4. listopada 2017. navršava se točno 60 godina od lansiranja prvog umjetnog satelita Zemlje. Danas u orbiti postoje tisuće uređaja: komunikacijski sateliti, daljinsko istraživanje Zemlje, meteorološki, izviđački, svemirski opservatoriji i mnogi drugi. Čini se da se svemirska industrija uspješno razvija. No, nije sve tako jednostavno, smatra novinar Igor Tirsky.
Sjajni izgledi?
U posljednje vrijeme za svemir su se zainteresirali gospodarstvenici, otvorila se mogućnost privatnog istraživanja svemira, obrade asteroida, kolonizacije Mjeseca i Marsa. Poduzetnici će u bliskoj budućnosti moći ponuditi svima koji žele suborbitalne letove na visinu od oko 100 km iznad zemlje - gotovo u svemir!
Zanimanje za svemir počeli su pokazivati ljudi koji su daleko od ovih prostora, do sada se bavili drugim stvarima: Richard Branson, Vladislav Filev (S7 airline), Paul Allen, Jeff Bezos, Elon Musk. Zasad su to uglavnom zapadni poduzetnici.
U budućnosti možemo očekivati procvat svemirskog turizma, lansiranje tisuća satelita u orbite oko Zemlje za distribuciju interneta, kao i baze na Mjesecu i Marsu od privatnih tvrtki i preseljenje milijuna turista tamo.
I to nije šala, već stvarni planovi poduzetnika na području privatnog prostora. Primjerice, Elon Musk, šef SpaceX-a, obećava da će poslati milijun ljudi na Mars!
Čini se da će u dogledno vrijeme čovječanstvo postupno zauzeti cijeli prostor blizu Zemlje i tamo se temeljito naseliti. Broj operativnih letjelica u Zemljinoj orbiti također će se naglo povećati.
Moguć je i drugi scenarij
Prostor je težak, skup, dug, pa stoga poslovni izgledi za njegovo osvajanje mnogima nisu privlačni. Zasad je cijeli niz usluga na ovom području dostupan samo državama i velikim privatnim tvrtkama (koje, opet, uživaju državnu potporu). Ali čak i za njih ulaganje u prostor predstavlja rizik. Aparat u orbiti može otkazati, lansirna raketa može eksplodirati. Naravno, svemirska tehnologija je osigurana, a osiguranje će pokriti sve troškove, ali možda jednostavno neće biti dovoljno vremena za proizvodnju drugog satelita.
Čak i ako sve prođe dobro i uređaji stavljeni u orbitu počnu funkcionirati, ulaganja se možda neće "oporaviti", a tehnologija jednostavno može zastarjeti. Postoji dobar primjer - sateliti Iridium, koji pružaju svemirsku komunikaciju putem satelitskog telefona bilo gdje na planeti Zemlji. Prvi poziv u sustavu Iridium dogodio se 1997. godine, a ona je začeta 10 godina ranije - 1987., kada nisu svi znali za mobilnu komunikaciju.
No, kao što sada vidimo, internet za iste namjene je jednostavniji i jeftiniji. Osim toga, mobilni tornjevi u mnogim zemljama rastu poput gljiva. LTE više nije nešto čudno – dapače, više ćete se iznenaditi ako vidite osobu sa satelitskim telefonom. "Iridium" nije bio potreban u masovnom segmentu - postoji mobilna veza, u ekstremnim slučajevima - jeftinije satelitske usluge drugih davatelja. Jedan od razloga bankrota tvrtke 1993. bila je pogrešna procjena širenja nove tehnologije - mobilne komunikacije. Iridium postoji do danas, ali im je već teže konkurirati drugim pružateljima usluga koji nude mnogo jeftinije usluge satelitske telefonije.
Nešto slično događa se i danas, ali sa svjetskom mrežom: tvrtke poput OneWeba ili SpaceXa prijete lansiranjem tisuća umjetnih Zemljinih satelita, opremajući ih antenama za distribuciju interneta diljem svijeta.
Odnosno, teoretski, svaki će stanovnik planeta moći imati pristup brzom satelitskom internetu za relativno malo novca ili čak besplatno.
Potonje ovisi o tome koji će model monetizacije biti odabran. Danas je to relevantno, budući da oko polovica svjetske populacije nema stalan pristup internetu.
Kada je Motorola lansirala svoju mrežu satelita Iridium, tržište je bilo slično: trenutni opseg mobilnih komunikacija u kasnim 80-ima bio je nezamisliv, a tvrtka je namjeravala pokriti globus vlastitom mrežom. Sada, mobilna komunikacija brzo prodire čak i do udaljenih kutaka našeg planeta, ali kvaliteta interneta ostavlja mnogo da se poželi - to je ono što OneWeb i SpaceX žele popraviti.
Satelitski internet je dobra alternativa kabelskom i mobilnom. Nije tako skupo kako se na prvi pogled čini, ako govorimo o simplexu, odnosno jednosmjernom pristupu: potrebna je jednostavna antena i relativno jeftina prijemna oprema, a kao GPRS, 3G, ADSL itd. odlazni kanal - jednom riječju, bilo koji zemaljski internet. U područjima gdje nema druge veze moguća je samo dupleksna satelitska mreža, kada terminal istovremeno radi u režimu prijemnog i odašiljačkog uređaja, ali je znatno skuplji od simpleksnog.
Trenutačno se satelitske tvrtke i mobilni operateri još uvijek mogu natjecati s kabelskim internetom putem optičkih vlakana zbog činjenice da potonji nije svugdje prodro. No, sve ide na to da će Zemlja biti okružena kabelom, te nam više neće trebati svjetska mreža iz svemira.
Hoće li se OneWeb i SpaceX komunikacijski sustavi u budućnosti pokazati neisplativima?
Vjerojatno će potreba za satelitskim internetom ostati u zemljama poput Indije, na afričkom kontinentu i na teško dostupnim mjestima gdje je jednostavno nemoguće položiti kabel ili instalirati mnogo LTE tornjeva. No hoće li trošak u ovom slučaju biti prihvatljiv i hoće li biti moguće dobiti regulatorno odobrenje? Čini se da će satelitski internet još dugo ostati neosporan, barem za polovicu svjetske populacije. Ali stvari se mogu brzo promijeniti.
Dronovi i stratosferi umjesto raketa i satelita
Sateliti se koriste ne samo za isporuku Interneta, već i za daljinsko istraživanje Zemlje (ERS), ili, jednostavnije, za fotografiranje površine i slanje podataka. No, već primjećujemo razvoj bespilotnih letjelica, bespilotnih letjelica (UAV), za daljinsko istraživanje. Oni su praktičniji: jeftiniji, mobilniji, mogu se servisirati na tlu i kontrolirati ručno.
Stoga se postavlja pitanje potrebe za satelitima u orbiti kada postoje atmosferski dronovi. Uostalom, ne boje se oblaka (spustili su se ispod njih - i nema problema), razlučivost slike uvijek se može povećati i spuštanjem, dronovi, za razliku od satelita, mogu prilično dugo rezati krugove na jednom području vrijeme i na taj način prikupljaju informacije u stvarnom vremenu. Osim toga, sve gore navedene mjere koštat će manje od rada satelitskog sustava, jer je u potonjem slučaju potrebno više od sto uređaja za siguran pogled na područje, a to su milijarde dolara.
Svemirske zvjezdarnice - to je upravo ono što se neće zamijeniti, kažete. Ali projekti kao što su VLT, E-ELT (39-metarski teleskop iz Europske južne zvjezdarnice) i SOFIA (zračni opservatorij) mogu biti dostojne alternative. Istina, ne u svim rasponima valnih duljina i tu nam u pomoć priskaču stratosferski baloni (stratosferski baloni).
Oni su u stanju slobodno se uzdići na visinu od oko 40-50 km iznad tla i nositi veliki teret u obliku zvjezdarnice. Još jedna prednost je što nemaju problema s mikrogravitacijom. Kada se kreću, nema velikog opterećenja, što se, pak, uzima u obzir u dizajnu lansirnih vozila, što povećava njihovu masu i, kao rezultat, značajno ograničava mogućnost raznih vrsta poboljšanja. Mogu se servisirati u bilo kojem trenutku, uključujući i tijekom rada: možete doletjeti do balona na drugom balonu ili ga spustiti na tlo radi popravka. Davne 1961. (u godini Gagarinovog leta) pokrenut je projekt stratosferske solarne stanice sa teleskopom Saturn zrcala, promjer glavnog zrcala bio je 50 cm. ,12") s visine od 20 km iznad tla .
Visine od 20 do 100 km ponekad se nazivaju "bliskim svemirom" zbog njihove male sličnosti sa stvarnim svemirom: osoba tamo više ne može postojati bez zaštitnog odijela, a pogled s prozora je gotovo kao u orbiti, samo sateliti ne mogu leti, nebo je tamnoljubičasto i crno-jorgovano, iako izgleda samo crno za razliku od jarkog Sunca i zemljine površine.
Ali pravi svemir, odnosno svemir blizu Zemlje, počinje na 100 km. Na tim visinama, da bi se stvorio dovoljan uzgon, zrakoplov se već mora kretati brzinom većom od prve svemirske. U svakom slučaju, to više neće biti avion, već satelit. S praktične točke gledišta, ključna razlika ovdje je u načinu isporuke: u obični svemir letimo na raketama, a u bliži možete doći na stratosferskim balonima.
Stratostati su zaboravljena tehnologija 30-ih godina XX. stoljeća. To nisu zračni brodovi punjeni vodikom i koji eksplodiraju iz svake iskre, već helijevi cilindri slični balonima, sposobni da se uzdignu u bliski svemir, do stratosferskih granica, odnosno do 50 km. Postoje projekti stratosferskih balona (iako ih je teško tako nazvati, prije su suborbitalni sateliti) koji mogu djelovati na visini do 80 km. Ali to je sve za vojsku, dok se civilni modeli još ne dižu iznad 40-50 km, međutim, to je dovoljno za većinu zadataka koji se sada rješavaju samo pomoću satelita koji se nalaze u svemiru iznad 100 km iznad zemlje.
Stratostati su zaboravljeni s početkom svemirskog doba 1957. godine, no prošlo je točno 60 godina – i ponovno su zapamćeni! Zašto se to dogodilo? Kao što je već spomenuto, svemirski letovi su skupo zadovoljstvo, nije dostupno svima; čak ni svaka zemlja ne može priuštiti punopravni svemirski program. Ali ovladati stratosferom je dobrodošlo, ovdje su brojke puno skromnije, a rezultati ništa lošiji. I to nije samo jeftin način za postizanje velike visine, već i tehnologija koja se koristi za stvaranje stratosferskih balona i koja im sada omogućuje da ostanu na nebu stotinama dana!
Ovo je puno više nego prije: solarni paneli napajaju stratosferske balone danju, snažne baterije (koje su lagane!) Čuvaju energiju noću, lagani i izdržljivi materijali zadržavaju dizajn uređaja, GPS im omogućuje jednostavno određivanje položaja, putna računala samostalno uzimaju rješenja.
Kompleks modernih tehnologija nam sada omogućuje da govorimo o rastućem tržištu stratosferskih usluga.
Primjerice, stratosferska tvrtka WorldView planira lansirati turiste na visine do 45 km! Da bi to učinili, osmislili su novu gondolu, dajući joj ogromne prozore kroz koje turisti mogu vidjeti crninu dnevnog neba i površinu našeg planeta gotovo isto kao što se čini očima astronauta - Zemlja će postati krug!
"Bliski" prostor je isplativiji nego daleki
Jedino što će ostati u stvarnom prostoru (iznad 100 km) je navigacija: GPS, GLONASS, Beidou, Galileo. No, taj se problem može riješiti i bez korištenja skupih satelitskih sustava – uz pomoć stratosferskih balona, dronova i drugih zemaljskih i zračnih sredstava. Štoviše, LTE i Wi-Fi nude dobru alternativu GPS-u, tehnologija LBS (Location-Based Service) radi dobar posao u navigaciji, određujući lokaciju pomoću zemaljskih tornjeva mobilne telefonije i Wi-Fi-ja. Zasad je, međutim, po preciznosti inferiorniji u odnosu na bilo koji, pa i najgori navigacijski sustav, a greška je u najboljem slučaju deseci metara, dok GPS ima manje od metra.
„Bliski svemir“, kako se stratosfera (visine od 20 do 50 km) često s pravom naziva, u bliskoj budućnosti bi mogla zauzeti središnje mjesto u znanstvenom polju, zaobilazeći po atraktivnosti prostor blizu Zemlje.
Slanje stratosferskih balona opremljenih posebnom opremom i cijelim laboratorijom s ljudima na brodu na visine do 50 km postat će uobičajena stvar. Stratoute ne treba štititi od razornog zračenja, solarnih oluja i, što je najvažnije, svemirskog otpada, koji je glavna prepreka razvoju svemira blizu Zemlje. Najvjerojatnije ćemo u bliskoj budućnosti biti prisiljeni napustiti svemir i zauzeti atmosferu - prvenstveno zato što je mnogo jeftinije izrađivati stratostate i dronove i nema potrebe za pružanjem razine zaštite i sustava za održavanje života koji su potrebni u Zemljina orbita.
Za rješavanje nacionalnih ekonomskih problema (komunikacije, daljinsko istraživanje, astronomija, znanstveni eksperimenti) stratosferski baloni mogu konkurirati svemirskim satelitima. Uostalom, pojavit će se mnogo jeftiniji analozi: modeli kontrolirani neuronskom mrežom (sami će odlučiti kamo je bolje kretati i kako se grupirati - i to već rade, na primjer, u okviru projekta Google Loon, regije u razvoju i teško dostupne na taj način dobivaju internet) i autonomne dronove koji u atmosferi mogu postojati danima.
Stratostati mogu kontinuirano pratiti isto mjesto na planetu (uređaji s ovom funkcijom nazivaju se "geostacionarni"). U stratosferi nema jakih vjetrova i niske turbulencije, pa stratostat može lebdjeti iznad jedne točke na isti način kao što to čini satelit. Samo za isporuku satelita u geostacionarnu orbitu (36.000 km iznad zemlje) potrebna je moćna lansirna raketa, a za stratosferski balon, helijevi cilindri, malo sredstava i želja za natjecanjem s tradicionalnim komunikacijskim tehnologijama i daljinskim senzorima.
Razvoj stratonautike dovest će ne samo do napuštanja skupih satelita za daljinsko otkrivanje ili komunikacije, već i do toga da će ti sateliti biti dopremljeni u Zemljinu orbitu drugim sredstvima, ako se to ipak zatreba. Primjerice, tvrtka Zero 2 Infinity razvija projekt za dostizanje Zemljine orbite pomoću lansiranja iz stratosfere – ovo je obećavajući smjer kada stratostat služi kao svemirska luka ili platforma za satelit koji mora ići na raketi u stvarni svemir. Čak i ako ti projekti konkretno ne nađu podršku investitora, vektor razvoja stratosfere već je jasno identificiran.
Prisutnost velikog broja stratosferskih balona u Zemljinoj atmosferi stvorit će globalni distribuirani komunikacijski sustav (slično onome što računala formiraju kod kuće).
Bolje ćemo razumjeti vrijeme, primati podatke daljinskog istraživanja izravno na naše osobne uređaje, imati pristup internetu s minimalnim kašnjenjem signala na teško dostupnim mjestima i moći ćemo decentralizirano komunicirati putem ovih uređaja.
Drugim riječima, svi podaci koje primaju stratosferski baloni bit će obrađeni točnije i brže od "orbitalnih". Filozofiju decentraliziranog interneta treba proširiti i na druga područja, a stratosferski baloni i dronovi idealni su za ovaj model svijeta.
Što je planet Venera, zatvoren od promatrača na Zemlji gustom atmosferom? Kako izgleda površina Marsa i kakav je sastav Marsove atmosfere? Teleskopi nisu mogli odgovoriti na ova pitanja. Ali sve se promijenilo pojavom radara.
Pokazalo se da se radio valovi poslani radarima sa Zemlje reflektiraju od svemirskih tijela na isti način kao i od zemaljskih objekata. Usmjeravanjem radio signala na određeno astronomsko tijelo, te analizom reflektiranih signala od njega, može se dobiti informacija o svemirskom objektu.
Tako se pojavila radarska radioastronomija, istražujući planete i njihove satelite, komete, asteroide, pa čak i solarnu koronu pomoću radio signala.
bliži i daleki prostor
Često se razlikuje bliži i daleki prostor. Granica između njih je vrlo uvjetna.
Bliski svemir naziva se prostor koji istražuju svemirske letjelice i međuplanetarne stanice, a daleki prostor se smatra prostorom izvan Sunčevog sustava. Iako jasna granica između njih nije uspostavljena.
Vjeruje se da se bliži svemir nalazi iznad Zemljinog atmosferskog sloja, koji s njim rotira i naziva se svemirom blizu Zemlje. U bliskom svemiru više nema atmosfere, ali svi objekti u njemu i dalje su pod utjecajem gravitacijskog polja našeg planeta. I što je dalje od Zemlje, taj utjecaj postaje manji.
Objekti dubokog svemira - zvijezde, galaksije, maglice, crne rupe, smješteni izvan Sunčevog sustava.
Blizu svemira naseljavaju planeti Sunčevog sustava, sateliti, asteroidi, kometi, Sunce. Prema svemirskim konceptima, udaljenost između njih i Zemlje smatra se malom. Stoga ih je moguće proučavati uz pomoć radara koji se nalaze na Zemlji. To su posebni moćni radari tzv planetarni radari.
Radarsko istraživanje bliskog svemira
Centar za komunikaciju u dubokom svemiru u Evpatoriji
Svemirski radari rade na istom fizičkom principu kao i konvencionalni zemaljski radari koji služe brodovima i zrakoplovima. Radio odašiljač planetarnog radara generira radio valove koji se usmjeravaju na istraženi svemirski objekt. Prijemni uređaj hvata eho signale koji se odbijaju od njega.
Ali zbog velike udaljenosti, radio signal reflektiran od svemirskog objekta postaje znatno slabiji. Stoga su odašiljači na planetarnim radarima vrlo moćni, antene velike, a prijemnici vrlo osjetljivi. Tako je, na primjer, promjer zrcala radio antene u Centru za komunikaciju u dubokom svemiru u blizini Evpatorije 70 m.
Prvi planet koji je istražen radarom bio je Mjesec. Inače, ideja da se na Mjesec pošalje radio signal, a zatim primi njegov odraz, nastala je još 1928. godine, a iznijeli su je ruski znanstvenici Leonid Isaakovič Mandeljštam i Nikolaj Dmitrijevič Papaleksi. Ali to je u to vrijeme bilo tehnički nemoguće provesti.
Leonid Isaakovič Mandeljštam
Nikolaj Dmitrijevič Papaleksi
To su 1946. učinili američki i mađarski znanstvenici neovisno jedan o drugom. Radio signal poslan s moćnog radara prema Mjesecu reflektirao se od njegove površine i vratio na Zemlju nakon 2,5 sekunde. Ovaj eksperiment omogućio je izračunavanje točne udaljenosti do Mjeseca. Ali u isto vrijeme, bilo je moguće odrediti reljef njegove površine iz slike reflektiranih valova.
Godine 1959. primljeni su prvi signali reflektirani od solarne korone. 1961. radarski signal je otišao prema Veneri. Visoko prodorni radio valovi probili su njegovu gustu atmosferu i omogućili "vidjeti" njegovu površinu.
Tada je počelo istraživanje Merkura, Marsa, Jupitera i Saturna. Radar je pomogao odrediti veličinu planeta, parametre njihovih orbita, promjere i brzinu njihove rotacije oko Sunca, kao i istražiti njihove površine. Uz pomoć radara utvrđene su točne dimenzije Sunčevog sustava.
Radio signali se reflektiraju ne samo s površina nebeskih tijela, već i od ioniziranih tragova čestica meteora u Zemljinoj atmosferi. Najčešće se ti tragovi pojavljuju na nadmorskoj visini od oko 100 km. I iako postoje od 1 do nekoliko sekundi, to je dovoljno da se pomoću reflektiranih impulsa odredi veličina samih čestica, njihova brzina i smjer.
Zračni radari na kontroliranim svemirskim objektima
Mala svemirska letjelica (SSC) "Kondor-E" s radarom
Suvremeni razvoj čovječanstva ne može se zamisliti bez daljnjih istraživanja svemira i razvoja astronautike. Najvažniji element ovog procesa su nosači uz pomoć kojih se astronauti i drugi tereti isporučuju u nisku Zemljinu orbitu. Yury Grigoriev, profesor na Moskovskom institutu za fiziku i tehnologiju, doktor tehničkih znanosti, laureat Državne nagrade SSSR-a, akademik Ruske akademije kozmonautike imena V.I. K.E. Tsiolkovsky, Ruske i Europske akademije prirodnih znanosti.
Sve što se čini iznad nas obično dijelimo na tri dijela.
1. Prostor blizu Zemlje - ovo je plinoviti prostor, atmosferski sloj iznad Zemlje, koji rotira zajedno sa Zemljom.
Istraživanjima je najbliža i najpristupačnija regija svemira svemirski blizu Zemlje
Taj dio atmosferskog sloja koji se nalazi iznad određene države je pod jurisdikcijom ove države, a prodor bilo kakvih stranih predmeta (aviona, jedrilica, balona i sl.) u njega smatra se kršenjem državne granice s sve posljedice koje proizlaze.
Atmosferski sloj dugo se učinkovito koristi za prijevoz ljudi i raznih tereta, za što su stvorene mnoge vrste zrakoplova i drugih zrakoplova.
Bliski svemir je javno vlasništvo, to je zona letova raznih letjelica.
2. Bliski svemir - Ovo je područje oko Zemlje, koje se nalazi iznad svemira blizu Zemlje. Odlukom UN-a granica između svemira blizu Zemlje i bliskog svemira definirana je na nadmorskoj visini od oko 100 km.
Ovdje praktički nema atmosfere, ali fizičke karakteristike bliskog svemira su pod utjecajem Zemlje, prvenstveno njenog gravitacijskog polja. Taj se utjecaj smanjuje s udaljenošću od Zemlje i konačno nestaje tek na udaljenosti većoj od 900 tisuća km od Zemlje.
Bliski svemir je zajedničko vlasništvo, podjednako pripada svim državama i građanima cijelog svijeta, to je zona letova raznih svemirskih letjelica. Da bi letjelica postala umjetni satelit Zemlje, mora se ubrzati do prve kozmičke brzine - 7,9 km/s, a da bi se spustila iz svemirske orbite mora se usporiti na brzinu ispod navedene vrijednost.
Čovječanstvo je, zajedno s podzemljem, kopnom, oceanom i atmosferom, također uspjelo začepiti bliski svemir.
Nakon usporavanja, istrošene i više nepotrebne letjelice padaju na Zemlju, izgarajući u atmosferi, a ostaci koji nisu izgorjeli tonu u ocean.
Svemirske letjelice, koje ne samo da moraju letjeti u svemir, već se i vraćati na Zemlju, primjerice, s astronautima ili vrijednom opremom, opremljene su posebnom toplinskom zaštitom, kontrolama, sustavom spašavanja, poput padobrana i sl., što im omogućuje spuštanje u Zemlja u potpunoj sigurnosti.
duboki svemir- svijet zvijezda i galaksija
3. Duboki svemir - to je svijet zvijezda i galaksija, gdje se više ne osjeća utjecaj Zemlje. Za slanje letjelice u duboki svemir, mora se ubrzati do druge kozmičke brzine - 11,2 km / s, nakon čega uređaj postaje satelit Sunca. A da bi napustio Sunčev sustav, uređaj treba ubrzati do treće svemirske brzine - 16,6 km/s.
Svemirske letjelice dizajnirane za djelovanje u dubokom svemiru lete tamo nepovratno. Njihov let može trajati godinama, a za sve to vrijeme prenose na Zemlju informacije koje prima njihova oprema tijekom leta.
Dostava letjelica u bliži i daleki svemir do sada se obavljala samo balističkim lanserima. Do sada ništa drugo nije izmišljeno - projekti za stvaranje svemirskih dizala još nisu napustili pozornicu fantazije.
Raketno-svemirski kompleksi Rusije
Postavimo si jednostavno pitanje: zašto se rakete za jednokratnu upotrebu koriste za lansiranje u svemir, a prije svega u bliski svemir? Zašto nemamo lansirne letjelice koje bi se, nakon što ispune svoju funkciju – lansiranja letjelica u svemir, spustile na zemlju i mogle bi se više puta koristiti iznova i iznova?
Odgovor je vrlo jednostavan. Da, jer se naša lansirna vozila temelje na jednokratnim borbenim interkontinentalnim balističkim projektilima (ICBM). Jednokratnost za borbene rakete je potpuno prirodno svojstvo, ali za lansirne rakete nenormalno i skupo zadovoljstvo. Letio sam jednom, i sve na čemu smo dugo radili, sve je u smeću.
Lansirna vozila OKB-1 - TsSKB - Progress, razvijena na temelju R-7
Lansirno vozilo "Sojuz" i sve njegove modifikacije (nosivost do 8 tona), na kojima naši i sada strani kozmonauti lete u svemir i dostavljaju teret na orbitalnu stanicu, razvijene su na temelju prve svjetske ICBM R-7, stvorene 1957. (glavni konstruktor S .P. Koroljev).
Raketa nosač Sojuz-2.1b dopremljena je na kozmodrom Plesetsk za lansiranje svemirske letjelice Glonass-M
Lansirna vozila tipa Sojuz se još uvijek proizvode. Oni su ekološki prihvatljivi jer njihovi motori rade na kerozin (gorivo) i tekući kisik (oksidant).
Lansirna raketa Proton do danas je proizvedena u raznim verzijama.
Lansirna raketa Proton (nosivost do 23 tone), na kojoj se u svemir lansiraju blokovi orbitalnih stanica i teških svemirskih letjelica, prvi put je razvijena kao ICBM UR-500K, nastala 1965. (glavni konstruktor V.N. Chelomey), a kada je zatreba jer je nestao, preuređen je u sada tako popularno raketno lansiranje Proton, koje se do danas proizvodi u raznim verzijama.
Motori ove rakete rade na komponentama goriva koje su ekološki štetne i opasne za ljude: gorivo - asimetrični dimetilhidrazin (heptil), oksidant - dušikov tetroksid (amil). Za borbeni projektil to je normalno, ali za stalno korišteno lansirno vozilo to je jednostavno neprihvatljivo. Ali drugog rješenja još nemamo.
RN "Rokot" - trostupanjska raketa. Prva i druga faza su raketna jedinica UR-100N ICBM. Gornja faza Breeze se koristi kao treća faza.
Lansirna vozila "Rokot" i "Strela" to su pretvorene ICBM UR-100N UTTKh povučene iz borbene dužnosti (generalni projektant V.N. Chelomey, od 1984. G.A. Efremov). Proizvodnja ovih raketa odavno je obustavljena, pa nakon što se potroše, lanseri Rokot i Strela će nestati.
Lansiranje rakete-nosača "Dnjepar"
Ista sudbina čeka lansirno vozilo "Dnjepar" , ovo je modificirana rastavljena ICBM R-36M UTTKh (generalni projektant V.F. Utkin). Komponente goriva svih ovih raketa su isti heptil i amil.
Američki svemirski avion za višekratnu upotrebu - poznati "Space Shuttle"
Amerikanci su prvi odlučili stvoriti svemirski avion za višekratnu upotrebu. I stvorili su poznati "Space Shuttle", koji je zrakoplov s posadom nosivosti 20-30 tona, opremljen snažnim tekućim motorima, za koji se glavna opskrba gorivom nalazi u vanjskim spremnicima, koji se bacaju nakon što se gorivo isprazni. iskorišten. Uz to su ugrađena još dva ispražnjena pojačivača na kruto gorivo.
Jedinstveni raketni sustav "Energia" - "Buran"
Naši dizajneri nisu išli putem kopiranja američkog Shuttlea. Odlučeno je stvoriti univerzalni dizajn koji bi mogao ne samo isporučiti 30 tona u orbitu i spustiti 20 tona tereta iz nje, poput Amerikanaca, već i moći isporučiti terete do 100 tona u orbitu.
Stvoren je jedinstveni raketni sustav "Energiya" - "Buran" (generalni projektant V.P. Glushko). Budući da projektantske organizacije ministarstva raketa i svemira, koje se tada zvalo Ministarstvo opće strojogradnje, nisu imale iskustva u razvoju zrakoplovnih sustava, NPO Molniya stvoren je u sastavu Ministarstva zrakoplovne industrije (glavni konstruktor G.E. Lozino-Lozinsky ), koji je od 1976. postao vodeći razvijač svemirske letjelice Buran i proveo veliki ciklus teorijskih i eksperimentalnih istraživanja kako bi stvorio ovaj jedinstveni svemirski zrakoplov.
Pri izradi svemirskog sustava Energia-Buran razvijeno je 85 novih materijala koji su po svojim svojstvima znatno viši od tradicionalnih materijala, projektirano je 20 jedinstvenih sustava automatizacije i upravljanja, registrirano 400 izuma, dobiveno 20 patenata i 100 licenci.
Prvi let rakete-nosača Energia dogodio se 15. svibnja 1987. godine. Kao eksperimentalni teret na raketi postavljena je letjelica od 75 tona - prototip orbitalne laserske platforme.
Raketa je radila normalno, ali letjelica nije lansirana u izračunatu orbitu zbog kvara sustava kontrole položaja same letjelice.
Tijekom drugog leta rakete-nosača Energia na nju je postavljen svemirski avion Buran (bez pilota)
Drugi let rakete-nosača Energia izveden je 15. studenog 1988. godine. Na raketu je postavljen svemirski avion "Buran" (bez pilota). Bio je to briljantan let. Buran, lansiran u orbitu, dvaput je obišao Zemlju, zatim se spustio iz orbite, prevrnuo kozmodrom Baikonur i sletio u automatskom načinu rada s visokom preciznošću. Odstupanje od središta uzletno-sletne staze nije prelazilo jedan metar.
Autor se u tom svečanom trenutku zatekao u Središtu kontrole misije (MCC) u gradu Koroljevu. Opće je veselje bilo i u Kontrolnom centru i na kozmodromu Baikonur, odakle je izravno televizijsko prenosilo sve što se događalo izravno u MCC-u, uključujući let Burana i lovce koji su ga susreli i pratili.
Nažalost, generalni projektant V.P. Glushko sve to nije mogao vidjeti - bio je teško bolestan i bio je u bolnici. Njegovi kolege otišli su u bolnicu i sve ga prijavili, ali dva mjeseca kasnije Valentin Petrovich je umro.
Treća raketa Energia bila je spremna za let početkom 1989., ali je ovaj let s teškim teretom prebačen prvo na 1990., a zatim na 1993.-1995.
Četvrta raketa s Buranom pripremala se za lansiranje na Bajkonuru, dok je Buran trebao letjeti u automatskom režimu po složenijem programu, uz pristajanje na orbitalnu stanicu Mir. Let s posadom planiran je za 1992. godinu.
Lansirna raketa Energia-M za lansiranje svemirskih letjelica do 35 tona
Osim toga, na temelju rakete-nosača Energia razvijeno je lansirno vozilo Energia-M za lansiranje letjelica težine do 35 tona u niske, srednje, visoke kružne i eliptične orbite te do 6,5 tona u geostacionarnu orbitu, kao i za lansiranje svemirskih letjelica na putu leta prema Mjesecu i planetima Sunčevog sustava.
Ova raketa trebala je zamijeniti ekološki opasno lansirno vozilo Proton, čime bi se eliminirala potreba za otuđenjem velikih površina zemlje u područjima gdje je pala prva faza rakete s ostacima visoko otrovnih komponenti goriva i osigurala operativnu sigurnost.
Lansirno vozilo "Energy II" ("Hurricane") dizajnirano je kao dizajn za potpuno ponovno korištenje
Razvijena je i raketa-nosač "Energy II" ("Hurricane"), koja je dizajnirana kao dizajn za potpuno višekratnu upotrebu. Svi elementi sustava vraćeni su na Zemlju radi ponovne upotrebe, a središnja jedinica Hurricanea trebala je u bespilotnom načinu ući u atmosferu, planirati i sletjeti na konvencionalno uzletište.
Lako je razumjeti da ako je uz pomoć Protona za stvaranje svemirske stanice od 100 tona u svemiru potrebno upotrijebiti pet raketa od kojih će svaka u orbitu isporučiti jedan blok (modul) od 20 tona, a te module još treba usidriti u svemiru, tada bi se pomoću rakete Energia moglo razviti optimalnu svemirsku stanicu od 100 tona, izvršiti sve potrebne provjere na zemlji i jednom raketom je staviti u orbitu.
Prva gradnja 112. gradilišta je Zgrada za montažu i ispitivanje - MIK. U njemu je 2002. godine srušeni krov smrskao jedini Buran koji je letio u svemir.
Međutim, početkom 1990. godine obustavljen je rad na programu Energia-Buran, a 1993. godine cijeli program je potpuno zatvoren. Na kozmodromu Baikonur nekoliko je lansirnih vozila Energia bilo u različitim fazama pripravnosti.
Dvije od njih postale su vlasništvo Kazahstana, ali su uništene 12. svibnja 2002. prilikom urušavanja krova zgrade za montažu i ispitivanje na lokaciji 112.
Tri su bila u različitim fazama proizvodnje u NPO Energia, ali nakon zatvaranja radova, ovaj zaostatak je uništen, proizvedena tijela projektila su ili izrezana ili bačena, a nekoliko Buranova je dugo prikazano na raznim izložbama u zemlji i inozemstvu .
Amerikanci su se radovali - sada se njihova superiornost u istraživanju svemira nije mogla dovesti u pitanje. Istina, čak i uz dostupnost dokumentacije, nisu mogli pokrenuti proizvodnju tekućih motora iz rakete Energia i još uvijek kupovati modifikacije tih motora od nas i letjeti u svemir na njima.
Jedinstveni automatizirani, takozvani "bespilotni" lansirni kompleks rakete-nosača "Zenith"
Koristeći blokove i fragmente rakete Buran, a lansirno vozilo "Zenith" nosivosti 12-14 tona (generalni projektant V.F. Utkin). Odmah je stvorena kao lansirno vozilo.
Za njega je prvi put u svijetu razvijen jedinstveni automatizirani, takozvani "bespilotni" lansirni kompleks (generalni projektant V.N. Solovjov).
Kada gledate pripremu naših raketa tipa Sojuz prije lansiranja, vidite razne vrste farmi, mjesta na kojima rade zaposlenici lansirnog tima.
Start "Zenith" je jedinstven prizor. Isprva nema ničega, zatim stiže vlak s raketom, koji se postavlja okomito na lansirnu rampu, dok se sve linije automatski pristaju.
Na lansirnoj rampi nema ljudi, operacijama se upravlja i upravlja daljinski sa zapovjednog mjesta. Također se daljinski daju naredbe za punjenje rakete gorivom, provjeru svih sustava i, konačno, pokretanje.
Naravno, više nismo u stanju rekreirati raketno-svemirski sustav Energiya-Buran, ali je također nemoguće nastaviti samo sa Sojuzom i Protonom, pogotovo u svjetlu stvaranja kozmodroma Vostochny. Lansiranja Protona, čije će istrošene faze pasti u more s ostatkom goriva, vjerojatno neće zadovoljiti naše azijske susjede.
Da ne govorimo o nezgodama, koje se ne mogu u potpunosti isključiti, posebno u svjetlu trenutnog pada kvalifikacija naših stručnjaka.
Modeli lansirnih vozila "Angara"
Porodica lansirnih vozila Angara odavno je razvijena, testovi letenja jedne od tih raketa, prema dekretu tadašnjeg predsjednika Jeljcina, trebali su započeti 1995. godine, ali još nisu počeli.
No proći će mnogo godina od trenutka kada počnu ti testovi, koji će, po svemu sudeći, započeti, do trenutka kada puna lansiranja potvrde najvišu razinu pouzdanosti rakete-nosača, koja omogućuje početak lansiranja kozmonauta, mnogo će godina proći.
Naravno, najbolje rješenje bi bilo postavljanje rakete-nosača Zenit s njegovim automatiziranim lansiranjem na kozmodrom Vostochny, ali ova raketa je razvijena i proizvedena u Dnjepropetrovsku, tj. sada već u inozemstvu, iako je sam lansirni kompleks stvoren u Moskvi.
Vrijeme je da napravimo novo lansirno vozilo za višekratnu upotrebu, koje bi imalo samo prvi stupanj višekratne upotrebe, koji se nakon odvajanja sastoji od dva prazna, dakle ne baš teška spremnika goriva i motora.
"Baikal" je akcelerator na raketnom motoru na tekuće gorivo RD-191M (modifikacija jednokomornog RD-171, izrađena za raketu-nosač Angara) s potiskom od 196 tf
Verzije akceleratora za višekratnu upotrebu "Bajkal" na RCS "Angara"
Prvi stupanj potrebno je pretvoriti u letjelicu, za što je na nju potrebno montirati krila i komande te ugraditi upravljački sustav sličan onom koji je briljantno upravljao Buranom u automatskom načinu rada.
Naravno, sami projektanti raketa ne mogu se nositi s tim, pa je stoga potrebno privući proizvođače zrakoplova koji će pomoći da se prva faza lansirne rakete pretvori u zrakoplov koji nije baš lijep, ali se može spustiti s neba na zemlju.
Naravno, nosač za takav prvi stupanj trebao bi biti dizajniran ne za jedno lansiranje, kao za borbenu raketu, već za višestruku uporabu. Taj je problem ovdje riješen prije nekoliko desetljeća, kada je glavni projektant N.D. Kuznjecov je stvorio motore NK-33 i NK-43 za raketu-nosač N-1 (Lunarni program).
Nakon zatvaranja ovog programa, gotovi motori bili su pohranjeni u potpunoj sigurnosti dugi niz godina, a u novoj Rusiji brzo su našli primjenu: na desetke takvih motora prodano je američkoj tvrtki Aerojet, zajedno s dokumentacijom i licencom za njihovu proizvodnju .
Stvaranje rakete-nosača s prvim stupnjem za višekratnu upotrebu otvorilo bi Rusiji nove horizonte u astronautici. Razvoj druge faze koja se može ponovno koristiti je sljedeća faza razvoja, u kojoj bi se stečeno iskustvo već koristilo i nove ideje bi se implementirale.
Razina mora - 101,3 kPa (1 atm.; atmosferski tlak 760 mm Hg), srednja gustoća 2,7 1019 molekula po cm³.0,5 km - 80% ljudske populacije svijeta živi do ove visine.
2 km - 99% svjetske populacije živi do ove visine.
2-3 km - početak manifestacije bolesti (planinske bolesti) kod neaklimatiziranih osoba.
4,7 km - MFA zahtijeva dodatnu opskrbu kisikom za pilote i putnike.
5,0 km - 50% atmosferskog tlaka na razini mora.
5,3 km - polovica cjelokupne mase atmosfere leži ispod ove visine (nešto ispod vrha planine Elbrus).
6 km - granica trajnog ljudskog stanovanja, granica zemaljskog života u planinama.
6,6 km - najviše smještena kamena građevina (Mount Lullaillaco, Južna Amerika).
7 km - granica ljudske prilagodljivosti dugom boravku u planinama.
8,2 km - granica smrti bez maske za kisik: čak i zdrava i obučena osoba može u svakom trenutku izgubiti svijest i umrijeti.
8.848 km - najviša točka na Zemlji Mount Everest - granica pristupa pješice.
9 km - granica prilagodljivosti na kratkotrajno udisanje atmosferskog zraka.
12 km - udisanje zraka je ekvivalentno boravku u svemiru (isto vrijeme gubitka svijesti ~ 10-20 s); granica kratkotrajnog disanja s čistim kisikom bez dodatnog pritiska; strop podzvučnih putničkih brodova.
15 km - udisanje čistog kisika je jednako kao u svemiru.
16 km - u visinskom odijelu potreban je dodatni pritisak u kokpitu. 10% atmosfere ostalo je iznad glave.
10-18 km - granica između troposfere i stratosfere na različitim geografskim širinama (tropopauza). To je također granica porasta običnih oblaka, razrijeđeni i suhi zrak seže dalje.
18.9-19.35 - Armstrongova linija - početak svemira za ljudsko tijelo - kipuća voda na temperaturi ljudskog tijela. Unutarnje tjelesne tekućine na ovoj nadmorskoj visini još ne ključaju, jer tijelo stvara dovoljno unutarnjeg pritiska da spriječi ovaj učinak, ali slina i suze mogu početi ključati s stvaranjem pjene, oči nabubre.
19 km - svjetlina tamnoljubičastog neba u zenitu je 5% svjetline čistog plavog neba na razini mora (74,3-75 svijeća naspram 1500 svijeća po m²), najsjajnije zvijezde i planeti mogu se vidjeti tijekom dana .
20 km - intenzitet primarnog kozmičkog zračenja počinje prevladavati nad sekundarnim (rođenim u atmosferi).
20 km - strop balona na vrući zrak (baloni na vrući zrak) (19.811 m).
20-22 km - gornja granica biosfere: granica uspona živih spora i bakterija u atmosferu zračnim strujama.
20-25 km - svjetlina neba tijekom dana je 20-40 puta manja od svjetline na razini mora, kako u središtu pojasa potpune pomrčine Sunca tako i u sumrak, kada je Sunce 9-10 stupnjeva ispod horizonta i vidljive su zvijezde do 2. magnitude.
25 km - tijekom dana možete se kretati po sjajnim zvijezdama.
25-26 km - maksimalna visina stabilnog leta postojećih mlaznih zrakoplova (praktičan strop).
15-30 km - ozonski omotač na različitim geografskim širinama.
34.668 km - službeni visinski rekord za balon (stratosferski balon) kojim upravljaju dva stratonauta (Projekt Strato-Lab, 1961.).
35 km - početak prostora za vodu ili trostruka točka vode: na ovoj visini voda vrije na 0 °C, a iznad nje ne može biti u tekućem obliku.
37,65 km - rekord za visinu postojećih turbomlaznih zrakoplova (Mig-25, dinamički strop).
38,48 km (52 000 koraka) - gornja granica atmosfere u 11. stoljeću: prvo znanstveno određivanje visine atmosfere iz trajanja sumraka (arapski znanstvenik Alhazen, 965-1039).
39 km - rekord za visinu stratosferskog balona kojim upravlja jedna osoba (F. Baumgartner, 2012).
45 km je teoretska granica za ramjet.
48 km - atmosfera ne slabi ultraljubičaste zrake Sunca.
50 km - granica između stratosfere i mezosfere (stratopauza).
51.694 km - posljednji visinski rekord s ljudskom posadom u predsvemirskoj eri (Joseph Walker u raketoplanu X-15, 30. ožujka 1961.)
51,82 km - visinski rekord za plinski balon bez posade.
55 km - atmosfera ne utječe na kozmičko zračenje.
40-80 km - maksimalna ionizacija zraka (transformacija zraka u plazmu) od trenja o tijelo vozila koje se spušta pri ulasku u atmosferu prvom kozmičkom brzinom.
70 km - gornja granica atmosfere 1714. prema izračunu Edmunda Halleya na temelju podataka penjača, Boyleovog zakona i opažanja meteora.
80 km - granica između mezosfere i termosfere (mesopauza): visina noćnih oblaka.
80,45 km (50 milja) službena je visina granice svemira u Sjedinjenim Državama.
100 km - službena međunarodna granica između atmosfere i svemira - Karmanova linija, koja definira granicu između aeronautike i astronautike. Aerodinamičke površine (krila) polazeći od ove visine nemaju smisla, jer brzina leta za stvaranje uzgona postaje veća od prve kozmičke brzine i atmosferski se zrakoplov pretvara u svemirski satelit. Gustoća medija na ovoj visini je 12 trilijuna molekula po 1 dm³
PROSTOR, svemir (od grč. ϰόσμος - urednost, ljepota; svemir, uključujući Zemlju; rijetko - nebeski svod; u sovjetskoj terminologiji sinonim za engleski svemir - izvanzemaljski prostor), prostor koji se proteže uglavnom izvan Zemljine atmosfere. Uključuje blizu Zemlje, međuplanetarni, međuzvjezdani i međugalaktički svemir. Najistraženiji i najsvladaniji je svemir blizu Zemlje.
Prizemni svemirski prostor ograničen je sferom Zemljine privlačnosti, unutar koje je utjecaj gravitacijskog polja Zemlje na let letjelice odlučujući u usporedbi s utjecajem gravitacijskih polja Sunca i planeta. Uvjeti letenja u svemirskom prostoru blizu Zemlje determinirani su uglavnom karakteristikama gornjih slojeva zemljine atmosfere i raznim poljima (gravitacijskim, magnetskim i električnim), okolinom zračenja i mogućnošću susreta s meteoritskim tijelima. Bliski svemirski prostor prema svojim fizičkim uvjetima dijeli se na površinski (75-150 km), bliži (150-2000 km), srednji (2-50 tisuća km) i daleki (preko 50 tisuća km) prostor. Površinski prostor se nalazi ispod prirodnih radijacijskih pojaseva Zemlje i karakterizira ga relativno velika gustoća atmosfere, što čini dugotrajni orbitalni let praktički nemogućim samo zbog inercijskih sila, a zahtijeva i značajnu toplinsku zaštitu letjelice. Istodobno, ovdje se može koristiti aerodinamičko podizanje (na primjer, za manevriranje). Bliski svemir ima nisku gustoću atmosfere, što omogućuje svemirskim letjelicama postojanje od nekoliko sati do nekoliko godina. Ovdje se nalaze niži dijelovi Zemljinog unutarnjeg radijacijskog pojasa. Na visinama od 500-1000 km let svemirskih letjelica najmanje je osjetljiv na vanjske smetnje. Srednji prostor karakterizira vrlo niska gustoća medija, što određuje trajanje inercijalnog leta letjelice od jedne godine do nekoliko stotina godina. Sadrži gotovo sva područja Zemljinih radijacijskih pojaseva. U srednjem svemiru moguće je stvoriti zviježđa svemirskih letjelica koja su nepokretna u odnosu na zemljinu površinu. Duboki svemir je sada praktički nerazvijen. Ovdje se nalaze Mjesečeva orbita, točke libracije u sustavu Zemlja-Mjesec, u kojima nema gravitacijskih perturbacija Sunca, planeta i Mjeseca, što im omogućuje da se koriste za stvaranje svemirskih sustava dugotrajnog postojanja i znanstveno istraživanje.
Vanjski prostor se aktivno koristi u različite svrhe kako bi se osigurao ljudski život. Ovdje su stvoreni i djeluju sustavi svemirske komunikacije i prijenosa, sredstva navigacije, meteorološka i topografska i geodetska potpora, izviđanje prirodnih bogatstava Zemlje i kontinuirano praćenje njihovog stanja, istraživanja Zemlje i njezine atmosfere. U budućnosti se predviđa izvođenje proizvodnje energetskih resursa, sirovina i novih (ultračistih) materijala u svemir. Svemirski prostor od početka razvoja vodeće svjetske sile razmatraju kao potencijalno kazalište operacija, što je posljedica mogućnosti implementacije globalnih navigacijskih i komunikacijskih sustava, promptno dobivanje globalnih izviđačkih, topogeodetskih, meteoroloških i drugih informacija. ; eksteritorijalnost države, koja omogućuje primanje obavještajnih informacija u mirnodopskim uvjetima diljem svijeta bez narušavanja suvereniteta država; sposobnost približavanja svemirskih ofenzivnih i obrambenih sustava što je više moguće neprijatelju i utjecaja na njegove objekte u bilo kojem kazalištu operacija, kao i korištenje oružja temeljenog na novim fizičkim principima. Od sredine 1980-ih započeli su istraživački i drugi pripremni radovi na provedbi američke Strateške obrambene inicijative (koja je predviđala stvaranje svemirskog proturaketnog oružja, uključujući orbitalno), kao rezultat toga, u krajem 2001. donesena je odluka o stvaranju nacionalnog proturaketnog obrambenog sustava, a 2002. o istupanju SAD-a iz ABM ugovora 1972. Ruska Federacija se, prema usvojenoj vojnoj doktrini, protivi militarizaciji svemira, ali na Istodobno, na temelju načela da razina tehničke opremljenosti Oružanih snaga odgovara potrebama osiguranja vojne sigurnosti, u Rusiji su stvorene Svemirske snage (2001.).
Međunarodno pravni režim svemira određen je međunarodnim svemirskim pravom. Nacionalni program istraživanja svemira je unutar unutarnje nadležnosti svake države, uređen normama njezina nacionalnog prava. Istraživanje i korištenje svemira u Rusiji provodi se u skladu sa Zakonom Ruske Federacije "O svemirskoj djelatnosti" (1993.), kojim se uspostavljaju pravni i organizacijski temelji za svemirske aktivnosti u rješavanju društveno-ekonomskih, znanstvenih, tehničkih i obrambeni problemi.
Lit .: Burdakov V. P., Siegel F. Yu. Fizički temelji astronautike. Svemirska fizika. M., 1975.; Avdeev Yu. F. Kosmos, balistika, čovjek M., 1978.; Prostor i pravo. M., 1980.
