Практическое застосування космонавтики

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Реферат

по астрономии

на тему:

Практическое

застосування космонавтики

[pic]

Виконала: учениця Рєпіна Віра клас 11 «У «школа № 25 учитель:

Сахарова

Світлана Юрьевна

Кострома 2001 год

Начало космічної ери 3

Космічне дослідження Венери 4

Исследования Венери з допомогою АМС 5 АМС першого покоління 5 АМС другого покоління 6 Програма «Магеллан «9

Космические дослідження Сатурна 9

Практичне використання космосу 10

Голоса з космосу 10 Космічна метеорологія 11 Вивчення Землі з космосу 12 Координатно-временное забезпечення 13 Дистанційне зондування Землі 14 Програма пілотованих польотів 14 основні напрями наукових досліджень про на ДОС «Світ»: астрофізика, геофізика, космічна технологія, медицина, біологія, біотехнологія. 15

МЕЖДУНАРОДНАЯ КОСМІЧНА СТАНЦІЯ 16

Совместные польоти як етап створення міжнародної станції. 17 Функционально-грузовой блок «Зоря «18 Компонування 19 Стикувальні агрегати 19 Система енергопостачання 19 Схема польоту 20 Політ STS-88 потрібно здійснити кораблю «Индевор «(Endeavour). 20 Екіпаж корабля «Индевор «STS-88/ 21

Список літератури: 23

Початок космічної эры

4 жовтня 1957 р. СРСР справив запуск першої світової штучного супутника Землі. Перший радянський супутник дозволив вперше виміряти щільність верхньої атмосфери, отримати дані про поширення радіосигналів в іоносфері, відпрацювати питання виведення на орбіту, теплової режим та інших. Супутник був алюмінієву сферу діаметром 58 див і масою 83,6 кг з чотирма штыревыми антенами довгою 2,4−2,9 м. У герметичному корпусі супутника розміщувалися апаратура і джерела електроживлення. Початкові параметри орбіти становили: висота перигея 228 км, висота апогею 947 км, нахил 65,1 грн. 3 листопада Радянський Союз перед повідомив про виведення на орбіту другого радянського супутника. У окремої герметичного кабіні перебували собака Лайка і телеметрическая система для реєстрації її в невагомості. Супутник був оснастили науковими приладами на дослідження випромінювання Сонця і космічних лучей.

6 грудня 1957 р. США була спроба запустити супутник «Авангард-1» з допомогою ракети-носія, розробленої Дослідницької лабораторією ВМФ. Після запалювання ракета піднялася над пусковим столом, проте через секунду, двигуни вимкнулися, і ракета впала до столу, вибухнувши від удара.

31 січня 1958 р. було виведено на орбіту супутник «Эксплорер-1», американський у відповідь запуск радянських супутників. За розмірами і масі не був кандидатом в рекордсмени. Будучи довгою менш 1 метрів і діаметром лише ~15,2 див, він мав масу лише 4,8 кг. Проте його корисний вантаж був приєднано до четвертої, останнього ступеня ракеты-насителя «Юнона-1». Супутник разом із ракетою на орбіті мав довжину 205 див й безліч 14 кг. Нею було встановлено датчики зовнішньої і внутрішньої температур, датчики ерозії і ударів визначення потоків микрометеоритов і лічильник Гейгера-Мюллера для реєстрації проникаючих космічного проміння. Важливий науковий результат польоту супутника перебував у відкритті оточуючих Земля радіаційних поясів. Лічильник Гейгера-Мюллера припинив рахунок, коли апарат був у апогеї на висоті 2530 км, висота перигея становила 360 км.

5 лютого 1958 р. США було здійснено друга спроба запустити супутник «Авангард-1», але вона також закінчилася аварією, таки перша спроба. Нарешті 17 березня супутник було виведено на орбіту. У період із грудня 1957 р. до вересня 1959 р. було зроблено одинадцять спроб вивести на орбіту «Авангард-1», лише троє фахівців з них успішними. Обидва супутника внесли багато нового континенту в космічну науку і техніку (сонячні батареї, нові дані про щільності верхній атмосфери, точне картування островів в Тихому океані тощо. д.).

17 серпня 1958 р. США було здійснено перша спроба послати з мису Канаверал на околиці Місяця зонд з наукової апаратурою. Вона опинилася невдалої. Ракета піднялася і пролетіла всього 16 км. Перша ступінь ракети вибухнула на 77 з польоту. 11 жовтня 1958 р. було здійснено друга спроба запуску місячного зонда «Пионер-1», також виявилася невдалою. Наступні кілька запусків також невдалими, лише 3 березня 1959 р. «Пионер-4», масою 6,1 кг частково виконав це завдання: пролетів повз Місяця з відривом 60 000 км (замість планованих 24 000 км). Як і за запуску супутника Землі, пріоритет в запуску першого зонда належить СРСР, 2 січня 1959 р. було запущено перший створений руками людини об'єкт, який було виведено на траєкторію, яка стелиться досить від Місяця, на орбіту супутника Сонця. Отже «Луна-1» вперше досягла другий космічної швидкості. «Луна-1» мала масу 361,3 кг і пролетіла повз Місяця з відривом 5500 км. З віддалі 113 000 кілометрів від Землі із демонстрацією ракетної щаблі, пристыкованной до «Луне-1», випустили хмару парів натрію, образовавшее штучну комету. Сонячне випромінювання викликало яскраве світіння парів натрію, і оптичні системи Землі сфотографували хмару і натомість сузір'я Водолія. «Луна-2» запущена 12 вересня 1959 р. зробила першим у світі політ інше небесне тіло. У 390,2 кілограмової сфері розміщувалися прилади, показали, що Місяць немає магнітного поля і радіаційного пояса. Автоматична міжпланетна станція (АМС) «Луна-3» було запущено 4 жовтня 1959 р. Вага станції дорівнював 435 кг. Основною метою запуску був обліт відвідин Місяця й фотографування зворотному, невидимою з Землі, боку. Фотографування вироблялося 7 жовтня в протягом 40 хв я з висот 6200 км над Луной.

Космічне дослідження Венеры

Венера — друга за відстанню від поверхні Сонця і найближча до Землі планета Сонячної системи. Середнє відстань від поверхні Сонця — 108 млн. км. Венера видно на небі або після Заходу Сонця (вечірня зірка), або незадовго до його сходу (ранкова зірка). Венера — найяскравіше світило на небі після Сонця і Місяця, і за сприятливі умови можна навіть спостерігати тінь від предметів, створювану світлом Венери. Ця планета відома людей із глибокої давнини. Вже 1610 року Галілей справив перші телескопічні спостереження небесних світил і спостерігав зміну фаз у Венери, тобто. зміна її видимої форми від диска до вузького серпа.

Існування атмосфери Венери було знайдено в 1761 року М. В. Ломоносовим при спостереженнях проходження її за диску Солнца.

Обертання будь-який планети і орієнтування осі обертання у просторі зазвичай вивчалися за спостереженнями різних деталей, видимих їхньому поверхні. Проте поверхню Венери постійно прихована щільною атмосферою і хмарним шаром, окутывающим планету, що складається з крапель сірчаної кислоти і обертовим набагато швидше, ніж сама планета. Тому параметри обертання Венери було визначено тільки після виникнення в 30-х роках нашого століття та розвитку радіолокаційних спостережень. Цікаво, що Венера обертається у бік проти Землею зв іншими планетами з нахилом осі обертання до площині орбіти майже 90°. Через незвичного поєднання та напрямів і періодів обертання та звернення навколо Сонця зміна дні й ночі на Венері відбувається поза 117 діб, тому вдень і вночі тривають по 58.5 суток.

У XX в. з допомогою спектральних досліджень, у атмосфері Венери знайдено вуглекислий газ, який виявився основним газом її атмосфери (96,5%), в склад якої належить близько 3% азоту та невеликі кількості інертних газів, кисню, окису вуглецю, хлороводорода і фтороводорода. Крім того, з її атмосфері міститься близько 0,1% водяної пари. Вуглекислий пар і водяну пару створюють на атмосфері Венери парниковий ефект (причиною якого є сильне поглинання цими газами теплового випромінювання), що призводить до сильному разогреванию поверхні планети. Температура його поверхні близько 500 °C.

Зауважимо, що чудове уявлення про дикої «природі «Венери — планети бур, пекельної спеки і отруйних хмар — дає одне із ранніх фантастичних романів братів Стругацьких «Країна Багряних Хмар «про експедиції землян на Венеру.

Малюнок Венери, зроблений А. Дольфюсом на обсерваторії Пік Міді, містить великі подробиці, ніж будь-яка фотографія, отримана з Землі, але деталі видимої поверхні настільки незрозумілі, що й важко замалювати точно. До того ж хмарний покрив змінюється дуже быстро.

Нова ера в астрономії - дослідження планет з допомогою космічних апаратів — дозволила акумулювати величезний обсяг нову інформацію про природі Венери, уточніть наші ставлення до ней.

Дослідження Венери з допомогою АМС

Наприкінці 1950-х років зрозуміли, що наземні методи дослідження Венери що неспроможні дати істотно нову інформацію. Методи оптичної, інфрачервоної і ультрафіолетової астрономії виявилися непридатними на дослідження подоблачной атмосфери планети. Запуск перших штучних супутників Землі, та був посилка перших АМС до Місяця показали можливість вивчення Венери з близьких расстояний.

АМС першого поколения

Першим дослідницьким апаратом, спрямованим земляками в іншу планеті, стала радянська автоматична станція «Венера-1 », що стартувала 12 лютого 1961 року. Три місяці ока пройшла на відстаней близько 100 тисячі кілометрів від Венери й вийшла орбіту супутника Сонця. Радіозв'язок з цієї станцією тривала до того часу, поки відстань до Землі не перевищила 3 млн. км. і далі припинилася через вихід з експлуатації бортовий апаратури. Основними завданнями станції «Венера-1 «були перевірка методів виведення космічних об'єктів на міжпланетну трасу, перевірка наддалекої радіозв'язку та управління станцією, проведення фізичних досліджень, у космосе.

У грудні 1962 року американський зонд «Маринер-2 «пролетів на відстані 35 тисячі кілометрів від Венери, маючи на борту радіометр сантиметрового діапазону, магнітометр і кілька приладів на дослідження заряджених частинок у космічній пилу. Результати магнітних вимірів показали, що власний магнітне полі планети невелика (магнітний момент Венери не «перевищує 5- 10% магнітного- поля Землі). З точністю на 1,5 порядку більшої, що раніше із поверхні Землі, вдалося визначити ставлення мас Сонця і Венери. За даними радіометра дійшли висновку, що, радіовипромінювання формується у нижній атмосфері Венери, а чи не в іоносфері, як це допускалося ранее.

У 1965 року приєдналася до «чудової із зірок небесних », таку назву дав Венеру Гомер, пішла «Венера-2 », яка привела звані польотні дослідження. АМС пролетіла па відстані 24 000 кілометрів від поверхні планети. Надійно працювали прилади для виміру космічного проміння, магнітних полів, потоків заряджених частинок і микрометеоритов, радіопередавачі і весь система передачі результатів наукових спостереженні. Розправлені крила сонячних батарей живили прилади й апаратуру електроенергією. Основна технічна проблема, яка стояла перед конструкторами міжпланетної станції, полягала у забезпечення її досягнення в час спуску у атмосфері Венери за умов величезних температур і тиску, соціальній та період аеродинамічного торможения.

Перші польоти АМС до Венері дозволили виявити розбіжності у підході СРСР і США вирішення завдань дослідження Венери з допомогою космічних апаратів. Якщо фахівці США як основного схеми першому етапі вибрали схему прольоту поблизу планети, то конструктори АМС у СРСР поставили основний завданням посадку автоматичних станцій на поверхню планеты.

І ось настав якісно новий етап: в 1965 року «Венера-3 «вперше досягла поверхні планети, а 1967 року «Венера-4 «вперше здійснила плавний спуск у її атмосфери і провела безпосередні фізико-хімічні дослідження. АМС «Венера-4 «несла спускний апарат, який відокремився перед входом автоматичної станції у повітря. АМС згоріла в щільних шарах атмосфери, а спускний апарат зі спеціальним парашутом плавно опустився в щільні верстви атмосфери. Перший історії людства сеанс міжпланетної радіозв'язку тривав 93 хвилини. Були обмірювані залежно від висоти щільність, тиск і температура атмосфери, проведено хімічний аналіз складу атмосфери. Спускний апарат був на тиск до 20 атмосфер, і передачі даних припинилася перед посадкою на тверду поверхню Венери. Встановлено, що вуглекислий газ є основним компонентом атмосфери (щонайменше 95%), отримані межі змісту інших компонентів, однозначно встановлено існування високих тиску і температурах атмосфері планети. На пролетном апараті виміряти воднева корона Венери, проведено спостереження заряджених частинок і микрометеоритов.

У 1967 р. через день посадки «Венеры-4 «повз планети на відстані 4000 км пролетів американський «Маринер-5 », з допомогою якого було досліджувана проходження радіосигналу через атмосферу і іоносферу (радіо просвічування) і проведені виміри водневої корони. За даними радіо просвітлювання отримано залежності температури і тиску від висоти не більше 35−90 км і концентрація електронів ионосфере.

Існування менш щільною, ніж земна, водневої корони у Венери було знайдено вимірами на космічних апаратах «Венера-4 «і «Мзринер- 5 «. Для верхніх областей Венери характерний ряд особливостей, визначених фотохимией С02 із можливим через участь у комплексі реакцій води та галогенів, в умовах атомних і молекулярних взаємодій і взаємодії з сонячним ветром.

Основна мета запуску в 1969 року двох станцій «Венера-5 «і «Венера-6 «- збільшення проникнення атмосферу Венери, підвищення точності вимірів хімічного складу, параметрів атмосфери і лобіювання відповідних їм висот. Корпус спускного апарата був останні кілька зміцнений, що дозволило провести виміру подоблачной атмосфери більш низьких висотах (до 19 км над поверхнею планеты).

Спускний апарат нової конструкції створений і ввійшло до складу станції «Венера-7 », яка досягла околиць планети у грудні 1970 року. Її апаратура проводила виміру лише у час спуску в усій товщі атмосфери, а й у протягом 53 хвилин самісінькому поверхні планети. Умови виявилися надзвичайно суворими: тиск досягало 90 атмосфер, а температура — до 5000С; в хмарному покрові, окутывающем планету, дуже багато вуглекислого газу та мало кисню. Отримано дані про характер порід поверхневого шару Венеры.

На порядок денний постало завдання розробки венеріанської автоматичної станції, здатної здійснювати широке коло наукових досліджень про. Такий автоматичної станцією нової генерації стала АМС «Венера-8 «. З допомогою спускного апарата станції «Венера-8 «в 1972 року було проведено різнобічні дослідження атмосфери і поверхні Венери. Крім вимірів атмосферного тиску, щільності і температури було виміряно освітленість і вертикальна структура аерозольним середовища, зокрема і хмарного шару, визначено швидкості вітру в різних висотах у атмосфері по доплеровскому зрушенню частоти радіопередавача, проведена гамма-спектроскопия поверхневих порід. Фотометрические виміру показали, що хмарний шар простирається до висот близько сорока км, оцінена його оптична товщина і прозорість; освітленість лежить на поверхні денний боку Венери виявилася достатньої для зйомки зображення місця посадки. Вперше отримано висотний профіль швидкості вітру, що характеризується зростанням швидкості від 0,5 м/сек у поверхні до 100 м/сек у верхньої межі хмар. По змісту природних радіоактивних елементів (уран, торій, калій) поверхневі породи на Венері займають проміжне становище між базальтами і гранитами.

Вже у лютому 1974 року в відстані 6000 кілометрів від Венери пройшов американський пролетный зонд «Маринер-10 », де були встановлено телевізійна камера, ультрафіолетовий спектрометр і інфрачервоний радіометр. Отримані телевізійні зображення хмарного шару використовувалися на дослідження динаміки атмосфери. З допомогою ультрафіолетового спектрометра виявлено і обмірювані кількості гелію в атмосфере.

АМС другого поколения

Станції нової генерації «Венера-9 «і «Венера-10 », досягли планети в жовтні 1975 року. стали першими штучними супутниками Венери, які що встановлюють апарати --здійснили м’яку посадку на освітленої боці планети. На станціях другого покоління інформація зі спущені апаратів передавалася на орбітальний апарат, та був ретранслировалась на Землю. Це спричинило значного збільшення кількості одержуваної інформації. Вперше було передано панорамні телевізійні зображення з іншого планети, обмірювані на спущені апаратах щільність, тиск, температура атмосфери, кількість водяної пари, проведено нефелометрические виміру частинок хмар, виміру освітленості у різних ділянках спектра. Для вимірів характеристик грунту крім гама — спектрометра використовувався радіаційний плотномер. Штучні супутники дали телевізійні зображення хмарного шару, розподіл температури по верхньої кордоні хмар, спектри нічного світіння планети, провести дослідження водневої корони, багаторазове радіо просвічування атмосфери і іоносфери, вимір магнітних полів і околопланетной плазми. Велике увагу залучило виявлення гроз і блискавок в шарі хмарності планети. Дані оптичних вимірів показали, що енергетичні характеристики венерианских блискавок в 25 разів перевищують параметри земних молний.

У 1978 року за міжпланетної трасі минулися, і досягли заданої мети ще два посланця — «Венера-11 «і «Венера-12 », основним завданням яких неможливо було детальне дослідження хімічного складу нижньої атмосфери методами мас- спектрометрії, газової хроматографії, оптичної і рентгенівської спектроскопії. Були обмірювані кількості азоту, окису вуглецю, двоокису сірки, водяної пари, сірки, аргону, неону і визначено ізотопні відносини аргону, неону, кисню, вуглецю, виявлено хлор і сірка в частинках хмар, отримані детальні дані про поглинання сонячного випромінювання на різних висотах у атмосфері, необхідних вивчення його теплового режиму. Спеціальним приймачем було зареєстровано імпульси електромагнітного випромінювання, що вказують існувати електричних зарядів у атмосфері на кшталт земних блискавок. На прогонних апаратах були встановлено ультрафіолетові спектрометри на дослідження складу верхньої атмосферы.

Основна складова атмосфери Венери — вуглекислий газ (96% по обсягу), азот (4%), окис вуглецю, двоокис сірки, кисню практично немає, зміст водяної пари, очевидно, коштує від 0,1 — 0,4% під хмарними верствами до 15−30% вище них. Наземними спектроскопическими дослідженнями знайдено також молекули HCl.

Температура атмосфери Венери у поверхні планети (лише на рівні, відповідному радіусу 6052 км) 735 До, тиск 9 МПа, щільність газу 60 разів більше, ніж у земної атмосфере.

Атмосфера Венери до 50 кілометрів від поверхні зберігається близька до адиабатической, а вище 50 км температурний градієнт зменшується приблизно вдвічі. Добові коливання температури у поверхні 1 До, а в розквіті 50−80 км досягають 15−20 К.

Температура верхньої межі хмарного шару в приполярної зоні на 5−10 До вище, ніж в екватора, що, певне, пов’язана зі зміною висоти розташування хмар. Висока температура атмосфери у поверхні пояснюється дією парникового ефекту: за даними прямих вимірів значної частини сонячного випромінювання (3 — 4%) сягає поверхні і є нагріває її, а сильна непрозорість задля власного інфрачервоних променів щільною вуглекислої атмосфери з додатком водяної пари перешкоджає остигання поверхности.

Виявлено висока грозова, активність Венери: інтенсивність електричних розрядів, регистрировавшаяся за частотою прямування низькочастотних імпульсів на спущені апаратах «Венера-11 «і «Венера-12 », виявилася в багато разів вище, ніж Землі. Вочевидь, поблизу поверхні Венери виникають електричні половіючі жита із напруженістю на сотні кВ/м. Висока грозова активність може бути пояснюється наявністю діючих вулканів лежить на поверхні Венеры.

Космічні засвідчили, що власний магнітне полі планети невелика (магнітний момент Венери вбирається у 5 — 10% магнітного поля Земли).

Поруч із «Венерой-11 «і «Венерой-12 «проходила робота американського проекту «Пионер-Венера », куди входили супутник і чотири атмосферних зонда з апаратурою для вимірювань тиску, щільності, температури, оптичної товщини хмар і теплового випромінювання у атмосфері. В одному з зондів були додатково встановлено мас-спектрометр, газовий хроматограф, спектрометр розмірів аерозольних частинок і двоє фотометра. На борту супутника перебували мас-спектрометри нейтронного і іонного складу, ультрафіолетовий спектрометр, інфрачервоний радіометр, поляриметр, магнітометр, аналізатори плазми і електричних полів радар для дослідження рельєфу. 4 грудня 1978 року в околопланетную орбіту виведений американський космічний апарат «Пионер-Венера — 1 », а 9 грудня на Венері чотири точках планети висадилися одну велику і трьох малих зонда (великий і тільки малий на денну бік, 2 інших малих — на нічну поверхню), доставлені космічним апаратом «Пиоиер-Венера-2 «(сам космічний апарат згорів у атмосфері Венери). Під час цих експериментів було проведено дослідження структури, хімічного складу, оптичних властивостей і теплового режиму атмосфери, властивостей хмар. Проведено також виміру нейтрального і іонного складу верхньої атмосфери: плазмові і магнітні виміру; методом радиовысотометрии досліджений рельєф значній своїй частині планеты.

Одна з найбільш складних за історію досліджень Венери комплексний експеримент було здійснено з допомогою АМС «Венера-13 «і «Веиера-14 «(1982 рік). На спущені апаратах було встановлено вдосконалена апаратура хімічного аналізу атмосфери (мас-спектрометри, газові хроматографы, оптичні і рентгенівські спектрометри) на дослідження частинок хмарної шару. Цими станціях вперше отримані Кольорові панорами поверхні планети. Спущені апарати провели буріння грунту (за нормальної температури 470° З повагою та тиску у поверхні 93,5*105 Па.). Розпечений грунт, видобуте бурової установкою, транспортувався по складну систему трубопроводів всередину міцного корпусу спускного апарата, де була проведено його хімічний аналіз. Аналіз дозволив визначити вміст у грунті окислів магнію, алюмінію, кремнію, заліза, калію, кальцію, титану, а магнію. Вперше обмірювані електропровідність і механічна міцність грунту, і навіть виконано найпростіший сейсмічний експеримент. Програма атмосферних вимірів дозволила провести вимір змісту інертних газів — аргону, неону, криптона, ксенону — і більшості з ізотопів, що дуже важливо задля розуміння процесу формування атмосфери Венери. Адже більшість ізотопів є реліктовими, т. е. їхній вміст не змінювалося від часу формування атмосфери. З іншого боку, було виконано комплекс вимірів змісту серосодержащих та інших малих компонентів атмосфери. Ці виміру підтвердили, що сірка є основний елемент, визначальним склад венерианских облаков.

Головна мета космічного експерименту на штучних супутниках Венери автоматичних міжпланетних станціях «Венера-15 «і «Вепера-16 «(1983 рік) було радіолокаційне картографування поверхні північного півкулі з допомогою радіолокаторів бічного огляду. Вперше отримані радіолокаційні зображення північної приполярній області Венери. На зображеннях різняться кратери, гряди, височини, великі розлами, гірські хребти і деталі рельєфу розміром 1−2 км. На супутниках було також встановлено прилади для зондування поверхні і є атмосфери планети в радіодіапазоні і інфрачервоний Фурье-спектрометр, створений вченими НДР і СРСР на дослідження хімічного складу, будівлі, теплового режиму і динаміки атмосфери на висотах 55−100 км.

У грудні 1984 г. з інтервалом в 6 діб Радянському Союзі було запущено ідентичні АМС «Вега-1 «і «Вега-2 «. Кожна з цих станцій складалася з пролетного і спускного апаратів. Метою запуску стало дослідження Венери з допомогою спущені апаратів вивчення комети Галлея пролетными апаратами із будь-якої відстані близько 10 000 км. Спускний апарат складалася з аэростатного зонда і посадкового апарату. За дві доби до входу в атмосферу Венери від пролетного апарату відокремився спускний апарат, який за вході у атмосферу планети розділився на аэростатный зонд і посадковий апарат. 11 і 15 липня 1985 року вперше у атмосфері Венери наповнилися гелієм оболонки аеростатів діаметром 3,4 м (200 років як розв’язано, в 1783 року, такий експеримент було виконано Землі братами Жозефом і Жакком Монгольф'є). Аэростатные зонди, розраховані роботу у протягом двох земних діб, несли комплекс метеоприборов (датчик тиску, два датчика температури, анемометр для виміру вертикального компонента швидкості вітру), нефелометр для виміру щільності аерозолю і індикатор наявності світлових спалахів. По сигналам, переданих аэростатами на пролітні апарати і далі на Землю, з допомогою 17 наземних радіотелескопів, розташованих біля СРСР, Європи. Північної та Південної Америки, Австралії, Африки, визначалися координати і швидкість руху аеростатів. На кожному посадковому апараті був комплекс дев’яти приладів для дослідження характеристик атмосфери і поверхні Венери. Здійснення програми АМС «Вега 1, 2 «дозволило вперше виконати унікальний експеримент через прямий виміру швидкості вітру у верхню частину хмарного венерианского покрова.

Програма «Магеллан «

Хоча наші знання за тією атмосферою Венери й великомасштабних характеристиках його поверхні, отримані внаслідок дослідженні з допомогою АМС, дуже великі, ми дуже мало про горах і долинах, кратерах і потоках лави — про деталях геології Венери. Ми хотіли б знати, ніж формою венеріанської поверхні змінювалася під впливом вулканічної і тектонічної діяльності надр планети, під впливом водяної та вітрової ерозії. Активні до цього часу всі ці процеси? У пошуках відповіді ці важливі питання американськими вченими заплановано програма «Магеллан «. Ця програма вперше для США використовуватиме супутникові виміру характеристик планети Венера. Космічний корабель з апаратурою активної локації «Магеллан », що дозволяє одержувати зображення планети і під поверхневого шару, буде задіяно з земного космічного корабля Шаттл Антлантис. За рік і трьох місяці воно вийде орбіту навколо Венеры.

Протягом наступних 243 днів (період обертання Венери) будуть проводитися радиометрические, альтиметрические вимірювання, і картографічна зйомка Венери з допомогою радара при кожному обльоті цієї планети за 3,5 години. Від 70 до 90% венеріанської поверхні буде охоплено радарним картированием з високим розрізненням (від 250 до 600 м), т. е. з дозволом, які майже удесятеро краще, ніж попередні карти Венери. Факт, що «Магеллан «слатиме дані на Землю протягом кожного обльоту планети, дозволить ученим Землі точно виміряти легкі зміни у орбітальному русі АМС, викликані змінами венерианского гравітаційного поля. Дані цих вимірів внесуть значний внесок у наші знання про природу внутрішньої структури тіла Венеры.

Космічні дослідження Сатурна

У 1979 — 1981 р. р. космічні апарати «Піонер — 11 », «Вояджер — 1 «і «Вояджер — 2 «пройшли біля Сатурна. Вдалося досліджувати планету, її кільця і супутники з певної відстані 1000 раз ближчих, аніж за спостереженні з Земли.

З Землі в телескоп добре відомі три кільця: зовнішнє, середньої яскравості кільце А; середнє, найяскравіше кільце У і внутрішнє, неяскраве напівпрозоре кільце З, яке називається креповым. Кільця трохи біліша жовтуватого диска Сатурна. Містяться вони у площині екватора планети і дуже тонкі: за загального ширині в радіальному напрямі приблизно 60 тис. км. вони теж мають товщину менш 3 км. Спектроскопически було встановлено, що в неї обертаються негаразд, як тверде тіло, — з відстанню від Сатурна швидкість убуває. Понад те, кожна точка кілець має таку швидкість, яку мав би у цьому відстані супутник, вільно рухомий навколо Сатурна по кругової орбіті. Отже: кільця Сатурна сутнісно є колосальне скупчення дрібних твердих частинок, самостійно обертаються навколо планети. Розміри частинок настільки малі, що їх видно у земні телескопи, але й борту космічних аппаратов.

Характерна риса будівлі кілець — темні кільцеві проміжки (розподілу), де речовини обмаль. Щонайширша їх (3500 км) відокремлює кільце У від кільця Проте й називається «розподілом Кассіні «на вшанування астронома, вперше побачив їх у 1675 року. При виключно хороших атмосферних умовах таких ділень з Землі видно понад десять. Природа їх, очевидно, резонансна. Так, розподіл Кассіні - це область орбіт, у якій період звернення кожної частки навколо Сатурна рівно вдвічі нижча, ніж в великого найближчого супутника Сатурна — Мимаса. Через такого збіги Мимас своїм притяганням хіба що розхитує частки, рухомі всередині розподілу, й у результаті розширення зрештою, викидає їх оттуда.

Бортові камери «Вояджерів «показали, що з відстані кільця Сатурна нагадують грамофонну платівку: вони стоять ніби розшаровані на тисячі окремих вузьких кілець з темними прогалинами з-поміж них. Прогалин так багато, що пояснити їх резонансами з періодами звернення супутників Сатурна вже невозможно.

Крім кілець А, У і З «Вояджеры «виявили ще чотири: D, E, F і G. Усі вони зріджені і тому неярки. Кільця D та О ніяк не видно з Землі при особливо сприятливі умови; кільця F і G виявлено впервые.

Порядок позначення кілець пояснюється історичними причинами, тому не збігаються з алфавітним. Якщо розмістити кільця в міру їхнього видалення від Сатурна, ми одержимо ряд: D, З, B, A, F, G, E.

" Вояджерам «удалося одержати знімки хмарного покриву Сатурна, на яких увічнена картина атмосферної циркуляції. Виявлено, зокрема, аналог Великого Червоного Плями Юпітера, хоч і менших розмірів. «Вояджер — 1 «наблизившись до Сатурну, виявив радіовипромінювання. З іншого боку, було відкрито оповиваючи кільця газоподібна атмосфера з нейтрального атомарної водню. «Вояджерами «спостерігалася лініями Лайсан-альфа в ультрафіолетової частини спектра.

Досліджуючи кільця, «Вояджеры «виявили несподіваним ефект численні короткочасні сплески радіовипромінювання, що надходить від кілець. Не що інше, як сигнали від електростатичних розрядів — свого роду блискавки. Джерело электризации частинок, очевидно, сутички між ними.

Практичне використання космоса

Голоси з космоса

У телевізійних (ТБ) програмах не згадується, що зроблено передачу ведеться через супутник. Це зайва свідченням величезного успіху в індустріалізації космосу, що стала невід'ємною частиною нашого життя. Супутники зв’язку буквально обплутують світ невидимими нитками. Ідея створення супутників зв’язку народилася невдовзі після Другої Першої світової, коли А. Кларк у номері журналу «Світ радіо» (Wireless World) за жовтень 1945 г. представив свою концепцію ретрансляційної станції зв’язку, розташованої в розквіті 35 880 км над Землею. Заслуга Кларка в тому, що він визначив орбіту, де супутник нерухомий щодо Землі. Така орбіта називається геостаціонарній чи орбітою Кларка. При русі по кругової орбіті заввишки 35 880 км один виток відбувається за 24 години, тобто. у період добового обертання Землі. Супутник, рухомий за таку орбіті, буде бути над певної точкою поверхні Земли.

Перший супутник зв’язку «Телстар-1» запущено на низьку навколоземну орбіту з параметрами 950*5630 км, це сталося 10 липня 1962 г. Майже за рік пішов запуск супутника «Телстар-2». У першій телепередачі показали американський прапор у новій Англії і натомість станції в Андовері. Це зображення був у Великобританію, Франції і на американську станцію в прим. Нью-Джерсі через 15 годин після запуску супутника. Двома тижнями пізніше мільйони європейців, і американців спостерігали за переговорами людей, що є на протилежних берегах в Атлантичному океані. Вони лише розмовляли, а й бачили одне одного, спілкуючись через супутник. Історики можуть вважати вона датою народження космічного ТБ. Найбільша у світі державна система супутникового зв’язку створена Росії. Її започаткована у квітні 1965 г. запуском супутників серії «Блискавка», виведених на сильно витягнуті еліптичні орбіти з апогеєм над Північним півкулею. Кожна серія включає чотири пари супутників, обертаються на орбіті на кутовому відстані один від друга 90 грн. На базі супутників «Блискавка» побудована перша система дальньої космічної зв’язку «Орбіта». У грудні 1975 р. сімейство супутників зв’язку поповнилось супутником «Райдуга», функционирующем на геостаціонарної орбіти. Потім з’явився супутник «Екран» з потужнішим передавачем і більше простими наземними станціями. Після перших розробок супутників настав новий період у розвитку техніки супутниковому зв’язку, коли супутники стали виводити на геостаціонарну орбіту, через яку вони рухаються одночасно з обертанням Землі. Це й дозволило встановити цілодобову зв’язок між наземними станціями, використовуючи супутники нової генерації: американські «Синком», «Эрли берд» і «Интелсат» російські - «Райдуга» і «Обрій». Велике майбутнє пов’язують із розміщенням на геостаціонарної орбіти антенних комплексов.

Крім систем фіксованого зв’язку нині отримують розвиток системи рухомий супутниковому зв’язку. Ведеться розробка як і системи «Марафон «з урахуванням КА «Аркос «на геостационарном і КА «Маяк «на высокоэллиптической орбіті типу «Блискавка ». Першим кроком у напрямі забезпечення персональної зв’язку є початок експлуатації експериментальних низькоорбітальних супутників типу «Горянин «У найближчим часом космічні апарати СССВ поступово будуть заміняться на супутники нового покоління. Під час створення перспективних КА зв’язку («Экспресс-Д », «Галс-Р16 », «Ямал-2000 », «Аркос «та інших.) використовувати передові технології, що дозволяють підвищити пропускну спроможність і енергетику бортових ретрансляційних комплексів, довести термін активного існування КА на орбіті до 10−12 лет.

Космическая метеорология

Після запусків радянських американських супутників постало питання про практичному використанні розробленої техніки. Можливості апаратури і самих супутників привернули увагу метеорологів з погляду отримання звичайній регулярної інформації про мінливою погоді у світовій масштабе.

Перша спроба у цьому напрямі було здійснено американцями, які створили сімейство метеорологічних супутників «Тирос». Дев’ять таких супутників опинився на орбіту під час 1960—1965 гг. На кожному супутнику було встановлено дві малогабаритні ТВ-камеры і близько на половині супутників сканувальний інфрачервоний радіометр щоб одержати зображення хмарного покриву Землі. У Росії її метеорологічним космічним апаратом став супутник «Метеор». Два і три роки супутника цієї серії містяться на орбіті це й збирають інформацію про стан атмосфери, тепловому випромінюванні Землі тощо. Корисний вантаж супутника складається з оптико- механічного ТБ устаткування працював у видимій ділянці спектра. Крім того, є сканирующая інфрачервона апаратура щоб одержати даних про змісті вологи у атмосфері і вертикальному профілі температур. Попередження про раптових змінах погоди по об'єднаним даним з метеорологічних радіолокаційних станцій та супутників передаються на радіо йшла з Москви, Санкт-Петербурга та інших центрів, а спеціальна служба повідомляє цю інформацію на суду й літаки. Останні 20 років істотно зросли кількість, якість і надійність огляду з допомогою спутников.

Починаючи з 1966 р. Землю регулярно фотографують, по крайнього заходу, один разів у добу. Фотознімки використав буденній праці, і навіть поміщають в архіви. Метеорологічна інформація, отримувана зі супутників, неухильно набуває дедалі важливіше значення. Нині вона широко використовується метеорологами й російськими фахівцями по навколишньому середовищі усього світу повсякденної практиці, і вважаються майже обов’язкової щодо аналізів та проведення короткострокових прогнозів. Метеорологічна інформація від усіх світла вступає у Національну службу контролю довкілля з допомогою супутників, що у Вашингтоні, переробляється в матеріали широкої такий і розподіляється усьому світові. Супутниковий інформація виявилася особливо корисною у двох сферах дослідження. По-перше, існують великі райони Землі, у тому числі метеорологічна інформація, звичайними засобами, недоступна. Це території океанів північного і південного півкуль, пустель і полярних областей. Супутниковий інформація заповнює ці прогалини, вишукуючи великомасштабні особливості з утворень хмар. До таким особливостям ставляться штормові системи, фронти, найбільш значні междуволновые западини і гребені, струменеві течії, густий туман, шаруваті хмари, льодова обстановка, сніжний покрив й почасти напрям, і швидкість найсильніших вітрів. По-друге, супутникова інформація успішно використовується для спостереження ураганами, тайфунами і тропічними штормами. Супутниковий інформація включає дані про наявність і розташуванні атмосферних фронтів, збурень і загального хмарного покриву. У результаті нині супутник став практично визнаним інструментом метеорологів більшості країн світу. Карти погоди, які ввечері є наших кінескопах телевізорів, вочевидь свідчить про цінності спостереження зі супутників у забезпеченні метеорологічних систем.

Изучение Землі з космоса

Людина вперше оцінив роль супутників контролю станом сільськогосподарських угідь, лісів інших природних ресурсів Землі лише через кілька років по його наступу космічної ери. Початок був належить 1960 р., коли з допомогою метеорологічних супутників «Тирос» були отримані подібні карті обриси земної кулі, лежачого під хмарами. Ці перші чорно-білі ТБ зображення давали дуже слабка уявлення про діяльності і тих щонайменше, це були першим кроком. Невдовзі були розроблено нові технічні засоби, які дозволяли підвищити якість спостережень. Інформація витягалася з багато спектральних зображень в видимому і інфрачервоному (ІК) областях спектра. Першими супутниками, призначеними максимального використання тих можливостей були апарати типу «Лэндсат». Наприклад супутник «Лэндсат-D», четвертий із серії, здійснював спостереження Землі я з висот більш 640 км з допомогою удосконалених чутливих приладів, що дозволило споживачам отримувати значно більше детальну і вчасну інформацію. Однією з перших областей застосування зображень земної поверхні, була картографія. У доспутниковую епоху карти багатьох областей, навіть у розвинених районах світу було укладено неточно. Зображення, отримані з допомогою супутника «Лэндсат», дозволили скоригувати й оновити деякі існуючі карти США. У зображення, одержані з станції «Салют», виявилися незамінними для вивірення залізничної траси БАМ. У 1970-х років НАСА, міністерство сільського господарства США вирішили продемонструвати можливості супутникового системи в прогнозуванні найважливішої сільськогосподарської культури пшениці. Супутникові спостереження, вони виявилися наредкость точними надалі поширено інші сільськогосподарські культури. Приблизно тоді водночас у СРСР контролю над сільськогосподарськими культурами проводилися зі супутників серій «Космос», «Метеор», «Мусон» і орбітальних станцій «Салют». Використання інформації з супутників виявило її незаперечні переваги в оцінці обсягу стройового лісу на великих територіях кожної країни. Стала можливою управляти процесом рубки лісу й за необхідності давати рекомендації зі зміни контурів району вирубки з погляду найкращою схоронності лісу. Завдяки зображенням зі супутників стала можливим швидко оцінювати кордону лісових пожеж, особливо «коронообразных», притаманних західних областей Північної Америки, і навіть районів Примор’я і південних районів Східного Сибіру у Росії. Величезне значення для людства загалом має можливість спостереження практично безупинно за обширами Світового Океану, цієї «кузні» погоди. Саме над товщами океанській води зароджуються жахливої сили урагани і тайфуни, які мають численні жертви й руйнації жителям узбережжя. Раннє оповіщення населення часто має вирішальне значення для порятунку життів десятків тисяч людей. Визначення запасів риби та інших морепродуктів також має величезну практичного значення. Океанські течії часто викривляються, змінюють курс і розміри. Наприклад, Эль-Нино, тепла течія у південному напрямі біля берегів Еквадору в окремі роки може поширюватися вздовж берегів Перу до 12гр. ю. ш. Коли це відбувається планктон і риба гинуть величезних кількостях, завдаючи непоправної шкоди рибним промислам багатьох країн й те однині і Росії. Великі концентрації одноклітинних морських організмів підвищують смертність риби, можливо через які у них токсинів. Спостереження зі супутників допомагає виявити «примхи» таких течій і дати корисну інформацію тим, хто її потребує. За деякими оцінками російських і американських учених економія палива на поєднані із «додатковим уловом» з допомогою використання інформації з супутників, отриманого інфрачервоному діапазоні, дає щорічний прибуток у 2,44 млн. дол. Використання супутників з метою огляду полегшило завдання прокладання курсу морських судов.

При експлуатації російського атомного криголама «Сибір» була використано інформацію з чотирьох типів супутників упорядкування найбільш безпечних і економічних шляхів в північних морях. Одержуваний з навігаційного супутника «Космос-1000» інформація використовувалася в обчислювальної машині корабля визначення точного місцеположення. З супутників «Метеор» надходили зображення хмарного покриву і прогнози сніжної і льодовій обстановки, що дозволило вибирати найкращий курс. З допомогою супутника «Блискавка» підтримувалася зв’язку з корабля з базою. Також із допомогою супутників знаходять нафтові забруднення, забруднення повітря, корисні ископаемые.

Координатно-временное обеспечение

Останнім часом у світі простежується зростання попиту навігаційну апаратуру За даними промисловості США щорічне збільшення обсягу виробництва приймачів інформації від космічних навігаційних систем (КНП) становить 100%. Такой зростання споживачів навігаційних даних став можливим створенню глобальних космічний навігаційних систем типу «Навстар «(США) і «Глонасс «(Росія »), які забезпечують оперативну прив’язку об'єктів із високої точністю, і навіть з допомогою мікромініатюризації навігаційної апаратури споживачів рівня, що дозволяє носити таку апаратуру человека.

Вітчизняна космічна навігаційна система «Глонасс », введена в дію у 1993 р., створює безупинне глобальне полі навігаційної інформації землі, повітря й у навколоземному космічному просторі, що зумовлює використання цієї інформації широким колом споживачів. Потенційними споживачами космічних навігаційних систем у Росії є низку галузей народного господарства, у яких використання КНП може дати значної економічної ефект. Це, передусім, транспортні галузі (всі види авіації, морської авіації та річковий флот, автомобільний і залізничному транспорті та інших.) Широке застосування навігаційна інформація знаходять у геодезії і картографії, під час проведення геологічних робіт, у сільському і лісовому хозяйстве.

Створення і розгортання у Росії космічної навігаційної системи «Глонасс «є потужною проривом у сфері методів і коштів навігації, що дозволяє різко підвищувати якісні показники навигационно-временного забезпечення -точність (місце розташування 50−100 м, швидкість 15 см/с), оперативність (перше визначення протягом трохи більше 0,5−4 хв), глобальність й інших параметрів, включаючи прив’язку шкалу часу споживачів до державної шкалою єдиного часу з похибкою, не більше однієї мкс.

Надалі КНП «Глонасс «удосконалюватиметься у бік досягнення метрових і значно вищих точностей (підвищення точності місцевизначення в 5−10 раз до 2000−2003 рр.), що відкриє змогу рішення нових соціально-економічних задач.

Дистанционное зондування Земли

З допомогою методу дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) можна розв’язувати широке коло соціально-економічних і наукових завдань моніторингу природного середовища у сфері гідрометеорології, природокористування, екології, контролю надзвичайних ситуацій, гелиогеофизики, наук Землю. У нашій країні для цього використовуються КА. гідрометеорологічного (типу «Метеор «і «Електро »), оперативного (типу «Ресурс -01 «і «Океан-01 ») і фотографічного (типу «Ресурс-Ф ») спостереження. Основними завданнями моніторингу природного середовища є: V Контроль погодообразующих і климатообразующих чинників із єдиною метою достовірного прогнозування погоди й зміна клімату, зокрема й у навколоземному космічному просторі; V Контроль станом джерел забруднення атмосфери, води і грунту з метою забезпечення природоохоронних органів федеральних і регіонального рівнів інформацією до ухвалення управлінські рішення; V Оперативний контроль надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру із єдиною метою ефективного планування та необхідність своєчасного проведення заходів із ліквідації та його наслідків; V Інформаційне забезпечення проведення земельної реформи, раціонального землекористування про діяльність; V Створення динамічної моделі Землі як системи із єдиною метою прогнозування порушень екологічного балансу і за розробки заходів щодо збереження довкілля человека;

За підсумками використання даних ДЗЗ досягається суттєва підвищення ефективності виробничої діяльність у різних галузях народного господарства. Найважливіша значення мають також багаторічні ряди космічних даних ДЗЗ щодо кліматологічних досліджень, вивчення Землі як цілісної екологічної системи, забезпечення різноманітних вишукувань і робіт у інтересах океанографії, океанології, гляціології й інших сфер науки.

Программа пілотованих полетов

Нині близько 20 країн світу або мають власну програму пілотованих польотів, або прагнуть брати участь у її здійсненні в найближчим часом. Незаперечним лідером у цьому напрямі космічної діяльності є Росія. Саме цій галузі Росія величезний науково-технічний потенціал, якою володіє ні контексті жодна країна мира.

Розвиток пілотованих польотів в нас у країні проходило поетапно з урахуванням досягнутих науково-технічних результатів й поява нових наукових, господарських і технічних завдань. Від перших пілотованих кораблів і орбітальних станцій до багатоцільовим космічним пілотованим орбітальним комплексом — такий шлях, пройдений нашої пілотованої космонавтикой.

(1986) Нині на орбіті експлуатується всесвітньо відома науково-дослідний орбітальний пілотований комплекс. Під час розробки орбітальної станції (ОС) «Світ «використали попередній 15-річної досвід створення і експлуатації станцій типу «Салют », що дозволило створити унікальний дослідницький орбітальний комплекс, де немає аналогів в світової практике.

Особливостями станції «Світ », вигідно котрі відрізняють його від орбітальних станцій типу «Салют », є такі проектно-технические рішення, як модульність побудови, дослідження нової елементної бази, застосування підвищеного рівня резервування, малорасходной системи орієнтації й стабілізації на силових гіроскопах і функціонального дублювання при виконанні найвідповідальніших режимів работы.

Значний обсяг наземної відпрацювання базового блоки і орбітальних модулів також сприяв процесу успішної експлуатації станції «Світ «в протягом 11 років, що як в 3.5 разу перевищила проектну тривалість її полета.

Принаймні експлуатацію у склад станції були послідовно запроваджені астрофизичний модуль «Квант «(12. 04. 87), модуль до оснащення «Квант-2 «(08. 12. 89), стыковочно-технологический модуль «Кристал «(11. 06. 90), що істотно розширило можливості комплексу з виконання запланованої програми досліджень, і використанню малорасходных режимів управління польотом. У період із 1992 по 1996 р. р. складання (ОС) «Світ «було завершено з введенням у її складу дослідницьких модулів «Спектр «(03. 06. 95) і «Природа «(27. 04. 96), що ще більше розширило спектр проведених на борту орбітального комплексу цільових досліджень, зокрема з допомогою апаратури і устаткування іноземний розробки. Загальна маса комплексів на орбіті становить близько 120 тонн. З 11 років польоту на орбітальної станції «Світ «загалом лише 13.5 місяців був екіпажів, і з 8 вересня 1989 р. вона постійно є обитаемой.

основні напрями наукових досліджень про на ДОС «Світ»: астрофізика, геофізика, космічна технологія, медицина, біологія, биотехнология.

Найбільш значними астрофизичними досягненнями стали спостереження з телескопами орбітальної обсерваторії «Рентген», встановленої на модулі «Квант», створеної спільно фахівцями СРСР, Великобританії, Нідерландів, ФРН та ЕКА. Отримано величезний обсяг інформації про рентгенівських джерелах у різних районах Всесвіту. Регулярно з допомогою телескопів «Глазар» і «Глазар-2» проводилися огляди небесної сфери до створення зоряного атласу в ультрафіолетовому діапазоні. Дуже пощастило астрономам, що спалах наднової у великому Магелланова Хмарі відбулася у той момент, коли на орбіті вже перебувала станція «Світ». Це й дозволило спостерігати розвиток наднової в діапазонах електромагнітних хвиль, недоступних для наземних приборов.

З допомогою різних спектрометрів багато років ведуться регулярні геофізичні дослідження. Проводяться виміру потоків заряджених частинок високих енергії і їхню взаємодію з магнітним полем Землі, вивчається їх внесок у радіаційні пояса. За результатами спостережень отримана нова інформацію про верхніх шарах атмосфери, полярних сияниях, потоках микрометеорных частинок вздовж орбіти ДОС. Матеріали з результатами геофізичних досліджень або привозилися космонавтами при поверненні, або доставлялися з допомогою спеціальних СГК. Постійно ведуться зйомки різних районів планети (зокрема зарубіжних територій на комерційній основі) з дослідження природних ресурсів Землі та оточуючої среды.

Експерименти по космічної технології проводилися на електронагрівальних установках вітчизняного й зарубіжного виробництва. Мета цих робіт — вивчення процесів структуроутворення металевих сплавів за умов невагомості й одержання кристалів напівпровідникових матеріалів поліпшеного якості. Вивчалося вплив чинників відкритого космічного простору різні матеріали і елементи электрорадиосистем.

Постійно проводяться експерименти, створені задля подальше вдосконалення космічної техніки, перевірку конструкторско- технологічні рішення та політичні випробування, нових зразків, включаючи монтажно- складальні роботи. Сюди ставляться дослідження динамічних характеристик ДОС «Світ» в різної конфігурації. Важливим технічним експериментом стало випробування індивідуального засобів пересування космонавта у відкритому космосі. Випробувальні польоти на «космічному кріслі» успішно провели А. А. Серебров і О. С. Викторенко у лютому 1990 р. Зараз він виведено у відкритий космос і прикріплено до зовнішньої поверхні модуля «Кристалл».

Було проведено оригінальний експеримент (на вантажному кораблі «Прогрес М- 15») із розгортання у космосі великогабаритного бескаркасного плівкового відбивача. Такі відбивачі можна використовувати як сонячного вітрила до створення тягового зусилля або заради висвітлення районів земної поверхні відбитим сонячним светом.

Виконано численні біологічні дослідження життєвого циклу і змін — у розвитку вищих рослин та тварин за умов космічного польоту. Проводилися експерименти по электрофоретическому поділу і очищенні біологічно активних речовин і лікарських засобів. Отримано і доставлені на Землю досвідчені партії монокристалів білкових сполук для подальшого використання в фармакологии.

На станції постійно ведуться медичні експерименти, спостереження та дослідження з подальшої оцінці впливу невагомості й інших чинників космічного польоту на організм людини. Апробована і доведено до практичного використання створена нашій країні система профілактичних предполетных, політних і реадаптационных заходів, куди входять режими роботи, відпочинку і продукти харчування, програми проведення наземних і орбітальних тренировок.

МІЖНАРОДНА КОСМІЧНА СТАНЦИЯ

Міжнародна космічна станція (МКС) — найбільший науково-технічний проект сучасності. У ньому беруть участь США, Росія, Європейське космічне агентство (членами якого є 14 країн), Японія та Канада.

Хоча Росія підключилася до цього проекту пізніше інших учасників, та її роль відразу ж почала одна з головних. Адже лише російська космонавтика має досвід більш як 30-річної експлуатації орбітальних станцій. Тільки Росії розв’язано проблему тривалих пілотованих польотів, зокрема і його медико-біологічні аспекти, що дозволяє космонавтам без шкоди здоров’я переносити багатомісячне вплив невагомості. І при цьому лише Росія у своєму розпорядженні діючу постійно населену орбітальну станцію «Світ », де за реальних умов здійснювати практичну підготовку космонавтів до майбутньої роботи МКС.

основні напрями використання МКС на якісно новий рівень продовжать роботи, проведені на станції «Світ », і включать у собі фундаментальні медико-біологічні дослідження, виробництво високотехнологічних матеріалів і біопрепаратів, вивчення поведінки організму людини у умовах тривалого космічного польоту, фундаментальні дослідження мікрогравітації, астрофізичні дослідження, вивчення атмосфери і. Землі у сфері фундаментальних наук і прикладних цілей, побудову космосі великих споруд щодо різноманітних досліджень, і міжпланетних перельотів.

Після закінчення повної складання маса МКС перевищить 400 тонн, а обсяг її герметичних відсіків становить понад 1100 м³. Тривалість експлуатації МКС передбачається щонайменше десятиріччя. У цьому на станції буде постійно перебувати екіпаж у кількості осіб (їх три місця виділено для России).

На етапі створення екіпаж МКС складатиметься з трьох людей, У листопаді 1997 року РКА і ПАСА визначили перші чотири екіпажу для багатомісячних експедицій на МКС.

У екіпаж першу експедицію ввійшли: капітан 1-го рангу ВМС США Вільям Шепперд (командир МКС і космонавт-исследователь корабля «Союз »), полковник ВПС Росії Юрій Гидзенко (командир корабля «Союз «і пілот МКС) і письменник Сергій Крикалев (бортінженер корабля «Союз «і МКС).

Перший; екіпаж вирушить на МКС російському кораблі «Союз », яке зміна (другий екіпаж) прибуде туди; на американському кораблі: «Спейс — Шаттл ».

У складі екіпажу другий експедиції російський космонавт Юрій Усачев (командир), полковник сухопутних військ США Джеймс Восс і підполковник ВПС США Сьюзан Хелмс.

Екіпаж третьої експедиції, як і першою, прибуде на МКС потім кораблем до «Союз «. У складі цього екіпажу капітан першого рангу ВМС США Кеннет Бауэрсокс, полковник ВПС Росії Володимир Дежуров і іще одна російський космонавт Михайло Тюрин (єдиний із усіх членів екіпажів, ще який літав в космас).

У екіпажі четвертої експедиції полковник ВПС Росії Юрій Онофриенко, підполковник ВМС США Карл Уолз і капітан першого рангу ВМС США Деніел Берш. Цей екіпаж, як і друге, буде доставлений на МКС потім кораблем до «Спейс — Шаттл », а возратится на Землю потім кораблем до «Союз ».

Отже, колличество російських космонавтів і американських астронавтів у екіпажах перших чотирьох основних експедицій поділено поравну. Під час підготовки до палетам дублером першого екіпажу є третій екіпаж, а дублером другого — четвертый.

Совместные польоти як етап створення міжнародної станции.

17 червня 1992 року, між Росією та було укладено угоду про співробітництво у дослідженні космічного простору з метою. У відповідно до цього угодою РКА і НАСА розробили спільну програму «Світ — Шаттл », що складається із трьох взаємозалежних проектів: польотів російських космонавтів на американському кораблі «Спейс — Шаттл », польоту американських астронавтів російській космічної станції «Світ «і спільного польоту, що включає зближення і стикування корабля «Спейс — Шаттл «зі станцією «Світ «. Виконавче угоду між РКА і НАСА про співробітництво у області пілотованих польотів було подписанно 5 жовтня 1992 года.

Розгляд подальших напрямів можливої співпраці призвело до перспективам об'єднання національних програм зі створення н6овых орбітальних станцій («Світ — 2 «у Росії «Фрідом «США). Відповідно до рішеннями російсько-американської комісії з енергетики і космосу від 2 вересня 1993 року фахівці обох країн підготували детальний план робіт по Міжнародної космічної станції (МКС), визначивши її загальну конфігурацію, об'єми та форми робіт. Цей план зараз було підписано: 1 листопада 1993 року у Москві керівниками РКА і НАСА.

План, сутнісно, є довгострокової спільної российско- американської програмою пілотованих космічних польотів і складається з трьох етапів (трьох фаз). Перший етап передбачав спільні польоти російських космонавтів і американських астронавтів на кораблях «Спейс — Шаттл «і станції «Світ «. Другий етап — це початок створення принципово нової космічної станції з урахуванням російського і журналісти американського устаткування. У ході третього етапу будівництво МКС має цілком завершено.

Раніше розроблена програма «Світ — Шаттл «стала складовою першим етапом (фаза 1А). Відповідно до цієї програмою виконані два польоту російських космонавтів на американському кораблі «Дискавері «(у другому польоті здійснювалося зближення з станцією «Світ «до 11 метрів),. тривалий політ американського астронавта російській станції «Світ «в складі екіпажу основний експедиції, стикування американського корабля «Атлантіс «зі станцією «Світ «і зміна екіпажу основний експедиції на російської орбітальної станции.

Продовженням програми «Світ — Шаттл «стала програма «Світ — НАСА «(фаза 1 Б). Її основне завдання были:

. проведення наукових і експериментів, випробування нового устаткування та технологій, відпрацювання елементів перспективних систем для МКС;

. відпрацювання взаємодії російських і американських засобів і служб управління, і навіть взаємодії міжнародних экипажей.

За цією програмою скоєно шість польотів корабля «Атлантіс «і з одному польоту кораблів «Индевор «і «Дискавері «до станції «Світ «. У першому їх до станції доставили створений Росії стикувальний відсік, який би стикування американських кораблів з російською станцією без зміни її конфігурації. З 24 березня 1996 року у 8 червня 1998 року в станції «Світ », переміняючи одне одного, постійно перебували американські, астронавти. Їх доставка до станції й забезпечити повернення на Землю забезпечувалися кораблями «Спейс — Шаттл ».

Загалом під час фази 1 (за програмами «Світ — Шаттл «і «Світ — НАСА ») на американських кораблях зробили польоти 9 російських космонавтів: Сергій Крикалев, Володимир Титов (двічі), Анатолій Соловйов, Микола Бударин; Володимир Дежуров, Геннадій Стрекалов, Олена Кондакова, Салижан Шаріпов і Валерій Рюмін. На станції «Світ «побувало 44 американські астронавта, у цьому числі тричі - Чарлз Прекорт, двічі - Терренс Уилкатт і Уэнди Лоренс. Тривалі (багатомісячні) польоти у складі екіпажів основних експедицій зробили 7 американських астронавтів: Норман Тагард, Шеннон Люсид, Джон Блаха, Джеррі Линенджер, Майкл Фоэл, Девід Вулф і Ендрю Томас. Їх сумарне час перебування російській станції (від стикування до розстикування) — 942 діб 06 годин 15 минут.

Отже, станція «Світ «став основним випробувальним полігоном для перевірки технічних прийняття рішень та технологій під час створення елементів МКС, відпрацювання організації та взаємодії засобів і служб управління різних країн, апробування методик медико-біологічного забезпечення тривалих польотів міжнародних экипажей.

Функционально-грузовой блок «Зоря «

Функционально-грузовой блок (ФГБ) «Зоря «є першою елементом Міжнародної космічної станції. Він розроблено й виготовлений ДКНВЦ імені М. У. Хруничева (р. Москва, Росія) відповідно до контрактом, пов’язаним із генеральним субпідрядником у проекті МКС — компанії «Боїнг «(р. Х’юстон, штат Техас, США) від цього модуля починається складання МКС на близько земної орбіті. На стадії складання ФГБ забезпечує управління польотом зв’язки модулів, електроживлення, зв’язок, прийом, збереження і перекачування палива. Основні технічні характеристики

Маса на орбіті 20 040 кг.

Довжина про корпус 12 990 мм.

Максимальний діаметр 4100 мм.

Обсяг герметичних відсіків 71, 5 м³.

Розмах сонячних батарей 24 400 мм.

Площа фотоелектричних елементів 28 м².

Гарантовані середньодобова потужність електропостачання напругою 28 В3 кВт.

Потужність електропостачання американського сегментадо 2 кВт.

Маса заправлюваного палива 3800 кг. Ракета-носій «Протон »:

Параметри орбіти выведения:

Висота в перегеи180 км;

Висота в апогеї 340 км;

Період звернення 89,6 мин;

Нахил 51,6 град;

Висота орбіти складання 385 км;

Висота робочої орбіти 350−500 км;

Тривалість функціонування 15 лет.

Компоновка

Компонування ФГБ включає у собі приборно-грузовой відсік (ПГО) і герметичний адаптер (ГА), готовий до розміщення бортових систем, які забезпечують механічну стикування коїться з іншими модулями МКС і прибулими на МКС кораблями. ГА відділений від ПГО герметичною сферичної перебиранням, в якої є люк діаметром 800 мм. На зовнішньої поверхні ГА є спеціальний вузол для механічного захоплення ФГБ маніпулятором корабля «Шаттл «. Герметичний обсяг ПГО становить 64,5 м³., ГА — 7.0 м3. Внутрішнє простір ПГО і ГА розділене на дві зони: приладову і житлову. У приладовій зоні розміщені блоки бортових систем. Житлова зона призначена до роботи екіпажу. У ньому перебувають елементи систем контролю та управління бортовим комплексом, і навіть аварійного оповіщення і попередження Приладова зона відділена житловий зони панелями інтер'єру. ПГО функціонально розділений втричі відсіку: ПГО-2 — це конічна секція ФГБ, ПГО-3 — яка примикає до ГА цилиндрическая секція, ПГО- 1 — цилиндрическая секція між ПГО-2 і ПГО-3.

Стыковочные агрегаты

ФГБ оснащений трьома стыковочными агрегатами. Активний гібридний стикувальний агрегат установлено в передньому торцевом шпангоуте ПГО і використовується для стикування зі службовим модулем. На задньому торцевом шпангоуте ГА є пасивний андрогінний периферійний агрегат стикування (АПАС), готовий до стикування з герметичним американським адаптером РМА — 1, з якого ФГБ буде з'єднаний із модулем Node — 1 «Єдність «(Unity).

На ГА лежить пасивний стикувальний агрегат типу «конус «. Він встановлено перпендикулярно подовжньої осі ФГБ і призначено для стикування з пилотируемыми і вантажними кораблями і з стыковочно-складским модулем MCC- 1/DSM-1.

Система энергоснабжения

Система енергопостачання (СЕС) ФГБ варта забезпечення «електроживленням постійного струму всіх споживачів даного модуля і модулів американскою сегмента на початковому етапі знають складання МКС, але в більш пізніх етапах — прийому частини електричної енергії від американського сегмента і службового модуля і передачі російський сегмент.

Первинним джерелом енергії на ФГБ є сонячні батареї (РБ). У склад РБ входять дві панелі. Площа фотоелектричних перетворювачів на кожної їх становить 28 кв. м (7 метрів за довжину, і 4 метрів за ширину). Фотоелектричні осередки захищені по обидва боки прозорим покриттям з скла і лицьової поверхнею звернені до однієї бік. 90% сонячної енергії вловлюється поверхнею батарей, зверненої до Сонцю, і десяти% енергії вловлюється зворотним боком, що дозволяє використовувати сонячне світло, відбитий Земли.

Механізм розкриття РБ дає можливості виробляти їх складання і повторне розкриття. Інакше електропривода панелі РБ може бути розкрито чи складено вручну екіпажем під час виходу у відкритий космос.

Системи службового борту і станційного борта

Функціонально бортові системи ФГБ поділяються на системи службового борту і системи станційного борта.

Системи службового борту забезпечують роботу ФГБ під час виведення його на орбіту, автономного польоту і лише частково, коли вона знаходиться разом із іншими модулями МКС. До складу систем службового борту входят:

•систему управління (СУ);

•рухова установка (ДУ);

•система подачі: і перекачування палива (СпиПТ);

•систему управління бортовим комплексом (СУБК);

•система внутрішнього висвітлення (СВО);

•командно-измерительная система (КИСЛО) «Компарус »;

• радиотелеметрическая система БР-9ЦУ- 8;

•радиотелеметрическая система «Сириус-4 »;

•система електропостачання (СЭС);

•система орієнтації сонячних батарей (СОСБ);

•система забезпечення теплового режиму (СОТР);

•система пожарообнаружения і пожежогасіння (СПоПТ);

Системи станційного борту призначені задля забезпечення роботи ФГБ в складі МКС. До складу станційного борту входят:

•система стикування (СС);

•система інтеграції і поєднання (СИС);

•система забезпечення газового складу (СОГС);

•система телебачення (СТ);

•система телефонному зв’язку (СТС),

•апаратура збору повідомлень (АСС);

•бортова обчислювальна система (ВВС);

•устаткування телеоператорного режиму управління (ТОРУ) зближенням і причаливанием;

•пасивна радіотехнічна система зближення і стикування «Курс-П ».

Схема полета

ФГБ «Зоря «виводиться на еліптичну орбіту ракетою носієм «Протон «. Мінімальна висота цієї орбіти становить близько 180 км, максимальна близько 340 км. Після відокремлення останнього ступеня ракети- носія на ФГБ розкриваються антени систем «Курс «і «Компарус «і панелі РБ, перетворюються на робочий режим відповідні бортові системы.

Управління польотом ФГБ здійснюється з російського центру управління польотами — ЦУП-М (р. Корольов Московської обл.). Причому передача команд можлива ніби крізь наземні станції спостереження, розташовані біля Росії, і через американський Центр управління польотом — ЦУП-Х (р. Х’юстон, штат Техас), і навіть через спутники-ретрансляторы.

У добу польоту ФГБ проводиться тестове включення однієї з двох двигунів великий тяги — ДКС. Після тесту з допомогою цього двигуна дається імпульс для підвищення перигея орбіти до 250 км. На четверті і п’яту добу включенням того самого двигуна формується кругова орбіта заввишки близько 385 км -так звана орбіта складання, де ФГБ чекатиме прильоту корабля «Спейс — Шаттл «STS-88 з модулем Node-1 «Єдність «(Unity).

Полет STS-88 потрібно здійснити кораблю «Индевор «(Endeavour).

На третього дня після старту «Индевор «наближається до ФГБ і захоплює його своїм маніпулятором. І тому на герметичному адаптере (ГА) ФГБ є спеціальний вузол. Після механічного захоплення з допомогою маніпулятора ФГБ зістиковується з герметичним американським адаптером РМА- 1, який з'єднаний із модулем Node-1. Наступного дня двоє, а астронавтів виходять у відкритий космос для стикування электроразъемов між ФГБ і РМА-1.

У дві доби виробляється наддування РМА-1, вирівнювання тиску в ГА і РМА-1, контроль герметичності стику між ГА і РМА-1, контроль параметрів атмосфери в ФГБ. Потім починається підготовка до входу екіпажу «Индевора «в ФГБ. Вирівнюється тиск у ГА й у приборно- агрегатному відсіку (ПГО) ФГБ. Астронавти входять спочатку у ГА, потім відкривають люк в ПГО і переходять туди. Передбачається проведення телевізійної передачі з ФГБ під час перебування там екіпажу. Того ж день екіпаж повертається у свій корабель, герметично закривши у себе люки.

Ще приблизно добу триває політ перших модулів МКС разом із кораблем «Индевор », Потім корабель отстыковывается і, зробивши обліт, повертається на Землю. МКС у складі ФГБ і Node-1 продовжуватиме автономний політ. Її наступним елементом має стати службовий модуль, після приходу, якого на МКС вже бути экипаж.

Экипаж корабля «Индевор «STS-88/

Для свого першого польоту за програмою МКС НАСА виділило корабель «Индевор «(Endeavour). Цей політ отримав назву «STS-88 ».

У екіпаж корабля «Индевор «STS-88 включені п’ять американських астронавтів і тільки російський космонавт. Командир корабля — Роберт Кабана, пілот — Фредерік Стеркоу, фахівці польоту — Ненсі Керрі, Джеррі Росс, Джеймс Н’юман і письменник Сергій Крикалев (Россия).

Роберт Кабана (Robert Cabana), полковник морської піхоти США, астронавт НАСА. Народився 23 січня 1949 року. Протягом часу військової служби й роботи льотчиком-випробувачем освоїв 33 різних типи літаків, налітав понад 5000 годин. У загоні астронавтів з 1985 року. Здійснив три космічних польоту обший тривалістю більш 353 годин. Двічі був пілотом (STS-41 1990-го року і STS-53 1992 року) і тільки раз командиром (STS-65 1994-го году).

Фредерік Стеркоу (Frederick Sturckow), майор морської піхоти США, астронавт НАСА, Народився 11 серпня 1961 року, До ролі льотчика- винищувача брав участь у операції «Буря» в пустелі «проти Іраку 1990 року, зробив 41 бойової виліт. Протягом часу військової служби й роботи льотчиком- випробувачем освоїв понад 40 кримінальних різних типів літаків, налітав понад 2500 годин. У загоні астронавтів з 1994 года.

Ненсі Керрі (Nancy З urrie), майор сухопутних військ США, астронавт НАСА. Народилася 29 грудня 1958 року. У загоні астронавтів з року. Скоїла два космічних польоту обший тривалістю більш 454 годин. Щоразу була фахівцем польоту (STS-57 в 1993 року і STS-70 в 1995 году).

Джеррі Росс (Jerry Ross), полковник військово-повітряних сил США, астронавт НАСА. Народився 20 січня 1948 року. У загоні астронавтів з 1980 року. Здійснив п’ять космічних польотів загальної тривалістю більш 850 годин. Виконав 4 виходу у відкритий космос сумарною тривалістю близько 23 годин. В усіх життєвих п’яти польотах брав участь у ролі фахівця (STS-61B в 1985 року, STS-27 1988 року, STS-37 1991 року, STS-55 в 1993 року і STS- 74 в 1995 року). Останній із цих польотів був до станції «Світ «(доставка стыковочною отсека).

Джеймс Н’юман (James Newman), астронавт НАСА. Народився 16 жовтня 1956 року. У загоні астронавтів з року. Здійснив два космічних польоту загальної тривалістю більш 496 годин. Виконав одного виходу у відкритий космос тривалістю близько сьомої години годин. У обох польотах брав участь у ролі фахівця (STS-51 в 1993 року і STS-69, а 1995 году).

Сергій Костянтинович Крикалев, космонавт РК «Енергія «імені З. П. Корольова (Росія). Народився 27 серпня 1958 року. Майстер спорту СРСР з самолетному спорту. У загоні космонавтів з 1985 року. Здійснив три космічних польоту загальної тривалістю 471 добу 14 годин 18 хвилин. Двічі був бортинженером тривалих експедицій на станції «Світ «(вже 1988-го- 1989 і 1991−1992 роках), перший із російських космонавтів зробив політ на американському кораблі «Спейс шатл «(STS-60 1994 року). Нині є заступником керівника польоту станції «Світ «і відбувається підготовку до тривалого польоту як борт-інженера першу експедицію на МКС.

1. Дитяча Енциклопедія. 2 тому. Видавництво «Просвітництво» Москва 1965 г.

2. О. Г. Газенка, І. Дз. Пестров, В.І. Макалов: «Людство і космос»

Москва «Наука» 1987 г.

3. В. П. Глушка «Космонавтика». Видавництво «Радянська энциклопедия»

1970 г.

4. Л. А. Гильберг «Від літака до орбітальному комплексу» Москва

«Просвітництво» 1992 г.

5. С.В. Чекалкін «Космос — завтрашні турботи» Москва «Знання» 1992 г.

6. Науково- популярний журнал Російської академії і Астрономо- геодезичного суспільства «Земля і Всесвіт» серія «Космонавтика, астрономія, геофізика» травень-червень 3/96.

7. Науково- популярний журнал Російської академії і Астрономо- геодезичного суспільства «Земля і Всесвіт» серія «Космонавтика, астрономія, геофізика» травень-червень 3/97.

8. Науково- популярний журнал Російської академії і Астрономо- геодезичного суспільства «Земля і Всесвіт» серія «Космонавтика, астрономія, геофізика» березень-квітень 2/97.

9. «Космічна техніка» під редакцією До. Гэтланда. Видавництво «Світ». 1986 р. Москва.

10. «Вега «- Міжнародний проект «Венера — Галлей », Центр Управления

Польотом, 1985 г.

11. Енциклопедичний Словник Юного Астронома (сост. М. П. Ерпылев),

Москва, Педагогіка, 1986 год.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой