Орбитальные станции - Авиация и космонавтика - Скачать бесплатно
Содержание
1. В кабине корабля «Восток» 2 стр.
2. От «Востока» до «Союза» 4 стр.
3. «Салюты» на орбитах 7 стр.
4. Орбитальная станция «Мир» 14 стр.
5. Эскизный проект (1976 – 1983гг.) 14 стр.
6. Подготовка штатного изделия (1983 – 1985гг.) 16 стр.
7. Испытания и запуск (1985 – 1986гг.) 17 стр.
8. Экскурсия на «Скайлэб» 20 стр.
9. Список использованной литературы 23 стр.
Для нас, космонавтов,
пророческие слова
об освоении космоса всегда
будут программными,
всегда будут звать вперед.
Ю. А. Гагарин
[pic][pic]
В КАБИНЕ КОРОБЛЯ « ВОСТОК»
Никогда не забудет человечество 12 апреля 1961 года. В этот день
первый космонавт Земли Юрий Гагарин на первом космическом корабле «Восток»
впервые совершил космический полет. Когда-нибудь этот чудесный летательный
аппарат в техническом отношении покажется столь же скромным, как, скажем,
каравеллы Колумба в сравнении с современными океанскими лайнерами.
Корабль состоял из двух частей. Первая из них – сферический спускаемый
аппарат, где помещался космонавт, оборудование для жизнеобеспечения и
системы приземления. Вторая часть корабля – это приборный отсек с тормозным
двигателем и другим оборудованием. Корабль «Восток» был выведен на орбиту
трехступенчатой ракетой- носителем, точная копия которой установлена перед
павильоном «Космос» на Выставке достижений народного хозяйства в Москве.
Кабина первого космического корабля гораздо просторнее обычной кабины
летчика на самолете. Снаружи спускаемый аппарат покрыт специальным слоем
тепловой защиты, без которой немыслим стремительный спуск в атмосферу. В
аппарате три иллюминатора с жаропрочными стеклами и два быстро
открывающихся люка.
Кресло у космонавта особенное, установленное так, чтобы на участках
выведения и спуска корабля перегрузки действовали на космонавта в наиболее
благоприятном направлении (грудь – спина). Если [pic]бы даже по какой-
нибудь причине герметизация кабины была нарушена, жизнь космонавту сохранил
бы скафандр с автономной системой жизнеобеспечения. Кресло могло
катапультироваться вместе с космонавтом, и в нем располагались парашютные
системы, обеспечивающие мягкое приземление космонавта. Мягкая посадка могла
быть совершена и в кабине корабля. Все было предусмотрено для
благополучного исхода великого Эксперимента.
Космонавт мог сам вручную управлять полетом космического корабля. На
корабле была ручка с помощью которой можно (включая бортовые двигатели)
придать кораблю любую ориентацию. Рядом с ней располагались радиоприемник и
контейнеры с пищей.
Юрий Гагарин совершил один виток вокруг Земли, хотя запасов пищи, воды
и всего того, что необходимо для космонавта, хватило бы на десять суток. Но
для первого небывалого опыта достаточно было и сделано.
Вспомним основные данные первого пилотируемого космического полета.
Ракета-носитель развила при выводе корабля на орбиту мощность в 20
миллионов лошадиных сил. Орбита «Востока» была эллипсом, апогей (наиболее
удаленная от Земли точка орбиты) которой имел высоту 327 километров, а
перигей (наиболее ближайшая к Земле точка орбиты) 181 километр. Выбрали
орбиту, наклоненную к плоскости земного экватора под углом 65o .
Весил «Восток» 4725 килограмм. Когда его с космодрома Байконур вывели
на космическую орбиту, с ним поддерживалась постоянная радиосвязь.
Радиоволны доносили голос Юрия Гагарина, его изображения, передавали
сведения о характере движения корабля, позволяли прогнозировать его
дальнейший полет.
Взлетевший к звездам первый космонавт оставался связанным с Землей не
только ее притяжением, но и невидимыми электромагнитными «нитями», без
которых немыслимы и сам полет, да и вообще все дальнейшее проникновение
человечества в Космос.
Космический корабль Юрия Гагарина был первым «домом на орбите».
ОТ «ВОСТОКА» ДО «СОЮЗА»
Космические корабли серии «Восток» оказались очень удобными для первых
пилотируемых полетов. В начале августа 1967 года Герман Титов на корабле
«Восток-2» много раз облетел нашу планету. Он выполнил большую программу
научных наблюдений Земли из космоса и даже впервые заснял на кинопленку
космические пейзажи.
Еще год спустя, в августе 1962 года, на кораблях «Восток-3» и «Восток-
4» Андриан Николаев и Павел Попович совершили первый групповой полет. Они
переговаривались по радио друг с другом, и в этом полете родилось
космовидение – непосредственная телевизионная передача из кабин космонавтов
на Землю.
В июне 1963 года на «Востоке-5» и «Востоке-6» вышли в космос Валерий
Быковский и Валентина Терешкова – первая в мире женщина-космонавт. Полет
Быковского продолжался около пяти суток – по тем временам рекордная
продолжительность пребывания человека в состоянии невесомости.
Это были необычные полеты! Все тут совершалось впервые, и первые шаги
в космосе (с сегодняшней точки зрения) были, естественно, робкими. Но
именно эти шесть кораблей серии «Восток» проторили дорогу новым героям.
На смену первым космическим кораблям пришли новые корабли серии
«Восход». Они были многоместными. Кроме спускаемого аппарата и приборного
отсека, «Восход-2», например, имел шлюз для выхода в открытый космос. Такой
выход был совершен Алексеем Леоновым в марте 1965 года. А еще раньше, в
октябре 1964 года, В. Комаров, К. Феоктистов и Б. Егоров на «Восходе»
впервые во время полета находились в кабине без скафандров – это был первый
полет экипажа из трех человек.
Корабли «Восток» и «Восход» подготовили почву для программы «Союз».
Многоместные корабли серии «Союз» предназначены для длительных полетов,
маневрирования, сближения и стыковки на орбитах как друг с другом, так и с
другими аппаратами и, наконец, для выполнения транспортных операций по
обслуживанию орбитальных станций – доставки на них экипажей космонавтов и
различных грузов. Надежды, которые возлагали конструктора на космические
корабли типа «Союз», полностью оправдались.
На рисунке изображена общая схема корабля серии «Союз». Наиболее яркое
отличие этих кораблей от остальных заключается в том, что спускаемый
аппарат: у кораблей серии «Восток» и «Восход» он был шарообразным, а у
«Союзов» кабина, в которой располагаются космонавты, по форме напоминает
автомобильную фару. В отличие от шара такая форма при полете в атмосфере
обеспечивает, как говорят специалисты, аэродинамическое качество: эта форма
создает, как крылья самолета, подъемную силу. А эта
[pic]
особенность немаловажна – из-за нее при спуске на Землю (в частности
прохождение через атмосферу Земли) снижаются перегрузки в 2 – 2,5 раза.
Бортовые реактивные двигатели позволяют ориентировать нужным образом
спускаемый аппарат относительно набегающего потока воздуха.
Внутри кабины размещены кресла космонавтов, радиоаппаратура, системы
жизнеобеспечения и аппаратура для активного управления полетом. Как и на
корабле «Восток», кабина космонавтов имеет три иллюминатора, через которые
ведутся наблюдения во время полета. Пользуясь специальным люком в верхней
части кабины, можно перейти в орбитальный отсек корабля.
Этот отсек похож по форме на кабину корабля «Восток». Назначение же
его иное. По существу, орбитальный отсек – это лаборатория, в которой
проводят научные исследования, едят, отдыхают, занимаются физкультурой. В
орбитальном отсеке четыре иллюминатора. Через них ведутся наблюдения и
киносъемка. Здесь, в этом отсеке, также есть радиоаппаратура, системы
жизнеобеспечения, сервант для пищевых продуктов.
Если космонавтам надо выйти в космос, орбитальный отсек используется
как шлюз – в нем есть внешний люк, который открывается и автоматически и
вручную. Общий объем двух помещений – кабины и орбитального отсека – около
девяти кубических метров.
Над орбитальным отсеком виден стыковочный узел, а под кабиной –
приборно-агрегатный отсек, где сосредоточены двигательные установки корабля
и разная техника, обеспечивающая космонавтам комфорт: агрегаты системы
терморегулирования, энергопитания, аппаратура радиосвязи, приборы для
управления кораблем, а также счетно-решающие устройства.
Снаружи на приборно-агрегатном отсеке, кроме антенн, укреплены панели
солнечных батарей, напоминающие крылья. От этих батарей, имеющих площадь 14
квадратных метров, подзаряжаются бортовые химические электробатареи,
обеспечивающие весь корабль электроэнергией. На транспортных кораблях
солнечные батареи не устанавливаются.
[pic]
Корабли серии «Союз» - очень сложные и многоцелевые инженерные
сооружения. Программа «Союз» начала выполняться еще в апреле 1967 года.
В январе 1969 года произошло важнейшее событие в мировой истории
космонавтики: космические корабли «Союз-4» и «Союз-5» состыковались в
космосе, образовав первую экспериментальную орбитальную станцию. В экипаж
станции входили: В. Шаталов, А. Елисеев от «Союза-4» и Б. Волынов, Е.
Хрунов от «Союза-5».
Станция обращалась вокруг Земли почти по круговой орбите на средней
высоте 215 километров. После стыковки Елисеев и Хрунов в скафандрах с
автономными системами жизнеобеспечения совершили выход в открытый космос и
впервые перешли из одного корабля в другой. В полете кораблей «Союз» и на
образованной ими орбитальной станции постоянно велись различные научные
наблюдения, что, впрочем, делается при каждом космическом полете.
Четыре с половиной часа работала в космосе первая орбитальная станция,
после чего космические корабли расстыковались и возвратились на Землю.
В 1970 году А. Николаев и В. Севастьянов на корабле «Союз-9»
осуществили рекордный по продолжительности 18-суточный полет вокруг Земли.
По тем временам 18 суток было очень много, притом, что техника была не
приспособлена, на должном уровне, для таких полетов. Этот полет доказал,
что пребывание в космосе (если применять средства для укрепления мышц, так
как мышцы в невесомости расслабляются и теряют свою упругость) может быть
достаточно длительным.
Возникла новая более трудная задача: создание особых, специально
оборудованных долговременных орбитальных станций.
[pic]
«САЛЮТЫ» НА ОРБИТАХ
Когда осенью 1975 года взволнованный мир следил за полетом крошечного
первого искусственного спутника Земли, вряд ли кто-нибудь мог предположить,
что спустя всего четырнадцать лет на околоземной орбите появится просторный
космический дом, где смогут жить и работать сразу несколько космонавтов.
В апреле 1971 года в космосе появилась первая в мире советская
долговременная орбитальная станция «Салют».
Во Всероссийском Выставочном Центре в Москве каждый посетитель
павильона «Космос» может не только осмотреть снаружи точную копию станции
серии «Салют», но и побывать внутри ее, на несколько минут почувствовать
себя космонавтом.
И размеры станции, и внутренний комфорт ее помещений, и сложность ее
оборудования – все вызывает восхищение и чувство глубокого уважения к
советским ученым и инженерам, создавшим ее.
Воспользовавшись рисунком (на следующей странице) попробуем
разобраться в особенностях первой орбитальной космической станции «Салют».
Сама по себе эта станция не может ни взлететь, ни совершить посадку.
Ее выводят на околоземную орбиту, как огромный спутник. Однако в отличие от
обычных спутников станция «Салют» может работать не только в
автоматическом, но и в пилотируемом режиме. На рисунке изображены
орбитальная станция «Салют» и состыкованный с ней пилотируемый корабль
«Союз».
Коротко о внешних характеристиках этого комплекса. Общая масса системы
«Салют» - «Союз» - 25,6 тонн. Причем на долю станции «Салют»
[pic]
приходится почти 19 тонн. Уже на первом из «Салютов» масса научных приборов
составляла 1,2 тонны, а на последующих станциях этот груз был больше.
В стыкованном состоянии система «Салют» - «Союз» достигает в длину 23
метра, причем на долю орбитального блока (то есть станции) приходится 16
метров. В самой широкой своей части «Салют» имеет поперечник 4,15 метра, а
при раскрытых солнечных батареях – 11 метров. Площадь солнечных батарей –
63 квадратных метра. Но особенно поражает общий объем внутренних помещений
станции – около 100 кубических метров!
Станция «Салют» разделена на три отсека. Самый левый (на рисунке) и
узкий из них – переходной. Длина этого цилиндра 3 метра, диаметр 2 метра. В
его состав входит стыковочный узел, через который и космонавты и грузы
могут попасть из корабля на станцию.
Переходный отсек – жилое помещение. Он герметичен, и в нем размещены
научная аппаратура, системы жизнеобеспечения и терморегулирования. Тут же
находится и пункт управления станции, а снаружи переходного отсека
укреплены солнечные батареи, антенны, телекамера и разные датчики. В отсеке
«Салюта-1» установлена астрономическая обсерватория «Орион», включающая
зеркальный телескоп диаметром 28 сантиметров, спектрографы и другие
приборы. Шесть иллюминаторов отсека позволяют вести наблюдения Земли и
космоса.
Через специальный люк из переходного отсека можно перейти в рабочий
отсек. Это самое большое из помещений станции. Рабочий отсек состоит из
двух цилиндров диаметрами в 2,9 метра и 4,2 метра, соединенных усеченным
конусом при общей длине в 9,1 метра. Здесь находится множество приборов,
обеспечивающих комфорт космонавтам. Отсюда, так же как и с переходного
отсека, можно управлять станцией и отдельными ее устройствами. Сквозь любой
из пятнадцати иллюминаторов видно все то, что происходит вне станции. Во
время сна космонавты в спальных местах закрепляют себя в нужном положении,
иначе при малейшем неосторожном движении спящий рискует «поплыть» по
кабине. Невесомость дает себя знать на каждом шагу, и мы не раз видели на
экранах телевизоров, как выпущенный из рук космонавта карандаш или другой
предмет вместо привычного падения зависал в воздухе.
Хотя на станции можно спать и на «потолке» (кстати, что считать
потолком?), конструкторы станции постарались сделать все, чтобы, несмотря
на невесомость, обстановка на станции напоминала земную. Так, например, на
«Салюте-3» условный пол был сделан темным и покрыт ворсовой дорожкой,
условный потолок побелили, а стенам придали промежуточные тона.
На станции имеется «бегущая дорожка», бесконечная лента на двух
вращающихся цилиндрах. Это один из тренажеров, то есть устройств, на
которых тренируют свои мышцы обитатели станции. К ним принадлежит и
неподвижный велосипед, или, точнее, велоэргометр, крутя педали которого
космонавт ощущает такую же нагрузку, как при велопробеге. Без подобных
устройств немыслим ни один долговременный космический полет. Так будет до
тех пор, пока на орбитальных станциях не создадут искусственную тяжесть.
Пока же приходится прибегать к разным ухищрениям. Чтобы «бежать по
дорожке», космонавт с помощью специальных ремней предварительно прижимает
себя к этой дорожке с силой, равной примерно 60% своего земного веса.
Доставляют хлопоты космонавтам и их нагрузочные костюмы, не дающие покоя
мышцам. Все это не всегда приятно, хотя и необходимо.
За рабочим отсеком находится агрегатный отсек. Так как он предназначен
для размещения топливных баков и бортовых двигателей, нужды в герметизации
нет. Внешняя поверхность этого отсека, как и других, используется для
установки солнечных батарей, антенн, телекамеры и разных научных приборов.
Подобно тому, как от марки к марке совершенствовались автомобили, с
каждым запуском станций серии «Салют» их «начинка» становилась более
совершенной. Несколько менялся и их внешний облик.
Так на «Салюте-3» были установлены подвижные панели солнечных батарей.
Какое бы положение в пространстве ни занимала станция, специальный механизм
постоянно ориентировал панели так, чтобы солнечные лучи падали на них
перпендикулярно. При таком положении панелей батареи дают наиболее мощный
ток, что обеспечивает наилучшее энергоснабжение станции.
На «Салюте-4» использовалась установка, дающая очень чистую воду из
отходов жизнедеятельности экипажа. Удалось хотя бы частично организовать на
станции замкнутый круговорот воды – первый шаг по осуществлению в «эфирных
поселениях» полностью замкнутых экологических циклов.
[pic]
На том же «Салюте-4» успешно работали две шлюзовые камеры для
отбросов. С помощью специальных устройств «выстреливали» контейнеры с
мусором так, что, снижаясь к Земле, они сгорали в атмосфере.
Одним из важных усовершенствований на «Салюте-4» была автономная
система навигации. С ее помощью космонавты получают все сведения об орбите
станции и ее положении в пространстве в данный момент.
Стоит еще упомянуть необычный космический костюм «Чибис», надев
который космонавты «обманывали» невесомость. Как известно, на Земле сердце
гонит кровь к голове, а вниз она опускается за счет силы тяжести. В
условиях невесомости тяжести нет, и кровь приливает к голове, что вызывает
весьма неприятные ощущения. Костюм «Чибис» имеет собранные в гармошку штаны
и плотно прилегающий к телу пояс. Специальный компрессор выкачивает воздух
из штанов и создает внутри них пониженное давление, что заставляет кровь
отливать от головы к нижней половине тела.
Роль вычислительной техники на станциях «Салют» очень велика. Так,
например, на «Салюте-5» работала электронно-вычислительная машина,
руководящая работой всех приборов станции без участия экипажа. Еще раз
напомним, что все станции серии «Салют» могут работать как в пилотируемом,
так и в автоматическом режиме.
Событием в космонавтике стал запуск на орбиту в 1977 году космической
станции «Салют-6». В отличие от своих предшественниц
[pic]
эта станция имеет два стыковочных узла, благодаря которым удалось создать
на орбите сооружение из трех аппаратов – двух кораблей «Союз» или, скажем,
корабля «Союз» и «Прогресс» и находящейся между ними станции.
Любопытны некоторые детали.
За центральным постом управления «Салют-6» - столовая. Две откидные
крышки образуют обеденный стол. Тут же рядом – подогреватели для пищи, а к
столу подведена горячая и холодная вода.
Для физических упражнений – уже знакомые нам «бегущая дорожка» и
велоэргометр, который укреплялся на «потолке»! Новшеством на «Салюте» была
баня.
На «Салюте-6» установлен видеомагнитофон, на котором можно в свободную
минуту посмотреть интересные кинофильмы, телевизор, позволивший впервые
видеть прямые передачи с Земли.
Два стыковочных узла «Салюта-6» - важные детали конструкции. Если,
например, окажется неисправным один стыковочный узел, можно воспользоваться
другим. В случае, скажем, пробоя метеором корабля «Союз», пристыкованного к
станции, для возвращения космонавтов на Землю можно послать к «Салюту»
другой «Союз», «Салют-6» может принимать два корабля одновременно.
Чем дольше работает на станции ее экипаж, тем больше он тратит
кислорода, топлива для двигателей и другие полезные материалы. Наступает
момент, когда расходы должны быть как-то восполнены. На «Салюте-6» это было
сделано с помощью автоматических грузовых транспортных кораблей «Прогресс».
Внешне «Прогресс» похож на «Союз», основа которого и была использована
при конструировании грузового корабля. Все, что в «Союзе» предназначено для
космонавтов и их жизнеобеспечения, на «Прогрессе», естественно,
отсутствует. Основной отсек этого корабля – грузовой, имеющий объем 6,6
кубических метров. В нем можно разместить 1300 килограмм сухих грузов и
около тонны топлива для двигателей. Грузовой корабль снабжен разными
автоматами, которые по радиокоманде с Земли осуществляли сближение со
станцией «Салют» и стыковку с ней.
«Прогрессы» доставляли на «Салют-6» пищу для космонавтов, топливо для
двигателей, запасы воздуха и многое другое, в чем нуждались космонавты. В
свою очередь обитатели станции грузили его всем ненужным и отработанным,
что накопилось на станции. Выполнив роль мусороочистителя, «Прогресс»
отстыковался от «Салюта-6» и с помощью своих бортовых двигателей
направлялся к Земле. По программе не сгоревшие в атмосфере остатки корабля
должны быть затоплены в пустынном районе Тихого океана.
17 июня 1987 года корабль «Союз-29» с космонавтами В. В. Коваленко и
А. С. Иванченковым на борту пристыковался к временно пустовавшему «Салюту-
6». Начался героический, длительный космический орбитальный полет,
продолжавшийся 140 суток! Для обеспечения нормальной работы космонавтов к
орбитальному комплексу «Союз-29» - «Салют-6» были посланы последовательно
три грузовых корабля: «Прогресс-2», «Прогресс-3», «Прогресс-4». Они
доставили на комплекс топливо, аппаратуру, расходуемые материалы и все
необходимое для нормальной жизнедеятельности космонавтов. Без грузовых
космических кораблей длительный 140-суточный полет был бы невозможен.
Работа «Прогрессов» уменьшает расходы, обеспечивает активную работу
долговременных крупных космических станций.
Но и их рекорд вскоре был превзойден. Космонавты Владимир Ляхов и
Валерий Рюмин в 1979 году успешно проработали на «Салюте-6» почти полгода.
Опыт с грузовыми кораблями типа «Прогресс» вполне себя оправдал.
Теперь обитатели «Салютов» могут не беспокоиться о непрерывно уменьшающихся
в ходе работы запасах пищи и других полезных веществ. В нужный момент с
Земли «Прогресс» доставит все необходимое и уберет то, что отслужило свой
срок. Тем самым работа на станции может продолжаться достаточно долго.
Третья экспедиция Владимира Ляхова и Валерия Рюмина длилась 175 суток, и
этим теперешние «Салюты» стали походить на космические поселения будущего.
В июне 1980 года на космическую орбиту был выведен усовершенствованный
транспортный пилотируемый корабль «Союз-Т-2». Его пилотировали космонавты
Ю. Малышев и В. Аксенов. Новый корабль мог работать в четырех режимах
системы спуска – двух управляемых (автоматическом и ручном) и двух
баллистических (основном и резервном). По сравнению с предыдущими кораблями
серии «Союз» новый транспортный корабль был оснащен самыми совершенными
техническими устройствами.
Еще ранее, в апреле 1980 года, на станции «Салют-62 сверхдлительный
полет начали космонавты Л. Попов и В. Рюмин.
Этот рекордный 185-суточный полет был успешно завершен.
К концу 1980 года были подведены знаменательные итоги: за четыре года
полета в космосе орбитальная станция «Салют-6» приняла 14 экспедиций с
участием 28 космонавтов. Среди экипажей станции было семь международных.
Представители ЧССР, ПНР, ГДР, НРБ, ВНР, СРВ, Республика Куба в дружеском
сотрудничестве с советскими космонавтами успешно выполнили намеченные
программы. Со станцией «Салют-6» состыковалось 25 космических кораблей.
При вручении наград летчикам-космонавтам СССР Л. И. Попову и В. В.
Рюмину, проявившим высокое мастерство, отличные знания сложной техники,
мужество и героизм во время выполнения 185-суточной программы научно-
технических исследований и экспериментов на борту орбитального комплекса
«Салют-6» - «Союз», Генеральный секретарь ЦК КПСС, Председатель Президиума
Верховного Совета СССР Л. И. Брежнев сказал: «…Мы выступаем за самое
широкое взаимодействие с другими государствами в космических исследованиях.
Космос может и должен объединять жителей земли, развивать понимание того,
что люди живут на одной планете, и от них зависит, чтобы эта планета была
мирной и цветущей».
На смену «Салютам» пришла более совершенная орбитальная станция.
Станция нового поколения, новых людей. Станция, которая должна была открыть
новую страницу в истории не только российской, но и мировой космонавтике.
Она открыла человечеству новые возможности, объединила космонавтов многих
стран. Ученые многих стран возлагали на нее свои надежды, и она оправдала
их целиком и полностью.
[pic]
Орбитальная станция «МИР»
ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ (1976 – 1983гг.)
В 1976 году НПО "Энергия" выпустило Технические предложения по
созданию усовершенствованных долговременных орбитальных станций ДОС #7, 8.
Системы станции были существенно модернизированы, система управления была
построена на базе БЦВК, переходный отсек имел два боковых стыковочных
агрегата для стыковки исследовательских модулей, выводимых ракетой "Союз".
На НТС МОМ технические предложения подвергли критике, проект был оценен как
новаторский, вызвало возражение наличие боковых стыковочных агрегатов.
Предприятие продолжало работать над новыми станциями, и в августе 1978 года
был выпущен эскизный проект. Проект был
|
