Rakieta kosmiczna: rodzaje, cechy techniczne. Pierwsze rakiety kosmiczne i astronauci

Ten artykuł wprowadzi czytelnika w tak interesujący temat, jak rakieta kosmiczna, rakieta wspomagająca i wszystkie przydatne doświadczenia, jakie ten wynalazek przyniósł ludzkości. Zostanie również poinformowany o ładunkach dostarczonych do kosmosu. Eksploracja kosmosu rozpoczęła się nie tak dawno temu. W ZSRR był to środek trzeciego planu pięcioletniego, kiedy skończyła się II wojna światowa. Rakieta kosmiczna została opracowana w wielu krajach, ale nawet Stany Zjednoczone nie zdołały nas wyprzedzić na tym etapie.

Pierwszy

Pierwszy z udanego startu opuścił pojazd kosmiczny USSR ze sztucznym satelitą na pokładzie w dniu 4 października 1957 roku. Satelitarna PS-1 udało się umieścić na orbicie Ziemi. Należy zauważyć, że w tym celu konieczne było stworzenie sześciu pokoleń, a jedynie siódma generacja rosyjskich rakiet kosmicznych mogła rozwinąć prędkość niezbędną do wejścia w przestrzeń bliską Ziemi - osiem kilometrów na sekundę. W przeciwnym razie nie da się pokonać przyciągania Ziemi.

Stało się to możliwe podczas rozwoju broni balistycznej dalekiego zasięgu, w której zastosowano silnik. Nie mylić: rakieta kosmiczna i statek kosmiczny to dwie różne rzeczy. Rakieta jest pojazdem dostawczym, a statek jest do niej przymocowany. Zamiast tego może istnieć cokolwiek - rakieta kosmiczna może przenosić zarówno satelitę, sprzęt, jak i głowicę nuklearną, która zawsze służyła i nadal służy jako środek odstraszający dla sił nuklearnych i zachętę do zachowania pokoju.

Historia

Pierwszymi teoretycznie uzasadniającymi uruchomienie rakiety kosmicznej byli rosyjscy naukowcy Meschersky i Ciołkowski, którzy już w 1897 roku opisali teorię lotu. Znacznie później pomysł ten został odebrany przez Oberta i von Brauna z Niemiec i Goddarda z USA. To właśnie w tych trzech krajach rozpoczęto prace nad zadaniami. napęd odrzutowy tworzenie stałych i płynnych silników odrzutowych. Co najlepsze, problemy te zostały rozwiązane w Rosji, przynajmniej silniki na paliwa stałe były już szeroko stosowane w czasie II wojny światowej ("Katiusza"). Ciecz silniki odrzutowe Okazało się, że lepiej w Niemczech, który stworzył pierwszy pocisk balistyczny, V-2.

Po wojnie zespół Wernera von Brauna, biorąc plany i projekty, znalazł schronienie w Stanach Zjednoczonych, a ZSRR był zadowolony z niewielkiej liczby pojedynczych zespołów rakietowych bez żadnej dokumentacji towarzyszącej. Reszta pojawiła się sama. Technologia rakiet rozwijała się szybko, zwiększając zasięg i masę przenoszonego ładunku. W 1954 roku rozpoczęto prace nad projektem, dzięki któremu ZSRR był w stanie wykonać pierwszy lot rakiety kosmicznej. Był to międzykontynentalny, dwustopniowy pocisk balistyczny R-7, który wkrótce został zmodernizowany pod kątem kosmosu. Okazało się sukcesem - wyjątkowo niezawodnym, który dostarczył wielu zapisów w eksploracji kosmosu. W zmodernizowanej formie jest nadal używany.

Sputnik i Księżyc

W 1957 r. Pierwsza rakieta kosmiczna, ten sam R-7, uruchomiła sztuczny satelita Sputnik-1 na orbicie. Stany Zjednoczone później zdecydowały się powtórzyć ten start. Jednak pierwsza próba ich kosmicznej rakiety w kosmosie nie nawiedziła, wybuchła na samym początku - nawet na żywo. "Vanguard" został zaprojektowany wyłącznie przez amerykański zespół i nie spełnił oczekiwań. Następnie Werner von Braun podjął się tego projektu, aw lutym 1958 r. Wystrzelenie rakiety kosmicznej zakończyło się sukcesem. A w ZSRR w międzyczasie zmodernizowano R-7 - dodano do niego trzeci krok. W rezultacie prędkość rakiety kosmicznej stała się zupełnie inna - uzyskano drugą przestrzeń, dzięki czemu pojawiła się możliwość opuszczenia orbity Ziemi. Kilka lat później seria P-7 została zmodernizowana i ulepszona. Silniki kosmicznych rakiet zmieniały się, bardzo eksperymentowały z trzecim etapem. Następujące próby zakończyły się powodzeniem. Prędkość rakiety kosmicznej pozwoliła nie tylko opuścić orbitę Ziemi, ale także myśleć o studiowaniu innych planet Układu Słonecznego.

Ale po pierwsze, uwaga ludzkości została niemal całkowicie przywiązana do naturalnego satelity Ziemi - Księżyca. W 1959 r. Poleciała do niego sowiecka stacja kosmiczna Luna-1, która miała wykonać twarde lądowanie na powierzchni Księżyca. Jednak z powodu niewystarczająco dokładnych obliczeń aparatura przeszła nieco w przeszłość (sześć tysięcy kilometrów) i skierowała się w stronę Słońca, gdzie wpadła na orbitę. Nasz luminarz miał więc swój pierwszy sztuczny satelita - przypadkowy prezent. Ale nasz naturalny satelita nie był sam przez długi czas iw 1959 roku Luna-2 poleciała do niego, wypełniając swoją misję całkowicie poprawnie. Miesiąc później "Luna-3" dała nam zdjęcia tylnej strony naszego nocnego światła. A w 1966 roku, dokładnie w Oceanie Burzowym, Luna-9 łagodnie wylądowała, a my uzyskaliśmy panoramiczne widoki na powierzchni Księżyca. Program księżycowy trwał przez długi czas, aż do czasu, gdy amerykańscy astronauci wylądowali na nim.

Yuri Gagarin

12 kwietnia to jeden z najważniejszych dni w naszym kraju. Niemożliwe jest przekazanie siły narodowego triumfu, dumy, prawdziwego szczęścia, kiedy ogłosili pierwszy na świecie ludzki lot w kosmos. Jurij Gagarin stał się nie tylko narodowym bohaterem, ale został oklaskiwany przez cały świat. I dlatego 12 kwietnia 1961 roku nastąpił dzień, który przeszedł do historii Dzień Kosmonautyki. Amerykanie pilnie próbowali odpowiedzieć na ten bezprecedensowy krok, aby podzielić się z nami kosmiczną chwałą. Miesiąc później Alan Shepard wystartował, ale statek nie wszedł na orbitę, był to lot suborbitalny w łuku, a orbital amerykański okazał się dopiero w 1962 roku.

Gagarin poleciał w kosmos na statku kosmicznym "Wostok". Jest to specjalna maszyna, w której Korolev stworzył wyjątkowo udany, decydujący zestaw wszelkiego rodzaju praktycznych zadań platformy kosmicznej. W tym samym czasie, na początku lat sześćdziesiątych, opracowano nie tylko załogową wersję lotu kosmicznego, ale ukończono projekt zwiadu fotograficznego. "Wschód" generalnie miał wiele modyfikacji - ponad czterdzieści. A dzisiejsze satelity z serii Bion są eksploatowane - są to bezpośredni potomkowie statku, na którym odbył się pierwszy załogowy lot w kosmos. W tym samym roku 1961 znacznie bardziej skomplikowaną wyprawą był niemiecki Titow, który spędził cały dzień w kosmosie. Stany Zjednoczone mogły powtórzyć to osiągnięcie dopiero w 1963 roku.

"Wschód"

Dla astronautów na wszystkich statkach Wostoka zapewniono miejsce do wyrzucenia. To była mądra decyzja, ponieważ pojedyncze urządzenie wykonało zadania na początku (awaryjne uratowanie załogi) i miękkie lądowanie pojazdu zejścia. Projektanci skupili się na opracowaniu jednego urządzenia, a nie dwóch. Zmniejszyło to ryzyko techniczne, w lotnictwie system katapulty był już wtedy dobrze rozwinięty. Z drugiej strony, ogromny zysk w czasie, niż przy projektowaniu całkowicie nowego urządzenia. W końcu wyścig kosmiczny trwał dalej i wygrał z dość dużym marginesem ZSRR.

W ten sam sposób wylądował i Titow. Miał szczęście, że spadł na spadochronie w pobliżu linii kolejowej, na której jechał pociąg, i natychmiast został sfotografowany przez dziennikarzy. System lądowania, który stał się najbardziej niezawodny i miękki, został opracowany w 1965 roku, wykorzystuje wysokościomierz gamma. Ona służy i wciąż. W Stanach Zjednoczonych ta technologia nie istniała, dlatego też wszystkie pojazdy, nawet nowe Dragon SpaceX, nie lądują, ale są zredukowane. Wyłącznie transport wahadłowy jest wyjątkiem. W 1962 r. ZSRR rozpoczął loty grupowe na statkach kosmicznych Vostok-3 i Vostok-4. W 1963 r. Radziecki oddział kosmonautów został uzupełniony pierwszą kobietą - Walentyna Tereshkova wyruszyła w kosmos, stając się pierwszą na świecie. W tym samym czasie Valery Bykovsky ustanowił rekord czasu trwania pojedynczego lotu, nie pokonany do tej pory - spędził pięć dni w kosmosie. W 1964 roku pojawił się statek wielozasięgowy "Woskhod", USA, a następnie przez cały rok. A w 1965 roku Aleksiej Leonow wszedł w kosmos!

"Wenus"

W 1966 r. ZSRR rozpoczął loty międzyplanetarne. Sonda Venera-3 wykonała twarde lądowanie na sąsiedniej planecie i przyniosła tam kulę ziemską i proporczyk ZSRR. W 1975 roku Venus-9 zdołał wykonać miękkie lądowanie i przenieść obraz powierzchni planety. Venus-13 wykonał kolorowe panoramy i nagrania dźwiękowe. Seria AMC (automatyczne stacje międzyplanetarne) do eksploracji Wenus, jak i otaczającej przestrzeni, nadal jest ulepszana nawet teraz. Na Wenus panują trudne warunki i praktycznie nie ma wiarygodnych informacji na ich temat, twórcy nie wiedzieli nic o ciśnieniu ani temperaturze na powierzchni planety, wszystko to oczywiście komplikowało badania.

Pierwsza seria pojazdów zejściowych mogła nawet pływać, na wszelki wypadek. Niemniej jednak, początkowo loty nie były udane, ale później ZSRR powiodło się tak dobrze w wędrówkach Wenus, że ta planeta została nazwana rosyjską. "Venus-1" - pierwszy ze statków kosmicznych w historii ludzkości, przeznaczony do lotu na inne planety i ich badań. Został uruchomiony w 1961 roku, tydzień później z powodu utraty przegrzania czujnika. Stacja stała się niekontrolowana i mogła wykonać pierwszy lot na świecie w pobliżu Wenus (w odległości około stu tysięcy kilometrów).

W ślady

Venus-4 pomógł nam odkryć, że na tej planecie znajduje się dwieście siedemdziesiąt jeden stopni w cieniu (nocna strona Wenus), ciśnienie wynosi do dwudziestu atmosfer, a sama atmosfera to dziewięćdziesiąt procent dwutlenku węgla. I ten statek kosmiczny znalazł także koronę wodorową. Venus-5 i Venus-6 powiedziały nam wiele o wietrze słonecznym (przepływy plazmy) i jego strukturze w pobliżu planety. "Venus-7" wyjaśnił dane dotyczące temperatury i ciśnienia w atmosferze. Wszystko okazało się jeszcze bardziej skomplikowane: temperatura zbliżona do powierzchni wynosiła 475 ± 20 ° C, a ciśnienie było wyższe o rząd wielkości. Na następnym statku kosmicznym dosłownie wszystko zostało przerobione, a po stu siedemnastu dniach Wenus-8 delikatnie przywiązała się do strony dziennej planety. Na tym stanowisku był fotometr i wiele dodatkowych urządzeń. Najważniejsze było połączenie.

Okazało się, że oświetlenie najbliższego sąsiada jest prawie takie samo jak na ziemi - tak jak mamy w pochmurny dzień. Tak, nie tylko pochmurno, pogoda się poprawiła. Zdjęcia sprzętu widzianego tylko ogłuszonymi ziemianami. Ponadto zbadano glebę i ilość amoniaku w atmosferze oraz zmierzono prędkość wiatru. "Venus-9" i "Venus-10" były w stanie pokazać nam "sąsiada" w telewizji. Są to pierwsze zapisy na świecie transmitowane z innej planety. A te stacje się i teraz sztuczne satelity Wenus. Ostatnim lotem na tę planetę były Wenus-15 i Wenus-16, które również stały się satelitami, po zapewnieniu ludzkości absolutnie nowej i niezbędnej wiedzy. W 1985 roku kontynuacją programu były "Vega-1" i "Vega-2", które studiowały nie tylko Wenus, ale także Kometa Halleya. Następny lot zaplanowano na 2024.

Coś w rakiecie kosmicznej

Ponieważ parametry i parametry techniczne wszystkich pocisków różnią się od siebie, weźmiemy pod uwagę pojazd startowy nowej generacji, na przykład Soyuz-2.1A. Jest to trzystopniowy pocisk klasy średniej, zmodyfikowana wersja Soyuz-U, która z powodzeniem działa od 1973 roku.

Wspomaganie to ma na celu zapewnienie wystrzelenia statku kosmicznego. Te ostatnie mogą mieć cel wojskowy, gospodarczy i społeczny. Rakieta ta może wysyłać je na różne rodzaje orbit - geostacjonarne, geotransferowe, synchroniczne, wysoko-eliptyczne, średnie, niskie.

Retrofit

Rakieta jest niezwykle zmodernizowana, stworzono tutaj całkowicie inny cyfrowy system sterowania, opracowany na bazie nowego elementu domowego, z szybkim pokładowym komputerem cyfrowym z dużo większą ilością pamięci RAM. Cyfrowy system kontroli zapewnia rakietę o wysokiej dokładności usuwania ładunku.

Ponadto, zainstalowane są silniki, w których ulepszono głowice dyszy pierwszego i drugiego stopnia. Istnieje inny system telemetryczny. W ten sposób zwiększyła się dokładność wystrzału rakietowego, jego stabilność i oczywiście sterowność. Masa rakiety kosmicznej nie wzrosła, a wydajność ładunku wzrosła o trzysta kilogramów.

Specyfikacje techniczne

Pierwsze i drugie etapy pojazdu startowego są wyposażone w rakietowe silniki rakietowe RD-107A i RD-108A ze Stowarzyszenia Naukowej Produkcji Energomash nazwanego imieniem Academician'a Glushko, a trzeci etap jest wyposażony w czterokomorową komorę RD-0110 z biura projektowego Khimavtomatika. Paliwo rakietowe to ciekły tlen, który jest przyjaznym dla środowiska utleniaczem, a także paliwo o niskiej toksyczności - nafta. Długość rakiety wynosi 46,3 m, masa na starcie 311,7 tony, a bez części czołowej 303,2 tony. Masa pojazdu startowego wynosi 24,4 tony. Składniki paliwa ważą 278,8 tony. Testy lotnicze Sojuz-2.1A rozpoczęły się w 2004 roku na kosmodromie Plesetsk i pomyślnie przeszły pomyślnie. W 2006 roku pojazd startowy wykonał pierwszy komercyjny lot - europejski sondaż meteorologiczny Metop został wprowadzony na orbitę.

Trzeba powiedzieć, że pociski mają różne opcje wycofania ładunku. Nośniki są lekkie, średnie i ciężkie. Na przykład, pojazd startowy Rokot zabiera statek kosmiczny na orbitę o niskiej ziemi - do dwóchset kilometrów, ale z tego powodu obciążenie wynosi 1,95 tony. Ale "Proton" - ciężka klasa, do niskiej orbity, może przynieść 22,4 ton, do geotransferu - 6,15, a do geostacjonarnego - 3,3 tony. Rozważana przez nas rakieta nośna jest przeznaczona do wszystkich miejsc używanych przez Roskosmos: Kuru, Bajkonur, Plesetsk, Wostochny i ​​działa w ramach wspólnych rosyjsko-europejskich projektów.