Čemu služe svemirske rakete? Svemirske rakete: vrste, tehničke karakteristike. Prve svemirske rakete i astronauti. Proizvođači aviona

Dom

Pitanja.

1. Na osnovu zakona održanja količine gibanja objasni zašto se balon kreće u suprotnom smjeru u odnosu na struju komprimovanog zraka koja izlazi iz njega.

2. Navedite primjere reaktivnog kretanja tijela. U prirodi, primjer je reaktivno kretanje biljaka: zreli plodovi ludog krastavca; i životinje: lignje, hobotnice, meduze, sipa itd. (životinje se kreću tako što izbacuju vodu koju upijaju). U tehnologiji je najjednostavniji primjer mlaznog pogona segner wheel , više složeni primjeri

su: kretanje raketa (svemirska, barutana, vojna), vodena vozila sa mlaznim motorom (hidrocikli, čamci, motorni brodovi), vazdušna vozila sa mlaznim motorom (mlazni avioni).

3. Koja je svrha raketa?

Rakete se koriste u raznim oblastima nauke i tehnologije: u vojnim poslovima, naučnim istraživanjima, astronautici, sportu i zabavi.

4. Koristeći sliku 45, navedite glavne dijelove bilo koje svemirske rakete.

Svemirska letjelica, odeljak za instrumente, rezervoar za oksidator, rezervoar za gorivo, pumpe, komora za sagorevanje, mlaznica.

5. Opišite princip rada rakete. U skladu sa zakonom održanja količine gibanja, raketa leti zbog činjenice da se iz nje velikom brzinom istiskuju plinovi s određenim impulsom, a raketi se daje impuls iste veličine, ali usmjeren u suprotnom smjeru . Plinovi se emituju kroz mlaznicu u kojoj gorivo sagorijeva, dopirući visoka temperatura

i pritisak. Mlaznica prima gorivo i oksidant, koji tamo potiskuju pumpe.

6. Od čega zavisi brzina rakete?

Brzina rakete prvenstveno zavisi od brzine strujanja gasa i mase rakete. Brzina protoka plina ovisi o vrsti goriva i vrsti oksidatora. Masa rakete ovisi, na primjer, o tome koju brzinu joj žele dati ili koliko daleko treba da leti.

7. Koja je prednost višestepenih raketa u odnosu na jednostepene?

Višestepene rakete su sposobne da dostignu veće brzine i lete dalje od jednostepenih raketa. 8. Kako sleteti?

Slijetanje letjelice vrši se na način da se njena brzina smanjuje kako se približava površini. Ovo se postiže upotrebom kočionog sistema, koji može biti bilo koji padobranski sistem kočenje ili usporavanje se može izvesti pomoću raketnog motora, sa mlaznicom okrenutom nadole (prema Zemlji, Mjesecu itd.), zbog čega se smanjuje brzina.

Vježbe.

1. Iz čamca koji se kreće brzinom od 2 m/s, osoba baca veslo mase 5 kg horizontalnom brzinom od 8 m/s suprotno kretanju čamca. Kojom brzinom se čamac počeo kretati nakon bacanja, ako je njegova masa zajedno s masom osobe 200 kg?

2. Koju brzinu će dobiti model rakete ako je masa njene školjke 300 g, masa baruta u njoj 100 g, a gasovi izlaze iz mlaznice brzinom od 100 m/s? (Smatrajte da je odliv gasa iz mlaznice trenutni).

3. Na kojoj opremi i kako se izvodi eksperiment prikazan na slici 47? Koja se fizička pojava demonstrira u ovom slučaju, od čega se sastoji i koji fizički zakon leži u osnovi ovog fenomena?
Napomena: gumena cijev je bila postavljena okomito sve dok voda nije počela da teče kroz nju.

Na stativ je pomoću držača pričvršćen lijevak s gumenom cijevi pričvršćenom odozdo sa zakrivljenom mlaznicom na kraju, a ispod je postavljen pladanj. Zatim se, odozgo, voda izlila u lijevak iz posude, dok je voda izlila iz cijevi u ladicu, a sama cijev se pomaknula iz okomitog položaja. Ovaj eksperiment ilustruje reaktivno kretanje zasnovano na zakonu održanja impulsa.

4. Izvedite eksperiment prikazan na slici 47. Kada gumena cijev odstupi od vertikale što je više moguće, prestanite da sipate vodu u lijevak. Dok voda koja je ostala u cijevi istječe, promatrajte kako: a) domet leta vode u mlazu (u odnosu na rupu u staklenoj cijevi); b) položaj gumene cijevi. Objasnite obje promjene.

a) domet leta vode u potoku će se smanjiti; b) kako voda istječe, cijev će se približiti horizontalni položaj. Ove pojave nastaju zbog činjenice da će se smanjiti pritisak vode u cijevi, a samim tim i impuls kojim se voda izbacuje.

Godine 1957-1958 obilježila su najveća dostignuća Sovjetskog Saveza u oblasti raketne nauke.

Zastavice koje su se nalazile na prvoj sovjetskoj svemirskoj raketi. Na vrhu je sferna zastavica koja simbolizira umjetnu planetu; na dnu se nalazi traka zastavice (na prednjoj i stražnjoj strani).

Lansiranja sovjetskih umjetnih satelita Zemlje omogućila su akumulaciju potrebnog materijala za svemirske letove i dostizanje drugih planeta solarni sistem. Istraživačko-razvojni rad u SSSR-u bio je usmjeren na stvaranje velikih umjetnih Zemljinih satelita po veličini i težini.

Težina trećeg sovjetskog umjetnog satelita, kao što je poznato, bila je 1327 kilograma.

Uspješnim lansiranjem 4. oktobra 1957. prvog umjetnog satelita Zemlje i kasnijim lansiranjem teških sovjetskih satelita u okviru programa Međunarodne geofizičke godine, postignuta je prva kosmička brzina - 8 kilometara u sekundi.

Kao rezultat daljeg kreativni rad Sovjetski naučnici, dizajneri, inženjeri i radnici sada su stvorili višestepenu raketu, čija je poslednja faza sposobna da postigne drugu kosmičku brzinu - 11,2 kilometara u sekundi, pružajući mogućnost međuplanetarnih letova.

2. januara 1959. SSSR je lansirao svemirsku raketu ka Mjesecu. Višestepena svemirska raketa je, prema zadatom programu, ušla u putanju prema Mjesecu. Prema preliminarnim podacima, posljednji stepen rakete dobio je potrebnu drugu brzinu bijega. Nastavljajući svoje kretanje, raketa je prešla istočnu granicu Sovjetskog Saveza, prešla preko Havajskih ostrva i nastavlja da se kreće preko Pacific Ocean, brzo se udaljavaju od Zemlje.

U 3 sata i 10 minuta po moskovskom vremenu 3. januara, svemirska raketa, koja se kreće ka Mesecu, će preći preko južni dio ostrva Sumatra, koja se nalaze na udaljenosti od oko 110 hiljada kilometara od Zemlje. Prema preliminarnim proračunima, koji su razjašnjeni direktnim posmatranjem, oko 7 sati 4. januara 1959. godine svemirska raketa će stići na Mjesec.

Posljednji stepen svemirske rakete, težine 1472 kilograma bez goriva, opremljen je posebnim kontejnerom, unutar kojeg se nalazi mjerna oprema za izvođenje sljedećeg naučna istraživanja:

Detekcija magnetnog polja Mjeseca;

Proučavanje intenziteta i varijacija u intenzitetu kosmičkih zraka izvan Zemljinog magnetnog polja;

Registracija fotona u kosmičkom zračenju;

Detekcija radioaktivnosti na Mjesecu;

Proučavanje distribucije teških jezgara u kosmičkom zračenju;

Proučavanje gasne komponente međuplanetarne materije;

Proučavanje korpuskularnog zračenja Sunca;

Proučavanje čestica meteora.

Za praćenje leta posljednje faze svemirske rakete, na njoj su instalirani:

Radio predajnik koji emituje telegrafske poruke u trajanju od 0,8 i 1,6 sekundi na dvije frekvencije od 19,997 i 19,995 megaherca;

Radio predajnik koji radi na frekvenciji od 19,993 megaherca sa telegrafskim rafalima promjenjivog trajanja od oko 0,5-0,9 sekundi, uz pomoć kojih se prenose podaci naučnih posmatranja;

Radio predajnik koji emituje na frekvenciji od 183,6 megaherca i koristi se za mjerenje parametara kretanja i prijenos naučnih informacija na Zemlju;

Posebna oprema dizajnirana za stvaranje oblaka natrija - umjetne komete.

Umjetna kometa se može promatrati i fotografirati optičkim sredstvima opremljenim svjetlosnim filterima koji ističu spektralnu liniju natrijuma.

Veštačka kometa će se formirati 3. januara u otprilike 3 sata i 57 minuta po moskovskom vremenu i biće vidljiva oko 2-5 minuta u sazvežđu Devica, otprilike u centru trougla koji formiraju zvezde Alfa Boots, Alfa Devica i Alfa. Vaga.

Svemirska raketa na sebi nosi zastavicu sa grbom Sovjetskog Saveza i natpisom: „Sovjetski Savez socijalističke republike. januara 1959."

Ukupna težina naučne i mjerne opreme, uključujući napajanje i kontejner, iznosi 361,3 kilograma.

Naučne mjerne stanice koje se nalaze u raznim regijama Sovjetskog Saveza posmatraju prvi međuplanetarni let. Određivanje elemenata putanje vrši se na elektronskim računskim mašinama na osnovu mernih podataka koji se automatski dostavljaju koordinacionom i računskom centru.

Obrada rezultata mjerenja omogućit će dobijanje podataka o kretanju svemirske rakete i određivanje onih područja međuplanetarnog prostora u kojima se vrše naučna opažanja.

Kreativni rad cijelog sovjetskog naroda usmjeren je na rješavanje najvažniji problemi razvoj socijalističkog društva u interesu čitavog progresivnog čovječanstva omogućio je da se izvrši prvi uspješan međuplanetarni let.

Lansiranje sovjetske svemirske rakete još jednom pokazuje visok nivo razvoja domaće raketne nauke i još jednom pokazuje cijelom svijetu izvanredno dostignuće naprednih Sovjetska nauka i tehnologije.

Najveće tajne Univerzuma postat će pristupačnije čovjeku, koji će u bliskoj budućnosti moći kročiti na površinu drugih planeta.

Timovi istraživačkih instituta, biroa za projektovanje fabrika i organizacija za ispitivanje koji su kreirali nova raketa za međuplanetarne komunikacije, ovo lansiranje posvetiti XXI Kongresu Komunistička partija Sovjetski Savez.

Prenos podataka o letu svemirske rakete redovno će obavljati sve radio stanice Sovjetskog Saveza.

LET SVEMIRSKOM RAKETOM

Višestepena svemirska raketa lansirana okomito sa površine Zemlje.

Pod uticajem softverskog mehanizma automatskog sistema koji upravlja raketom, njena putanja je postepeno odstupala od vertikale. Brzina rakete se brzo povećala.

Na kraju faze ubrzanja, posljednji stepen rakete dobija brzinu potrebnu za njeno dalje kretanje.

Sistem automatskog upravljanja poslednjeg stepena isključio je raketni motor i dao komandu da se kontejner sa naučnom opremom odvoji od poslednjeg stepena.

Kontejner i posljednji stepen rakete ušli su u putanju i počeli se kretati prema Mjesecu, nalazeći se na maloj udaljenosti jedan od drugog.

Da bi savladala gravitaciju, svemirska raketa mora postići brzinu ne manju od druge brzine bijega. Druga izlazna brzina, takođe nazvana parabolična brzina, na površini Zemlje iznosi 11,2 kilometara u sekundi.

Ova brzina je kritična u smislu da pri nižim brzinama, koje se nazivaju eliptičnim, tijelo ili postaje satelit Zemlje, ili se, podignuvši se na određenu maksimalnu visinu, vraća na Zemlju.

Pri brzinama većim od druge kosmičke brzine (hiperboličke brzine) ili jednakim njoj, tijelo je u stanju savladati gravitaciju i zauvijek se udaljiti od Zemlje.

Do trenutka kada je raketni motor njegovog poslednjeg stepena isključen, sovjetska svemirska raketa je premašila drugu brzinu bekstva. Na dalje kretanje rakete, sve dok se ne približi Mjesecu, uglavnom utiče sila gravitacije Zemlje. Kao rezultat toga, prema zakonima nebeske mehanike, putanja rakete u odnosu na centar Zemlje je vrlo blizu hiperboli, za koju je centar Zemlje jedan od njenih fokusa. Putanja je najviše zakrivljena u blizini Zemlje i ispravlja se s rastojanjem od Zemlje. Na velikim udaljenostima od Zemlje, putanja postaje vrlo bliska pravoj liniji.

Dijagram putanje svemirske rakete na površini Zemlje.

Brojevi na dijagramu odgovaraju uzastopnim pozicijama projekcije rakete na površinu Zemlje: 1 - 3 sata 3. januara 100 hiljada kilometara od Zemlje; 2 - formiranje vještačke komete; 3 - 6 sati, 137 hiljada kilometara; 4 - 13 sati, 209 hiljada kilometara; 5 -19 sati, 265 hiljada kilometara; 6 - 21 sat, 284 hiljade kilometara; 7 - 5 sati 59 minuta 4. januara 370 hiljada kilometara - trenutak najbližeg približavanja Mesecu: 8 -12 sati, 422 hiljade kilometara; 9 - 22 sata, 510 hiljada

Na početku hiperboličke putanje rakete, ona se kreće vrlo brzo. Međutim, kako se udaljava od Zemlje, brzina rakete opada pod uticajem gravitacije. Dakle, ako je na visini od 1500 km brzina rakete u odnosu na središte Zemlje bila nešto veća od 10 kilometara u sekundi, onda je na visini od 100 hiljada kilometara već bila otprilike 3,5 kilometara u sekundi.

Putanja približavanja rakete Mjesecu.

Brzina rotacije radijus vektora koji povezuje centar Zemlje sa raketom opada, prema Keplerovom drugom zakonu, obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti od centra Zemlje. Ako je na početku kretanja ova brzina bila otprilike 0,07 stepeni u sekundi, odnosno više od 15 puta veća od ugaone brzine dnevne rotacije Zemlje, onda je nakon otprilike sat vremena postala manja od ugaone brzine Zemlje . Kada se raketa približila Mjesecu, brzina rotacije njenog radijus vektora smanjila se za više od 2000 puta i postala pet puta manja od ugaone brzine Mjesečeve revolucije oko Zemlje. Brzina rotacije Mjeseca je samo 1/27 ugaone brzine Zemlje.

Ove karakteristike putanje rakete odredile su prirodu njenog kretanja u odnosu na površinu Zemlje.

Mapa pokazuje kretanje projekcije rakete na Zemljinu površinu tokom vremena. Dok je brzina rotacije radijus vektora rakete bila velika u poređenju sa brzinom rotacije Zemlje, ova projekcija se kretala na istok, postepeno odstupajući prema jugu. Tada se projekcija počela kretati prvo prema jugozapadu i 6-7 sati nakon lansiranja rakete, kada je brzina rotacije radijus vektora postala vrlo mala, gotovo tačno prema zapadu.

Put rakete do Mjeseca na zvjezdanoj mapi.

Kretanje rakete među sazvežđima na nebeskoj sferi prikazano je na dijagramu. Kretanje rakete po nebeskoj sferi bilo je vrlo neravnomjerno - brzo na početku i vrlo sporo na kraju.

Nakon otprilike sat vremena leta, putanja rakete na nebeskoj sferi ušla je u sazviježđe Berenike Coma. Zatim se raketa pomerila na nebeskom svodu do sazvežđa Djevice, u kojem se približila Mesecu.

3. januara u 3 sata i 57 minuta po moskovskom vremenu, kada se raketa nalazila u sazviježđu Djevice, otprilike u sredini trougla kojeg čine zvijezde Arktur, Spika i Alfa Vaga, poseban uređaj postavljen na raketi stvorio je umjetnu kometu. koji se sastoji od pare natrijuma, koji sija na sunčevim zracima. Ova kometa bi se mogla posmatrati sa Zemlje optičkim putem u roku od nekoliko minuta. Tokom svog prolaska u blizini Meseca, raketa se nalazila na nebeskoj sferi između zvezda Spica i Alfa Vage.

Put rakete na nebeskom svodu pri približavanju Mjesecu je nagnut u odnosu na putanju Mjeseca za približno 50°. U blizini Mjeseca, raketa se kretala po nebeskoj sferi otprilike 5 puta sporije od Mjeseca.

Mjesec se, krećući se u svojoj orbiti oko Zemlje, približio tački približavanja raketi s desne strane, gledano sa sjevernog dijela Zemlje. Raketa se približavala ovoj tački odozgo i desno. Tokom perioda najbližeg približavanja, raketa je bila iznad i malo desno od Mjeseca.

Vrijeme leta rakete do Mjesečeve orbite zavisi od viška početna brzina rakete iznad druge brzine bijega i što je veći višak, to će biti manji. Odabir veličine ovog viška napravljen je uzimajući u obzir da su prolazak rakete u blizini Mjeseca mogli posmatrati radio uređaji smješteni u Sovjetskom Savezu i drugim evropskim zemljama, kao iu Africi i većem dijelu Azije. Vrijeme putovanja svemirske rakete do Mjeseca bilo je 34 sata.

Prilikom najbližeg približavanja, rastojanje između rakete i Meseca je, prema ažuriranim podacima, iznosilo 5-6 hiljada kilometara, odnosno otprilike jedan i po prečnik Meseca.

Kada se svemirska raketa približila Mesecu na udaljenosti od nekoliko desetina hiljada kilometara, Mesečeva gravitacija je počela da ima primetan uticaj na kretanje rakete. Djelovanje Mjesečeve gravitacije dovelo je do odstupanja u smjeru kretanja rakete i promjene brzine njenog leta u blizini Mjeseca. Tokom približavanja, Mjesec je bio niži od rakete, pa je zbog privlačenja Mjeseca smjer leta rakete odstupio naniže. Mjesečeva gravitacija je također stvorila lokalno povećanje brzine. Ovo povećanje je dostiglo svoj maksimum u regionu najbližeg pristupa.

Nakon približavanja Mjesecu, svemirska raketa je nastavila da se udaljava od Zemlje, njena brzina u odnosu na centar Zemlje se smanjila, približavajući se vrijednosti približno 2 kilometra u sekundi.

Na udaljenosti od Zemlje od oko 1 milion kilometara ili više, uticaj Zemljine gravitacije na raketu toliko slabi da se može smatrati da se kretanje rakete dešava samo pod uticajem gravitacione sile Sunca. Otprilike od 7. do 8. januara sovjetska svemirska raketa ušla je u svoju nezavisnu orbitu oko Sunca, postala njegov satelit, pretvarajući se u prvu umjetnu planetu Sunčevog sistema na svijetu.

Brzina rakete u odnosu na centar Zemlje u periodu od 7. do 8. januara bila je usmjerena približno u istom pravcu kao i brzina Zemlje u njenom kretanju oko Sunca. Kako je brzina Zemlje 30 kilometara u sekundi, a brzina rakete u odnosu na Zemlju 2 kilometra u sekundi, brzina rakete, poput planete, oko Sunca je bila približno 32 kilometra u sekundi.

Precizni podaci o položaju rakete, pravcu i veličini njene brzine na velikim udaljenostima od Zemlje omogućavaju da se, prema zakonima nebeske mehanike, izračuna kretanje svemirske rakete kao planete Sunčevog sistema. Orbita je izračunata bez uzimanja u obzir poremećaja koje mogu uzrokovati planete i druga tijela Sunčevog sistema. Izračunatu orbitu karakterišu sljedeći podaci:

nagib orbite prema ravni Zemljine orbite je oko 1°, odnosno vrlo mali;

ekscentricitet orbite umjetne planete je 0,148, što je primjetno veće od ekscentriciteta Zemljine orbite, koji iznosi 0,017;

minimalna udaljenost od Sunca biće oko 146 miliona kilometara, odnosno biće samo nekoliko miliona kilometara manja od udaljenosti Zemlje od Sunca (prosečna udaljenost Zemlje od Sunca je 150 miliona kilometara);

maksimalna udaljenost veštačke planete od Sunca biće oko 197 miliona kilometara, odnosno svemirska raketa će biti 47 miliona kilometara dalje od Sunca od Zemlje;

Period okretanja veštačke planete oko Sunca biće 450 dana, odnosno oko 15 meseci. Minimalna udaljenost od Sunca prvi put će biti dostignuta sredinom januara 1959. godine, a maksimalna - početkom septembra 1959. godine.

Izračunata orbita umjetne planete u odnosu na Sunce.

Zanimljivo je napomenuti da se orbita sovjetske umjetne planete približava orbiti Marsa na udaljenosti od oko 15 miliona kilometara, odnosno otprilike 4 puta bliže od orbite Zemlje.

Udaljenost između rakete i Zemlje će se mijenjati kako se kreću oko Sunca, ponekad se povećavajući, a ponekad smanjujući. Najduža udaljenost između njih može doseći vrijednosti od 300-350 miliona kilometara.

U procesu kruženja umjetne planete i Zemlje oko Sunca, oni se mogu približiti udaljenosti od oko milion kilometara.

POSLJEDNJA FAZA SVEMIRSKE RAKETE I KONTEJNER SA NAUČNOM OPREMOM

Posljednji stepen svemirske rakete je vođena raketa, pričvršćena pomoću adaptera za prethodni stepen.

Raketom se upravlja automatskim sistemom koji stabilizuje položaj rakete na zadatoj putanji i obezbeđuje projektovanu brzinu na kraju rada motora. Posljednji stepen svemirske rakete, nakon što je potrošen radni zalih goriva, težak je 1472 kilograma.

Pored uređaja koji osiguravaju normalan let posljednje faze rakete, njeno tijelo sadrži:

zatvoreni, odvojivi kontejner sa naučnom i radio opremom;

dva predajnika sa antenama koje rade na frekvencijama 19,997 MHz i 19,995 MHz;

brojač kosmičkih zraka;

radio sistem pomoću kojeg se određuje putanja leta svemirske rakete i predviđa njeno dalje kretanje;

oprema za formiranje vještačke komete natrijuma.

Pentagonalni elementi sfernog zastavica.

Kontejner se nalazi na vrhu poslednjeg stepena svemirske rakete i zaštićen je od zagrevanja kada raketa prođe kroz guste slojeve atmosfere sa padajućim konusom.

Kontejner se sastoji od dvije sferične tanke poluljuske, hermetički povezane jedna s drugom okvirima sa zaptivna brtva od specijalne gume. Na jednoj od poluljuski kontejnera nalaze se 4 antenske šipke radio predajnika koji radi na frekvenciji od 183,6 MHz. Ove antene su postavljene na tijelo simetrično u odnosu na šuplju aluminijsku šipku, na čijem se kraju nalazi senzor za mjerenje Zemljinog magnetnog polja i detekciju magnetnog polja Mjeseca. Sve dok se zaštitni konus ne oslobodi, antene se presavijaju i pričvršćuju na pin magnetometra. Nakon što se zaštitni konus oslobodi, antene se otvaraju. Na istoj polu-ljusci nalaze se dvije protonske zamke za detekciju plinske komponente međuplanetarne materije i dva piezoelektrična senzora za proučavanje meteorskih čestica.

Poluljuske kontejnera izrađene su od posebne legure aluminijum-magnezijum. Na okvir donje poluljuske pričvršćen je okvir instrumenta cjevaste konstrukcije od legure magnezija, na kojem se nalaze instrumenti kontejnera.

Unutar kontejnera se nalazi sljedeća oprema:

1. Oprema za radio praćenje putanje rakete koja se sastoji od predajnika koji radi na frekvenciji od 183,6 MHz i prijemne jedinice.

2. Radio predajnik koji radi na frekvenciji od 19,993 MHz.

3. Telemetrijska jedinica dizajnirana za prijenos naučnih mjernih podataka, kao i podataka o temperaturi i pritisku u kontejneru, putem radio sistema na Zemlju.

4. Oprema za proučavanje gasne komponente interplanetarne materije i korpuskularnog zračenja Sunca.

5. Oprema za mjerenje magnetnog polja Zemlje i detekciju magnetnog polja Mjeseca.

6. Oprema za proučavanje meteorskih čestica.

7. Oprema za snimanje teških jezgara u primarnom kosmičkom zračenju.

8. Oprema za snimanje intenziteta i varijacija intenziteta kosmičkih zraka i za snimanje fotona u kosmičkom zračenju.

Radio oprema i naučna oprema Kontejner se napaja iz srebrno-cink baterija i živinih oksidnih baterija postavljenih na okvir instrumenta kontejnera.

Kontejner sa naučnom i mjernom opremom (na instalacijskim kolicima).

Kontejner je napunjen gasom pod pritiskom od 1,3 atm. Dizajn kontejnera osigurava visoku nepropusnost unutrašnjeg volumena. Temperatura gasa unutar kontejnera održava se u određenim granicama (oko 20°C). Specificirano temperaturni režim osigurava se davanjem određenih koeficijenata refleksije i emisije na omotač kontejnera zbog posebne obrade školjke. Osim toga, u spremnik je ugrađen ventilator koji osigurava prisilnu cirkulaciju plina. Plin koji cirkulira u posudi uzima toplinu od uređaja i prenosi je na školjku, koja je svojevrsni radijator.

Odvajanje kontejnera od poslednjeg stepena svemirske rakete nastaje nakon završetka rada pogonskog sistema poslednjeg stepena.

Odvajanje kontejnera je neophodno sa stanovišta obezbeđivanja termičkih uslova kontejnera. Činjenica je da kontejner sadrži uređaje koji emituju veliki broj toplota. Toplinski režim, kao što je gore navedeno, osigurava se održavanjem određene ravnoteže između topline koju emituje školjka kontejnera i topline koju ljuska prima od Sunca.

Odeljak kontejnera obezbeđuje normalan rad kontejnerskih antena i opreme za merenje magnetnog polja Zemlje i detekciju magnetnog polja Meseca; kao rezultat odvajanja kontejnera, oni se eliminiraju magnetnih uticaja metalna konstrukcija rakete na očitanjima magnetometra.

Ukupna težina naučne i mjerne opreme sa kontejnerom, zajedno sa izvorima energije postavljenim na posljednjem stepenu svemirske rakete, iznosi 361,3 kilograma.

U znak sjećanja na stvaranje prve svemirske rakete u Sovjetskom Savezu, koja je postala umjetna planeta u Sunčevom sistemu, na raketu su postavljene dvije zastavice s državnim grbom Sovjetskog Saveza. Ove zastavice se nalaze u kontejneru.

Jedna zastavica je napravljena u obliku tanke metalne trake. Na jednoj strani trake nalazi se natpis: "Savez Sovjetskih Socijalističkih Republika", a na drugoj su grbovi Sovjetskog Saveza i natpis: "Januar 1959 Januar". Natpisi se nanose posebnom fotohemijskom metodom, čime se osigurava njihovo dugotrajno očuvanje.

Instrument okvir kontejnera sa opremom i izvorima napajanja (na kolicima za montažu).

Druga zastavica ima sferni oblik, simbolizirajući umjetnu planetu. Površina sfere je prekrivena petougaonim elementima od specijalnog nerđajućeg čelika. Na jednoj strani svakog elementa nalazi se natpis: "SSSR januar 1959", na drugoj - grb Sovjetskog Saveza i natpis "SSSR".

KOMPLEKS MJERNIH INSTRUMENTA

Za praćenje leta svemirske rakete, mjerenje parametara njene orbite i primanje naučnih mjernih podataka s broda, korišten je veliki kompleks mjernih instrumenata koji se nalaze na cijeloj teritoriji Sovjetskog Saveza.

Merni kompleks je obuhvatao: grupu automatizovane radarske opreme namenjene za precizna definicija elementi početnog dijela orbite; grupa radio telemetrijskih stanica za snimanje naučnih informacija koje se prenose sa svemirske rakete; radiotehnički sistem za praćenje elemenata putanje rakete na velikim udaljenostima od Zemlje; radio stanice, koristi se za prijem signala na frekvencijama 19,997, 19,995 i 19,993 MHz; optičko sredstvo za posmatranje i fotografisanje veštačke komete.

Koordinacija rada svih mjernih instrumenata i vezivanje rezultata mjerenja za astronomsko vrijeme vršeno je korištenjem posebne opreme za uniformno vrijeme i radio komunikacionih sistema.

Obradu mjernih podataka trajektorije koji dolaze iz područja gdje se nalaze stanice, određivanje orbitalnih elemenata i izdavanje ciljnih oznaka mjernim instrumentima vršio je koordinaciono-računski centar na elektronskim računarskim mašinama.

Za brzo određivanje početnih uslova kretanja svemirske rakete korišćene su automatizovane radarske stanice dugoročna prognoza o kretanju podataka projektila i ciljanja na sva mjerna i osmatračka sredstva. Podaci mjerenja sa ovih stanica su, uz pomoć specijalnih kompjutera, pretvoreni u binarni kod, usrednjeni, povezani sa astronomskim vremenom sa tačnošću od nekoliko milisekundi i automatski preneti na komunikacione linije.

Za zaštitu mjernih podataka od moguće greške Kada se prenose preko komunikacijskih linija, mjerne informacije su kodirane. Korištenje koda omogućilo je pronalaženje i ispravljanje jedne greške u prenesenom broju i pronalaženje i odbacivanje brojeva sa dvije greške.

Ovako konvertovane mjerne informacije poslane su u koordinacijski i računski centar. Ovdje su se mjerni podaci pomoću uređaja za unos automatski upisivali na bušene kartice, na kojima su elektronske računske mašine vršile zajedničku obradu rezultata mjerenja i proračune orbite. Na osnovu upotrebe veliki broj mjerenja trajektorije kao rezultat rješavanja graničnog problema metodom najmanjih kvadrata, određeni su početni uslovi za kretanje svemirske rakete. Zatim je integrisan sistem diferencijalnih jednačina da bi se opisao zajedničko kretanje rakete, Meseca, Zemlje i Sunca.

Telemetrijske zemaljske stanice primale su naučne informacije od svemirske rakete i snimale ih na fotografske filmove i magnetne trake. Da bi se osigurao veliki domet prijema radio signala, korišteni su visokoosjetljivi prijemnici i specijalne antene velike efektivne površine.

Prijemne radio stanice koje rade na frekvencijama od 19.997, 19.995, 19.993 MHz primale su radio signale iz svemirske rakete i snimale te signale na magnetne filmove. Istovremeno su izvršena mjerenja jačine polja i niz drugih mjerenja, što je omogućilo istraživanje jonosfere.

Promjenom vrste manipulacije predajnika, koji radi na dvije frekvencije 19,997 i 19,995 MHz, prenošeni su podaci o kosmičkim zracima. Osnovne naučne informacije prenošene su kanalom predajnika koji emituje na frekvenciji od 19,993 MHz, promjenom trajanja intervala između telegrafskih poruka.

Umjetna natrijum kometa korištena je za optičko promatranje svemirske rakete sa Zemlje kako bi se potvrdila činjenica prolaska svemirske rakete duž date dionice njene putanje. Veštačka kometa formirana je 3. januara u 3:57 po moskovskom vremenu na udaljenosti od 113 hiljada kilometara od Zemlje. Posmatranje vještačke komete bilo je moguće iz područja Centralna Azija, Kavkaz, Bliski istok, Afrika i Indija. Umjetna kometa je fotografirana pomoću posebno kreirane optičke opreme instalirane u južnim astronomskim opservatorijama Sovjetskog Saveza. Da bi se povećao kontrast fotografskih otisaka, korišteni su svjetlosni filteri za isticanje spektralne linije natrijuma. Kako bi se povećala osjetljivost fotografske opreme, određeni broj instalacija je opremljen elektronsko-optičkim pretvaračima.

Uprkos nepovoljnim vremenskim prilikama u većini područja u kojima su se nalazila optička sredstva za praćenje svemirske rakete, dobijeno je nekoliko fotografija natrijum komete.

Praćenje orbite svemirske rakete do udaljenosti od 400-500 hiljada kilometara i mjerenje elemenata njene putanje vršeno je pomoću specijalnog radio sistema koji radi na frekvenciji od 183,6 MHz.

Podaci mjerenja u striktno određenim vremenskim tačkama automatski su izlazni i snimani u digitalnom kodu na posebnim uređajima.

Zajedno sa vremenom u kojem su uzeta očitanja sa radio sistema, ovi podaci su promptno poslani u koordinacijski i računski centar. Zajednička obrada ovih mjerenja zajedno sa mjernim podacima iz radarskog sistema omogućila je razjašnjavanje elemenata orbite rakete i direktnu kontrolu kretanja rakete u svemiru.

Upotreba moćnih zemaljskih predajnika i visokoosjetljivih prijemnih uređaja omogućila je pouzdano mjerenje putanje svemirske rakete do udaljenosti od oko 500 hiljada kilometara.

Upotreba ovog skupa mjernih instrumenata omogućila je dobivanje vrijednih naučnih podataka posmatranja i pouzdano upravljanje i predviđanje kretanja rakete u svemiru.

Bogat materijal o mjerenjima trajektorije izvedenih tokom leta prve sovjetske svemirske rakete, te iskustvo automatske obrade mjerenja trajektorije na elektronskim računskim mašinama imat će velika vrijednost prilikom lansiranja kasnijih svemirskih raketa.

NAUČNA ISTRAŽIVANJA

Proučavanje kosmičkih zraka

Jedan od glavnih zadataka naučnih istraživanja na sovjetskoj svemirskoj raketi je proučavanje kosmičkih zraka.

Sastav i svojstva kosmičkog zračenja na velikim udaljenostima od Zemlje određeni su uslovima za pojavu kosmičkih zraka i strukturom svemira. Do sada su se informacije o kosmičkim zracima dobijale mjerenjem kosmičkih zraka u blizini Zemlje. U međuvremenu, kao rezultat brojnih procesa, sastav i svojstva kosmičkog zračenja u blizini Zemlje oštro se razlikuju od onoga što je inherentno samim "pravim" kosmičkim zracima. Kosmičke zrake uočene na površini Zemlje malo liče na čestice koje nam dolaze iz svemira.

Kada se koriste rakete na velikim visinama, a posebno zemaljski sateliti, više nema značajne količine materije na putu kosmičkih zraka od svemira do mjernog uređaja. Međutim, Zemlja je okružena magnetnim poljem koje djelomično odbija kosmičke zrake. S druge strane, ovo isto magnetno polje stvara neku vrstu zamke za kosmičke zrake. Jednom kada čestica kosmičkog zraka upadne u ovu zamku, ona tu luta jako dugo. Kao rezultat toga, veliki broj čestica kosmičkog zračenja akumulira se u blizini Zemlje.

Sve dok je instrument za mjerenje kosmičkih zraka u dometu Zemljinog magnetnog polja, rezultati mjerenja neće omogućiti proučavanje kosmičkih zraka koji dolaze iz Univerzuma. Poznato je da među česticama prisutnim na visinama od oko 1000 kilometara, samo mali dio (oko 0,1 posto) dolazi direktno iz svemira. Čini se da preostalih 99,9 posto čestica nastaje raspadom neutrona koje emituje Zemlja (tačnije, gornji slojevi njene atmosfere). Ovi neutroni su pak stvoreni kosmičkim zracima koji bombardiraju Zemlju.

Tek nakon što se uređaj nalazi ne samo izvan Zemljine atmosfere, već i izvan Zemljinog magnetnog polja, može se razjasniti priroda i porijeklo kosmičkih zraka.

Sovjetska svemirska raketa opremljena je raznim instrumentima koji omogućavaju sveobuhvatno proučavanje sastava kosmičkih zraka u međuplanetarnom prostoru.

Koristeći dva brojača nabijenih čestica određen je intenzitet kosmičkog zračenja. Sastav kosmičkih zraka proučavan je pomoću dvije fotomultiplikatorske cijevi s kristalima.

U tu svrhu izmjereno je:

1. Energetski tok kosmičkog zračenja u širokom rasponu energija.

2. Broj fotona sa energijom iznad 50.000 elektron volti (tvrdi rendgenski zraci).

3. Broj fotona sa energijom iznad 500.000 elektron volti (gama zraci).

4. Broj čestica koje imaju sposobnost da prođu kroz kristal natrijum jodida (energija takvih čestica je veća od 5.000.000 elektron-volti).

5. Ukupna jonizacija izazvana u kristalu svim vrstama zračenja.

Brojači nabijenih čestica davali su impulse specijalnim takozvanim pretvaračkim krugovima. Uz pomoć ovakvih šema, postaje moguće prenijeti signal putem radija kada se izbroji određeni broj čestica.

Fotomultiplikatorske cijevi spojene na kristale snimale su bljeskove svjetlosti koji su se pojavljivali u kristalu dok su čestice kosmičkih zraka prolazile kroz njih. Veličina impulsa na izlazu fotomultiplikatora je, u određenim granicama, proporcionalna količini svjetlosti koja se emituje u trenutku kada čestica kosmičkog zraka prođe unutar kristala. Ova posljednja vrijednost je, zauzvrat, proporcionalna energiji koja je utrošena u kristalu za ionizaciju kosmičkih zraka od strane čestice. Identificiranjem onih impulsa čija je veličina veća od određene vrijednosti, moguće je proučavati sastav kosmičkog zračenja. Najosjetljiviji sistem detektuje sve slučajeve kada energija oslobođena u kristalu prelazi 50.000 elektron-volti. Međutim, sposobnost prodiranja čestica pri takvim energijama je vrlo mala. U ovim uslovima, uglavnom će se snimati rendgenski zraci.

Broj impulsa se broji korištenjem istih pretvaračkih kola koja su korištena za brojanje broja nabijenih čestica.

Na sličan način se identifikuju impulsi čija veličina odgovara oslobađanju energije u kristalu od više od 500.000 elektron-volti. U ovim uslovima uglavnom se snimaju gama zraci.

Izolacijom impulsa veća veličina(što odgovara oslobađanju energije od više od 5.000.000 elektron-volti), zabilježeni su slučajevi visokoenergetskih čestica kosmičkih zraka koje prolaze kroz kristal. Treba napomenuti da će nabijene čestice koje su dio kosmičkih zraka i putuju gotovo brzinom svjetlosti proći kroz kristal. U ovom slučaju, oslobađanje energije u kristalu u većini slučajeva će biti približno 20.000.000 elektron-volti.

Osim mjerenja broja impulsa, utvrđuje se i ukupna ionizacija stvorena u kristalu svim vrstama zračenja. U tu svrhu koristi se krug koji se sastoji od neonske žarulje, kondenzatora i otpornika. Ovaj sistem omogućava, mjerenjem koliko puta je neonska sijalica upaljena, da se odredi ukupna struja koja teče kroz fotomultiplikatorsku cijev i na taj način izmjeri ukupnu jonizaciju stvorenu u kristalu.

Istraživanja provedena na svemirskoj raketi omogućavaju određivanje sastava kosmičkih zraka u međuplanetarnom prostoru.

Proučavanje gasne komponente interplanetarne materije i korpuskularnog zračenja Sunca

Donedavno se pretpostavljalo da je koncentracija gasa u međuplanetarnom prostoru veoma mala i da se meri u jedinicama čestica po kubnom centimetru. Međutim, neka astrofizička zapažanja poslednjih godina uzdrmao ovu tačku gledišta.

Pritisak sunčevih zraka na čestice najviših slojeva zemljine atmosfere stvara svojevrsni "gasni rep" Zemlje, koji je uvijek usmjeren dalje od Sunca. Njegov sjaj, koji se projektuje na zvezdanu pozadinu noćnog neba u obliku kontra-zračenja, naziva se zodijakalna svetlost. Godine 1953. objavljena su zapažanja polarizacije zodijačke svjetlosti, što je neke naučnike dovelo do zaključka da međuplanetarni prostor u Zemljinom području sadrži oko 600-1000 slobodnih elektrona po kubnom centimetru. Ako je to tako, a budući da je medij u cjelini električno neutralan, onda bi trebao sadržavati i pozitivno nabijene čestice iste koncentracije. Pod određenim pretpostavkama, iz navedenih polarizacijskih mjerenja, izvedena je ovisnost koncentracije elektrona u međuplanetarnom mediju od udaljenosti do Sunca, a samim tim i gustine plina, koji bi trebao biti potpuno ili gotovo potpuno ioniziran. Gustoća međuplanetarnog plina trebala bi se smanjivati ​​kako se udaljenost od Sunca povećava.

Još jedna eksperimentalna činjenica koja govori u prilog postojanju međuplanetarnog plina gustoće od oko 1000 čestica po kubnom centimetru je širenje takozvanih “zviždajućih atmosfera” – niskofrekventnih elektromagnetnih oscilacija uzrokovanih atmosferskim električnim pražnjenjima. Da bi se objasnilo širenje ovih elektromagnetnih oscilacija od mesta njihovog nastanka do mesta gde se posmatraju, potrebno je pretpostaviti da se one šire duž linija sile Zemljinog magnetnog polja, na udaljenostima od osam do deset zemaljskih poluprečnika ( tj. oko 50-65 hiljada kilometara) od površine Zemlje, u okruženju sa koncentracijom elektrona od oko hiljadu elektrona po 1 kubnom centimetru.

Međutim, zaključci o postojanju tako gustog plinovitog medija u međuplanetarnom prostoru nikako nisu neosporni. Stoga, brojni naučnici ukazuju da uočena polarizacija zodijačke svjetlosti može biti uzrokovana ne slobodnim elektronima, već međuplanetarnom prašinom. Pretpostavlja se da je gas prisutan u međuplanetarnom prostoru samo u obliku takozvanih korpuskularnih tokova, odnosno tokova jonizovanog gasa koji se izbacuje sa površine Sunca i kreće se brzinom od 1000-3000 kilometara u sekundi.

Očigledno, kada trenutno stanje Astrofizičari, pitanje prirode i koncentracije međuplanetarnog gasa ne može se rešiti posmatranjem sa Zemljine površine. Ovaj problem, koji je od velikog značaja za rasvetljavanje procesa razmene gasova između međuplanetarnog medija i gornjih slojeva zemljine atmosfere i za proučavanje uslova za širenje korpuskularnog zračenja sa Sunca, može se rešiti uz pomoć instrumenata. instaliran na raketama koje se kreću direktno u međuplanetarnom prostoru.

Svrha ugradnje instrumenata za proučavanje gasne komponente međuplanetarne materije i korpuskularnog zračenja Sunca na sovjetskoj svemirskoj raketi je izvođenje prve faze takvog istraživanja - pokušaja direktnog otkrivanja stacionarnih plinskih i korpuskularnih tokova u području međuplanetarne prostor koji se nalazi između Zemlje i Mjeseca, te grubu procjenu koncentracije nabijenih čestica u ovom području. Prilikom pripreme eksperimenta, na osnovu trenutno dostupnih podataka, kao najvjerovatnija su prihvaćena sljedeća dva modela međuplanetarnog plinovitog medija:

O. Postoji stacionarni gasni medij koji se sastoji uglavnom od jonizovanog vodonika (tj. elektrona i protona - jezgra vodonika) sa temperaturom elektrona od 5000-10 000°K (blizu temperaturi jona). Korpuskularni tokovi ponekad prolaze kroz ovaj medij brzinom od 1000-3000 kilometara u sekundi sa koncentracijom čestica od 1-10 po kubnom centimetru.

B. Postoje samo sporadični korpuskularni tokovi koji se sastoje od elektrona i protona sa brzinama od 1000-3000 kilometara u sekundi, ponekad dostižući maksimalnu koncentraciju od 1000 čestica po kubnom centimetru.

Eksperiment se izvodi pomoću protonskih zamki. Svaka protonska zamka je sistem od tri koncentrično locirane hemisferične elektrode poluprečnika 60 mm, 22,5 mm i 20 mm. Dvije vanjske elektrode su napravljene od tanke metalne mreže, treća je čvrsta i služi kao kolektor protona.

Električni potencijali elektroda u odnosu na tijelo posude su takvi da električna polja formirana između elektroda zamke moraju osigurati i potpuno sakupljanje svih protona i izbacivanje elektrona koji ulaze u zamku iz stacionarnog plina, kao i potiskivanje fotostruja iz kolektora koja nastaje pod utjecajem ultraljubičastog zračenja Sunca i drugih zračenja koja djeluju na kolektor.

Odvajanje protonske struje stvorene u zamkama stacionarnim ioniziranim plinom i korpuskularnim tokovima (ako postoje zajedno) vrši se istovremenom upotrebom četiri protonske zamke, koje se međusobno razlikuju po tome što dvije od njih imaju pozitivan potencijal jednak 15 primijenjene na školjke (vanjske rešetke) volti u odnosu na školjku kontejnera.

Ovaj potencijal kočenja sprečava protone iz stacionarnog gasa (koji ima energiju reda 1 elektron-volt) da uđu u zamku, ali ne može sprečiti korpuskularne tokove sa mnogo većim energijama da stignu do kolektora protona. Druge dvije zamke trebale bi zabilježiti ukupne protonske struje koje stvaraju i stacionarni i korpuskularni protoni. Vanjska mreža jednog od njih je ispod potencijala školjke kontejnera, a druga ima negativan potencijal jednak 10 volti u odnosu na istu školjku.

Struje u kolektorskim krugovima nakon pojačanja se snimaju pomoću radio telemetrijskog sistema.

Istraživanje meteorskih čestica

Uz planete i njihove satelite, asteroide i komete, Sunčev sistem sadrži veliki broj malih čvrstih čestica koje se kreću u odnosu na Zemlju brzinom od 12 do 72 kilometra u sekundi i zajednički se nazivaju meteorska materija.

Do danas su astronomskim i radarskim metodama dobijene osnovne informacije o meteorskoj materiji koja upada u Zemljinu atmosferu iz međuplanetarnog prostora.

Relativno veliki meteoroidi, leteći ogromnim brzinama u Zemljinu atmosferu, sagorevaju u njoj, izazivajući sjaj koji se posmatra vizuelno i uz pomoć teleskopa. Manje čestice se prate radarom duž traga naelektrisanih čestica – elektrona i jona koji nastaju tokom kretanja meteora.

Na osnovu ovih studija dobijeni su podaci o gustini meteorskih tijela u blizini Zemlje, njihovoj brzini i masi od 10~4 grama i više.

Podaci o najmanjim i najbrojnijim česticama prečnika nekoliko mikrona dobijeni su posmatranjem rasejanja sunčeva svetlost samo na ogromnoj akumulaciji takvih čestica. Proučavanje pojedinačne čestice mikrometeora moguće je samo uz pomoć opreme instalirane na umjetnim Zemljinim satelitima, kao i na visinskim i svemirskim raketama.

Značajno je proučavanje meteorske materije naučni značaj za geofiziku, astronomiju, za rješavanje problema evolucije i nastanka planetarnih sistema.

U vezi sa razvojem raketne tehnologije i početkom ere međuplanetarnih letova, koje je otkrila prva sovjetska svemirska raketa, proučavanje meteorske materije dobija veliki čisto praktični interes za određivanje meteorske opasnosti za svemirske rakete i veštačke Zemljine satelite koji su dugo u letu.

Meteorska tijela koja se sudaraju s raketom mogu na nju proizvesti različite vrste efekata: uništiti je, razbiti nepropusnost kabine, probiti školjku. Čestice mikrometeora, koje dugo utječu na školjku rakete, mogu uzrokovati promjenu prirode njene površine. Kao rezultat sudara s mikrometeorskim tijelima, površine optičkih instrumenata mogu se pretvoriti iz prozirnih u mat.

Kao što je poznato, vjerovatnoća sudara svemirske rakete i meteorskih čestica koje mogu da je oštete je mala, ali postoji i važno je ispravno procijeniti.

Za proučavanje meteorske materije u međuplanetarnom prostoru, dva balistička piezoelektrična senzora amonijum fosfata postavljena su na instrument kontejner svemirske rakete, koji bilježe udare čestica mikrometeora. Piezoelektrični senzori transformiraju mehanička energija udarnu česticu u električnu, čija veličina zavisi od mase i brzine udarne čestice, a broj impulsa jednak je broju čestica koje se sudaraju sa površinom senzora.

Električni impulsi predajnika, u obliku kratkotrajnih prigušenih oscilacija, dovode se na ulaz pojačavača-konvertora, koji ih dijeli u tri amplituda i broji broj impulsa u svakom amplitudnom opsegu.

Magnetna mjerenja

Uspjesi sovjetske raketne tehnologije otvaraju velike mogućnosti geofizičarima. Svemirske rakete omogućit će direktno mjerenje magnetnih polja planeta pomoću posebnih magnetometara ili otkrivanje polja planeta zahvaljujući njima. mogući uticaj o intenzitetu kosmičkog zračenja direktno u prostoru koji okružuje planete.

Let sovjetske svemirske rakete s magnetometrom prema Mjesecu je prvi takav eksperiment.

Pored proučavanja magnetnih polja kosmičkih tela, pitanje intenziteta magnetnog polja u svemiru uopšte je od ogromnog značaja. Snaga Zemljinog magnetnog polja na udaljenosti od 60 Zemljinih radijusa (na udaljenosti lunarne orbite) je praktično nula. Postoji razlog za vjerovanje da je Mjesečev magnetni moment mali. Magnetno polje Mjeseca, u slučaju ujednačene magnetizacije, trebalo bi da se smanji prema zakonu kocke udaljenosti od njegovog centra. Sa neujednačenom magnetizacijom, intenzitet Mjesečevog polja će se još brže smanjivati. Shodno tome, može se pouzdano otkriti samo u neposrednoj blizini Mjeseca.

Koliki je intenzitet polja u svemiru unutar orbite Mjeseca na dovoljnoj udaljenosti od Zemlje i Mjeseca? Je li to određeno vrijednostima izračunatim iz Zemljinog magnetskog potencijala ili ovisi o drugim faktorima? Zemljino magnetsko polje je izmjereno na trećem sovjetskom satelitu u rasponu visina od 230-1800 km, odnosno do 1/3 polumjera Zemlje.

Relativni doprinos mogućeg nepotencijalnog dela konstantnog magnetnog polja, uticaja promenljivog dela magnetnog polja, biće veći na udaljenosti od nekoliko poluprečnika Zemlje, gde je intenzitet njenog polja već prilično nizak. . Na udaljenosti od pet radijusa, Zemljino polje bi trebalo da bude približno 400 gama (jedna gama je 10 -5 ersteda).

Ugradnja magnetometra na raketu koja leti prema Mjesecu ima sljedeće ciljeve:

1. Izmjerite Zemljino magnetsko polje i moguća polja strujnih sistema u svemiru unutar Mjesečeve orbite.

2. Otkrijte magnetno polje Mjeseca.

Pitanje da li su, poput Zemlje, planete Sunčevog sistema i njihovi sateliti magnetizirani, važno je pitanje u astronomiji i geofizici.

Statistička obrada velikog broja opservacija koje su izvršili magnetolozi u cilju detekcije magnetnih polja planeta i Mjeseca na osnovu njihovog mogućeg utjecaja na geometriju korpuskularnih tokova koje izbacuje Sunce nije dovela do definitivnih rezultata.

Pokušaj da se uspostavi opšta veza između mehaničkih momenata kosmičkih tela poznatih za većinu planeta Sunčevog sistema i njihovih mogućih magnetnih momenata nije naišao na eksperimentalnu potvrdu u nizu eksperimenata na zemlji koji su sledili iz ove hipoteze.

Trenutno se model pravilnih struja koje teku u tekućem provodnom jezgru Zemlje i izazivaju glavno magnetsko polje Zemlje najčešće koristi u različitim hipotezama o nastanku Zemljinog magnetnog polja. Rotacija Zemlje oko svoje ose koristi se za objašnjenje posebnih karakteristika Zemljinog polja.

Dakle, prema ovoj hipotezi, postojanje tekućeg provodnog jezgra je preduslov za prisustvo opšteg magnetnog polja.

O fizičkom stanju unutrašnjih slojeva Mjeseca znamo vrlo malo. Donedavno se vjerovalo, na osnovu izgleda površine Mjeseca, da čak i ako su planine i lunarni krateri vulkanskog porijekla, vulkanska aktivnost na Mjesecu je odavno prestala i malo je vjerovatno da Mjesec ima tečno jezgro.

S ove tačke gledišta, moralo bi se vjerovati da Mjesec nema magnetno polje ako je hipoteza o porijeklu Zemljinog magnetnog polja tačna. Međutim, ako se vulkanska aktivnost na Mjesecu nastavi, onda se ne može isključiti mogućnost postojanja neujednačene magnetizacije Mjeseca, pa čak i opće homogene magnetizacije.

Osjetljivost, mjerni opseg magnetometra i njegov radni program za sovjetsku svemirsku raketu odabrani su na osnovu potrebe rješavanja navedenih problema. Budući da se orijentacija mjernih senzora u odnosu na izmjereno magnetsko polje kontinuirano mijenja zbog rotacije kontejnera i rotacije Zemlje, za eksperiment se koristi trokomponentni punovektorski magnetometar sa magnetno zasićenim senzorima.

Tri međusobno okomita osjetljiva senzora magnetometra fiksirana su nepomično u odnosu na tijelo kontejnera na posebnoj nemagnetnoj šipki dugoj više od metra. Istovremeno, utjecaj magnetnih dijelova kontejnerske opreme je i dalje 50-100 gama, ovisno o orijentaciji senzora. Dovoljno precizni rezultati pri mjerenju Zemljinog magnetnog polja mogu se dobiti do udaljenosti od 4-5 njenih polumjera.

Naučna oprema instalirana na raketi je normalno funkcionisala. Primljen je veliki broj zapisa o rezultatima mjerenja koji se obrađuju. Preliminarne analize pokazuju da su rezultati istraživanja od velikog naučnog značaja. Ovi rezultati će biti objavljeni kako zapažanja budu obrađena.

Danas Ruska Federacija ima najmoćniju svemirsku industriju na svijetu. Rusija je neprikosnoveni lider u oblasti istraživanja svemira s ljudskom posadom i, štoviše, ima paritet sa Sjedinjenim Državama u pitanjima svemirske navigacije. Naša zemlja zaostaje samo u istraživanju udaljenih međuplanetarnih prostora, kao i u razvoju daljinskog istraživanja Zemlje.

Priča

Svemirsku raketu prvi su osmislili ruski naučnici Ciolkovski i Meščerski. Godine 1897-1903 stvorili su teoriju njegovog leta. Mnogo kasnije, strani naučnici su počeli da istražuju ovo područje. To su bili Nijemci von Braun i Oberth, kao i Amerikanac Goddard. U mirnom međuratnom periodu samo tri zemlje u svijetu bavile su se pitanjima mlaznog pogona, kao i stvaranjem motora na čvrsto gorivo i tekućine za tu svrhu. To su bile Rusija, SAD i Njemačka.

Već do 40-ih godina 20. vijeka naša zemlja se mogla pohvaliti uspjesima postignutim u stvaranju motora na čvrsta goriva. To je omogućilo upotrebu tako strašnog oružja kao što je Katjuša tokom Drugog svjetskog rata. Što se tiče stvaranja velikih raketa opremljenih tekućim motorima, Njemačka je bila lider. U ovoj zemlji je usvojen V-2. Ovo su prve balističke rakete kratkog dometa. Tokom Drugog svetskog rata, V-2 je korišćen za bombardovanje Engleske.

Nakon pobjede SSSR-a nad nacističkom Njemačkom, glavni tim Wernhera von Brauna, pod njegovim neposrednim vodstvom, započeo je svoje djelovanje u SAD-u. Istovremeno su sa sobom iz poražene zemlje ponijeli sve prethodno izrađene crteže i proračune na osnovu kojih je trebala biti izgrađena svemirska raketa. Samo mali dio tima njemačkih inženjera i naučnika nastavio je svoj rad u SSSR-u do sredine 50-ih godina 20. vijeka. Imali su na raspolaganju odvojene dijelove tehnološke opreme i projektila bez ikakvih proračuna i crteža.

Nakon toga, kako u SAD-u, tako iu SSSR-u, reproducirane su rakete V-2 (kod nas je to R-1), što je predodredilo razvoj raketne nauke usmjerene na povećanje dometa leta.

Teorija Ciolkovskog

Ovaj veliki ruski samouki naučnik i izvanredni pronalazač smatra se ocem astronautike. Davne 1883. godine napisao je istorijski rukopis „Slobodni prostor“. U ovom radu Ciolkovski je prvi izrazio ideju da je kretanje između planeta moguće, a za to nam je potrebna posebna nazvana „svemirska raketa“. Samu teoriju mlaznog uređaja on je potkrijepio 1903. godine. Ona je sadržana u djelu pod naslovom “Istraživanje svjetskog svemira”. Ovdje je autor iznio dokaz da je svemirska raketa aparat kojim se može napustiti Zemljinu atmosferu. Ova teorija je bila prava revolucija u naučnom polju. Uostalom, čovječanstvo je dugo sanjalo o letenju na Mars, Mjesec i druge planete. Međutim, stručnjaci nisu mogli utvrditi kako bi trebao biti konstruiran avion koji će se kretati u potpuno praznom prostoru bez oslonca koji mu može dati ubrzanje. Ovaj problem je riješio Ciolkovsky, koji je predložio da se koristi za ovu svrhu.

Princip rada

Svemirske rakete iz Rusije, SAD i drugih zemalja do danas ulaze u Zemljinu orbitu pomoću raketnih motora koje je svojevremeno predložio Ciolkovski. U ovim sistemima, hemijska energija goriva se pretvara u kinetičku energiju, koju posjeduje mlaz izbačen iz mlaznice. U komorama za sagorevanje takvih motora odvija se poseban proces. U njima se, kao rezultat reakcije oksidatora i goriva, oslobađa toplina. U ovom slučaju, proizvodi izgaranja se šire, zagrijavaju, ubrzavaju u mlaznici i izbacuju se ogromnom brzinom. Raketa se kreće zahvaljujući zakonu održanja impulsa. Ona prima ubrzanje koje je usmjereno u suprotnom smjeru.

Danas postoje projekti motora kao što su svemirska dizala itd. Međutim, u praksi se ne koriste, jer su još uvijek u razvoju.

Prva svemirska letjelica

Raketa Ciolkovsky, koju je predložio naučnik, bila je duguljasta metalna komora. Spolja je izgledao kao balon ili vazdušni brod. Prednji, prednji prostor rakete bio je namijenjen putnicima. Ovdje su postavljeni i kontrolni uređaji, a pohranjeni su i apsorberi ugljičnog dioksida i rezerve kisika. Obezbeđeno je osvetljenje u putničkom prostoru. U drugi, glavni dio rakete, Ciolkovsky je postavio zapaljive tvari. Kada su se pomiješali, nastala je eksplozivna masa. Zapaljen je na za to predviđenom mjestu u samom središtu rakete i izbačen iz cijevi za širenje ogromnom brzinom u obliku vrućih plinova.

Ime Ciolkovskog dugo je bilo malo poznato ne samo u inostranstvu, već iu Rusiji. Mnogi su ga smatrali idealističkim sanjarom i ekscentričnim vizionarom. Radovi ovog velikog naučnika dobili su pravu ocjenu tek dolaskom sovjetske vlasti.

Stvaranje raketnog kompleksa u SSSR-u

Značajni koraci u istraživanju međuplanetarnog prostora napravljeni su nakon završetka Drugog svjetskog rata. To je bilo vrijeme kada su Sjedinjene Države bile jedine nuklearna energija, počeo da vrši politički pritisak na našu zemlju. Početni zadatak koji je postavljen pred naše naučnike bio je jačanje ruske vojne moći. Za dostojan odboj u uvjetima Hladnog rata koji je pokrenut tijekom ovih godina, bilo je potrebno stvoriti atomsko, a zatim je drugi, ništa manje težak zadatak bio isporučiti stvoreno oružje do cilja. Za to su bile potrebne borbene rakete. Da bi se stvorila ova tehnologija, vlada je već 1946. godine imenovala glavne konstruktore žiroskopskih uređaja, mlaznih motora, upravljačkih sistema itd. S.P. je postao odgovoran za povezivanje svih sistema u jedinstvenu celinu. Korolev.

Već 1948. godine uspješno je testirana prva balistička raketa razvijena u SSSR-u. Slični letovi za SAD obavljeni su nekoliko godina kasnije.

Lansiranje vještačkog satelita

Osim izgradnje vojnog potencijala, vlada SSSR-a je sebi postavila zadatak istraživanja svemira. Rad u ovom pravcu izveli su mnogi naučnici i dizajneri. Čak i prije nego što je poletjela raketa interkontinentalnog dometa, programerima takve tehnologije postalo je jasno da je smanjenjem nosivosti aviona moguće postići brzine koje premašuju kosmičku brzinu. Ova činjenica je ukazivala na vjerovatnoću lansiranja umjetnog satelita u Zemljinu orbitu. Ovaj epohalni događaj dogodio se 4. oktobra 1957. godine. Označio je početak nove prekretnice u istraživanju svemira.

Rad na razvoju bezvazdušnog blizu Zemlje zahtevao je ogromne napore brojnih timova dizajnera, naučnika i radnika. Kreatori svemirskih raketa morali su da razviju program za lansiranje aviona u orbitu, otklanjaju greške u radu zemaljske službe itd.

Dizajneri su se suočili sa teškim zadatkom. Bilo je potrebno povećati masu rakete i omogućiti joj da dostigne drugu. Zato je 1958-1959. godine u našoj zemlji razvijena trostepena verzija mlaznog motora. Njegovim izumom postalo je moguće proizvesti prvi svemirske rakete, u kojoj bi se osoba mogla uzdići u orbitu. Trostepeni motori su takođe otvorili mogućnost letenja na Mesec.

Nadalje, lansirne rakete postajale su sve poboljšanije. Tako je 1961. godine stvoren četverostepeni model mlaznog motora. Uz to, raketa bi mogla stići ne samo do Mjeseca, već i do Marsa ili Venere.

Prvi let sa posadom

Lansiranje svemirske rakete sa osobom na brodu prvi put je izvršeno 12. aprila 1961. godine. Brod Vostok, kojim je upravljao Jurij Gagarin, poleteo je sa površine Zemlje. Ovaj događaj je bio epohalan za čovečanstvo. U aprilu 1961. istraživanje svemira dobilo je svoj novi razvoj. Prelazak na letove s ljudskom posadom zahtijevao je od dizajnera da stvore avione koji bi se mogli vratiti na Zemlju, bezbedno prelazeći slojeve atmosfere. Osim toga, svemirska raketa je morala biti opremljena sistemom za održavanje života ljudi, uključujući regeneraciju zraka, ishranu i još mnogo toga. Svi ovi zadaci su uspješno riješeni.

Dalja istraživanja svemira

Rakete tipa Vostok dugo vremena doprineo je održavanju vodeće uloge SSSR-a u oblasti istraživanja vakuumskog prostora u blizini Zemlje. Njihova upotreba traje do danas. Sve do 1964. godine avioni Vostok su po nosivosti nadmašili sve postojeće analoge.

Nešto kasnije stvoreni su snažniji nosači kod nas i u SAD. Naziv svemirskih raketa ovog tipa, projektovanih u našoj zemlji, je „Proton-M“. Američki sličan uređaj je Delta-IV. U Evropi je dizajnirana lansirna raketa Ariane 5, koja pripada teškom tipu. Svi ovi avioni omogućavaju lansiranje 21-25 tona tereta na visinu od 200 km, gdje se nalazi niska Zemljina orbita.

Novi razvoj

U sklopu projekta leta s ljudskom posadom na Mjesec stvorene su lansirne rakete koje pripadaju super-teškoj klasi. Riječ je o američkim svemirskim raketama poput Saturna 5, kao i sovjetskog N-1. Kasnije je SSSR stvorio supertešku raketu Energia, koja se trenutno ne koristi. Space Shuttle je postao moćno američko lansirno vozilo. Ova raketa je omogućila lansiranje svemirskih brodova teških 100 tona u orbitu.

Proizvođači aviona

Svemirske rakete su dizajnirane i kreirane u OKB-1 (Specijalni konstruktorski biro), TsKBEM (Centralni konstruktorski biro za eksperimentalno mašinstvo), kao i u NPO (Naučno-proizvodno udruženje) Energia. Tu su svjetlo dana ugledale domaće balističke rakete svih vrsta. Jedanaest je izašlo odavde strateški kompleksi, koji je naša vojska usvojila. Zalaganjem radnika ovih preduzeća stvorena je R-7 - prva svemirska raketa, koja se u današnje vrijeme smatra najpouzdanijom u svijetu. Od sredine prošlog veka započinju se i odvijaju radovi na ovim proizvodnim pogonima u svim oblastima vezanim za Od 1994. godine preduzeće dobija novo ime, postaje OJSC RSC Energia.

Danas je dan proizvođača svemirskih raketa

RSC Energia nazvana po. S.P. Koroljov je strateško preduzeće Rusije. Igra vodeću ulogu u razvoju i proizvodnji svemirskih sistema s ljudskom posadom. Kompanija posvećuje veliku pažnju pitanjima kreiranja najnovije tehnologije. Ovde se razvijaju specijalizovani automatski svemirski sistemi, kao i lansirne rakete za lansiranje aviona u orbitu. Osim toga, RSC Energia aktivno implementira visoke tehnologije za proizvodnju proizvoda koji se ne odnose na razvoj bezzračnog prostora.

Ovo preduzeće, pored glavnog dizajnerskog biroa, uključuje:

AD "Pogon eksperimentalnog mašinstva".

CJSC "PO "Cosmos"

CJSC "Volzhskoe Design Bureau"

Ogranak Baikonur.

Najperspektivniji programi preduzeća su:

Pitanja daljeg istraživanja svemira i stvaranja svemirskog transportnog sistema s ljudskom posadom najnovije generacije;

Razvoj aviona sa posadom koji su sposobni da istražuju međuplanetarni prostor;

Projektovanje i izrada energetskih i telekomunikacionih prostornih sistema korišćenjem specijalnih malih reflektora i antena.

Ovaj članak će čitatelju predstaviti takve najzanimljivija tema, poput svemirske rakete, rakete-nosača i svo korisno iskustvo koje je ovaj izum donio čovječanstvu. Također će biti riječi o nosivosti isporučenoj u svemir. Istraživanje svemira počelo je ne tako davno. U SSSR-u je to bila sredina trećeg petogodišnjeg plana, kada je Drugi svjetskog rata. Svemirska raketa je razvijena u mnogim zemljama, ali ni Sjedinjene Države nisu uspjele da nas preteknu u toj fazi.

Prvo

Prvo uspješno lansiranje koje je napustilo SSSR bila je svemirska lansirna raketa s umjetnim satelitom na brodu 4. oktobra 1957. godine. Satelit PS-1 uspješno je lansiran u nisku orbitu Zemlje. Treba napomenuti da je za to bilo potrebno stvaranje šest generacija, a samo je sedma generacija ruskih svemirskih raketa uspjela razviti brzinu potrebnu za ulazak u svemir blizu Zemlje - osam kilometara u sekundi. U suprotnom, nemoguće je savladati gravitaciju Zemlje.

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

Priča

Prvi koji su teoretski potkrijepili lansiranje svemirske rakete bili su ruski naučnici Meščerski i Ciolkovski, koji su već 1897. godine opisali teoriju njenog leta. Mnogo kasnije, ovu ideju su preuzeli Oberth i von Braun iz Njemačke i Goddard iz SAD-a. Upravo u ove tri zemlje počeo je rad na problemima mlaznog pogona, stvaranja mlaznih motora na čvrsto gorivo i tekućine. Ova pitanja su najbolje rešena u Rusiji, navodi barem Motori na čvrsto gorivo već su bili široko korišteni u Drugom svjetskom ratu (motori Katjuša). Tečni mlazni motori bili su bolje razvijeni u Njemačkoj, koja je stvorila prvu balističku raketu, V-2.

Nakon rata, tim Wernhera von Brauna, uzimajući crteže i razvoj, našao je utočište u SAD-u, a SSSR je bio primoran da se zadovolji malim brojem pojedinačnih raketnih komponenti bez ikakve prateće dokumentacije. Ostalo smo sami smislili. Raketna tehnologija se brzo razvijala, sve više povećavajući domet i težinu nosivog tereta. Godine 1954. započeo je rad na projektu, zahvaljujući kojem je SSSR mogao biti prvi koji je poletio svemirskom raketom. Radilo se o interkontinentalnoj dvostepenoj balističkoj raketi R-7, koja je ubrzo nadograđena za svemir. Pokazalo se kao uspješan - izuzetno pouzdan, osigurao je mnoge rekorde u istraživanju svemira. IN modernizovana forma i danas se koristi.

"Sputnjik" i "Mesec"

Godine 1957. prva svemirska raketa - ista R-7 - lansirala je umjetni Sputnjik 1 u orbitu. Sjedinjene Države su odlučile ponoviti takvo lansiranje nešto kasnije. Međutim, u prvom pokušaju njihova svemirska raketa nije otišla u svemir, eksplodirala je u startu - čak i unutra live. "Vanguard" je dizajnirao čisto američki tim i nije opravdao očekivanja. Tada je Wernher von Braun preuzeo projekat, a u februaru 1958. lansiranje svemirske rakete bilo je uspješno. U međuvremenu, u SSSR-u je R-7 moderniziran - dodata mu je treća faza. Kao rezultat toga, brzina svemirske rakete postala je potpuno drugačija - postignuta je druga kosmička brzina, zahvaljujući kojoj je postalo moguće napustiti Zemljinu orbitu. Još nekoliko godina, serija R-7 je modernizirana i poboljšana. Promijenjeni su motori svemirskih raketa, a urađeno je dosta eksperimenata sa trećim stepenom. Naredni pokušaji su bili uspješni. Brzina svemirske rakete omogućila je ne samo napuštanje Zemljine orbite, već i razmišljanje o proučavanju drugih planeta u Sunčevom sistemu.

Ali u početku je pažnja čovječanstva bila gotovo u potpunosti usmjerena na Zemljin prirodni satelit - Mjesec. Godine 1959. sovjetski svemirska stanica"Luna-1", koji je trebalo da napravi tvrdo sletanje na lunarnoj površini. Međutim, zbog nedovoljno preciznih proračuna, uređaj je prošao malo dalje (šest hiljada kilometara) i pojurio prema Suncu, gdje se smjestio u orbitu. Ovako je naša zvijezda dobila svoj prvi umjetni satelit - slučajnim poklonom. Ali naše prirodni satelit Nije dugo bio sam, a iste 1959. Luna-2 je doletjela do njega, potpuno ispravno izvršivši svoj zadatak. Mjesec dana kasnije, Luna 3 nam je dostavila fotografije suprotnog dijela naše noćne zvijezde. A 1966. godine Luna 9 je lagano sletjela u Okean oluja i dobili smo panoramski pogled na površinu Mjeseca. Lunarni program se nastavio dugo, sve do trenutka kada su na njega sletjeli američki astronauti.

Jurij Gagarin

12. april je postao jedan od najvećih značajni dani u našoj zemlji. Nemoguće je preneti snagu narodnog veselja, ponosa i istinske sreće kada je najavljen prvi let čoveka u svemir. Jurij Gagarin postao je ne samo nacionalni heroj, već mu je aplaudirao cijeli svijet. I zato je 12. april 1961. godine, dan koji je trijumfalno ušao u istoriju, postao Dan kosmonautike. Amerikanci su hitno pokušali odgovoriti na ovaj korak bez presedana kako bi s nama podijelili svemirsku slavu. Mjesec dana kasnije, Alan Shepard je poletio, ali brod nije otišao u orbitu, bio je to suborbitalni let u luku, a Sjedinjene Države su uspjele u orbitalnom letu 1962. godine.

Gagarin je leteo u svemir na letelici Vostok. Ovo je posebna mašina u kojoj je Korolev stvorio izuzetno uspješnu koja rješava mnoge različite praktične probleme svemirska platforma. Istovremeno, na samom početku šezdesetih nije se razvijala samo verzija s ljudskom posadom let u svemir, ali je završen i projekat foto-izviđanja. "Vostok" je općenito imao mnogo modifikacija - više od četrdeset. A danas su u funkciji sateliti iz serije Bion - to su direktni potomci broda na kojem je napravljen prvi let s ljudskom posadom u svemir. Iste 1961. godine znatno složeniju ekspediciju imao je German Titov, koji je cijeli dan proveo u svemiru. Sjedinjene Države su uspjele ponoviti ovo postignuće tek 1963. godine.

"istok"

Za kosmonaute na svim svemirskim letjelicama Vostok obezbeđeno je sedište za katapultiranje. Ovo je bila mudra odluka, jer je jedan uređaj obavljao i zadatke pri lansiranju (hitno spašavanje posade) i meko sletanje modula za spuštanje. Dizajneri su svoje napore usmjerili na razvoj jednog uređaja umjesto dva. Ovo je smanjilo tehnički rizik u avijaciji, sistem katapulta je u to vrijeme već bio dobro razvijen. S druge strane, postoji ogroman dobitak u vremenu nego ako dizajnirate potpuno novi uređaj. Uostalom, svemirska trka se nastavila, a SSSR ju je pobijedio s prilično velikom razlikom.

Titov je sletio na isti način. Imao je sreću da padobranom skoči u blizini pruge kojom je voz išao, a novinari su ga odmah fotografisali. Sistem za slijetanje, koji je postao najpouzdaniji i najmekši, razvijen je 1965. godine i koristi gama visinomjer. Ona i danas služi. SAD nisu imale ovu tehnologiju, zbog čega sva njihova vozila za spuštanje, čak i novi SpaceX Dragons, ne slijeću, već pljušte. Izuzetak su samo šatlovi. A 1962. godine SSSR je već započeo grupne letove na svemirskim letjelicama Vostok-3 i Vostok-4. Godine 1963. prva žena pridružila se korpusu sovjetskih kosmonauta - Valentina Tereškova je otišla u svemir, postavši prva na svijetu. Istovremeno, Valery Bykovsky postavio je rekord u trajanju jednog leta koji još nije oboren - u svemiru je ostao pet dana. Godine 1964. pojavio se višesjedni brod Voskhod, a Sjedinjene Države su zaostajale cijelu godinu. A 1965. godine Aleksej Leonov je otišao u svemir!

"venera"

1966. SSSR je započeo međuplanetarne letove. Svemirska letelica Venera 3 izvršila je teško sletanje na susednu planetu i tamo isporučila Zemljin globus i zastavicu SSSR-a. Godine 1975. Venera 9 je uspjela da izvrši meko sletanje i prenese sliku površine planete. A "Venera-13" je snimila panoramske fotografije i zvučne snimke u boji. Serija AMS (automatske međuplanetarne stanice) za proučavanje Venere, kao i okolnog svemira, nastavlja da se usavršava i sada. Uslovi na Veneri su teški i o njima praktički nije bilo pouzdanih podataka, a programeri nisu znali ništa o pritisku ili temperaturi na površini planete, sve je to, naravno, zakomplikovalo istraživanje;

Prva serija vozila za spuštanje znala je čak i plivati ​​- za svaki slučaj. Ipak, u početku letovi nisu bili uspješni, ali kasnije je SSSR bio toliko uspješan u Venerinim lutanjima da se ova planeta počela zvati ruskom. "Venera-1" je prva svemirska letjelica u ljudskoj istoriji dizajnirana da leti do drugih planeta i istražuje ih. Lansiran je 1961. godine, ali sedmicu kasnije veza je prekinuta zbog pregrijavanja senzora. Stanica je postala nekontrolisana i uspela je da napravi prvi prelet na svetu u blizini Venere (na udaljenosti od oko sto hiljada kilometara).

U tragovima

"Venera-4" nam je pomogla da saznamo da na ovoj planeti postoji dvjesto sedamdeset jedan stepen u sjeni (noćna strana Venere), pritisak je do dvadeset atmosfera, a sama atmosfera devedeset posto ugljični dioksid. Ova letjelica je takođe otkrila vodikovu koronu. "Venera-5" i "Venera-6" su nam puno govorile o solarnom vjetru (tokovima plazme) i njegovoj strukturi u blizini planete. "Venera-7" je razjasnila podatke o temperaturi i pritisku u atmosferi. Sve se pokazalo još složenijim: temperatura bliže površini bila je 475 ± 20°C, a pritisak je bio za red veličine veći. Na sljedećoj svemirskoj letjelici bukvalno je sve preuređeno i nakon sto sedamnaest dana Venera-8 je lagano sletjela na dnevnu stranu planete. Ova stanica je imala fotometar i mnoge dodatne instrumente. Glavna stvar je bila veza.

Ispostavilo se da se osvjetljenje najbližeg susjeda gotovo ne razlikuje od onog na Zemlji – baš kao i naše po oblačnom danu. Tamo nije samo oblačno, vrijeme se zaista razvedrilo. Slike onoga što je oprema videla jednostavno su zaprepastile zemljane. Osim toga, ispitano je tlo i količina amonijaka u atmosferi, te mjerena brzina vjetra. A “Venera-9” i “Venera-10” su nam uspjele pokazati “komšiju” na TV-u. Ovo su prvi snimci na svijetu prenijeti sa druge planete. I same ove stanice su sada umjetni sateliti Venere. Posljednji koji su doletjeli na ovu planetu bili su "Venera-15" i "Venera-16", koji su takođe postali sateliti, koji su ranije čovječanstvu pružili apsolutno nova i neophodna znanja. 1985. program su nastavili Vega-1 i Vega-2, koji su proučavali ne samo Veneru, već i Halejevu kometu. Sljedeći let planiran je za 2024. godinu.

Nešto o svemirskoj raketi

Budući da se parametri i tehničke karakteristike svih raketa razlikuju jedni od drugih, razmotrimo lansirno vozilo nove generacije, na primjer Soyuz-2.1A. Riječ je o trostepenoj raketi srednje klase, modificiranoj verziji Sojuz-U, koja je vrlo uspješno u pogonu od 1973. godine.

Ovo lansirno vozilo je dizajnirano za lansiranje svemirskih letjelica. Potonji mogu imati vojne, ekonomske i društvene svrhe. Ova raketa ih može lansirati u različite tipove orbita - geostacionarne, geostacionarne, sunce sinhrone, visoko eliptične, srednje, niske.

Modernizacija

Raketa je izuzetno modernizovana, ovde je kreiran fundamentalno drugačiji digitalni sistem upravljanja, razvijen na novoj domaćoj bazi elemenata, sa brzim digitalnim kompjuterom na brodu sa mnogo veće zapremine RAM. Digitalni sistem upravljanja obezbeđuje raketi visoko precizno lansiranje korisnog tereta.

Osim toga, ugrađeni su motori na kojima su poboljšane glave injektora prvog i drugog stepena. Postoji drugačiji sistem telemetrije. Time je povećana preciznost lansiranja projektila, njegova stabilnost i, naravno, upravljivost. Masa svemirske rakete se nije povećala, ali se korisni teret povećao za tri stotine kilograma.

Specifikacije

Prvi i drugi stepen rakete-nosača opremljeni su tečnim raketnim motorima RD-107A i RD-108A iz NPO Energomash po imenu akademika Gluška, a treći stepen opremljen je četvorokomornim RD-0110 iz Projektnog biroa Khimavtomatika. Raketno gorivo je tečni kiseonik, koji je ekološki prihvatljiv oksidant, kao i malo toksično gorivo - kerozin. Dužina rakete je 46,3 metra, težina pri lansiranju je 311,7 tona, a bez bojeve glave - 303,2 tone. Masa konstrukcije lansirne rakete je 24,4 tone. Komponente goriva su teške 278,8 tona. Letna ispitivanja Sojuza-2.1A počela su 2004. godine na kosmodromu Pleseck i bila su uspješna. Godine 2006. raketa-nosač je izvršila svoj prvi komercijalni let – lansirala je evropsku meteorološku letjelicu Metop u orbitu.

Mora se reći da rakete imaju različite mogućnosti lansiranja tereta. Postoje laki, srednji i teški nosači. Nosilica Rokot, na primjer, lansira svemirske letjelice u niske Zemljine orbite - do dvije stotine kilometara, te stoga može nositi teret od 1,95 tona. Ali Proton je teška klasa, može lansirati 22,4 tone u nisku orbitu, 6,15 tona u geostacionarnu orbitu i 3,3 tone u geostacionarnu orbitu. Lansirna raketa koju razmatramo namijenjena je svim lokacijama koje koristi Roskosmos: Kuru, Bajkonur, Pleseck, Vostočni, a djeluje u okviru zajedničkih rusko-evropskih projekata.

Neka letovi u svemir odavno su uobičajena stvar. Ali znate li sve o svemirskim raketama? Hajde da ih rastavljamo deo po deo i vidimo od čega se sastoje i kako rade.

Raketni motori

Motori su najvažniji komponenta lansirno vozilo. Oni stvaraju vučnu silu koja pokreće raketu u svemir. Ali kada su u pitanju raketni motori, ne biste se trebali sjećati onih koji su ispod haube automobila ili, na primjer, okretanja lopatica rotora helikoptera. Raketni motori su potpuno drugačiji.

Rad raketnih motora zasniva se na Njutnovom trećem zakonu. Istorijska formulacija ovog zakona kaže da za bilo koju akciju uvijek postoji jednaka i suprotna reakcija, drugim riječima, reakcija. Zbog toga se ovi motori nazivaju mlazni motori.

Tokom rada, mlazni raketni motor izbacuje supstancu (tzv. radni fluid) u jednom smjeru, dok se sam kreće u suprotnom smjeru. Da biste razumeli kako se to dešava, ne morate sami da letite raketom. Najbliži, “zemaljski” primjer je trzaj koji nastaje prilikom pucanja iz vatreno oružje. Radni fluid ovdje su metak i barutni plinovi koji izlaze iz cijevi. Drugi primjer je naduvani i pušteni balon. Ako ga ne zavežete, leteće dok ne izađe vazduh. Vazduh je ovde veoma radni fluid. Jednostavno rečeno, radni fluid u raketnom motoru su produkti sagorevanja raketnog goriva.

Model raketnog motora RD-180

Gorivo

Gorivo za raketne motore je obično dvokomponentno i uključuje gorivo i oksidant. Lansirna raketa Proton koristi heptil (nesimetrični dimetilhidrazain) kao gorivo i dušikov tetroksid kao oksidant. Obje komponente su izuzetno toksične, ali ovo je "sjećanje" na originalnu borbenu svrhu projektila. Interkontinentalna balistička raketa UR-500, rodonačelnik Protona, koja je imala vojnu namjenu, morala je dugo biti u stanju borbene spremnosti prije lansiranja. A druge vrste goriva nisu dozvoljavale dugotrajno skladištenje. Rakete Sojuz-FG i Sojuz-2 koriste kerozin i tečni kiseonik kao gorivo. Iste komponente goriva se koriste u porodici lansirnih vozila Angara, Falcon 9 i Falcon Heavy koji obećava Elona Muska. Par goriva japanske lansirne rakete H-IIB (H-to-bee) je tečni vodonik (gorivo) i tečni kiseonik (oksidator). Kao u raketi privatne avio kompanije Blue Origin, korištenoj za lansiranje suborbitalnog broda New Shepard. Ali ovo su sve tečni raketni motori.

Koriste se i raketni motori na čvrsto gorivo, ali po pravilu u fazama na čvrsto gorivo višestepenih raketa, kao što su startni akcelerator rakete-nosača Ariane 5, drugi stepen rakete-nosača Antares i bočni pojačivači rakete. Space Shuttle.

stepenice

Korisni teret lansiran u svemir je samo mali dio mase rakete. Lansirna vozila prvenstveno „transportuju“ sebe, odnosno svoju vlastitu strukturu: rezervoare za gorivo i motore, kao i gorivo potrebno za njihov rad. Spremnici goriva i raketni motori nalaze se u različitim fazama rakete i, čim potroše gorivo, postaju nepotrebni. Kako ne bi nosili dodatni teret, oni su odvojeni. Osim punopravnih stupnjeva, koriste se i vanjski spremnici goriva koji nisu opremljeni vlastitim motorima. Tokom leta oni se takođe resetuju.

Prva faza rakete-nosača Proton-M

Postoje dvije klasične sheme za konstrukciju višestepenih raketa: s poprečnim i uzdužnim razdvajanjem stupnjeva. U prvom slučaju, stepenice se postavljaju jedna iznad druge i uključuju se tek nakon odvajanja prethodne, donje, faze. U drugom slučaju, oko tijela drugog stepena nalazi se nekoliko identičnih raketnih stepenica, koje se istovremeno uključuju i ispuštaju. U tom slučaju motor drugog stepena može raditi i za vrijeme pokretanja. Ali kombinirana uzdužno-poprečna shema također se široko koristi.

Opcije rasporeda projektila

Nosilac lake klase Rokot, lansiran u februaru ove godine sa kosmodroma u Plesecku, je trostepena raketa sa poprečnim razdvajanjem stepenica. No, raketa-nosač Sojuz-2, lansirana sa novog kosmodroma Vostočni u aprilu ove godine, je trostepena sa uzdužno-poprečnom podjelom.

Zanimljiv dizajn dvostepene uzdužno odvojene rakete je sistem Space Shuttle. Tu leži razlika između američkih šatlova i Burana. Prvi stepen sistema Space Shuttle su bočni busteri na čvrsto gorivo, drugi je sam šatl (orbiter) sa odvojivim spoljnim rezervoarom za gorivo, koji je u obliku rakete. Tokom poletanja pali se i šatl i boster motor. U sistemu Energia-Buran, dvostepeno super-teško lansirno vozilo Energia bilo je samostalan element i, osim za lansiranje svemirske letjelice Buran u svemir, moglo se koristiti u druge svrhe, na primjer, za podršku automatskim ekspedicijama i ekspedicijama s posadom. Mjesec i Mars.

Blok ubrzanja

Može se činiti da je cilj postignut čim raketa ode u svemir. Ali to nije uvijek slučaj. Ciljana orbita svemirske letjelice ili korisnog tereta može biti mnogo viša od linije od koje svemir počinje. Na primjer, geostacionarna orbita, u kojoj se nalaze telekomunikacioni sateliti, nalazi se na nadmorskoj visini od 35.786 km. Zbog toga nam je potreban gornji stepen, koji je, u stvari, još jedan stepen rakete. Svemir počinje već na visini od 100 km, gdje počinje bestežinsko stanje, što je ozbiljan problem za konvencionalne raketne motore.

Jedan od glavnih „radnih konja“ ruske kosmonautike, raketa-nosač Proton uparen sa gornjim stepenom Breeze-M, osigurava lansiranje tereta težine do 3,3 tone u geostacionarnu orbitu, ali u početku se lansiranje vrši u nisku referentnu orbitu (. 200 km). Iako se gornji stupanj naziva jednim od stupnjeva broda, razlikuje se od uobičajenog stupnja po svojim motorima.

Proton-M lansirna raketa sa gornjim stepenom Breeze-M u montaži

Za pomicanje svemirskog broda ili vozila u ciljnu orbitu ili usmjeravanje na bijeg ili međuplanetarnu putanju, gornji stepen mora biti u stanju izvesti jedan ili više manevara koji mijenjaju brzinu leta. A za to morate svaki put upaliti motor. Štaviše, tokom perioda između manevara, motor se gasi. Dakle, motor gornjeg stepena je sposoban da se više puta uključuje i gasi, za razliku od motora drugih stepenica rakete. Izuzetak su višekratni Falcon 9 i New Shepard, čiji se motori prve faze koriste za kočenje pri slijetanju na Zemlju.

Nosivost

Rakete postoje da bi lansirale nešto u svemir. Konkretno, svemirski brodovi i svemirske letjelice. U domaćoj kosmonautici to su transportni teretni brodovi Progres i svemirske letjelice Sojuz upućene na ISS. Od letjelica ove godine, američki Intelsat DLA2 i francuski Eutelsat 9B, domaća navigacijska letjelica Glonass-M br.53 i, naravno, svemirska letjelica ExoMars-2016, dizajnirana za traženje metana u atmosferi Marsa.

Rakete imaju različite mogućnosti za lansiranje korisnog tereta. Masa nosivosti rakete Rokot lake klase, namijenjene za lansiranje svemirskih letjelica u niske Zemljine orbite (200 km), iznosi 1,95 tona. Izbacuje 22,4 tone u nisku orbitu, 6,15 tona u geostacionarnu orbitu i 3,3 tone u geostacionarnu orbitu, u zavisnosti od modifikacije i kosmodroma, može da isporuči od 7,5 do 8,7 t, na geostacionarnu orbitu - od 2. do 3 t i do geostacionarne - od 1,3 do 1,5 t. Raketa je dizajnirana za lansiranje sa svih lokacija Roskosmosa: Vostočni, Pleseck, Bajkonur i Kuru, koje se koriste u sklopu zajedničkog rusko-evropskog projekta. Korišćen za lansiranje transportnih i svemirskih letelica sa posadom na ISS, Sojuz-FG LV ima masu korisnog tereta od 7,2 tone (sa svemirskim brodom Sojuz) do 7,4 tone (sa teretnim svemirskim brodom Progres). Trenutno je ovo jedina raketa koja se koristi za transport kosmonauta i astronauta na ISS.

Korisni teret se obično nalazi na samom vrhu rakete. Da bi se savladao aerodinamički otpor, svemirska letjelica ili brod se postavlja unutar prednjeg poklopca rakete, koji se odbacuje nakon prolaska kroz guste slojeve atmosfere.

Reči Jurija Gagarina koje su ušle u istoriju: "Vidim Zemlju... Kakva lepota!" rečeno im je upravo nakon puštanja prednje maske rakete-nosača Vostok.

Ugradnja prednjeg oklopa rakete-nosača Proton-M, nosivost SC "Express-AT1" i "Express-AT2"

Sistem za hitno spašavanje

Raketa koja lansira svemirski brod sa posadom u orbitu može se gotovo uvijek razlikovati po izgled od one koja lansira teretni brod ili svemirski brod. Kako bi se osiguralo da u slučaju nužde na lansirnoj raketi posada svemirskog broda s ljudskom posadom ostane živa, koristi se sistem za hitno spašavanje (ESS). U suštini, ovo je još jedna (iako mala) raketa na čelu lansirne rakete. Izvana SAS izgleda kao kupola neobičan oblik na vrhu rakete. Njegov zadatak je da u hitnim slučajevima izvuče svemirski brod s ljudskom posadom i odveze ga s mjesta nesreće.

U slučaju eksplozije rakete pri lansiranju ili na početku leta, glavni motori sistema za oporavak otkinu dio rakete u kojem se nalazi svemirski brod s ljudskom posadom i udalji ga od mjesta nesreće. Nakon toga slijedi spuštanje padobranom. Ako se let odvija normalno, nakon dostizanja sigurne visine, sistem za hitno spašavanje se odvaja od lansirne rakete. On velike visine uloga SAS-a nije toliko važna. Ovdje posada već može pobjeći zahvaljujući odvajanju modula za spuštanje letjelice od rakete.

Sojuz LV sa SAS-om na vrhu rakete