Dirbtiniai Žemės palydovai yra skraidantys erdvėlaiviai, kurie paleidžiami į ją ir sukasi aplink ją geocentrine orbita. Jie skirti taikomųjų ir mokslinių problemų sprendimui. Pirmasis dirbtinio Žemės palydovo paleidimas įvyko 1957 metų spalio 4 dieną SSRS. Tai buvo pirmasis žmonių sukurtas dirbtinis dangaus kūnas. Renginys tapo įmanomas dėka pasiekimų daugelyje raketų, kompiuterių technologijų, elektronikos, dangaus mechanikos, automatinio valdymo ir kitų mokslo sričių. Pirmasis palydovas leido išmatuoti viršutinių atmosferos sluoksnių tankį, patikrinti teorinių skaičiavimų patikimumą ir pagrindinius techninius sprendimus, kurie buvo naudojami palydovui iškelti į orbitą, ištirti radijo signalo perdavimo jonosferoje ypatybes. .

Amerika pirmąjį palydovą „Explorer 1“ paleido 1958 m. vasario 1 d., o vėliau – ir kitos šalys: Prancūzija, Australija, Japonija, Kinija ir Didžioji Britanija. Bendradarbiavimas tarp viso pasaulio šalių regione tapo plačiai paplitęs.

Erdvėlaivis gali būti vadinamas palydovu tik tada, kai jis atliko daugiau nei vieną apsisukimą aplink Žemę. Priešingu atveju jis nebus užregistruotas kaip palydovas ir bus vadinamas raketiniu zondu, kuris matavimus atliko balistine trajektorija.

Palydovas laikomas aktyviu, jei jame yra radijo siųstuvai, blykstės lempos, teikiančios šviesos signalus, ir matavimo įranga. Pasyvūs dirbtiniai Žemės palydovai dažnai naudojami stebėjimams iš planetos paviršiaus atliekant tam tikras mokslines užduotis. Tarp jų yra oro balionų palydovai, kurių skersmuo siekia iki kelių dešimčių metrų.

Dirbtiniai Žemės palydovai skirstomi į taikomuosius ir mokslinius tyrimus, priklausomai nuo jų atliekamų užduočių. Moksliniai tyrimai skirti atlikti Žemės ir kosmoso tyrimus. Tai geodeziniai ir geofiziniai palydovai, astronominės orbitinės observatorijos ir kt. Taikomieji palydovai – tai ryšio palydovai, navigacijos palydovai Žemės ištekliams tirti, techniniai palydovai ir kt.

Dirbtiniai Žemės palydovai, sukurti žmonėms skraidyti, vadinami „pilotuojamais palydovais“. Subpoliarinėje arba poliarinėje orbitoje esantys palydovai vadinami poliariniais, o pusiaujo orbitoje – pusiaujo. Stacionarūs palydovai – tai į pusiaujo apskritą orbitą paleisti palydovai, kurių judėjimo kryptis sutampa su Žemės sukimu, jie kabo nejudėdami virš tam tikro planetos taško. Dalys, atskirtos nuo palydovų paleidimo į orbitą metu, pavyzdžiui, gaubtai, yra antriniai orbitiniai objektai. Jie dažnai vadinami palydovais, nors juda artimomis Žemės orbitomis ir pirmiausia tarnauja kaip stebėjimo objektai moksliniams tikslams.

Nuo 1957 iki 1962 m Kosminių objektų pavadinimuose buvo nurodyti paleidimo metai ir graikiškos abėcėlės raidė, atitinkanti paleidimo serijos numerį konkrečiais metais, taip pat arabiškas skaitmuo – objekto numeris, priklausomai nuo jo mokslinės reikšmės ar ryškumo. . Tačiau paleistų palydovų skaičius sparčiai augo, todėl nuo 1963 m. sausio 1 d. jie buvo pradėti žymėti pagal paleidimo metus, paleidimo numerį tais pačiais metais ir lotyniškos abėcėlės raidę.

Palydovai gali būti skirtingo dydžio, dizaino, svorio ir laive esančios įrangos sudėties, priklausomai nuo atliekamų užduočių. Beveik visų palydovų įrangą maitina išorinėje korpuso dalyje sumontuotos saulės baterijos.

AES į orbitą iškeliami naudojant automatiškai valdomas daugiapakopes raketas. Dirbtinių Žemės palydovų judėjimas priklauso nuo pasyvaus (planetos traukos, pasipriešinimo ir t. t.) ir aktyvaus (jei ant palydovo sumontuotos jėgos).

Įdomūs faktai apie dirbtinius Žemės palydovus pritraukia beveik kiekvieno žmogaus dėmesį, nes ši tema yra labai įdomi. Kosmoso amžius prasidėjo daugiau nei prieš pusę amžiaus ir per visą šį laiką susikaupė daug įdomios informacijos.

1. Pirmasis palydovas, patekęs į nežemišką erdvę, buvo vadinamas PS-1 arba paprasčiausiu palydovu. Jį į orbitą iškėlė raketa nešėja, paleista iš SSRS bandymų poligono, dabar vadinamo Baikonuru. Šis įvykis pažymėjo kosmoso tyrinėjimų pradžią.

   

2. PS-1 svoris apie 83 kg. Jis atrodė kaip rutulys, kurio skersmuo buvo 58 cm. Jame buvo keturios maždaug trijų metrų ilgio antenos, jos buvo naudojamos signalams perduoti. Praėjus 315 sekundžių po paleidimo, PS-1 išleido pirmuosius šaukinius, kurių visas pasaulis nekantriai laukė.

   

3. Pionierius orbitoje išbuvo 92 dienas. Per tą laiką jam pavyko įveikti 60 milijonų km, o tai prilygsta 1440 apsisukimų visame pasaulyje. Jo radijo siųstuvas galėjo veikti dvi savaites po paleidimo.

   

4. Pionieriaus Sergejaus Korolevo kūrėjas galėtų gauti Nobelio premiją, tačiau kadangi sovietmečiu viskas buvo įprasta, didžiojo mokslininko pasiekimas tapo „visos sovietų žmonių pergale“. Devynerius ilgus metus net nebuvo žinoma, kas gali padovanoti pasauliui tokį laimėjimą.

   

5. Pirmosios IS dėka buvo galima ištirti paviršinius jonosferos sluoksnius. Jis taip pat padėjo gauti informacijos apie įrangos eksploatavimo sąlygas, kurios buvo labai naudingos per kitus PS-1 sekėjų paleidimus.

   

6. To meto laikraščiai rašė, kad palydovą galima pamatyti danguje nenaudojant specialių prietaisų, tačiau taip nebuvo. Tai, ką visi pasirinko PS-1, buvo centrinis raketos blokas. Jis svėrė apie septynias tonas, buvo iškeltas į orbitą kartu su palydovu, tiksliau, ten paleido PS-1. Blokas „plaukė“ danguje, kol sudegė.

   

7. Šiandien apie 13 tūkstančių dirbtinių palydovų klaidžioja platybėse visame pasaulyje.. Jie labai naudingi, nes „moka daryti“ daug svarbių dalykų. Jų dėka palydoviniai telefonai gali veikti bet kurioje mūsų planetos vietoje, kaip ir palydovinės navigacijos sistemos; laivai atplaukia į uostą; Palydovinė televizija veikia. Dažnai, žiūrėdami garsiausių paieškos sistemų žemėlapį, susiduriame su „palydovo vaizdo“ skirtuku, kuris leidžia pamatyti bet kurios planetos dalies nuotraukas iš didelio aukščio.

   

8. Paleidimo modelis yra panašus į akmens metimą. Tiksliau, palydovą reikia mesti tokiu greičiu, kad jis pats galėtų suktis aplink planetą. Tokio įpurškimo parametrai yra: 8 km/s, ir tai turi būti daroma už atmosferos ribų. Priešingu atveju trintis su oru taps kliūtimi. Jei viskas pasiteisins, palydovas gyvens žemoje Žemės orbitoje be pašalinės pagalbos ir nesustodamas.

   

9. 2000-ųjų pradžioje garsiajame eBay aukcione buvo parduota PS-1 kopija.. Kai kurių ekspertų teigimu, sovietmečiu buvo sukurta apie 20 vienodų modelių, ant kurių buvo atliekami bandymai ir demonstravimas. Tikslus egzempliorių skaičius nežinomas, nes informacija buvo slapta, tačiau iki šiol daugelis muziejų teigia, kad jų kolekcijose yra PS-1 analogas.

   

10. Palydovų paleidimo istorijoje buvo tik vienas atvejis, kai palydovą sunaikino meteoritas.. Jis buvo įregistruotas 1993 m. Tai buvo Europos kosmoso agentūros Olympus IP.

    

11. Pirmasis GPS palydovas buvo paleistas 1978 m..

Erdvėlaiviai visa savo įvairove yra žmonijos pasididžiavimas ir rūpestis. Prieš jų sukūrimą buvo šimtmečių senumo mokslo ir technikos raidos istorija. Kosmoso amžius, leidęs žmonėms pažvelgti į pasaulį, kuriame jie gyvena iš šalies, pakėlė mus į naują išsivystymo lygį. Raketa kosmose šiandien – ne svajonė, o rūpestis aukštos kvalifikacijos specialistams, kurie susiduria su užduotimi tobulinti esamas technologijas. Kokie erdvėlaivių tipai išskiriami ir kuo jie skiriasi vienas nuo kito, bus aptariami straipsnyje.

Apibrėžimas

Erdvėlaivis yra bendras bet kurio įrenginio, skirto veikti kosmose, pavadinimas. Yra keletas jų klasifikavimo variantų. Paprasčiausiu atveju erdvėlaiviai skirstomi į pilotuojamus ir automatinius. Pirmieji savo ruožtu skirstomi į erdvėlaivius ir stotis. Skirtingi savo galimybėmis ir paskirtimi, jie iš esmės yra panašūs savo struktūra ir naudojama įranga.

Skrydžio ypatybės

Po paleidimo bet kuris erdvėlaivis pereina tris pagrindinius etapus: įterpimą į orbitą, patį skrydį ir nusileidimą. Pirmajame etape prietaisas sukuria greitį, reikalingą patekti į kosmosą. Norint patekti į orbitą, jo vertė turi būti 7,9 km/s. Visiškai įveikiant gravitaciją, reikia sukurti sekundę, lygią 11,2 km/s. Būtent taip raketa juda erdvėje, kai jos taikinys yra atokios Visatos sritys.

Išsilaisvinus nuo traukos, seka antrasis etapas. Orbitinio skrydžio metu erdvėlaiviai juda pagal inerciją, dėl jiems suteikto pagreičio. Galiausiai nusileidimo etapas apima laivo, palydovo ar stoties greičio sumažinimą beveik iki nulio.

"užpildymas"

Kiekvienas erdvėlaivis aprūpintas įranga, atitinkančia užduotis, kurioms jis skirtas. Tačiau pagrindinis neatitikimas yra susijęs su vadinamąja tiksline įranga, kuri reikalinga būtent duomenims gauti ir įvairiems moksliniams tyrimams. Kitu atveju erdvėlaivio įranga panaši. Tai apima šias sistemas:

• energijos tiekimas - dažniausiai saulės ar radioizotopų baterijos, cheminės baterijos, branduoliniai reaktoriai aprūpina erdvėlaivius reikiama energija;
• ryšys - atliekamas naudojant radijo bangų signalą dideliu atstumu nuo Žemės, ypač svarbus tampa tikslus antenos nukreipimas;
• gyvybės palaikymas - sistema būdinga pilotuojamiems erdvėlaiviams, jos dėka žmonėms tampa įmanoma likti laive;
• orientacija – kaip ir visi kiti laivai, kosminiai laivai yra aprūpinti įranga, leidžiančia nuolat nustatyti savo padėtį erdvėje;
• judėjimas – erdvėlaivių varikliai leidžia keisti skrydžio greitį, taip pat jo kryptį.

Klasifikacija

Vienas iš pagrindinių kriterijų skirstant erdvėlaivius į tipus yra jų galimybes lemiantis veikimo režimas. Remiantis šia funkcija, išskiriami įrenginiai:

• esantys geocentrinėje orbitoje arba dirbtiniai žemės palydovai;
• tie, kurių tikslas yra tyrinėti atokias kosmoso vietoves – automatines tarpplanetines stotis;
• naudojami žmonėms ar reikiamiems kroviniams pristatyti į mūsų planetos orbitą, jie vadinami erdvėlaiviais, gali būti automatiniai arba pilotuojami;
• sukurtas žmonėms ilgai išbūti erdvėje – tai yra;
• užsiima žmonių ir krovinių pristatymu iš orbitos į planetos paviršių, jie vadinami nusileidimu;
• tie, kurie gali tyrinėti planetą, esančią tiesiai ant jos paviršiaus ir judėti aplink ją, yra planetiniai roveriai.

Pažvelkime atidžiau į kai kuriuos tipus.

AES (dirbtiniai žemės palydovai)

Pirmieji į kosmosą paleisti įrenginiai buvo dirbtiniai Žemės palydovai. Dėl fizikos ir jos dėsnių bet kurio tokio įrenginio paleidimas į orbitą yra sudėtinga užduotis. Bet koks prietaisas turi įveikti planetos gravitaciją ir tada ant jos nenukristi. Norėdami tai padaryti, palydovas turi judėti greičiu arba šiek tiek greičiau. Virš mūsų planetos nustatyta sąlyginė apatinė galimos palydovo vietos riba (praeina 300 km aukštyje). Artimesnis išdėstymas lems gana greitą įrenginio lėtėjimą atmosferos sąlygomis.

Iš pradžių dirbtinius Žemės palydovus į orbitą galėjo nugabenti tik nešančiosios raketos. Tačiau fizika nestovi vietoje ir šiandien kuriami nauji metodai. Taigi vienas iš pastaruoju metu dažnai naudojamų metodų yra paleidimas iš kito palydovo. Planuojama pasinaudoti kitomis galimybėmis.

Aplink Žemę besisukančių erdvėlaivių orbitos gali būti skirtinguose aukščiuose. Natūralu, kad nuo to priklauso ir vienam ratui reikalingas laikas. Palydovai, kurių orbitos periodas lygus parai, dedami ant vadinamojo Tai laikomi vertingiausiais, nes ant jų esantys įrenginiai žemiškam stebėtojui atrodo nejudantys, o tai reiškia, kad nereikia kurti antenų sukimosi mechanizmų. .

AMS (automatinės tarpplanetinės stotys)

Mokslininkai gauna didžiulį kiekį informacijos apie įvairius Saulės sistemos objektus naudodami erdvėlaivius, išsiųstus už geocentrinės orbitos. AMS objektai yra planetos, asteroidai, kometos ir net galaktikos, kurias galima stebėti. Tokiems įrenginiams keliamos užduotys iš inžinierių ir tyrėjų reikalauja milžiniškų žinių ir pastangų. AWS misijos yra technologinės pažangos įkūnijimas ir tuo pat metu yra jos stimulas.

Pilotuojamas erdvėlaivis

Įrenginiai, sukurti žmonėms pristatyti į numatytą vietą ir grąžinti atgal, technologiniu požiūriu jokiu būdu nėra prastesni už aprašytus tipus. Šiam tipui priklauso „Vostok-1“, kuriuo skrido Jurijus Gagarinas.

Sunkiausia pilotuojamo erdvėlaivio kūrėjų užduotis – užtikrinti įgulos saugumą grįžtant į Žemę. Taip pat svarbi tokių įrenginių dalis yra avarinė gelbėjimo sistema, kurios gali prireikti laivui išleidžiant į kosmosą naudojant nešančiąją raketą.

Erdvėlaiviai, kaip ir visa astronautika, nuolat tobulinami. Pastaruoju metu žiniasklaidoje dažnai pasirodo pranešimai apie zondo „Rosetta“ ir nusileidimo aparato „Philae“ veiklą. Jie įkūnija visus naujausius laimėjimus kosminių laivų statybos, transporto priemonių judėjimo skaičiavimo ir pan. „Philae“ zondo nusileidimas ant kometos laikomas įvykiu, prilygstančiu Gagarino skrydžiui. Įdomiausia, kad tai nėra žmonijos galimybių vainikas. Mūsų vis dar laukia nauji atradimai ir pasiekimai tiek kosmoso tyrinėjimo, tiek struktūros atžvilgiu

Dirbtiniai Žemės palydovai

Priežiūra. Dirbtiniai Žemės palydovai yra erdvėlaiviai, paleisti į žemas Žemės orbitas. Palydovų orbitų forma priklauso nuo palydovo greičio ir atstumo nuo Žemės centro ir yra apskritimas arba elipsė. Be to, orbitos skiriasi nuolydžiu pusiaujo plokštumos atžvilgiu, taip pat sukimosi kryptimi. Palydovų orbitų formai įtakos turi Žemės gravitacinio lauko nesferiškumas, Mėnulio, Saulės ir kitų dangaus kūnų gravitaciniai laukai, taip pat aerodinaminės jėgos, atsirandančios palydovui judant viršutiniuose atmosferos sluoksniuose ir kt. priežasčių.

Palydovo orbitos formos pasirinkimas labai priklauso nuo jo paskirties ir atliekamų užduočių ypatybių.

Dirbtinio palydovo paskirtis. Pagal sprendžiamus uždavinius palydovai skirstomi į mokslinius, taikomuosius ir karinius.

Tyrimas AES naudojami tyrinėjant Žemę, dangaus kūnus ir kosmosą. Jų pagalba atliekami geofiziniai, astronominiai, geodeziniai, biologiniai ir kiti tyrimai. Tokių palydovų orbitos yra įvairios: nuo beveik žiedinės 200...300 km aukštyje iki pailgos elipsės, kurios apogėjaus aukštis siekia iki 500 tūkst. Tai palydovai „Prognoz“, „Electron“, „Proton“ ir kt., paleisti į orbitas tirti Saulės aktyvumo procesus ir jų įtaką Žemės magnetosferai, tirti kosminius spindulius ir viršgarsinės energijos dalelių sąveiką su medžiaga.

KAM taikomos AES apima ryšius (telekomunikacijas), meteorologinius, geodezinius, navigacinius, okeanografinius, geologinius, gelbėjimo ir paieškos ir kt.

Ypatingą reikšmę turi ryšių palydovai- „Molniya“ (2.5 pav.), „Vaivorykštė“, „Ekranas“, „Horizontas“, skirtas televizijos programoms retransliuoti ir tolimojo radijo ryšiui teikti. Jie naudoja elipsines sinchronines orbitas su dideliu ekscentriškumu. Norėdami nuolat bendrauti su regionu, turėtumėte turėti tris tokius palydovus. Raduga, Ekran ir Horizon palydovai taip pat turi apskritas pusiaujo geostacionarias orbitas, kurių aukštis yra 35 500–36 800 km, o tai užtikrina ryšį visą parą per antžeminių televizijos stočių „Orbita“ tinklą.

Visi šie palydovai turi dinaminį stabilizavimą Žemės ir Saulės atžvilgiu, todėl jie gali patikimai perduoti gaunamus signalus, taip pat nukreipti saulės baterijas (SB) į Saulę.

Ryžiai. 2.5. Prijungto dirbtinio Žemės palydovo „Molniya“ schema:

1 - orientacijos sistemos jutikliai; 2 - SB plokštės; 3 - radijo imtuvai ir siųstuvai;
4 - antenos; 5 - hidrazino cilindrai; 6 - orbitos korekcijos variklis; 7 - radiatoriai

Meteorologinis Meteorų tipo palydovai iškeliami į apskritas orbitas 900 km aukštyje. Jie fiksuoja atmosferos ir debesų būklę, apdoroja gautą informaciją ir perduoda Žemei (vieno apsisukimo metu palydovas apžvelgia iki 20 proc. Žemės rutulio ploto).

Geodezinis Palydoviniai palydovai skirti reljefo žemėlapiams sudaryti ir objektams ant žemės susieti, atsižvelgiant į jo reljefą. Tokių palydovų borto kompleksą sudaro: įranga, leidžianti tiksliai įrašyti jų padėtį erdvėje, palyginti su antžeminiais valdymo taškais, ir nustatyti atstumą tarp jų.

Navigacinė„Cicada“ ir „Hurricane“ tipo AES yra skirti pasaulinės navigacijos palydovų sistemoms „GLONASS“, „Cosmos-1000“ (Rusija), „Navstar“ (JAV) - teikti jūrų laivų, orlaivių ir kitų judančių navigaciją. objektų. Navigacijos ir radijo sistemų pagalba laivas ar orlaivis gali nustatyti savo padėtį kelių palydovų atžvilgiu (arba keliuose palydovo orbitos taškuose). Navigacijos palydovams pirmenybė teikiama poliarinėms orbitoms, nes jie dengia visą Žemės paviršių.

Karinis AES naudojami ryšiams palaikyti, kariuomenei valdyti, įvairių tipų žvalgybai (teritorijų stebėjimui, kariniams objektams, raketų paleidimams, laivų judėjimui ir kt.), taip pat orlaivių, raketų, laivų, povandeninių laivų navigacijai ir kt. .

Borto palydovų įranga. Palydove esančios įrangos sudėtis nustatoma pagal palydovo paskirtį.

Įrangoje gali būti įvairių stebėjimo prietaisų ir prietaisų. Šie įrenginiai, priklausomai nuo jų paskirties, gali veikti skirtingais fiziniais principais. Pavyzdžiui, palydove gali būti sumontuotas: optinis teleskopas, radijo teleskopas, lazerinis reflektorius, fotografinė įranga, veikianti matomajame ir infraraudonajame diapazone ir kt.

Stebėjimo rezultatams apdoroti ir juos analizuoti palydove gali būti įrengti sudėtingi informaciniai ir analitiniai kompleksai, naudojant kompiuterines technologijas ir kitas priemones. Laive gauta ir apdorota informacija, dažniausiai kodų forma, perduodama į Žemę naudojant specialias borto radijo sistemas, veikiančias įvairiuose radijo dažnių diapazonuose. Radijo komplekse gali būti kelios įvairaus tipo ir paskirties antenos (parabolinės, spiralinės, botaginės, raginės ir kt.).

Norint kontroliuoti palydovo judėjimą ir užtikrinti jo borto įrangos veikimą, palydove yra įrengtas borto valdymo kompleksas, kuris veikia autonomiškai (pagal laive esančias programas), taip pat pagal komandas, gaunamas iš palydovo. antžeminio valdymo kompleksas.

Elektros energija aprūpinti borto kompleksą, taip pat visus laive esančius prietaisus ir prietaisus, palydove sumontuotos saulės baterijos, surinktos iš puslaidininkinių elementų arba kuro cheminių elementų, arba atominės elektrinės.

Varomosios sistemos. Kai kurie palydovai turi varomąsias sistemas, naudojamas trajektorijos korekcijai arba sukimosi stabilizavimui. Taigi, siekiant pailginti žemos orbitos palydovų tarnavimo laiką, juose periodiškai įjungiami varikliai, perkeliantys palydovus į aukštesnę orbitą.

Palydovinės orientacijos sistema. Daugumoje palydovų naudojama orientavimo sistema, užtikrinanti fiksuotą ašių padėtį Žemės paviršiaus ar bet kokių dangaus objektų atžvilgiu (pavyzdžiui, tyrinėti kosminę erdvę teleskopais ir kitais instrumentais). Orientacija atliekama naudojant mikroraketinius variklius arba reaktyvinius purkštukus, esančius ant palydovo ar išsikišusių konstrukcijų (plokštių, santvarų ir kt.) paviršiaus. Norint stabilizuoti dirbtinius palydovus vidutinėje ir aukštoje orbitoje, reikia labai mažos traukos (0,01... 1 N).

Dizaino ypatybės. AES iškeliami į orbitą po specialiais gaubtais, kurie sugeria visas aerodinamines ir šilumines apkrovas. Todėl palydovo formą ir projektinius sprendimus lemia funkcinis įgyvendinamumas ir leistini matmenys. Paprastai dirbtiniai palydovai turi monoblokų, kelių blokų arba santvarų struktūras. Dalis įrangos dedama į termostatu uždaromus skyrius.

Automatinės tarpplanetinės stotys

Įvadas. Automatinės tarpplanetinės stotys (AIS) skirtos skrydžiams į Mėnulį ir Saulės sistemos planetas. Jų ypatumus lemia didelis veikimo atstumas nuo Žemės (iki išėjimo iš jos gravitacinio lauko veikimo sferos) ir skrydžio laikas (galima matuoti metais). Visa tai kelia ypatingus reikalavimus jų konstrukcijai, valdymui, maitinimo šaltiniui ir kt.

Bendras vaizdas ir tipinis AMS išdėstymas parodytas naudojant automatinės tarpplanetinės stoties „Vega“ pavyzdį (2.6 pav.)

Ryžiai. 2.6. Bendras automatinės tarpplanetinės stoties „Vega“ vaizdas:

1 - nusileidimo transporto priemonė; 2 - orbitinė transporto priemonė; 3 - saulės baterija; 4 - mokslinės įrangos blokai; 5 - žemos krypties antena; 6 - labai kryptinga antena

AMS skrydžiai prasidėjo 1959 metų sausį, kai į orbitą buvo paleistas sovietinis AMS Luna-1, kuris skrido į Mėnulį. Tų pačių metų rugsėjį „Luna 2“ pasiekė Mėnulio paviršių, o spalį „Luna 3“ nufotografavo nematomąją planetos pusę, perduodama šiuos vaizdus į Žemę.

1970–1976 m. Mėnulio dirvožemio pavyzdžiai buvo atgabenti iš Mėnulio į Žemę, o Lunokhods sėkmingai veikė Mėnulyje. Šie pasiekimai gerokai pralenkė amerikiečių Mėnulio tyrinėjimą automatinėmis transporto priemonėmis.

Kelios kosminių zondų, paleistų link Veneros (nuo 1961 m.) ir Marso (nuo 1962 m.), pagalba buvo gauti unikalūs duomenys apie šių planetų ir jų atmosferos sandarą bei parametrus. Dėl erdvėlaivių skrydžių buvo nustatyta, kad Veneros atmosferos slėgis yra didesnis nei 9 MPa (90 atm), o temperatūra - 475 ° C; buvo gauta planetos paviršiaus panorama. Šie duomenys buvo perduoti į Žemę naudojant sudėtingą kombinuotą struktūrą AMS, kurios viena iš dalių nusileido į paviršius planetos, o antroji, paleista į palydovo orbitą, gavo informaciją ir perdavė ją į Žemę. Panašūs sudėtingi tyrimai buvo atlikti ir Marse. Per tuos pačius metus iš Zond erdvėlaivio Žemėje buvo gauta daug mokslinės informacijos, kurioje buvo parengta daugybė tolesnių erdvėlaivių projektavimo sprendimų, įskaitant jiems sugrįžus į Žemę.

Ryžiai. 2.7. Erdvėlaivio „Vega“ skrydžio trajektorija į Veneros planetą ir Halio kometą

Amerikiečių erdvėlaivių „Ranger“, „Surveyor“, „Mariner“, „Viking“ skrydžiai tęsė Mėnulio, Veneros ir Marso tyrinėjimus („Mariner-9“ – pirmasis dirbtinis Marso palydovas, į orbitą pateko lapkričio 13 d. , 1971 m. po sėkmingo stabdymo manevro , 2.9 pav.), o zondai Pioneer, Voyager ir Galileo pasiekė tolimas Saulės sistemos planetas: Jupiterį, Saturną, Uraną, Neptūną, perduodami unikalius vaizdus ir duomenis apie šias planetas.

Ryžiai. 2.9 Mariner 9, pirmasis dirbtinis Marso palydovas, į orbitą įskrido 1971 m. lapkričio 13 d., sėkmingai atlikęs stabdymo manevrą:

1 - žemos krypties antena; 2 - manevruojantis variklis; 3 - kuro bakas (2 vnt.); 4 - prietaisas orientacijai į žvaigždę Canopus; 5 - cilindras varomosios sistemos slėgio sistemoje; 6 -terminės kontrolės sistemos žaliuzės; 7 - infraraudonųjų spindulių interferometras-spektrometras; 8 - televizijos kamera su mažu žiūrėjimo kampu;
9 - ultravioletinių spindulių spektrometras; 10 -TV kamera su plačiu žiūrėjimo kampu; 11 - infraraudonųjų spindulių radiometras; 12 - labai kryptinga antena; 13 - saulės gaudymo jutikliai (4 vnt.); 14 - saulės sekimo jutiklis; 15 - vidutinio stiprumo antena; 16 - saulės elementų skydelis (4 vnt.).

AMS orbitos. Erdvėlaiviams skrydžiams į Saulės sistemos planetas jiems turi būti suteiktas greitis, artimas antrajam kosminiam greičiui arba net jį viršijantis, o orbita įgauna parabolės arba hiperbolės formą. Artėjant prie paskirties planetos, AMS patenka į savo gravitacinio lauko zoną (gravisferą), kuri keičia orbitos formą. Taigi AWS trajektorija gali susidėti iš kelių sekcijų, kurių formą lemia dangaus mechanikos dėsniai.

AMS borto įranga. Planetoms tirti skirtame AWS, priklausomai nuo sprendžiamų užduočių, įrengiami įvairūs instrumentai ir prietaisai: televizijos kameros su mažu ir dideliu žiūrėjimo kampu, kameros ir fotopolarimetrai, ultravioletiniai spektrometrai ir infraraudonųjų spindulių interferometrai, magnetometrai, kosminių spindulių detektoriai. ir įkrautas daleles, matavimo prietaisų plazmos charakteristikas, teleskopus ir kt.

Numatytiems tyrimams atlikti vieni moksliniai instrumentai gali būti patalpinti AWS korpuse, kiti iš korpuso išimami santvarų ar strypų pagalba, montuojami ant skenavimo platformų ir pasukami jų ašių atžvilgiu.

Gautai ir apdorotai informacijai perduoti į Žemę AMS yra sumontuota speciali siuntimo ir priėmimo radijo įranga su labai kryptinga paraboline antena, taip pat borto valdymo kompleksas su skaičiavimo įrenginiu, generuojančiu prietaisų ir sistemų veikimo komandas. laive.

Norint aprūpinti borto valdymo kompleksą ir prietaisus elektra, AWS galima naudoti saulės baterijas arba branduolinius radioizotopinius termoelektrinius generatorius (reikalingus ilgalaikiams skrydžiams į tolimas planetas).

AMS dizaino ypatybės. AMS laikančioji konstrukcija dažniausiai turi lengvą santvarinį rėmą (platformą), ant kurio montuojama visa įranga, sistemos ir skyriai. Elektroninei ir kitai įrangai naudojami sandarūs skyriai su daugiasluoksne šilumos izoliacija ir šilumos valdymo sistema.

AWS turi būti aprūpinta trijų ašių orientavimo sistema su tam tikrų orientyrų sekimu (pavyzdžiui, Saulė, žvaigždė Canopus). AMS erdvinė orientacija ir trajektorijos koregavimo manevrai atliekami naudojant mikroraketinius variklius arba purkštukus, veikiančius karštomis arba šaltomis dujomis.

AMS gali turėti orbitinę manevrinę varomąją sistemą, kad būtų galima pakoreguoti trajektoriją arba perkelti AMS į planetos ar jos palydovo orbitą. Pastaruoju atveju AWS dizainas tampa žymiai sudėtingesnis, nes Norint nuleisti stotį ant planetų paviršiaus, reikia stabdyti. Tai atliekama naudojant stabdymo varomąją sistemą arba dėl planetos atmosferos (jei jos tankis yra pakankamas stabdymui, kaip ant Veneros). Stabdymo ir tūpimo metu konstrukcijai ir instrumentams atsiranda didelės apkrovos, todėl nusileidimo dalis dažniausiai yra atskirta nuo AMS, suteikiant jai atitinkamą stiprumą ir apsaugant nuo karščio ir kitų apkrovų.

Nusileidžiančioje erdvėlaivio dalyje gali būti įvairių tyrimų įrangos, priemonių jo judėjimui planetos paviršiumi (pavyzdžiui, Lunokhod erdvėlaivyje Luna-17) ir netgi į Žemę grįžtantį įrenginį su dirvožemio kapsule ( Erdvėlaivis Luna-16). Pastaruoju atveju grįžtančioje transporto priemonėje sumontuota papildoma varomoji sistema, užtikrinanti greitėjimą ir grįžtančios transporto priemonės trajektorijos korekciją.

Technologinės pažangos vystymasis vyksta tokiu tempu, kad iškiliausi mokslo pasiekimai greitai tampa įprastais ir nustoja stebinti.

Kosmoso tyrinėjimai nebuvo išimtis. Nuo pirmojo dirbtinio Žemės palydovo (RS-1) paleidimo mus skiria beveik 6 dešimtmečiai. Prisiminkime, kaip buvo. Sužinokime, kiek pažengė mokslas šioje srityje.

Kaip buvo

Iki praėjusio amžiaus 60-ųjų vidurio SSRS susikūrė galinga bendraminčių grupė, kuri užsiėmė praktine astronautika. Vadovavo grupei.

Pirmuosius žingsnius į kosmosą nuspręsta pradėti paleidus dirbtinį Žemės palydovą. Tuo pačiu metu buvo nustatytos šios užduotys:

• visų teorinių skaičiavimų tikrinimas;
• informacijos apie įrangos eksploatavimo sąlygas rinkimas;
• viršutinių jonosferos ir atmosferos sluoksnių tyrimas.

Atlikti reikiamą kiekį tyrimų 58 cm skersmens palydove buvo speciali įranga ir maitinimo šaltiniai. Norint palaikyti pastovią temperatūrą, jo vidinė ertmė buvo pripildyta azotu, kuris buvo varomas specialiais ventiliatoriais. Bendras pirmojo erdvėlaivio svoris buvo 83,6 kg. Jo sandarus korpusas buvo pagamintas iš specialaus aliuminio lydinio, o poliruotas paviršius buvo specialiai apdorotas.

Įrenginio paleidimo į orbitą metu prie kūno buvo prispaustos keturios antenos, kurių ilgis nuo 2,4 iki 2,9 m, sumontuotos ant išorinio palydovo paviršiaus.

Kaip raketų poligonas tapo kosmodromu

Tai buvo RS-1 palydovo paleidimas buvo nuspręsta panaudoti karinį poligoną Kazachstano dykumoje. Lemiamas veiksnys renkantis vietą buvo jos artumas pusiaujui. Tai leido maksimaliai išnaudoti Žemės sukimosi greitį paleidimo metu. O atokumas nuo Maskvos leido išlaikyti paslapties režimą.

Būtent Baikonūro kariniame poligone pirmą kartą atsivėrė kosminiai vartai ir buvo paleistas pirmasis dirbtinis žemės palydovas. „Sputnik-1“ paleistas 1957 metų spalio 4 dieną 22:28 Maskvos laiku. Per 92 darbo dienas žemoje Žemės orbitoje jis padarė apie pusantro tūkstančio apsisukimų aplink Žemę. Dvi savaites jo „pyyp-pyyp-pyyp“ signalus gaudavo ne tik misijos valdymo centre, bet ir radijo mėgėjai visame pasaulyje.

Kaip palydovas buvo pristatytas į orbitą

Paleisti pirmąjį sovietinį palydovą naudojo dviejų pakopų tarpžemyninę raketą R-7, kuris buvo sukurtas kaip vandenilinės bombos nešiklis.

Po tam tikrų jo konstrukcijos pakeitimų ir kelių bandymų tapo aišku, kad jis susidoros su užduotimi paleisti palydovą į tam tikrą orbitą.

Palydovas buvo pastatytas raketos viršūnėje. Jo paleidimas buvo vykdomas griežtai vertikaliai. Tada raketos ašis palaipsniui buvo nukrypta nuo vertikalės. Kai raketos greitis buvo artimas pabėgimo greičiui, pirmoji pakopa atsiskyrė. Tolimesnį raketos skrydį dabar užtikrino antroji pakopa, padidinusi jos greitį iki 18-20 tūkstančių km/val. Kai raketa pasiekė aukščiausią savo orbitos tašką, palydovas atsiskyrė nuo nešančiosios raketos.

Jo toliau judėjimas įvyko iš inercijos.

Fizinis palydovinio skrydžio pagrindas

Kad kūnas taptų dirbtiniu palydovu, turi būti įvykdytos dvi pagrindinės sąlygos:

• perduoti kūnui horizontalų 7,8 km/sek. greitį (pirmasis kosminis greitis), kad įveiktų žemės gravitaciją;
• perkeliant jį iš tankių atmosferos sluoksnių į labai išretėjusius, nesipriešinančius judėjimui.

Pasiekęs pabėgimo greitį, palydovas sukasi aplink planetą žiedine orbita.

Jei jo sukimosi laikotarpis yra 24 valandos, palydovas sukasi sinchroniškai su Žeme, tarsi skrisdamas virš tos pačios planetos srities. Tokia orbita vadinama geostacionaria, o jos spindulys, esant tam tikram įrenginio greičiui, turėtų būti šešis kartus didesnis už Žemės spindulį. Greičiui padidėjus iki 11,2 km/sek, orbita vis labiau pailgėja, virsta elipsė. Būtent į šią orbitą persikėlė pirmasis sovietinės kosmonautikos protas. Tuo pačiu metu Žemė buvo viename iš šios elipsės židinių. Didžiausias palydovo atstumas nuo Žemės buvo 900 km.

Tačiau judėjimo metu jis vis tiek pasinėrė į viršutinius atmosferos sluoksnius, sulėtėjo, palaipsniui artėdamas prie Žemės. Galų gale dėl oro pasipriešinimo tai įkaito ir sudegino tankiuose atmosferos sluoksniuose.

60 metų palydovų paleidimo istorija

Šio mažyčio sidabrinio rutulio paleidimas ir skrydis tokiu dideliu atstumu nuo Žemės buvo to laikotarpio sovietinio mokslo triumfas. Po to sekė dar keli paleidimai, kurie daugiausia buvo skirti kariniams tikslams. Jie atliko žvalgybos funkcijas ir buvo navigacijos ir ryšių sistemų dalis.

Koncertuoja šiuolaikiniai žvaigždėto dangaus darbuotojai didžiulis darbas žmonijos labui. Be gynybos tikslams skirtų palydovų, paklausa:

• Ryšių palydovai (kartotojai), užtikrina stabilų, nuo oro sąlygų nepriklausantį ryšį dideliame planetos plote.
• Navigacijos palydovai, padedantis nustatyti visų rūšių transporto koordinates ir greitį bei nustatyti tikslų laiką.
• Palydovai, leidžia fotografuoti žemės paviršiaus sritis.„Kosminės“ nuotraukos yra paklausios daugelio antžeminių tarnybų (miškininkai, ekologai, meteorologai ir kt.);
• „Mokslininkų“ palydovai yra platformos naujoms idėjoms ir technologijoms išbandyti, unikalios mokslinės informacijos gavimo įrankiai.

Erdvėlaivių gamyba, paleidimas ir priežiūra reikalauja milžiniškų išlaidų, todėl pradėjo atsirasti tarptautinių projektų. Vienas iš jų INMASART sistema, užtikrinti laivams atviroje jūroje stabilius ryšius. Jos dėka buvo išgelbėta daug laivų ir žmonių gyvybių.

Pažvelk į naktinį dangų

Naktį tarp deimantų išsibarsčiusių žvaigždžių galite pamatyti ryškius, nemirksinčius šviečiančius taškus. Jei jie, judėdami tiesia linija, per 5-10 minučių perskrenda per visą dangų, vadinasi, matėte palydovą. Plika akimi galima stebėti tik gana didelius, mažiausiai 600 m ilgio palydovus. Jie matomi tik tada, kai atspindi saulės šviesą.

Tokie objektai apima tarptautinė kosminė stotis (TKS). Galite pamatyti du kartus per vieną naktį. Pirmiausia iš pietrytinės dangaus dalies juda į šiaurės rytus. Maždaug po 8 valandų pasirodo šiaurės vakaruose ir išnyksta už pietrytinės horizonto dalies. Geriausias laikas jį stebėti yra birželis–liepa – valanda po saulėlydžio ir 40–60 minučių iki saulėtekio.

Stebėdami šviečiantį tašką savo žvilgsniu, prisiminkite, kiek pastangų ir žinių buvo įdėta į šį techninės minties stebuklą, kokios drąsos turi orbitinėje stotyje dirbantys žmonės.

Jei ši žinutė jums buvo naudinga, mielai jus pamatyčiau