mismo tiempo, Atlas-5 es la opción más adecuada. El barco aterrizará mediante paracaídas y airbags. Según los planes de Boeing, el CST-100 se someterá a una serie de lanzamientos de prueba en 2015. Los dos primeros vuelos serán no tripulados. Su tarea principal es poner el vehículo en órbita y probar los sistemas de seguridad. Durante el tercer vuelo está previsto un acoplamiento tripulado con la ISS. Si las pruebas tienen éxito, el CST-100 podrá sustituir muy pronto a las naves espaciales rusas Soyuz y Progress, que tienen el monopolio de los vuelos tripulados a la Estación Espacial Internacional.
CST-100 - nave espacial de transporte tripulada
Otro barco privado que entregará carga y tripulación a la ISS será un dispositivo desarrollado por SpaceX, parte de Sierra Nevada Corporation. El vehículo Dragon monobloque parcialmente reutilizable fue desarrollado bajo el programa de Servicios de Transporte Orbital Comercial (COTS) de la NASA. Está previsto construir tres modificaciones: tripulada, de carga y autónoma. La tripulación de una nave espacial tripulada, como en el caso del CST-100, puede ser de siete personas. En la versión de carga, el barco transportará cuatro personas y dos toneladas y media de carga.
Y en el futuro quieren utilizar el Dragón para vuelos al Planeta Rojo. ¿Por qué desarrollarán una versión especial del barco: "Red Dragon"? Según los planes de la dirección espacial estadounidense, en 2018 se realizará un vuelo no tripulado del aparato a Marte, y se espera que dentro de unos años se realice el primer vuelo de prueba tripulado de una nave espacial estadounidense.
Una de las características del “Dragón” es su reutilización. Después del vuelo, parte de los sistemas de energía y los tanques de combustible se bajarán a la Tierra junto con la cápsula habitable de la nave y podrán reutilizarse para vuelos espaciales. Esta capacidad de diseño lo distingue barco nuevo de la mayoría de los avances prometedores. En un futuro próximo, "Dragon" y CST-100 se complementarán y actuarán como una "red de seguridad". Si un tipo de barco por alguna razón no puede realizar las tareas asignadas, otro asumirá parte de su trabajo.
Dragon SpaceX es una nave espacial de transporte privado (SC) de SpaceX, desarrollada por encargo de la NASA como parte del programa de Transporte Orbital Comercial (COTS), diseñada para transportar carga útil y, en el futuro, personas a la ISS.
El Dragón fue puesto en órbita por primera vez en 2010. El vuelo de prueba no tripulado se completó con éxito y unos años más tarde, concretamente el 25 de mayo de 2012, el aparato se acopló a la ISS. En ese momento, la nave no tenía un sistema de acoplamiento automático y para implementarlo fue necesario utilizar el manipulador de la estación espacial.
Este vuelo fue considerado el primer acoplamiento de una nave espacial privada a la Estación Espacial Internacional. Hagamos una reserva de inmediato: el Dragón y otras naves espaciales desarrolladas por empresas privadas difícilmente pueden considerarse privadas en el pleno sentido de la palabra. Por ejemplo, la NASA asignó 1.500 millones de dólares para el desarrollo del Dragón. Otros proyectos privados también reciben apoyo financiero de la NASA. Por tanto, no estamos hablando tanto de la comercialización del espacio, sino de nueva estrategia Desarrollo de la industria espacial basado en la cooperación entre el Estado y el capital privado. Las tecnologías espaciales que alguna vez fueron secretas y que antes solo estaban disponibles para el estado, ahora son propiedad de varias empresas privadas involucradas en el campo de la astronáutica. Esta circunstancia en sí misma es un poderoso incentivo para el crecimiento de las capacidades tecnológicas de las empresas privadas. Además, este enfoque permitió emplear en el ámbito privado a un gran número de especialistas de la industria espacial que anteriormente habían sido despedidos por el Estado debido al cierre del programa del transbordador espacial.
En cuanto al programa para el desarrollo de naves espaciales por parte de empresas privadas, quizás el más interesante sea el proyecto de la empresa SpaceDev, llamado “Dream Chaser”. En su desarrollo también participaron doce socios de la empresa, tres universidades estadounidenses y siete centros de la NASA.
El concepto de la nave espacial tripulada reutilizable Dream Chaser, desarrollado por la empresa estadounidense SpaceDev, una división de Sierra Nevada Corporation
Esta nave es muy diferente de todos los demás desarrollos espaciales prometedores. El Dream Chaser reutilizable parece un transbordador espacial en miniatura y es capaz de aterrizar como un avión normal. Aún así, las tareas principales del barco son similares a las del Dragon y el CST-100. El dispositivo servirá para llevar la carga y la tripulación (hasta las mismas siete personas) a la órbita terrestre baja, desde donde será lanzado utilizando el vehículo de lanzamiento Atlas-5. Este año el barco debería realizar su primer vuelo no tripulado y para 2015 está previsto preparar el lanzamiento de su versión tripulada. Un detalle más importante. El proyecto Dream Chaser se está creando sobre la base de un desarrollo estadounidense de los años 90: el avión orbital HL-20. El proyecto de este último se convirtió en un análogo del sistema orbital soviético "Espiral". Los tres dispositivos tienen similares apariencia y funcionalidad prevista. Esto plantea una pregunta completamente lógica. Valió la pena Unión Soviética¿Cerrar el sistema aeroespacial Spiral a medio terminar?
¿Que tenemos?
En 2000, RSC Energia comenzó a diseñar el complejo espacial multiusos Clipper. Esta nave espacial reutilizable, que recuerda un poco a un transbordador más pequeño, debía usarse para resolver una amplia variedad de problemas: entrega de carga, evacuación de la tripulación de la estación espacial, turismo espacial, vuelos a otros planetas. Había ciertas esperanzas para el proyecto. Como siempre, las buenas intenciones se vieron cubiertas por una cuenca de cobre de falta de financiación. En 2006, el proyecto se cerró. Al mismo tiempo, las tecnologías desarrolladas en el marco del proyecto Clipper se utilizarán para diseñar el sistema avanzado de transporte tripulado (PPTS), también conocido como proyecto Rus.
La versión alada del Clipper en vuelo orbital. Dibujo del webmaster basado en el modelo 3D Clipper.
©Vadim Lukashevich
Es el PPTS (por supuesto, todavía es sólo el nombre "de trabajo" del proyecto), como creen los expertos rusos, el que estará destinado a convertirse en un sistema espacial doméstico de nueva generación, capaz de reemplazar a las envejecidas Soyuz y Progress. . Al igual que el Clipper, la nave espacial está siendo desarrollada por RSC Energia. La modificación básica del complejo será el "Buque de transporte tripulado de próxima generación" (PTK NK). Su tarea principal, nuevamente, será la entrega de carga y tripulación a la ISS. A largo plazo, el desarrollo de modificaciones capaces de volar a la Luna y realizar misiones de investigación a largo plazo. El barco en sí promete ser parcialmente reutilizable. La cápsula viva se puede reutilizar después del aterrizaje. Compartimento del motor – no. Una característica curiosa del barco es la posibilidad de aterrizar sin utilizar paracaídas. Se utilizará un sistema de chorro para frenar y aterrizar suavemente en la superficie de la Tierra.
A diferencia de la nave espacial Soyuz, que despega del cosmódromo de Baikonur en Kazajstán, la nueva nave espacial será lanzada desde el nuevo cosmódromo de Vostochny, que se está construyendo en la región de Amur. La tripulación será de seis personas. El vehículo tripulado también es capaz de transportar una carga de quinientos kilogramos. En la versión no tripulada, la nave podrá entregar "obsequios" más impresionantes a la órbita terrestre baja, con un peso de dos toneladas.
Uno de los principales problemas del proyecto PPTS es la falta de vehículos de lanzamiento con las características necesarias. Hoy en día se han resuelto los principales aspectos técnicos de la nave espacial, pero la falta de un vehículo de lanzamiento pone a sus desarrolladores en una situación muy difícil. Se supone que el nuevo vehículo de lanzamiento será tecnológicamente similar al Angara, desarrollado en los años 90.
Modelo de PTS en la exposición MAKS-2009.
©sdelanounas.ru
Curiosamente, otro problema grave es el propósito mismo del diseño del PTS (léase: realidad rusa). Rusia difícilmente podrá permitirse la implementación de programas para la exploración de la Luna y Marte, similares en escala a los implementados por Estados Unidos. Incluso si el desarrollo del complejo espacial tiene éxito, lo más probable es que sea el único verdadero desafío habrá entrega de carga y tripulación a la ISS. Pero el inicio de las pruebas de vuelo del PPTS se pospuso hasta 2018. En ese momento, las prometedoras naves espaciales estadounidenses probablemente ya podrán asumir las funciones que actualmente desempeñan las naves espaciales rusas Soyuz y Progress.
Perspectivas vagas
El mundo moderno está privado del romance de los vuelos espaciales: esto es un hecho. Por supuesto, no estamos hablando de lanzamientos de satélites ni de turismo espacial. No hay necesidad de preocuparse por estas áreas de la astronáutica. Los vuelos a la Estación Espacial Internacional son de gran importancia para la industria espacial, pero la permanencia de la ISS en órbita es limitada. Está previsto que la estación sea liquidada en 2020. Una nave espacial tripulada moderna es, ante todo, una parte integral de un programa específico. No tiene sentido desarrollar un nuevo barco sin tener una idea de las tareas de su funcionamiento. Se están diseñando nuevas naves espaciales estadounidenses no sólo para transportar carga y tripulaciones a la ISS, sino también para vuelos a Marte y la Luna. Sin embargo, estas tareas están tan lejos de las preocupaciones cotidianas en la Tierra que en los próximos años difícilmente podemos esperar avances significativos en el campo de la astronáutica.