El 4 de octubre de 2017 marca exactamente 60 años desde el lanzamiento del primer satélite artificial de la Tierra. Hoy en día, hay miles de dispositivos en órbita: satélites de comunicaciones, teledetección de la Tierra, meteorológicos, de reconocimiento, observatorios espaciales y muchos otros. Parecería que la industria espacial se está desarrollando con éxito. Sin embargo, no todo es tan simple, cree el periodista Igor Tirsky.
¿Perspectivas brillantes?
Recientemente, los empresarios se han interesado en el espacio, se ha abierto la posibilidad de exploración espacial privada, procesamiento de asteroides, colonización de la Luna y Marte. Los empresarios en un futuro próximo podrán ofrecer a todos los que quieran vuelos suborbitales a una altitud de unos 100 km sobre la tierra, ¡casi al espacio!
El interés por el espacio comenzó a mostrar a personas que están lejos de esta área, hasta ahora dedicadas a otras cosas: Richard Branson, Vladislav Filev (aerolínea S7), Paul Allen, Jeff Bezos, Elon Musk. Hasta ahora, estos son en su mayoría empresarios occidentales.
En el futuro, podemos esperar un auge en el turismo espacial, lanzando miles de satélites en órbitas cercanas a la Tierra para distribuir Internet, así como bases en la Luna y Marte de empresas privadas y trasladando allí a millones de turistas.
Y esto no es una broma, sino los planes reales de los empresarios en el campo del espacio privado. Por ejemplo, Elon Musk, el jefe de SpaceX, ¡promete enviar un millón de personas a Marte!
Parece que en un futuro previsible, la humanidad ocupará gradualmente todo el espacio cercano a la Tierra y se asentará allí por completo. El número de naves espaciales operativas en la órbita de la Tierra también aumentará considerablemente.
Otro escenario es posible
El espacio es difícil, caro, largo, y por tanto las perspectivas de negocio para su conquista no resultan atractivas para muchos. Hasta el momento, toda la gama de servicios en esta área está disponible solo para los estados y las grandes empresas privadas (que, nuevamente, cuentan con el apoyo estatal). Pero incluso para ellos, invertir en espacio es un riesgo. El aparato en órbita puede fallar, el vehículo de lanzamiento puede explotar. Naturalmente, la tecnología espacial está asegurada y el seguro cubrirá todos los costos, pero es posible que simplemente no haya suficiente tiempo para producir otro satélite.
Incluso si todo va bien y los dispositivos puestos en órbita comienzan a funcionar, es posible que las inversiones no se “recuperen” y que la tecnología simplemente quede obsoleta. Hay un buen ejemplo: los satélites Iridium, que proporcionan comunicaciones espaciales a través de un teléfono satelital en cualquier parte del planeta Tierra. La primera llamada en el sistema Iridium tuvo lugar en 1997, y ella misma fue concebida 10 años antes, en 1987, cuando no todos sabían sobre las comunicaciones celulares.
Pero como vemos ahora, Internet para los mismos fines es más sencillo y económico. Además, las torres de telefonía celular en muchos países están creciendo como hongos. LTE ya no es algo extravagante, sino que te sorprenderás más si ves a una persona con un teléfono satelital. No se necesitaba "Iridium" en el segmento masivo: hay una conexión celular, en casos extremos, servicios satelitales más baratos de otros proveedores. Una de las razones de la quiebra de la empresa en 1993 fue una evaluación incorrecta de la difusión de una nueva tecnología: las comunicaciones celulares. Iridium continúa existiendo hasta el día de hoy, pero ya es más difícil para ellos competir con otros proveedores que ofrecen un servicio de telefonía satelital mucho más económico.
Algo similar sucede hoy, pero con la world wide web: empresas como OneWeb o SpaceX amenazan con lanzar miles de satélites artificiales a la Tierra, dotándolos de antenas para distribuir Internet por todo el mundo.
Es decir, en teoría, todos los habitantes del planeta podrán tener acceso a Internet satelital de alta velocidad por relativamente poco dinero o incluso de forma gratuita.
Esto último depende de qué modelo de monetización se elija. Hoy en día, esto es relevante, ya que cerca de la mitad de la población mundial no tiene acceso permanente a Internet.
Cuando Motorola lanzó su red de satélites Iridium, el mercado era similar: la escala actual de las comunicaciones móviles a finales de los 80 era impensable y la empresa pretendía cubrir el globo con su propia red. Ahora, las comunicaciones celulares están penetrando rápidamente incluso en los rincones más remotos de nuestro planeta, pero la calidad de Internet deja mucho que desear: esto es lo que OneWeb y SpaceX quieren solucionar.
Internet satelital es una buena alternativa al cable y celular. No es tan caro como parece a primera vista, si hablamos de acceso símplex o unidireccional: se requiere una antena simple y un equipo de recepción relativamente económico, y se utiliza como medio GPRS, 3G, ADSL, etc. canal saliente - en una palabra, cualquier internet terrestre. En áreas donde no hay otra conexión, solo es posible una red satelital dúplex, cuando el terminal opera en el modo de un dispositivo receptor y transmisor al mismo tiempo, pero es mucho más costoso que uno simplex.
Por el momento, las empresas satelitales y los operadores celulares aún pueden competir con Internet por fibra óptica por cable debido a que este último no ha penetrado en todas partes. Pero todo se reduce a que la Tierra estará rodeada por un cable, y ya no necesitaremos una red mundial desde el espacio.
¿Los sistemas de comunicación OneWeb y SpaceX dejarán de ser rentables en el futuro?
Es probable que la necesidad de Internet satelital permanezca en países como India, en el continente africano y en lugares de difícil acceso donde es simplemente imposible tender un cable o instalar muchas torres LTE. Pero, ¿será aceptable el costo en este caso y será posible obtener la aprobación regulatoria? Parece que Internet satelital seguirá siendo indiscutible durante mucho tiempo, al menos para la mitad de la población mundial. Pero las cosas pueden cambiar rápidamente.
Drones y estratosféricos en lugar de cohetes y satélites
Los satélites se utilizan no solo para ofrecer Internet, sino también para la detección remota de la Tierra (ERS) o, más simplemente, para fotografiar la superficie y enviar datos. Pero ya estamos notando el desarrollo de drones, vehículos aéreos no tripulados (UAV), para la teledetección. Son más convenientes: más baratos, más móviles, se pueden reparar en tierra y controlar manualmente.
Por lo tanto, surge la pregunta de la necesidad de satélites en órbita cuando hay drones atmosféricos. Después de todo, no le temen a las nubes (descendieron debajo de ellas, y no hay problema), la resolución de la imagen siempre se puede aumentar también bajándola, los drones, a diferencia de los satélites, pueden cortar círculos sobre un área durante bastante tiempo. mucho tiempo y, por lo tanto, recopilar información en tiempo real. Además, todas las medidas anteriores costarán menos que la operación de un sistema satelital, porque en este último caso, se necesitan más de cien dispositivos para una vista segura del área, y esto es miles de millones de dólares.
Observatorios espaciales: eso es exactamente lo que no será reemplazado, dices. Pero proyectos como el VLT, E-ELT (telescopio de 39 metros del Observatorio Europeo Austral) y SOFIA (observatorio aerotransportado) pueden ser alternativas valiosas. Es cierto que no en todos los rangos de longitud de onda, y aquí es donde los globos estratosféricos (globos estratosféricos) acuden en nuestra ayuda.
Pueden elevarse libremente a alturas de unos 40 a 50 km sobre el suelo y llevar una gran carga en forma de observatorio. Otra ventaja es que no tienen problemas con la microgravedad. Cuando se mueven, no hay una gran carga, lo que, a su vez, se tiene en cuenta en el diseño de los vehículos de lanzamiento, lo que aumenta su masa y, como resultado, limita significativamente la posibilidad de varios tipos de mejoras. Se pueden reparar en cualquier momento, incluso durante el funcionamiento: puede volar hasta el globo en otro globo o bajarlo al suelo para repararlo. Allá por 1961 (año del vuelo de Gagarin), se inició un proyecto para una estación solar estratosférica con un telescopio de espejo de Saturno, el diámetro del espejo principal era de 50 cm. ,12") desde una altura de 20 km sobre el suelo. .
Las altitudes de 20 a 100 km a veces se denominan "espacio cercano" debido a su leve parecido con el espacio real: una persona ya no puede existir allí sin un traje protector, y la vista desde la ventana es casi como en órbita, solo que los satélites no volar, el cielo es de color púrpura oscuro y negro-lila, aunque parece negro en contraste con el sol brillante y la superficie de la tierra.
Pero el espacio real, o espacio cercano a la Tierra, comienza a los 100 km. A estas alturas, para crear suficiente sustentación, la aeronave debe moverse a una velocidad superior a la del primer espacio. En cualquier caso, ya no será un avión, sino un satélite. Desde un punto de vista práctico, la diferencia clave aquí está en el método de entrega: volamos al espacio ordinario en cohetes y puedes llegar al más cercano en globos estratosféricos.
Los estratostatos son una tecnología olvidada de los años 30 del siglo XX. No se trata de aeronaves llenas de hidrógeno y que explotan con cada chispa, sino de cilindros de helio similares a globos, capaces de elevarse al espacio cercano, a los límites estratosféricos, es decir, hasta 50 km. Hay proyectos de globos estratosféricos (aunque es difícil llamarlos así, son más bien satélites suborbitales) que pueden operar a una altura de hasta 80 km. Pero esto es todo para los militares, mientras que los modelos civiles aún no superan los 40-50 km, sin embargo, esto es suficiente para la mayoría de las tareas que ahora se resuelven solo con satélites ubicados en el espacio a más de 100 km sobre la tierra.
Los estratostatos fueron olvidados con el comienzo de la era espacial en 1957, pero han pasado exactamente 60 años, ¡y fueron recordados nuevamente! ¿Por qué sucedió? Como se mencionó anteriormente, los vuelos espaciales son un placer costoso, no al alcance de todos; ni siquiera todos los países pueden permitirse un programa espacial completo. Pero dominar la estratosfera es bienvenido, aquí los números son mucho más modestos, y los resultados no son peores. ¡Y no es solo una forma económica de alcanzar grandes alturas, sino también la tecnología que se usa para crear globos estratosféricos y ahora les permite permanecer en el cielo durante cientos de días!
Esto es mucho más que antes: los paneles solares alimentan los globos estratosféricos durante el día, las potentes baterías (¡que son livianas!) almacenan energía durante la noche, los materiales livianos y duraderos conservan el diseño del dispositivo, el GPS les permite determinar fácilmente la posición, Las computadoras de a bordo toman soluciones de forma independiente.
Es el complejo de tecnologías modernas lo que ahora nos permite hablar sobre el mercado emergente de servicios estratosféricos.
Por ejemplo, la compañía estratosférica WorldView planea lanzar turistas a altitudes de hasta 45 km. Para hacer esto, idearon una nueva góndola, dotándola de enormes ventanas a través de las cuales los turistas pueden ver la negrura del cielo diurno y la superficie de nuestro planeta casi igual a como se ve a los ojos de los astronautas: la Tierra se volverá ¡redondo!
El espacio "cercano" es más rentable que el lejano
Lo único que permanecerá en el espacio real (por encima de los 100 km) es la navegación: GPS, GLONASS, Beidou, Galileo. Pero este problema también se puede resolver sin el uso de costosos sistemas satelitales, con la ayuda de globos estratosféricos, drones y otros medios terrestres y aéreos. Además, LTE y Wi-Fi ofrecen una buena alternativa al GPS, la tecnología LBS (Servicio basado en la ubicación) hace un buen trabajo de navegación, determinando la ubicación usando torres de telefonía terrestre y Wi-Fi. Sin embargo, hasta ahora, en términos de precisión, es inferior a cualquier sistema de navegación, incluso al peor, y el error es, en el mejor de los casos, decenas de metros, mientras que el GPS tiene menos de un metro.
El "espacio cercano", como suele llamarse acertadamente a la estratosfera (alturas de 20 a 50 km), en un futuro próximo puede ocupar un lugar central en el campo científico, superando al espacio cercano a la Tierra en términos de atractivo.
Enviar globos estratosféricos equipados con equipos especiales y todo un laboratorio con personas a bordo a altitudes de hasta 50 km se convertirá en algo común. No es necesario proteger a los estratonautas de la radiación destructiva, las tormentas solares y, lo que es más importante, la basura espacial, que es el principal obstáculo para el desarrollo del espacio cercano a la Tierra. Lo más probable es que en un futuro cercano nos veamos obligados a abandonar el espacio y tomar la atmósfera, principalmente porque es mucho más barato fabricar estratostatos y drones y no hay necesidad de proporcionar el nivel de protección y los sistemas de soporte vital que se necesitan en órbita terrestre.
Para la solución de problemas económicos nacionales (comunicaciones, teledetección, astronomía, experimentos científicos), los globos estratosféricos pueden competir con los satélites espaciales. Después de todo, aparecerán análogos mucho más baratos: modelos controlados por redes neuronales (decidirán por sí mismos dónde es mejor moverse y cómo agruparse, y ya lo están haciendo, por ejemplo, en el marco del proyecto Google Loon, regiones en desarrollo y de difícil acceso reciben Internet de esta manera) y drones autónomos que pueden existir en la atmósfera durante días.
Los estratostatos pueden monitorear continuamente el mismo lugar del planeta (los dispositivos con esta función se denominan "geoestacionarios"). No hay vientos fuertes ni poca turbulencia en la estratosfera, por lo que el estratostato puede flotar sobre un punto de la misma manera que lo hace un satélite. Solo para llevar un satélite a la órbita geoestacionaria (36.000 km sobre la tierra) se necesita un potente vehículo de lanzamiento, y para un globo estratosférico, cilindros de helio, poca financiación y ganas de competir con las tecnologías de comunicación tradicionales y la teledetección.
El desarrollo de la estratonáutica conducirá no sólo al abandono de los costosos satélites de teledetección o de comunicaciones, sino también al hecho de que estos satélites se colocarán en la órbita terrestre por otros medios, si es necesario. Por ejemplo, la compañía Zero 2 Infinity está desarrollando un proyecto para alcanzar la órbita de la Tierra utilizando lanzamientos desde la estratosfera; esta es una dirección prometedora cuando el estratostato sirve como puerto espacial o plataforma para un satélite que debe ir en un cohete al espacio real. Si bien estos proyectos específicamente no encuentran el apoyo de los inversores, el vector para el desarrollo de la estratosfera ya está claramente identificado.
La presencia de una gran cantidad de globos estratosféricos en la atmósfera de la Tierra creará un sistema de comunicación distribuida global (similar a lo que forman las computadoras en casa).
Comprenderemos mejor el clima, recibiremos datos de sensores remotos directamente en nuestros dispositivos personales, tendremos acceso a Internet con un retraso de señal mínimo en lugares de difícil acceso y podremos comunicarnos de forma descentralizada a través de estos dispositivos.
En otras palabras, los datos recibidos por los globos estratosféricos se procesarán con mayor precisión y rapidez que los "orbitales". La filosofía del internet descentralizado debería extenderse a otros ámbitos, y los globos estratosféricos y los drones son ideales para este modelo de mundo.
¿Qué es el planeta Venus, cerrado a los observadores en la Tierra por una atmósfera densa? ¿Cómo es la superficie de Marte y cuál es la composición de la atmósfera marciana? Los telescopios no pudieron responder a estas preguntas. Pero todo cambió con la llegada del radar.
Resultó que las ondas de radio enviadas por radares desde la Tierra se reflejan en los cuerpos espaciales de la misma manera que y de objetos terrestres. Dirigiendo señales de radio a un cuerpo astronómico específico y analizando las señales reflejadas desde él, se puede obtener información sobre un objeto espacial.
Así apareció la radioastronomía por radar, explorando los planetas y sus satélites, cometas, asteroides e incluso la corona solar mediante señales de radio.
espacio cercano y lejano
A menudo se distingue el espacio cercano y lejano. El límite entre ellos es muy condicional.
El espacio cercano se denomina espacio explorado por naves espaciales y estaciones interplanetarias, y el espacio lejano se considera espacio fuera del sistema solar. Aunque no se establece un límite claro entre ellos.
Se cree que el espacio cercano se encuentra por encima de la capa atmosférica de la Tierra, que gira con ella y se denomina espacio cercano a la Tierra. Ya no hay una atmósfera en el espacio cercano, pero todos los objetos en él todavía se ven afectados por el campo gravitatorio de nuestro planeta. Y cuanto más lejos de la Tierra, menor es esta influencia.
Objetos del espacio profundo: estrellas, galaxias, nebulosas, agujeros negros, ubicados fuera del sistema solar.
El espacio cercano está habitado por los planetas del sistema solar, satélites, asteroides, cometas, el Sol. Según los conceptos espaciales, la distancia entre ellos y la Tierra se considera pequeña. Por lo tanto, es posible estudiarlos con la ayuda de radares ubicados en la Tierra. Estos son radares potentes especiales llamados radares planetarios.
Investigación de radar del espacio cercano
Centro de comunicación del espacio profundo en Evpatoria
Los radares espaciales funcionan según el mismo principio físico que los radares terrestres convencionales que sirven a barcos y aeronaves. El transmisor de radio del radar planetario genera ondas de radio que se dirigen al objeto espacial investigado. Las señales de eco reflejadas por él son capturadas por el dispositivo receptor.
Pero debido a la enorme distancia, la señal de radio reflejada por el objeto espacial se vuelve mucho más débil. Por lo tanto, los transmisores de los radares planetarios son muy potentes, las antenas son grandes y los receptores son muy sensibles. Entonces, por ejemplo, el diámetro del espejo de la antena de radio en el Centro de Comunicaciones del Espacio Profundo cerca de Evpatoria es de 70 m.
El primer planeta en ser explorado por radar fue la Luna. Por cierto, la idea de enviar una señal de radio a la Luna y luego recibir su reflejo surgió ya en 1928 y fue propuesta por los científicos rusos Leonid Isaakovich Mandelstam y Nikolai Dmitrievich Papaleksi. Pero era técnicamente imposible implementarlo en ese momento.
Leonid Isaacovich Mandelstam
Nikolái Dmítrievich Papaleksi
Esto fue hecho en 1946 por científicos estadounidenses y húngaros de forma independiente. Una señal de radio enviada desde un potente radar hacia la Luna se reflejó en su superficie y regresó a la Tierra después de 2,5 segundos. Este experimento hizo posible calcular la distancia exacta a la luna. Pero al mismo tiempo, fue posible determinar el relieve de su superficie a partir de la imagen de las ondas reflejadas.
En 1959 se recibieron las primeras señales reflejadas por la corona solar. En 1961, la señal del radar se dirigió hacia Venus. Las ondas de radio de alta penetración atravesaron su densa atmósfera e hicieron posible "ver" su superficie.
Entonces comenzó la exploración de Mercurio, Marte, Júpiter y Saturno. El radar ayudó a determinar el tamaño de los planetas, los parámetros de sus órbitas, los diámetros y la velocidad de su rotación alrededor del Sol, así como para explorar sus superficies. Con la ayuda del radar, se establecieron las dimensiones exactas del sistema solar.
Las señales de radio se reflejan no solo en las superficies de los cuerpos celestes, sino también en las huellas ionizadas de partículas de meteoritos en la atmósfera terrestre. Muy a menudo, estos rastros aparecen a una altitud de unos 100 km. Y aunque existen de 1 a varios segundos, esto es suficiente para determinar el tamaño de las propias partículas, su velocidad y dirección utilizando los pulsos reflejados.
Radares aerotransportados en objetos espaciales controlados
Pequeña nave espacial (SSC) "Kondor-E" con radar
El desarrollo moderno de la humanidad no se puede imaginar sin una mayor exploración del espacio exterior y el desarrollo de la astronáutica. El elemento más importante de este proceso son los portaaviones, con la ayuda de los cuales los astronautas y otras cargas útiles se envían a la órbita terrestre baja. Yury Grigoriev, profesor del Instituto de Física y Tecnología de Moscú, Doctor en Ciencias Técnicas, ganador del Premio Estatal de la URSS, académico de la Academia Rusa de Cosmonáutica que lleva el nombre de V.I. K.E. Tsiolkovsky, Academias Rusa y Europea de Ciencias Naturales.
Todo lo que parece estar por encima de nosotros, lo solemos dividir en tres partes.
1. Espacio cercano a la Tierra - este es un espacio gaseoso, una capa atmosférica sobre la Tierra, que gira junto con la Tierra.
La región del espacio exterior más cercana y accesible para la investigación es espacio cercano a la tierra
La parte de la capa atmosférica que se encuentra sobre un estado en particular está bajo la jurisdicción de este estado, y la penetración de cualquier objeto extraño (aviones, planeadores, globos, etc.) en ella se considera una violación de la frontera del estado con todas las consecuencias resultantes.
La capa atmosférica se ha utilizado durante mucho tiempo con eficacia para transportar personas y diversas cargas, para lo cual se han creado muchos tipos de aeronaves y otras aeronaves.
El espacio cercano es un dominio público, es una zona de vuelos de varias naves espaciales.
2. Espacio cercano - Esta es el área alrededor de la Tierra, ubicada sobre el espacio cercano a la Tierra. Por decisión de la ONU, el límite entre el espacio cercano a la Tierra y el espacio cercano se define a una altitud de unos 100 km sobre el nivel del mar.
Prácticamente no hay atmósfera aquí, pero las características físicas del espacio cercano están bajo la influencia de la Tierra, principalmente su campo gravitatorio. Esta influencia disminuye con la distancia de la Tierra y finalmente desaparece solo a una distancia de más de 900 mil km de la Tierra.
El espacio cercano es una propiedad común, pertenece por igual a todos los estados y ciudadanos del mundo entero, es una zona de vuelos de varias naves espaciales. Para que la nave espacial se convierta en un satélite artificial de la Tierra, debe acelerarse a la primera velocidad cósmica: 7,9 km / s, y para bajar de la órbita espacial, debe reducirse la velocidad a una velocidad inferior a la especificada. valor.
La humanidad, junto con el subsuelo, la tierra, el océano y la atmósfera, también ha logrado obstruir el espacio cercano.
Después de la desaceleración, las naves espaciales gastadas y que ya no se necesitan caen a la Tierra, se queman en la atmósfera y los restos que no se han quemado se hunden en el océano.
Las naves espaciales, que no solo deben volar en el espacio, sino también regresar a la Tierra, por ejemplo, con astronautas o equipo valioso, están equipadas con protección térmica especial, controles, sistema de rescate, como paracaídas, etc., que les permite descender a Tierra con total seguridad.
espacio profundo- el mundo de las estrellas y las galaxias
3. Espacio profundo - es un mundo de estrellas y galaxias, donde ya no se siente la influencia de la Tierra. Para enviar una nave espacial al espacio profundo, debe acelerarse a la segunda velocidad cósmica: 11,2 km / s, después de lo cual el dispositivo se convierte en un satélite del Sol. Y para salir del sistema solar, el dispositivo debe acelerar a la tercera velocidad espacial: 16,6 km / s.
Las naves espaciales diseñadas para operar en el espacio profundo vuelan allí irrevocablemente. Su vuelo puede durar años, y durante todo este tiempo transmiten a la Tierra la información recibida por sus equipos durante el vuelo.
Hasta ahora, la entrega de naves espaciales al espacio cercano y lejano solo se ha llevado a cabo mediante vehículos de lanzamiento balístico. Hasta ahora, no se ha inventado nada más: los proyectos para crear ascensores espaciales aún no han abandonado el escenario de fantasía.
Complejos espaciales y de cohetes de Rusia
Hagámonos una simple pregunta: ¿por qué se utilizan cohetes desechables para lanzarse al espacio y, sobre todo, al espacio cercano? ¿Por qué no tenemos vehículos de lanzamiento que, después de cumplir su función de lanzar naves espaciales al espacio, descenderían a la tierra y podrían usarse una y otra vez más de una vez?
La respuesta es muy simple. Sí, porque nuestros vehículos de lanzamiento se basan en misiles balísticos intercontinentales de combate (ICBM) desechables. La disponibilidad para los misiles de combate es una propiedad completamente natural, pero para los vehículos de lanzamiento es un placer anormal y costoso. Volé una vez, y todo en lo que trabajamos durante mucho tiempo, todo está en la basura.
Vehículos de lanzamiento OKB-1 - TsSKB - Progress, desarrollado sobre la base de R-7
Vehículo de lanzamiento "Soyuz" y todas sus modificaciones (carga útil de hasta 8 toneladas), en las que nuestros y ahora cosmonautas extranjeros vuelan al espacio y entregan carga a la estación orbital, se desarrollaron sobre la base del primer misil balístico intercontinental R-7 del mundo, creado en 1957 (diseñador jefe SP Korolev).
El cohete portador Soyuz-2.1b fue entregado al cosmódromo de Plesetsk para lanzar la nave espacial Glonass-M.
Los vehículos de lanzamiento del tipo Soyuz todavía se están produciendo. Son amigables con el medio ambiente porque sus motores funcionan con queroseno (combustible) y oxígeno líquido (oxidante).
El vehículo de lanzamiento Proton se ha fabricado en varias versiones hasta la fecha.
El vehículo de lanzamiento Proton (carga útil de hasta 23 toneladas), en el que se lanzan al espacio bloques de estaciones orbitales y naves espaciales pesadas, se desarrolló por primera vez como un ICBM UR-500K, creado en 1965 (diseñador jefe V.N. Chelomey), y cuando la necesidad ya que desapareció, se convirtió en el ahora tan popular vehículo de lanzamiento Proton, que se ha fabricado en varias versiones hasta el día de hoy.
Los motores de este cohete funcionan con componentes de combustible que son dañinos para el medio ambiente y peligrosos para los humanos: combustible - dimetilhidracina asimétrica (heptilo), oxidante - tetróxido de nitrógeno (amilo). Para un misil de combate, esto es normal, pero para un vehículo de lanzamiento que se usa constantemente, es simplemente inaceptable. Pero aún no tenemos otra solución.
RN "Rokot" - un cohete de tres etapas. La primera y la segunda etapa son la unidad de misiles balísticos intercontinentales UR-100N. La etapa superior Breeze se utiliza como tercera etapa.
Vehículos de lanzamiento "Rokot" y "Strela" estos son misiles balísticos intercontinentales UR-100N UTTKh convertidos dados de baja del servicio de combate (diseñador general V.N. Chelomey, desde 1984 GA Efremov). La producción de estos cohetes se ha interrumpido durante mucho tiempo, por lo que después de que se agoten, los lanzadores Rokot y Strela desaparecerán.
Lanzamiento del cohete portador "Dnepr"
El mismo destino espera vehículo de lanzamiento "Dnepr" , este es un misil balístico intercontinental R-36M UTTKh modificado fuera de servicio (diseñador general V.F. Utkin). Los componentes del combustible de todos estos cohetes son el mismo heptilo y amilo.
Avión espacial estadounidense reutilizable: el famoso "Transbordador espacial"
Los estadounidenses fueron los primeros en decidir crear un avión espacial reutilizable. Y crearon el famoso "Transbordador espacial", que es un avión tripulado con una capacidad de carga de 20-30 toneladas, equipado con potentes motores líquidos, para los cuales el principal suministro de combustible se encuentra en tanques externos, que se vierten después de que el combustible es usado Además, se instalaron dos propulsores de combustible sólido más descargados.
El sistema de misiles único "Energia" - "Buran"
Nuestros diseñadores no siguieron el camino de copiar el American Shuttle. Se decidió crear un diseño universal capaz no solo de poner en órbita 30 toneladas y bajar 20 toneladas de carga, como los estadounidenses, sino también de poner en órbita cargas de hasta 100 toneladas.
Se creó un sistema de cohetes único "Energiya" - "Buran" (diseñador general V.P. Glushko). Dado que las organizaciones de diseño del ministerio de cohetes y espacio, que entonces se llamaba Ministerio de Construcción General de Máquinas, no tenían experiencia en el desarrollo de sistemas de aeronaves, se creó NPO Molniya en la estructura del Ministerio de Industria de Aviación (diseñador jefe G.E. Lozino-Lozinsky ), que desde 1976 se convirtió en el principal desarrollador de la nave espacial Buran y llevó a cabo un gran ciclo de investigación teórica y experimental para crear este avión espacial único.
Al crear el sistema espacial Energia-Buran, se desarrollaron 85 nuevos materiales, que son significativamente más altos que los materiales tradicionales en sus propiedades, se diseñaron 20 sistemas únicos de automatización y control, se registraron 400 invenciones, se obtuvieron 20 patentes y 100 licencias.
El primer vuelo del vehículo de lanzamiento Energia tuvo lugar el 15 de mayo de 1987. Como carga experimental en el cohete, se instaló una nave espacial de 75 toneladas, un prototipo de una plataforma láser orbital.
El cohete funcionó normalmente, pero la nave espacial no fue lanzada a la órbita calculada debido a una falla del sistema de control de actitud de la propia nave espacial.
Durante el segundo vuelo del vehículo de lanzamiento Energia, se instaló el avión espacial Buran (sin pilotos)
El segundo vuelo del vehículo de lanzamiento Energia se realizó el 15 de noviembre de 1988. El avión espacial "Buran" se instaló en el cohete (sin pilotos). Fue un vuelo brillante. El Buran, puesto en órbita, dio dos vueltas a la Tierra, luego descendió de la órbita, dio la vuelta al cosmódromo de Baikonur y aterrizó en modo automático con gran precisión. La desviación del centro de la pista no excedía de un metro.
El autor en ese momento solemne se encontraba en el Centro de Control de Misión (MCC) en la ciudad de Korolev. Hubo júbilo general tanto en el Centro de Control como en el Cosmódromo de Baikonur, desde donde se retransmitió en directo por televisión todo lo que ocurría directamente en el MCC, incluido el vuelo del Buran y los cazas que lo esperaban y acompañaban.
Desafortunadamente, el diseñador general V.P. Glushko no pudo ver todo esto: estaba gravemente enfermo y estaba en el hospital. Sus colegas fueron al hospital y le informaron de todo, pero dos meses después murió Valentin Petrovich.
El tercer cohete Energia estuvo listo para volar a principios de 1989, pero este vuelo de carga pesada se reprogramó primero para 1990 y luego para 1993-1995.
El cuarto cohete con Buran se estaba preparando para su lanzamiento en Baikonur, mientras que se suponía que Buran volaría en modo automático de acuerdo con un programa más complejo, con acoplamiento a la estación orbital Mir. Un vuelo tripulado estaba programado para 1992.
Vehículo de lanzamiento Energia-M para lanzar naves espaciales de hasta 35 toneladas
Además, sobre la base del vehículo de lanzamiento Energia, se desarrolló el vehículo de lanzamiento Energia-M para lanzar naves espaciales con un peso de hasta 35 toneladas a órbitas elípticas y circulares bajas, medias y altas y hasta 6,5 toneladas a órbitas geoestacionarias, así como para el lanzamiento de naves espaciales en la trayectoria de vuelo hacia la Luna y los planetas del sistema solar.
Este cohete estaba destinado a reemplazar el vehículo de lanzamiento Proton, peligroso para el medio ambiente, lo que eliminaría la necesidad de enajenar grandes áreas de tierra en las áreas donde cayó la primera etapa del cohete con los restos de componentes de combustible altamente tóxicos y garantizaría la seguridad operativa.
El vehículo de lanzamiento "Energy II" ("Hurricane") fue diseñado como un diseño totalmente reutilizable.
También se desarrolló el vehículo de lanzamiento "Energy II" ("Hurricane"), que fue diseñado como un diseño totalmente reutilizable. Todos los elementos del sistema fueron devueltos a la Tierra para su reutilización, y se suponía que el bloque central del Hurricane entraría en la atmósfera, planearía y aterrizaría en un aeródromo convencional en modo no tripulado.
Es fácil entender que si con la ayuda de Proton, para crear una estación espacial de 100 toneladas en el espacio, es necesario usar cinco cohetes, cada uno de los cuales pondrá en órbita un bloque (módulo) de 20 toneladas. , y estos módulos aún deben acoplarse en el espacio, luego, utilizando el cohete Energia, sería posible desarrollar una estación espacial óptima de 100 toneladas, realizar todas las comprobaciones necesarias en tierra y ponerla en órbita con un cohete.
La primera construcción del sitio 112 es el edificio de ensamblaje y prueba - MIK. En él, en 2002, un techo derrumbado aplastó al único Buran que volaba al espacio.
Sin embargo, a principios de 1990 se suspendieron las obras del programa Energia-Buran y en 1993 se cerró por completo todo el programa. En el cosmódromo de Baikonur, varios vehículos de lanzamiento de Energia se encontraban en diversas etapas de preparación.
Dos de ellos pasaron a ser propiedad de Kazajstán, pero fueron destruidos el 12 de mayo de 2002 durante el derrumbe del techo del edificio de montaje y pruebas en el sitio 112.
Tres estaban en varias etapas de producción en NPO Energia, pero después de que se cerró el trabajo, se destruyó esta acumulación, los cuerpos de misiles fabricados se cortaron o desecharon, y varios Buranov se exhibieron durante mucho tiempo en varias exposiciones tanto aquí como en el extranjero. .
Los estadounidenses se regocijaron: ahora no se podía cuestionar su superioridad en la exploración espacial. Es cierto que incluso con la disponibilidad de documentación, no pudieron implementar la producción de motores líquidos del cohete Energia y aún así comprarnos modificaciones de estos motores y volar al espacio en ellos.
El único complejo de lanzamiento automatizado, llamado "no tripulado" del vehículo de lanzamiento "Zenith"
Utilizando bloques y fragmentos del cohete Buran, un vehículo de lanzamiento "Zenith" con una carga útil de 12-14 toneladas (diseñador general V.F. Utkin). Inmediatamente se creó como un vehículo de lanzamiento.
Por primera vez en el mundo, se desarrolló para él un complejo de lanzamiento único automatizado, llamado "no tripulado" (diseñador general V.N. Solovyov).
Cuando observa la preparación previa al lanzamiento de nuestros cohetes tipo Soyuz, ve varios tipos de granjas, sitios donde trabajan los empleados del equipo de lanzamiento.
Inicio "Zenith" es una vista única. Al principio no hay nada, luego llega un tren con un cohete, que se instala verticalmente en la plataforma de lanzamiento, mientras todas las líneas se acoplan automáticamente.
No hay personas en la plataforma de lanzamiento, las operaciones se controlan y controlan de forma remota desde el puesto de mando. También se dan comandos de forma remota para repostar el cohete, comprobar todos los sistemas y, finalmente, arrancar.
Por supuesto, ya no somos capaces de recrear el sistema espacial-cohete Energiya-Buran, pero tampoco es posible continuar solo con Soyuz y Proton, especialmente a la luz de la creación del cosmódromo de Vostochny. Es poco probable que los lanzamientos del Proton, cuyas etapas agotadas caerán al mar con el resto del combustible, complazcan a nuestros vecinos asiáticos.
Por no hablar de los accidentes, que no se pueden descartar por completo, especialmente a la luz de la disminución actual de las calificaciones de nuestros especialistas.
Modelos de vehículos de lanzamiento "Angara"
La familia Angara de vehículos de lanzamiento se ha desarrollado durante mucho tiempo, las pruebas de vuelo de uno de estos misiles, según el decreto del entonces presidente Yeltsin, debían comenzar en 1995, pero aún no han comenzado.
Pero pasarán muchos años desde el momento en que comiencen estas pruebas, que, al parecer, comenzarán, hasta el momento en que los lanzamientos a gran escala confirmen el nivel más alto de confiabilidad del vehículo de lanzamiento, que hace posible comenzar a lanzar cosmonautas, muchos años pasarán. aprobar.
Por supuesto, la mejor solución sería colocar el vehículo de lanzamiento Zenith con su lanzamiento automático en el cosmódromo de Vostochny, pero este cohete fue desarrollado y fabricado en Dnepropetrovsk, es decir, ahora ya en el extranjero, aunque el complejo de lanzamiento en sí se creó en Moscú.
Es hora de que creemos un nuevo vehículo de lanzamiento reutilizable, que tendría solo la primera etapa reutilizable, que después de la separación consiste en dos tanques de combustible vacíos y, por lo tanto, no muy pesados y un motor.
"Baikal" es un acelerador en el motor de cohete de propulsante líquido RD-191M (una modificación del RD-171 de una sola cámara, hecho para el vehículo de lanzamiento Angara) con un empuje de 196 tf
Versiones del acelerador reutilizable "Baikal" en el RCS "Angara"
Es necesario convertir la primera etapa en un avión, para lo cual es necesario montarle alas y controles e instalar un sistema de control similar al que controlaba brillantemente el Buran en modo automático.
Por supuesto, los diseñadores de cohetes por sí solos no pueden hacer frente a esto y, por lo tanto, es necesario atraer a los fabricantes de aviones que ayudarán a convertir la primera etapa del vehículo de lanzamiento en un avión, aunque no muy hermoso, pero capaz de descender del cielo a la tierra.
Por supuesto, un motor sustentador para una primera etapa de este tipo debe diseñarse no para un lanzamiento, como para un misil de combate, sino para uso múltiple. Este problema se resolvió aquí hace décadas, cuando el diseñador jefe N.D. Kuznetsov creó los motores NK-33 y NK-43 para el vehículo de lanzamiento N-1 (Programa Lunar).
Después del cierre de este programa, los motores terminados se almacenaron con total seguridad durante muchos años, y en la nueva Rusia encontraron uso rápidamente: se vendieron docenas de esos motores a la empresa estadounidense Aerojet, junto con la documentación y una licencia para su producción. .
La creación de un vehículo de lanzamiento con una primera etapa reutilizable abriría nuevos horizontes para Rusia en la astronáutica. El desarrollo de una segunda etapa reutilizable es una etapa posterior de desarrollo, en la que ya se aprovecharía la experiencia adquirida y se implementarían nuevas ideas.
Nivel del mar - 101,3 kPa (1 atm.; 760 mm Hg de presión atmosférica), densidad media 2,7 1019 moléculas por cm³.0,5 km - El 80% de la población humana del mundo vive a esta altura.
2 km: el 99% de la población mundial vive a esta altura.
2-3 km: el comienzo de la manifestación de dolencias (mal de montaña) en personas no aclimatadas.
4,7 km - MFA requiere suministro de oxígeno adicional para pilotos y pasajeros.
5,0 km - 50% de la presión atmosférica al nivel del mar.
5,3 km: la mitad de la masa total de la atmósfera se encuentra por debajo de esta altura (ligeramente por debajo de la cima del Monte Elbrus).
6 km - el límite de la habitación humana permanente, el límite de la vida terrestre en las montañas.
6,6 km - el edificio de piedra ubicado más alto (Monte Lullaillaco, América del Sur).
7 km: el límite de la adaptabilidad humana a una larga estadía en las montañas.
8,2 km - el límite de la muerte sin máscara de oxígeno: incluso una persona sana y entrenada puede perder el conocimiento y morir en cualquier momento.
8.848 km - el punto más alto de la Tierra Monte Everest - el límite de accesibilidad a pie.
9 km: el límite de adaptabilidad a la respiración a corto plazo del aire atmosférico.
12 km: respirar aire equivale a estar en el espacio (el mismo tiempo de pérdida de conciencia ~ 10-20 s); límite de respiración a corto plazo con oxígeno puro sin presión adicional; techo de los transatlánticos subsónicos de pasajeros.
15 km - respirar oxígeno puro equivale a estar en el espacio.
16 km - cuando está en un traje de gran altitud, se necesita presión adicional en la cabina. El 10% de la atmósfera permaneció en lo alto.
10-18 km - el límite entre la troposfera y la estratosfera en diferentes latitudes (tropopausa). También es el límite de la subida de las nubes ordinarias, el aire enrarecido y seco se extiende más allá.
18.9-19.35 - Línea de Armstrong - el comienzo del espacio para el cuerpo humano - agua hirviendo a la temperatura del cuerpo humano. Los fluidos corporales internos a esta altura aún no hierven, ya que el cuerpo genera suficiente presión interna para evitar este efecto, pero la saliva y las lágrimas pueden comenzar a hervir con la formación de espuma, los ojos se hinchan.
19 km: el brillo del cielo púrpura oscuro en el cenit es el 5% del brillo del cielo azul claro al nivel del mar (74,3-75 velas frente a 1500 velas por m²), las estrellas y los planetas más brillantes se pueden ver durante el día .
20 km: la intensidad de la radiación cósmica primaria comienza a prevalecer sobre la secundaria (nacida en la atmósfera).
20 km - el techo de los globos aerostáticos (globos aerostáticos) (19 811 m).
20-22 km - el límite superior de la biosfera: el límite del ascenso de esporas y bacterias vivas a la atmósfera por las corrientes de aire.
20-25 km: el brillo del cielo durante el día es de 20 a 40 veces menor que el brillo al nivel del mar, tanto en el centro de la banda de un eclipse solar total como al atardecer, cuando el Sol está a 9-10 grados. debajo del horizonte y estrellas de hasta 2da magnitud son visibles.
25 km: durante el día puedes navegar por estrellas brillantes.
25-26 km: la altura máxima del vuelo constante de los aviones a reacción existentes (techo práctico).
15-30 km - la capa de ozono en diferentes latitudes.
34,668 km: récord oficial de altitud de un globo (globo estratosférico) operado por dos estratonautas (Proyecto Strato-Lab, 1961).
35 km: el comienzo del espacio para el agua o el punto triple del agua: a esta altura, el agua hierve a 0 ° C y, por encima, no puede estar en forma líquida.
37,65 km: un récord para la altura de los aviones turborreactores existentes (Mig-25, techo dinámico).
38,48 km (52.000 escalones) - el límite superior de la atmósfera en el siglo XI: la primera determinación científica de la altura de la atmósfera a partir de la duración del crepúsculo (científico árabe Alhazen, 965-1039).
39 km: un récord para la altura de un globo estratosférico controlado por una persona (F. Baumgartner, 2012).
45 km es el límite teórico para un estatorreactor.
48 km: la atmósfera no debilita los rayos ultravioleta del sol.
50 km - el límite entre la estratosfera y la mesosfera (estratopausa).
51,694 km: el último récord de altitud tripulado en la era preespacial (Joseph Walker en el avión cohete X-15, 30 de marzo de 1961)
51,82 km - récord de altitud para un globo no tripulado de gas.
55 km: la atmósfera no afecta la radiación cósmica.
40-80 km: máxima ionización del aire (transformación del aire en plasma) por fricción contra el cuerpo del vehículo de descenso al ingresar a la atmósfera con la primera velocidad cósmica.
70 km: el límite superior de la atmósfera en 1714 según el cálculo de Edmund Halley basado en los datos de los escaladores, la ley de Boyle y las observaciones de meteoros.
80 km - el límite entre la mesosfera y la termosfera (mesopausia): altura de las nubes noctilucentes.
80,45 km (50 millas) es la altura oficial del límite del espacio en los Estados Unidos.
100 km - el límite internacional oficial entre la atmósfera y el espacio - la línea Karman, que define la frontera entre la aeronáutica y la astronáutica. Las superficies aerodinámicas (alas) que parten de esta altura no tienen sentido, ya que la velocidad de vuelo para crear sustentación se vuelve más alta que la primera velocidad cósmica y el avión atmosférico se convierte en un satélite espacial. La densidad del medio a esta altura es de 12 billones de moléculas por 1 dm³
ESPACIO, espacio (del griego ϰόσμος - orden, belleza; el universo, incluida la Tierra; raramente - la bóveda del cielo; en terminología soviética, sinónimo de espacio exterior inglés - espacio extraterrestre), espacio que se extiende principalmente más allá de la atmósfera terrestre. Incluye el espacio exterior cercano a la Tierra, interplanetario, interestelar e intergaláctico. El más explorado y dominado es el espacio cercano a la Tierra.
El espacio exterior cercano a la Tierra está limitado por la esfera de atracción de la Tierra, dentro de la cual la influencia del campo gravitatorio de la Tierra en el vuelo de la nave espacial es decisiva en comparación con la influencia de los campos gravitatorios del Sol y los planetas. Las condiciones de vuelo en el espacio exterior cercano a la Tierra están determinadas principalmente por las características de las capas superiores de la atmósfera terrestre y varios campos (gravitacional, magnético y eléctrico), el entorno de radiación y la posibilidad de encontrar cuerpos de meteoritos. El espacio exterior cercano a la Tierra según sus condiciones físicas se divide en espacio superficial (75-150 km), cercano (150-2000 km), medio (2-50 mil km) y lejano (más de 50 mil km). El espacio de superficie está ubicado debajo de los cinturones de radiación natural de la Tierra y se caracteriza por una densidad relativamente alta de la atmósfera, lo que hace que el vuelo orbital a largo plazo sea prácticamente imposible solo debido a las fuerzas de inercia, y también requiere una protección térmica significativa de la nave espacial. Al mismo tiempo, aquí se puede utilizar la sustentación aerodinámica (por ejemplo, para maniobrar). El espacio cercano tiene una baja densidad atmosférica, lo que permite que las naves espaciales existan desde varias horas hasta varios años. Las regiones inferiores del cinturón de radiación interior de la Tierra se encuentran aquí. A altitudes de 500 a 1000 km, el vuelo de una nave espacial es menos susceptible a las perturbaciones externas. El espacio medio se caracteriza por una densidad muy baja del medio, lo que determina la duración del vuelo inercial de la nave espacial de un año a cientos de años. Contiene casi todas las áreas de los cinturones de radiación de la Tierra. En el espacio medio, es posible crear constelaciones de naves espaciales inmóviles en relación con la superficie terrestre. El espacio profundo ahora está prácticamente sin desarrollar. Aquí se ubican la órbita de la Luna, puntos de libración en el sistema Tierra-Luna, en los cuales no existen perturbaciones gravitatorias del Sol, los planetas y la Luna, lo que permite que se utilicen para crear sistemas espaciales de existencia a largo plazo y investigación científica.
El espacio ultraterrestre se utiliza activamente con diversos fines para garantizar la vida humana. Se han creado y funcionan aquí sistemas de comunicación y retransmisión espacial, medios de navegación, apoyo meteorológico y topográfico y geodésico, reconocimiento de los recursos naturales de la Tierra y seguimiento continuo de su estado, investigación de la Tierra y su atmósfera. En el futuro, está previsto desplegar en el espacio ultraterrestre la producción de recursos energéticos, materias primas y nuevos materiales (ultrapuros). Desde el comienzo del desarrollo, el espacio ultraterrestre ha sido considerado por las principales potencias del mundo como un potencial teatro de operaciones, lo que se debe a la posibilidad de implementar sistemas globales de navegación y comunicación, obteniendo prontamente información global de reconocimiento, topogeodésica, meteorológica y de otro tipo. ; la extraterritorialidad estatal, que permite recibir información de inteligencia en tiempos de paz en todo el mundo sin violar la soberanía de los estados; la capacidad de llevar los sistemas ofensivos y defensivos espaciales lo más cerca posible del enemigo e influir en sus objetivos en cualquier teatro de operaciones, así como utilizar armas basadas en nuevos principios físicos. Desde mediados de la década de 1980, se iniciaron investigaciones y otros trabajos preparatorios sobre la implementación de la Iniciativa de Defensa Estratégica de los EE. a fines de 2001, se tomó la decisión de crear un sistema nacional de defensa antimisiles, y en 2002 sobre la retirada de EE. UU. del Tratado ABM 1972. La Federación Rusa, de acuerdo con la doctrina militar adoptada, se opone a la militarización del espacio exterior, pero en al mismo tiempo, basándose en el principio de que el nivel de equipamiento técnico de las Fuerzas Armadas corresponde a las necesidades de garantizar la seguridad militar, se crearon las Fuerzas Espaciales en Rusia (2001).
El régimen jurídico internacional del espacio ultraterrestre está determinado por el derecho espacial internacional. El programa nacional de investigación espacial está dentro del ámbito de la competencia interna de cada estado, regulado por las normas de su derecho interno. La exploración y el uso del espacio ultraterrestre en Rusia se lleva a cabo de conformidad con la Ley de la Federación de Rusia "Sobre las actividades espaciales" (1993), que establece las bases jurídicas y organizativas de las actividades espaciales para resolver problemas socioeconómicos, científicos, técnicos y problemas de defensa.
Lit.: Burdakov V. P., Siegel F. Yu. Fundamentos físicos de la astronáutica. Física espacial. M., 1975; Avdeev Yu. F. Cosmos, balística, hombre M., 1978; Espacio y Derecho. M, 1980.
