Mientras naves espaciales surcan las extensiones estelares. Comparación de naves espaciales tripuladas de primera generación
Solo tres países han tripulado naves espaciales: Rusia, Estados Unidos y China.
Naves espaciales de primera generación
"Mercurio"
Este fue el nombre del primer programa espacial tripulado de los Estados Unidos y la serie de naves espaciales utilizadas en este programa (1959-1963). El diseñador general del barco es Max Faget. El primer cuerpo de astronautas de la NASA se creó para vuelos bajo el programa Mercury. Bajo este programa se realizaron un total de 6 vuelos tripulados.
Esta es una nave espacial tripulada orbital de un solo asiento hecha de acuerdo con el esquema de la cápsula. La cabina está hecha de aleación de titanio y níquel. El volumen de la cabina es de 1,7 m 3. El astronauta se encuentra en el alojamiento y está en traje espacial durante el vuelo. La cabina está equipada con herramientas de información en el tablero y los controles. La palanca de control de actitud del barco está en mano derecha El piloto. La revisión visual la proporciona un ojo de buey en la escotilla de entrada de la cabina y un periscopio de levantamiento de gran angular con aumento variable.
El barco no está diseñado para maniobrar con un cambio en los parámetros de la órbita, está equipado con un sistema de control reactivo para girar en tres ejes y un sistema de propulsión de frenado. El control de actitud de la nave en órbita es automático y manual. La entrada a la atmósfera se realiza a lo largo de una trayectoria balística. El paracaídas de frenado se introduce a una altitud de 7 km, el paracaídas principal a una altitud de 3 km. La inundación ocurre con una velocidad vertical de aproximadamente 9 m / s. Después del amerizaje, la cápsula permanece en posición vertical.
Una característica de la nave espacial Mercury es el uso generalizado del control manual de reserva. La nave espacial "Mercury" fue puesta en órbita por cohetes "Redstone" y "Atlas" con una carga útil muy baja. Debido a esto, la masa y las dimensiones de la cabina de la cápsula tripulada "Mercury" eran extremadamente limitadas y significativamente inferiores en perfección técnica a los barcos soviéticos "Vostok".
Las misiones de la nave espacial Mercury fueron diferentes: probar un sistema de rescate de emergencia, probar un escudo térmico ablativo, dispararlo, telemetría y comunicaciones a lo largo de toda la trayectoria de vuelo, vuelo tripulado suborbital, vuelo tripulado 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 "Mercury", pero las superó en capacidades (2 miembros de la tripulación, mayor tiempo de vuelo autónomo, la capacidad de cambiar los parámetros de la órbita, etc.). En el transcurso del programa, se desarrollaron métodos de encuentro y acoplamiento, por primera vez en la historia, se llevó a cabo el acoplamiento de naves espaciales. Se realizaron varias caminatas espaciales, se establecieron récords de duración del vuelo. En total, se realizaron 12 vuelos bajo este programa.
El barco Gemini consta de dos partes principales: el vehículo de descenso, en el que se acomoda la tripulación, y el compartimento de ensamblaje de instrumentos sin presión, donde se encuentran los motores y otros equipos. La forma del vehículo de descenso es similar a los barcos de la serie "Mercury". A pesar de algunas similitudes externas entre las dos naves, 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 la masa es en promedio 3810 kilogramos. La nave fue puesta en órbita por el 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 el 23 de marzo de 1965.
Naves espaciales de segunda generación
"Apolo"
"Apolo" - una serie de naves espaciales estadounidenses de 3 plazas que se utilizaron en las misiones Apollo a la Luna, la estación orbital Skylab y el acoplamiento ASTP soviético-estadounidense. En total, se realizaron 21 vuelos bajo este programa. El propósito principal: la entrega de astronautas a la luna, pero la nave espacial de esta serie también realizó otras tareas. 12 astronautas aterrizaron en la luna. El Apolo 11 hizo el primer alunizaje (N. Armstrong y B. Aldrin en 1969)
Apollo es la única serie de naves espaciales en la historia hasta la fecha que ha permitido a los humanos escapar de la órbita terrestre baja y superar la gravedad de la Tierra, y la única que ha permitido a los astronautas aterrizar con éxito en la Luna y regresar a la Tierra.
La nave espacial Apollo consta de compartimentos de comando y servicio, un módulo lunar y un sistema de rescate de emergencia.
Módulo de mando es el centro de control de vuelo. Todos los miembros de la tripulación están en el compartimiento de mando durante el vuelo, excepto en la etapa de aterrizaje en la luna. Tiene forma de cono con base esférica.
El compartimiento de mando tiene una cabina presurizada con un sistema de soporte vital de 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 despresurizada del compartimento de mando hay un mecanismo de atraque y un sistema de aterrizaje con paracaídas, en la parte central hay 3 asientos de astronauta, un panel de control de vuelo y un sistema de soporte vital y equipo de radio; El espacio entre la luneta trasera y la cabina presurizada contiene el equipamiento del sistema de control reactivo (DCS).
El mecanismo de acoplamiento y parte del módulo lunar con roscas internas juntas proporcionan un acoplamiento rígido del compartimiento de comando con la nave lunar y forman un túnel para que la tripulación se mueva del compartimiento de comando al módulo lunar y viceversa.
El sistema de soporte vital de la tripulación asegura que la temperatura en la cabina de la nave espacial se mantenga dentro del rango de 21-27 ° 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, prevé la posibilidad de ajuste y reparación por parte de la tripulación con trajes espaciales.
Compartimento de servicio lleva el sistema de propulsión principal y los sistemas de apoyo para la nave espacial Apollo.
Sistema de rescate de emergencia.Si ocurre una emergencia durante el lanzamiento del vehículo de lanzamiento Apollo o es necesario terminar el vuelo mientras la nave espacial Apollo se inyecta en la órbita de la Tierra, la tripulación es rescatada separando el compartimiento de comando del vehículo de lanzamiento y luego aterrizando en la Tierra en paracaídas.
Modulo lunartiene 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 espacial lunar desde la órbita de la Luna y aterrizar suavemente en la superficie lunar, y también sirve como plataforma de lanzamiento para la etapa de despegue. La etapa de despegue con una cabina presurizada para la tripulación y un sistema de propulsión independiente, después de completar la investigación, comienza desde la superficie de la Luna y en los muelles orbitales con el compartimiento de comando. La separación de los pasos se lleva a cabo mediante dispositivos pirotécnicos.
Shenzhou
Programa de vuelos espaciales tripulados de la República Popular China. 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 repite en muchos aspectos la nave espacial rusa Soyuz: tiene exactamente el mismo diseño de módulos que la Soyuz: el compartimiento de instrumentos y ensamblaje, el vehículo de descenso y el compartimiento de servicios públicos; aproximadamente del mismo tamaño que la Soyuz. La estructura completa de la nave espacial y todos sus sistemas son aproximadamente idénticos a la nave espacial soviética de la serie Soyuz, y el módulo orbital se construye utilizando tecnologías utilizadas en la serie de estaciones espaciales soviéticas Salyut.
El programa de Shenzhou incluyó tres etapas:
- el lanzamiento de naves espaciales tripuladas y no tripuladas a la órbita terrestre baja al tiempo que se garantiza el regreso garantizado de los vehículos de descenso a la Tierra;
- salida de taykunauts al espacio abierto, creación de una estación espacial autónoma para estadías breves de expediciones;
- creación de grandes estaciones espaciales para estadías prolongadas de expediciones.
La misión se está completando con éxito (se han completado 4 vuelos tripulados) y actualmente está abierta.
Naves espaciales de transporte reutilizables
Transbordador espacial, o simplemente transbordador ("transbordador espacial") - Nave espacial estadounidense de transporte reutilizable. Los transbordadores se utilizaron como parte del programa State Space Transportation System. Los transbordadores estaban destinados a "escurrirse como transbordadores" entre la órbita de la Tierra y la Tierra, entregando cargas útiles en ambas direcciones. El programa se desarrolló entre 1981 y 2011. Se construyeron un total de cinco lanzaderas: "Colombia" (quemado durante el aterrizaje en 2003), Desafiador (explotó durante el lanzamiento en 1986), "Descubrimiento", Atlantis y "Esfuerzo"... Se construyó un prototipo de barco en 1975 "Empresa"pero nunca se ha lanzado al espacio.
El transbordador fue lanzado al espacio utilizando dos propulsores de cohetes de propulsor sólido y tres de sus propios motores de propulsión, que recibieron 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 como planeador. Durante el desarrollo, se preveía que cada uno de los transbordadores tuviera que despegar al espacio hasta 100 veces. En la práctica, se utilizaron mucho menos; al final del programa en julio de 2011, la mayoría de los vuelos fueron realizados por el transbordador "Discovery" - 39.
"Colombia"
"Colombia" - la primera instancia del sistema del transbordador espacial que voló al espacio. El prototipo de Enterprise construido anteriormente voló, pero solo dentro de la atmósfera para probar el aterrizaje. La construcción de Columbia comenzó en 1975 y la NASA encargó a Columbia el 25 de marzo de 1979. 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 un veterano de la cosmonáutica estadounidense John Young, el piloto era Robert Crippen. El vuelo fue (y sigue siendo) único: el primero, de hecho, un lanzamiento de prueba de una nave espacial, se llevó a cabo con una tripulación a bordo.
Columbia era más pesado que los transbordadores construidos más tarde, por lo que no tenía un módulo de acoplamiento. Columbia no pudo acoplarse ni a la estación Mir ni a la ISS.
El último vuelo del Columbia, STS-107, tuvo lugar del 16 de enero al 1 de febrero de 2003. En la mañana del 1 de febrero, al entrar en las densas capas de la atmósfera, el barco colapsó. Los siete miembros de la tripulación murieron. Una comisión para investigar las causas del desastre llegó a la conclusión de que la causa fue la destrucción de la capa exterior de protección térmica en el plano izquierdo del ala del transbordador. Al inicio del 16 de enero, esta sección de protección térmica fue dañada por un trozo de aislamiento térmico del tanque de oxígeno que cayó sobre ella.
Desafiador
Desafiador - Nave espacial de transporte reutilizable de la NASA. Inicialmente, estaba destinado solo para fines de prueba, pero luego se convirtió y se preparó para su lanzamiento al espacio. El Challenger despegó por primera vez el 4 de abril de 1983. En total, realizó 9 vuelos exitosos. Se estrelló durante el décimo lanzamiento el 28 de enero de 1986, los 7 miembros de la tripulación murieron. La última salida del transbordador estaba programada para la mañana del 28 de enero de 1986, y millones de espectadores de todo el mundo vieron el lanzamiento del Challenger. En el segundo 73 del vuelo, a una altitud de 14 km, el propulsor de propulsor sólido izquierdo se separó de uno de los dos soportes. Al girar el segundo, el propulsor atravesó el tanque de combustible principal. Debido a la violación de la simetría de empuje y resistencia del aire, la nave se desvió del eje y fue destruida 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 transbordador Discovery puso en órbita el telescopio espacial Hubble y participó en dos expediciones para mantenerlo.
Discovery lanzó la sonda Ulysses y tres satélites de retransmisión.
El cosmonauta ruso también voló en el transbordador "Discovery" Sergey Krikalev3 de febrero de 1994 En ocho días, la tripulación de la nave espacial Discovery realizó muchos experimentos científicos diferentes en el campo de la ciencia de los materiales, experimentos biológicos y observaciones de la superficie de la Tierra. Krikalev realizó una parte importante del trabajo con el manipulador remoto. Tras completar 130 órbitas y volar 5486215 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 un transbordador estadounidense. En total, de 1994 a 2002, se llevaron a cabo 18 vuelos orbitales de naves espaciales reutilizables del Transbordador Espacial, cuyas tripulaciones incluían 18 cosmonautas rusos.
El 29 de octubre de 1998, el astronauta John Glenn, que en ese momento tenía 77 años, despegó en el transbordador Discovery (STS-95) el 29 de octubre de 1998.
Shuttle Discovery terminó su carrera de 27 años con su último aterrizaje el 9 de marzo de 2011. Desorbitó, se deslizó hasta el Centro Espacial Kennedy en Florida y aterrizó de manera segura. El transbordador fue trasladado al Museo Nacional del Aire y el Espacio de la Institución Smithsonian en Washington.
Atlantis
"Atlantis" - Nave espacial de transporte reutilizable de la NASA, el cuarto transbordador espacial. Durante la construcción de Atlantis, se han realizado muchas mejoras con respecto a sus predecesores. Es 3,2 toneladas más ligero que el transbordador Columbia y tomó la mitad del tiempo construirlo.
Atlantis realizó su primer vuelo en octubre de 1985, uno de los cinco vuelos del Departamento de Defensa de Estados Unidos. Desde 1995, Atlantis ha completado siete vuelos a la estación espacial rusa Mir. Se entregó un módulo de acoplamiento adicional para la estación Mir y se reemplazaron las tripulaciones de la estación Mir.
Desde noviembre de 1997 hasta julio de 1999, Atlantis fue modificado, con unas 165 mejoras realizadas. Desde octubre de 1985 hasta julio de 2011, el transbordador Atlantis realizó 33 vuelos espaciales, con 189 tripulantes. El último lanzamiento número 33 se llevó a cabo el 8 de julio de 2011.
"Esfuerzo"
"Esfuerzo" - 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, la primera expedición para dar servicio al Telescopio Espacial Hubble se realizó a bordo del Endeavour. 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 Endeavour realizó 25 vuelos espaciales. 1 de junio de 2011 el transbordador aterrizó por última vez en el sitio de lanzamiento de Cabo Cañaveral en Florida.
El programa del Sistema de Transporte Espacial se completó en 2011. Todos los transbordadores operativos fueron retirados de servicio después de su último vuelo y enviados a museos.
Durante 30 años de funcionamiento, cinco lanzaderas han realizado 135 vuelos. Los transbordadores elevaron 1,6 mil toneladas de cargas útiles al espacio. 355 astronautas y cosmonautas volaron en transbordadores espaciales.
Hoy en día, los viajes espaciales no son una historia de fantasía, pero, desafortunadamente, la nave espacial moderna sigue siendo muy diferente de las que se muestran en las películas.
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Naves espaciales de Rusia y
Naves espaciales del futuro
Nave espacial: que es
Sobre el
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, se desarrolló una carrera armamentista entre la URSS y los Estados Unidos. Si comparamos el tamaño y el enfoque del tema de la construcción, entonces el liderazgo de la URSS hizo todo lo posible por la conquista más rápida del espacio. Está claro por qué no se están construyendo dispositivos similares en la actualidad. Casi nadie se comprometerá 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: la historia de la creación
Tsiolkovsky es considerado, con razón, el padre de la cosmonáutica. Basado en sus enseñanzas, Goddrad construyó un motor de cohete.
Los científicos que trabajaron en la Unión Soviética fueron los primeros en diseñar y lanzar un satélite artificial. También se convirtieron en los primeros en inventar la posibilidad de lanzar un ser vivo al espacio. Los Estados saben que la Unión fue la primera en crear un avión capaz de viajar al espacio con una persona. A la Reina se le llama con razón el padre de los cohetes, que pasó a la historia como quien descubrió cómo vencer la gravedad y fue capaz de crear la primera nave espacial tripulada. Hoy en día, incluso los niños saben en qué año se lanzó el primer barco con una persona a bordo, pero pocos recuerdan la contribución de la Reina a este proceso.
Tripulación y su seguridad durante el vuelo
La tarea principal hoy es la seguridad de la tripulación, porque pasan mucho tiempo a la altura de vuelo. Al construir un avión, es importante de qué metal está hecho. Los siguientes tipos de metales se utilizan en cohetería:
- Aluminio: le permite aumentar significativamente el tamaño de la nave espacial, ya que es liviano.
- Hierro: se adapta perfectamente a todas las cargas en el casco del barco.
- Cobre: \u200b\u200btiene una alta conductividad térmica.
- Plata: une de manera confiable el cobre y el acero.
- Los tanques para oxígeno líquido e hidrógeno están hechos de aleaciones de titanio.
El moderno sistema de soporte vital le permite crear una atmósfera familiar para una persona. Muchos niños los ven volando en el espacio, olvidándose de la enorme sobrecarga del astronauta al principio.
La nave espacial más grande del mundo.
Entre los barcos de combate, los cazas e interceptores son muy populares. Un buque de carga moderno tiene la siguiente clasificación:
- La sonda es un barco de investigación.
- Una cápsula es una bodega de carga para las operaciones de entrega o rescate de la tripulación.
- Módulo: puesto en órbita por un vehículo no tripulado. Los módulos modernos se dividen en 3 categorías.
- Cohete. El prototipo para la creación fue el desarrollo militar.
- Shuttle: estructuras reutilizables para la entrega de la carga requerida.
- Las estaciones son las naves espaciales más grandes. Hoy, no solo los rusos están en espacios abiertos, sino también franceses, chinos y otros.
Buran: una nave espacial que pasó a la historia
La primera nave espacial en entrar en el espacio fue Vostok. Después de que la Federación de Ingeniería de Cohetes de la URSS comenzó a producir barcos Soyuz. Mucho después, se empezaron a producir Clippers y Rusia. La federación tiene grandes esperanzas en todos estos proyectos tripulados.
En 1960, la nave espacial Vostok con su vuelo demostró la posibilidad de una caminata espacial tripulada. El 12 de abril de 1961, Vostok 1 hizo una revolución alrededor de la Tierra. Pero la cuestión de quién voló en el barco Vostok 1 por alguna razón causa dificultades. ¿Quizás el hecho es que simplemente no sabemos que Gagarin hizo su primer vuelo en este barco? En el mismo año, la nave espacial Vostok 2 entró en órbita por primera vez, en la que había dos cosmonautas a la vez, uno de los cuales fue más allá de la nave espacial. Fue un progreso. Y ya en 1965, Voskhod 2 pudo ir al espacio exterior. Se filmó la historia del barco Sunrise 2.
Vostok 3 ha establecido un nuevo récord mundial por el tiempo que una nave espacial pasa en el espacio. El último barco de la serie fue Vostok 6.
El transbordador de la serie American Apollo ha abierto nuevos horizontes. De hecho, en 1968, el Apolo 11 fue el primero en aterrizar en la luna. Hoy existen varios proyectos para desarrollar los aviones espaciales del futuro, como Hermes y Columbus.
Salute es una serie de estaciones espaciales interorbitales de la Unión Soviética. Salute 7 es conocido por estar destrozado.
La siguiente nave espacial, cuya historia es interesante, fue Buran, por cierto, me pregunto dónde está ahora. En 1988 realizó su primer y último vuelo. Después de repetidos análisis y transporte, la ruta de movimiento de Buran se perdió. La última ubicación conocida de la nave espacial Buranv Sochi, el trabajo en ella está suspendida. 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 un complejo de museo interactivo dentro del modelo de la nave espacial Buran en VDNKh.
Gemini es una serie de barcos de diseñadores estadounidenses. Reemplazó el proyecto Mercury y pudieron hacer una espiral en órbita.
Los barcos estadounidenses llamados Space Shuttle se convirtieron en una especie de transbordadores, realizando más de 100 vuelos entre objetos. El segundo transbordador espacial fue el Challenger.
Uno no puede dejar de estar interesado en la historia del planeta Nibiru, que es reconocido como la nave supervisora. Nibiru ya se ha acercado dos veces a la peligrosa distancia a la Tierra, 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 las especificaciones y el estado del barco Dragón, pospuso el lanzamiento. No hace mucho, ocurrió otro evento: la compañía Boeing hizo una declaración de que también comenzó el desarrollo de la creación de un rover.
Se suponía que la primera camioneta reutilizable era 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. Para estos efectos, se ha comenzado a trabajar en el módulo de transporte y energía. Paralelamente, se están llevando a cabo desarrollos para el proyecto Prometheus, un reactor nuclear compacto para cohetes y naves espaciales.
El barco chino Shenzhou 11 se lanzó en 2016 con dos astronautas que se suponía que pasarían 33 días en el espacio.
Velocidad de la nave espacial (km / h)
Se considera que la velocidad mínima con la que se puede entrar en órbita alrededor de la Tierra es de 8 km / s. Hoy no es necesario desarrollar la nave más rápida del mundo, ya que estamos en el comienzo del espacio exterior. Después de todo, la altura máxima que pudimos alcanzar en el espacio es de solo 500 km. El récord del movimiento más rápido en el espacio se estableció en 1969 y aún no se ha batido. En la nave espacial Apolo 10, los tres cosmonautas, habiendo estado en la órbita de la luna, regresaron a casa. La cápsula, que se suponía iba a entregarlos desde el vuelo, logró alcanzar una velocidad de 39.897 km / h. A modo de comparación, veamos qué tan rápido está volando la estación espacial. Máximo puede desarrollar hasta 27.600 km / h.
Naves espaciales abandonadas
Hoy, para las naves espaciales que han caído en mal estado, se ha creado un cementerio en un océano tranquilo, donde decenas de naves espaciales abandonadas pueden encontrar su último refugio. La nave espacial se estrella
En el espacio ocurren catástrofes que a menudo se cobran vidas. Los más frecuentes, por extraño que parezca, son los accidentes que ocurren debido a colisiones con desechos espaciales. Tras la colisión, la órbita del objeto cambia y causa choques y daños, a menudo provocando una explosión. El desastre más famoso es la muerte de la nave espacial estadounidense Challenger.
Motor nuclear para naves espaciales 2017
Hoy los científicos están trabajando en proyectos para crear un motor eléctrico atómico. Estos desarrollos implican la conquista del espacio utilizando motores de fotones. Los científicos rusos planean comenzar a probar un motor termonuclear en un futuro próximo.
Naves espaciales de Rusia y Estados Unidos
El rápido interés en el espacio surgió durante la Guerra Fría entre la URSS y los Estados Unidos. Los científicos estadounidenses reconocieron a sus colegas rusos como dignos rivales. La cohetería soviética continuó desarrollándose y, después del 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, gracias a los desarrollos exitosos de los científicos estadounidenses, las naves espaciales se han vuelto reutilizables.
Naves espaciales del futuro
Hoy en día, hay cada vez más interés en proyectos que permitan a la humanidad realizar viajes más largos. Los desarrollos modernos ya están preparando naves para expediciones interestelares.
Lugar donde se lanzan naves espaciales
Ver con sus propios ojos el lanzamiento de una nave espacial al principio es el sueño de muchos. Quizás esto se deba al hecho de que el primer lanzamiento no siempre conduce al resultado deseado. Pero gracias a Internet, podemos ver despegar el barco. Dado que los observadores del lanzamiento de una nave espacial tripulada deben estar lo suficientemente lejos, podemos imaginar que estamos en el lugar de despegue.
Nave espacial: ¿cómo es el interior?
Hoy, gracias a las exhibiciones de los museos, podemos ver personalmente la estructura de barcos como la Unión. Por supuesto, desde el interior, los primeros barcos eran muy sencillos. El interior de opciones más modernas está diseñado en colores suaves. El dispositivo de cualquier nave espacial necesariamente nos asusta con multitud de palancas y botones. Y esto agrega orgullo a aquellos que pudieron recordar cómo funciona el barco y, además, aprendieron cómo operarlo.
¿Qué naves espaciales vuelan ahora?
Las nuevas naves espaciales con su apariencia confirman que la fantasía se ha convertido en realidad. Hoy, ya no te sorprenderá el hecho de que el atraque de naves espaciales sea una realidad. Y pocas personas 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. Departamento de investigación del Instituto de Ingeniería Mecánica (FSUE TsNIIMash). Fundada en 1960 y con sede en una ciudad científica llamada Korolev. Las misiones del MCC incluyen el control y la gestión de los vuelos de las naves espaciales, que pueden ser atendidas simultáneamente en la cantidad de hasta veinte naves espaciales. Además, en el MCC se realizan cálculos y estudios encaminados a mejorar la calidad de la gestión de aparatos y solucionar algunos problemas en el ámbito de la gestión.
- Star City es un asentamiento de tipo urbano cerrado, que fue fundado en 1961 en el territorio del distrito de Shchelkovsky. Sin embargo, en 2009 se separó en un distrito separado y se eliminó de Shchelkovo. En un área de 317,8 hectáreas, hay edificios residenciales para todo el personal, empleados de Roscosmos y sus familias, así como para todos los cosmonautas que también reciben capacitación espacial en el CTC. En 2016, el número de residentes de la ciudad es más de 5600.
- Centro de entrenamiento de cosmonautas que lleva el nombre de Yuri Gagarin. Fue fundada en 1960 y está ubicada en Star City. El entrenamiento de los cosmonautas es proporcionado por una serie de simuladores, dos centrifugadoras, un laboratorio de aviones y un laboratorio de agua de tres pisos. Este último permite crear condiciones de ingravidez similares a las de la ISS. Esto usa una maqueta de tamaño completo de la estación espacial.
- Cosmódromo "Baikonur". Fundada en 1955 en un área de 6717 km² cerca de la ciudad de Kazaly, Kazajstán. Actualmente alquilado por Rusia (hasta 2050) y es el líder en el número de lanzamientos: 18 vehículos de lanzamiento en 2015, mientras que Cabo Cañaveral está un lanzamiento por detrás, y el cosmódromo de Kourou (ESA, Francia) tiene 12 lanzamientos por año. El mantenimiento del cosmódromo incluye dos cantidades: alquiler - $ 115 millones, mantenimiento - $ 1,5 mil millones.
- El cosmódromo de Vostochny comenzó a crearse en 2011 en la región de Amur, cerca de la ciudad de Tsiolkovsky. Además de la creación del segundo Baikonur en Rusia, Vostochny también está destinado a vuelos comerciales. El cosmódromo está ubicado cerca de uniones ferroviarias, carreteras y aeródromos desarrollados. Además, en relación con la ubicación favorable del "Vostochny", las partes sueltas de los vehículos de lanzamiento caerán en áreas escasamente pobladas o incluso en aguas neutrales. El costo de crear el 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 programado 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 de defensa estratégicos, vehículos comerciales y científicos espaciales no tripulados. El primer lanzamiento desde el cosmódromo tuvo lugar el 17 de marzo de 1966, cuando se lanzó 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 rusa.
El desarrollo de la cosmonáutica doméstica se remonta a 1946, cuando se fundó la Oficina de Diseño Experimental No. 1, cuyo propósito es el desarrollo de misiles balísticos, vehículos de lanzamiento y satélites. En 1956-1957, la Oficina diseñó un cohete portador de misiles balísticos intercontinentales R-7, con la ayuda del cual, el 4 de octubre de 1957, se lanzó a la órbita terrestre el primer satélite artificial "Sputnik-1". El lanzamiento tuvo lugar en el sitio de investigación Tyura-Tam, que fue desarrollado específicamente para este propósito y que luego se llamaría Baikonur.
El 3 de noviembre de 1957, se lanzó un segundo satélite, esta vez con un ser vivo a bordo, un perro llamado Laika.
Laika es la primera criatura viviente en orbitar la tierra.
A partir de 1958 se inició el lanzamiento de estaciones interplanetarias compactas para estudio, en el marco del programa del mismo nombre. El 12 de septiembre de 1959, por primera vez, una nave espacial humana (Luna-2) alcanzó la superficie de otro cuerpo cósmico: la Luna. Desafortunadamente, Luna-2 cayó a la superficie lunar a una velocidad de 12.000 km / h, como resultado de lo cual la estructura pasó 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 del paisaje.
Historia
Durante la Guerra Fría, el espacio fue uno de los campos de batalla entre la Unión Soviética y Estados Unidos. El enfrentamiento geopolítico entre las superpotencias fue el principal estímulo en esos años para el desarrollo de la industria espacial. Se han dedicado una gran cantidad de recursos a la implementación de programas de exploración espacial. En particular, para la implementación del proyecto Apollo, cuyo objetivo principal era llevar a un hombre a la superficie lunar, el gobierno de los Estados Unidos gastó alrededor de veinticinco mil millones de dólares. Para los años 70 del siglo pasado, esta cantidad era simplemente gigantesca. El programa lunar de la URSS, que nunca estuvo destinado a realizarse, le costó al presupuesto de la Unión Soviética 2.500 millones de rublos. El desarrollo del transbordador espacial doméstico Buran costó dieciséis mil millones de rublos. Al mismo tiempo, "Buran" estaba destinado a realizar un solo vuelo espacial.
Su contraparte estadounidense fue mucho más afortunada. El transbordador espacial realizó ciento treinta y cinco lanzamientos. Pero el transbordador estadounidense no duró para siempre. Un barco creado por programa estatal Space Transportation System, el 8 de julio de 2011, realizó su último lanzamiento espacial, que finalizó en la madrugada del 21 de julio del mismo año. Durante la implementación del programa, los estadounidenses produjeron seis "lanzaderas", uno de los cuales era un prototipo que nunca había realizado vuelos espaciales. Dos barcos se estrellaron en total.
Levanta del suelo "Apollo 11"
Desde el punto de vista viabilidad económica el programa del Transbordador Espacial difícilmente puede considerarse exitoso. Las naves espaciales de un solo uso resultaron ser mucho más económicas que sus contrapartes reutilizables aparentemente más avanzadas tecnológicamente. Y la seguridad de los vuelos en "lanzaderas" estaba en duda. Durante su operación, como resultado de dos accidentes, catorce astronautas resultaron víctimas. Pero la razón de resultados tan ambiguos del viaje espacial de la legendaria nave espacial no está 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 Internacional. estación Espacial (ISS). Cabe señalar de inmediato que esto de ninguna manera habla de su superioridad sobre el transbordador espacial. La nave espacial Soyuz, al igual que los camiones espaciales no tripulados Progress, creados sobre su base, tiene una serie de inconvenientes 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 operación. Los vuelos espaciales en naves de la clase Soyuz pronto pasarán a formar parte de la historia. Al mismo tiempo, a día de hoy, no existen alternativas reales. El enorme potencial inherente al concepto de barcos reutilizables a menudo sigue siendo técnicamente irrealizable incluso en nuestro tiempo.
El primer proyecto del avión orbital reutilizable soviético OS-120 "Buran", propuesto por NPO Energia en 1975 y era un análogo del transbordador espacial estadounidense.
Nuevas naves espaciales estadounidenses
En julio de 2011, el presidente estadounidense, Barack Obama, dijo: un vuelo a Marte es nuevo y, hasta donde se puede suponer, el principal objetivo de los astronautas estadounidenses para las próximas décadas. Uno de los programas que lleva a cabo la NASA en el marco de la exploración de la Luna y el vuelo a Marte es el programa espacial a gran escala "Constellation".
Se basa en la creación de una nueva nave espacial tripulada "Orion", los cohetes portadores "Ares-1" y "Ares-5", así como el módulo lunar "Altair". A pesar de que en 2010 el gobierno de los EE. UU. Decidió recortar el programa "Constellation", la NASA tuvo la oportunidad de continuar desarrollando Orion. Está previsto implementar el primer vuelo de prueba no tripulado de la nave espacial en 2014. Se supone que durante el vuelo, el dispositivo se moverá a seis mil kilómetros de la Tierra. Esto es unas quince veces más lejos que la ISS. Después del vuelo de prueba, la nave se dirigirá a la Tierra. El nuevo dispositivo podrá ingresar a la atmósfera a una velocidad de 32 mil km / h. Según este indicador, "Orión" es mil quinientos kilómetros más alto que el legendario "Apolo". El primer vuelo experimental no tripulado de Orion está diseñado para demostrar su potencial. La prueba de la nave espacial debería ser un paso importante hacia la implementación de su lanzamiento tripulado, que está programado 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, los estadounidenses están diseñando un nuevo vehículo de lanzamiento superpesado SLS para la exploración del espacio profundo.
Orion es una nave espacial parcialmente reutilizable y está conceptualmente más cerca de la nave espacial Soyuz que de transbordador espacial "lanzadera". La mayoría de las naves espaciales prometedoras son parcialmente reutilizables. Este concepto asume que después de aterrizar en la superficie de la Tierra, la cápsula viviente de la nave espacial se puede reutilizar para lanzarse al espacio exterior. Esto hace posible combinar la practicidad funcional de las naves espaciales reutilizables con la operación económica de los vehículos Soyuz o Apollo. Esta decisión es una etapa de transición. Probablemente, en un futuro lejano, todas las naves espaciales serán reutilizables. Así que el transbordador espacial estadounidense y el Buran soviético estaban, en cierto sentido, adelantados a su tiempo.
Orion es una nave espacial tripulada parcialmente reutilizable cápsula multipropósito estadounidense, desarrollada desde mediados de la década de 2000 como parte del programa Constellation
Parece que las palabras "practicidad" y "previsión" caracterizan a los estadounidenses lo mejor posible. El gobierno de EE. UU. Ha decidido no colocar todas sus ambiciones espaciales solo en los hombros de Orión. Actualmente, varias empresas privadas encargadas por la NASA están desarrollando sus propias naves espaciales diseñadas para reemplazar los vehículos que se utilizan en la actualidad. Como parte de su Programa de desarrollo de naves espaciales tripuladas comerciales (CCDev), Boeing está desarrollando la nave espacial tripulada CST-100 parcialmente reutilizable. El dispositivo está diseñado para realizar viajes cortos a la órbita terrestre baja. Su tarea principal será entregar la tripulación y la 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 entregó al consuelo de los astronautas. El espacio habitable del dispositivo es mucho más grande que los barcos de la generación anterior. Es probable que se lance con vehículos de lanzamiento Atlas, Delta o Falcon. Al mismo tiempo, "Atlas-5" es la opción más adecuada. El desembarco de la nave se realizará mediante paracaídas y cojines de aire. Según los planes de Boeing, una serie de lanzamientos de prueba esperan al CST-100 en 2015. Los dos primeros vuelos no serán tripulados. Su tarea principal es poner el vehículo en órbita y probar los sistemas de seguridad. Durante el tercer vuelo, se planea un atraque tripulado con la ISS. Si las pruebas tienen éxito, el CST-100 muy pronto podrá reemplazar a las naves espaciales rusa Soyuz y Progress, que monopolizan los vuelos tripulados a la Estación Espacial Internacional.
CST-100 - nave espacial de transporte tripulado
Otra nave espacial privada que llevará a cabo la entrega de carga y tripulación a la ISS será un aparato desarrollado por SpaceX, miembro de Sierra Nevada Corporation. La nave espacial de una pieza parcialmente reutilizable Dragon fue desarrollada bajo el programa de Transporte Orbital Comercial (COTS) de la NASA. Está previsto construir tres modificaciones del mismo: tripulado, de carga y autónomo. La tripulación de una nave espacial tripulada, como en el caso del CST-100, puede ser de siete personas. En la modificación de carga, el barco llevará a bordo cuatro personas y dos toneladas y media de carga.
Y en el futuro, quieren usar el "Dragón" para vuelos al Planeta Rojo. ¿Por qué se desarrollará una versión especial del barco, el Dragón Rojo? Según los planes de la gestión espacial estadounidense, el vuelo no tripulado del dispositivo a Marte tendrá lugar en 2018, y se espera que el primer vuelo de prueba tripulado de la nave espacial estadounidense se realice en unos años.
Una de las características del "Dragón" es su reutilización. Después del vuelo, parte de los sistemas de energía y los tanques de combustible descenderán a la Tierra junto con la cápsula viviente de la nave espacial y podrán usarse nuevamente para vuelos espaciales. Esta capacidad constructiva distingue barco nuevo de la mayoría de los desarrollos prometedores. En un futuro próximo, "Dragon" y CST-100 se complementarán y actuarán como una "red de seguridad". En el caso de que un tipo de barco por algún motivo no pueda cumplir con las tareas que le han sido asignadas, el otro se hará cargo de parte de su trabajo.
Dragon SpaceX es una nave espacial de transporte privado (SC) de SpaceX, desarrollada por la NASA como parte del programa Commercial Orbital Transportation (COTS), diseñada para entregar carga útil y, en el futuro, personas a la ISS.
"Dragon" se puso en órbita por primera vez en 2010. El vuelo de prueba no tripulado se completó con éxito y, después de unos años, concretamente el 25 de mayo de 2012, el dispositivo se acopló a la ISS. En ese momento, la nave no contaba con un sistema de atraque automático, y para implementarlo hubo que utilizar el manipulador de la estación espacial.
Este vuelo fue visto como el primer acoplamiento de una nave espacial privada a la Estación Espacial Internacional. Hagamos una reserva de inmediato: es poco probable que el "Dragón" y una serie de otras naves espaciales desarrolladas por empresas privadas puedan llamarse privadas en el pleno sentido de la palabra. Por ejemplo, la NASA asignó $ 1.5 mil millones para el desarrollo del Dragón. Otros proyectos privados también reciben apoyo financiero de la NASA. Por tanto, no hablamos tanto de la comercialización del espacio, sino de una nueva estrategia para el desarrollo de la industria espacial, basada en la cooperación entre el Estado y el capital privado. Las tecnologías espaciales que alguna vez fueron secretas, anteriormente disponibles solo para el estado, ahora son propiedad de varias empresas privadas involucradas en el campo de la astronáutica. Esta circunstancia es en sí misma un poderoso incentivo para el crecimiento de las capacidades tecnológicas de las empresas privadas. Además, este enfoque permitió emplear un gran número de especialistas en la industria espacial que fueron previamente despedidos por el estado en relación con el cierre del programa del Transbordador Espacial en la esfera privada.
Cuando se trata de un programa para el desarrollo de naves espaciales por parte de empresas privadas, quizás el proyecto más interesante es el de SpaceDev, denominado Dream Chaser. En su desarrollo también participaron doce socios de la empresa, tres universidades estadounidenses y siete centros de la NASA.
Concepto de 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 ordinario. Aún así, las principales tareas de la nave son similares a las del Dragon y CST-100. El dispositivo servirá para llevar carga y tripulación (hasta las mismas siete personas) a la órbita terrestre baja, donde se lanzará utilizando el vehículo de lanzamiento Atlas-5. Este año, el barco realizará su primer vuelo no tripulado y para 2015 está previsto preparar su versión tripulada para el lanzamiento. Otro detalle importante. El proyecto Dream Chaser se basa en el desarrollo estadounidense de la década de 1990: el avión orbital HL-20. El proyecto de este último se convirtió en un análogo del sistema orbital espiral soviético. Los tres dispositivos tienen un apariencia y la funcionalidad prevista. Esto lleva a una pregunta completamente natural. Valió la pena La Unión Soviética doblar el sistema aeroespacial Spiral a medio terminar?
¿Que tenemos?
En 2000, RSC Energia comenzó a diseñar el complejo espacial multipropósito Clipper. Se suponía que esta nave espacial reutilizable, aparentemente algo que recordaba a un "transbordador" de tamaño reducido, se utilizaría para resolver una amplia variedad de tareas: entrega de carga, evacuación de la tripulación de la estación espacial, turismo espacial, vuelos a otros planetas. Se depositaron ciertas esperanzas en el proyecto. Como siempre, las buenas intenciones se cubrieron con una cuenca de cobre de falta de financiamiento. En 2006, el proyecto se cerró. Al mismo tiempo, se supone que las tecnologías desarrolladas dentro del proyecto Clipper se utilizarán para diseñar el sistema de transporte tripulado en perspectiva (PTS), también conocido como el proyecto Rus.
Versión alada del Clipper en vuelo orbital. Dibujo de webmaster basado en el modelo 3D de Clipper
© Vadim Lukashevich
Es PTS (por supuesto, este es solo un nombre "funcional" del proyecto), como creen los expertos rusos, el que estará destinado a convertirse en un sistema espacial doméstico de una nueva generación, capaz de reemplazar a Soyuz y Progress, que envejecen rápidamente. Como en el caso de Clipper, RSC Energia está desarrollando la nave espacial. La modificación básica del complejo será el "Buque de transporte tripulado de la nueva 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. Compartimiento del motor - no. Una característica interesante del barco es la capacidad de aterrizar sin usar un paracaídas. Para frenar y aterrizar suavemente en la superficie de la Tierra, se utilizará un sistema reactivo.
A diferencia del Soyuz, que despega del territorio del cosmódromo de Baikonur en Kazajstán, los nuevos barcos se lanzarán desde el nuevo cosmódromo de Vostochny, que se está construyendo en el territorio de la región de Amur. La tripulación será de seis personas. El vehículo tripulado también es capaz de llevar una carga: quinientos kilogramos. En la versión no tripulada, la nave espacial podrá entregar "golosinas" más impresionantes, con un peso de dos toneladas a la órbita cercana a la Tierra.
Uno de los principales problemas del proyecto PPTS es la falta de vehículos de lanzamiento con las características requeridas. Hoy se han resuelto los principales aspectos técnicos de la nave espacial, pero la falta de un vehículo de lanzamiento coloca a sus desarrolladores en una posición muy difícil. Se supone que el nuevo vehículo de lanzamiento estará tecnológicamente cerca del Angara, desarrollado en la década de 1990.
Modelo PPTS en MAKS-2009
© sdelanounas.ru
Curiosamente, pero otro problema grave es el propósito mismo de diseñar un PPTS (léase: realidad rusa). Rusia difícilmente podrá permitirse la implementación de programas para la exploración de la Luna y Marte, similares en escala a los que está implementando Estados Unidos. Incluso si el desarrollo del complejo espacial es exitoso, lo más probable es que su 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 este momento, los vehículos estadounidenses prometedores probablemente ya podrán asumir las funciones que ahora realizan las naves espaciales rusas Soyuz y Progress.
Perspectivas brumosas
El mundo moderno carece del romance de los vuelos espaciales; esto es un hecho. Por supuesto, no estamos hablando de lanzamiento de satélites y turismo espacial. No hay necesidad de preocuparse por estas esferas de la astronáutica. Los vuelos a la Estación Espacial Internacional son de suma importancia para la industria espacial, pero la ISS tiene un tiempo limitado en órbita. Está previsto que la estación sea liquidada en 2020. Una nave espacial tripulada moderna es, en primer lugar, una parte integral de un programa específico. No tiene sentido desarrollar un nuevo barco sin conocer las tareas de su operación. Se están diseñando nuevas naves espaciales estadounidenses no solo para entregar carga y tripulaciones a la ISS, sino también para volar a Marte y la Luna. Sin embargo, estas tareas están tan lejos de las preocupaciones terrenales cotidianas que en los próximos años difícilmente podemos esperar avances significativos en el campo de la astronáutica.