::: Kaip valdyti erdvėlaivį: Instrukcijos „Sojuz“ serijos laivai, kuriems beveik prieš pusę amžiaus buvo žadėta ateitis Mėnulyje, niekada nepaliko Žemės orbitos, tačiau pelnė patikimiausio keleivinio kosminio transporto reputaciją. Pažvelkime į juos laivo vado akimis.
Erdvėlaivis Sojuz-TMA susideda iš prietaisų skyriaus (IAC), nusileidimo modulio (DA) ir apgyvendinimo skyriaus (CO), o SA užima centrinę laivo dalį. Kaip lėktuve kilimo ir kopimo metu mums liepiama prisisegti saugos diržus ir neišlipti iš savo vietų, kosmonautai taip pat privalo būti savo vietose, būti prisisegę ir nenusivilkti skafandrų laivo išleidimo į orbitą metu. ir manevras. Pasibaigus manevrui, įgulai, kurią sudaro laivo vadas, skrydžio inžinierius-1 ir skrydžio inžinierius-2, leidžiama nusivilkti skafandrus ir persikelti į gyvenamąsias patalpas, kur galima pavalgyti ir nueiti į tualetą. Skrydis į TKS trunka apie dvi paras, grįžimas į Žemę trunka 3-5 valandas. „Sojuz-TMA“ naudojama informacijos rodymo sistema „Neptune-ME“ (IDS) priklauso penktosios kartos IDS, skirtos Sojuz serijos laivams. Kaip žinoma, Sojuz-TMA modifikacija buvo sukurta specialiai skrydžiams į Tarptautinę kosminę stotį, o tai suponavo NASA astronautų, vilkinčių didesnius skafandrus, dalyvavimą. Kad astronautai galėtų patekti pro liuką, jungiantį buitinį įrenginį su nusileidimo moduliu, natūraliai reikėjo sumažinti konsolės gylį ir aukštį, išlaikant visą jos funkcionalumą. Problema buvo ir tai, kad kai kurių instrumentų komponentų, naudotų ankstesnėse SDI versijose, nebebuvo galima pagaminti dėl buvusios sovietinės ekonomikos žlugimo ir kai kurios gamybos nutraukimo. Sojuz-TMA mokymo kompleksas, esantis Kosmonautų mokymo centre, pavadintame. Gagarinas (Žvaigždžių miestas) apima nusileidžiančios transporto priemonės modelį ir aptarnavimo skyrių. Todėl visą SDI teko iš esmės pertvarkyti. Centrinis laivo SOI elementas buvo integruotas valdymo pultas, techninė įranga suderinama su IBM PC tipo kompiuteriu. Kosmoso nuotolinio valdymo pultas
Informacijos rodymo sistema (IDS) erdvėlaivyje Sojuz-TMA vadinama Neptune-ME. Šiuo metu yra naujesnė SOI versija, skirta vadinamajam skaitmeniniam Sojuz – Soyuz-TMA-M tipo laivams. Tačiau pokyčiai daugiausia palietė elektroninį sistemos turinį – visų pirma analoginė telemetrijos sistema buvo pakeista skaitmenine. Iš esmės „sąsajos“ tęstinumas buvo išsaugotas. 1. Integruotas valdymo pultas (InPU). Iš viso nusileidimo modulyje yra du įvesties elementai – vienas skirtas laivo vadui, antrasis – 1 skrydžio inžinieriui, sėdinčiam kairėje. 2. Skaitmeninė klaviatūra kodams įvesti (naršymui per InPU ekraną). 3. Žymeklio valdymo blokas (naudojamas naršyti InPU antriniame ekrane). 4. Elektroliuminescencinis ekranas, rodantis esamą sistemų būklę (TS). 5. RPV-1 ir RPV-2 - rankiniai sukamieji vožtuvai. Jie yra atsakingi už linijų užpildymą deguonimi iš balionų cilindrų, kurių vienas yra prietaisų skyriuje, o kitas - pačioje nusileidimo transporto priemonėje. 6. Elektropneumatinis vožtuvas deguonies tiekimui tūpimo metu. 7. Specialusis kosmonautų skydelis (SSC). Prisijungimo metu laivo vadas žiūri į doko uostą ir stebi laivo prisišvartavimą. Vaizdui perduoti naudojama veidrodžių sistema, maždaug tokia pati kaip povandeninio laivo periskope. 8. Judesio valdymo rankena (DRC). Su šia pagalba laivo vadas valdo variklius, kad suteiktų Sojuz-TMA linijinį (teigiamą arba neigiamą) pagreitį. 9. Naudodamas padėties valdymo svirtį (OCL), laivo vadas nustato Sojuz-TMA sukimąsi aplink masės centrą. 10. Šaldymo-džiovinimo įrenginys (HDA) pašalina iš laivo šilumą ir drėgmę, kuri dėl žmonių buvimo laive neišvengiamai kaupiasi ore. 11. Perjungimo jungikliai, skirti įjungti skafandrų ventiliaciją tūpimo metu. 12. Voltmetras. 13. Saugiklių dėžutė. 14. Mygtukas, skirtas paleisti laivo konservavimą po prisišvartavimo. „Sojuz-TMA“ resursas yra tik keturios dienos, todėl jis turi būti apsaugotas. Po prijungimo maitinimą ir ventiliaciją tiekia pati orbitinė stotis. Straipsnis publikuotas žurnale „Populiarioji mechanika“
„Sojuz“ serijos erdvėlaiviai, kuriems Mėnulio ateitis buvo žadėta beveik prieš pusę amžiaus, niekada nepaliko Žemės orbitos, tačiau pelnė patikimiausio keleivinio kosminio transporto reputaciją. Pažvelkime į juos laivo vado akimis
Erdvėlaivis Sojuz-TMA susideda iš prietaisų skyriaus (IAC), nusileidimo modulio (DA) ir apgyvendinimo skyriaus (CO), o SA užima centrinę laivo dalį. Kaip lėktuve kilimo ir kopimo metu mums liepiama prisisegti saugos diržus ir neišlipti iš savo vietų, kosmonautai taip pat privalo būti savo vietose, būti prisisegę ir nenusivilkti skafandrų laivo išleidimo į orbitą metu. ir manevras. Pasibaigus manevrui, įgulai, kurią sudaro laivo vadas, skrydžio inžinierius-1 ir skrydžio inžinierius-2, leidžiama nusivilkti skafandrus ir persikelti į gyvenamąsias patalpas, kur galima pavalgyti ir nueiti į tualetą. Skrydis į TKS trunka apie dvi paras, grįžimas į Žemę trunka 3-5 valandas.
„Sojuz-TMA“ naudojama informacijos rodymo sistema „Neptune-ME“ (IDS) priklauso penktosios kartos IDS, skirtos Sojuz serijos laivams.
Kaip žinoma, Sojuz-TMA modifikacija buvo sukurta specialiai skrydžiams į Tarptautinę kosminę stotį, o tai suponavo NASA astronautų, vilkinčių didesnius skafandrus, dalyvavimą.
Kad astronautai galėtų patekti pro liuką, jungiantį buitinį įrenginį su nusileidimo moduliu, natūraliai reikėjo sumažinti konsolės gylį ir aukštį, išlaikant visą jos funkcionalumą.
Problema buvo ir tai, kad kai kurių instrumentų komponentų, naudotų ankstesnėse SDI versijose, nebebuvo galima pagaminti dėl buvusios sovietinės ekonomikos žlugimo ir kai kurios gamybos nutraukimo.
Sojuz-TMA mokymo kompleksas, esantis Kosmonautų mokymo centre, pavadintame. Gagarinas (Žvaigždžių miestas) apima nusileidžiančios transporto priemonės modelį ir aptarnavimo skyrių.
Todėl visą SDI teko iš esmės pertvarkyti. Centrinis laivo SOI elementas buvo integruotas valdymo pultas, techninė įranga suderinama su IBM PC tipo kompiuteriu.
Kosmoso nuotolinio valdymo pultas
Informacijos rodymo sistema (IDS) erdvėlaivyje Sojuz-TMA vadinama Neptune-ME. Šiuo metu yra naujesnė SOI versija, skirta vadinamajam skaitmeniniam Sojuz – Soyuz-TMA-M tipo laivams. Tačiau pokyčiai daugiausia palietė elektroninį sistemos turinį – visų pirma analoginė telemetrijos sistema buvo pakeista skaitmenine. Iš esmės „sąsajos“ tęstinumas buvo išsaugotas.
1. Integruotas valdymo pultas (InPU). Iš viso nusileidimo modulyje yra du įvesties elementai – vienas skirtas laivo vadui, antrasis kairėje pusėje sėdinčiam 1 skrydžio inžinieriui.
2. Skaitmeninė klaviatūra kodams įvesti (naršymui per InPU ekraną).
3. Žymeklio valdymo blokas (naudojamas naršyti InPU antriniame ekrane).
4. Elektroliuminescencinis ekranas, rodantis esamą sistemų būklę (TS).
5. RPV-1 ir RPV-2 - rankiniai sukamieji vožtuvai. Jie yra atsakingi už linijų užpildymą deguonimi iš balionų cilindrų, kurių vienas yra prietaisų skyriuje, o kitas - pačioje nusileidimo transporto priemonėje.
6. Elektropneumatinis vožtuvas deguonies tiekimui tūpimo metu.
7. Specialusis kosmonautų skydelis (SSC). Prisijungimo metu laivo vadas žiūri į doko uostą ir stebi laivo prisišvartavimą. Vaizdui perduoti naudojama veidrodžių sistema, maždaug tokia pati kaip povandeninio laivo periskope.
8. Judesio valdymo rankena (DRC). Su šia pagalba laivo vadas valdo variklius, kad suteiktų Sojuz-TMA linijinį (teigiamą arba neigiamą) pagreitį.
9. Naudodamas padėties valdymo svirtį (OCL), laivo vadas nustato Sojuz-TMA sukimąsi aplink masės centrą.
10. Šaldymo-džiovinimo įrenginys (HDA) pašalina iš laivo šilumą ir drėgmę, kuri dėl žmonių buvimo laive neišvengiamai kaupiasi ore.
11. Perjungimo jungikliai, skirti įjungti skafandrų ventiliaciją tūpimo metu.
12. Voltmetras.
13. Saugiklių dėžutė.
14. Mygtukas, skirtas paleisti laivo konservavimą po prisišvartavimo. „Sojuz-TMA“ išteklius yra tik keturios dienos, todėl jis turi būti apsaugotas. Po prijungimo maitinimą ir ventiliaciją tiekia pati orbitinė stotis.
Skrydžiai daugkartinio naudojimo erdvėlaiviais ir kosminėmis stotimis tampa šiuolaikinio gyvenimo dalimi, kosmoso TRAVEL yra beveik prieinama. Ir dėl to sapnai apie juos tampa vis dažnesni. Tokio pobūdžio svajonė dažnai yra paprastas NORŲ IŠSIPILDYMAS, svajonė pamatyti pasaulį iš kito erdvės taško. Tačiau tai gali būti ir svajonė apie PAbėgimą, keliones ar paieškas. Akivaizdu, kad tokios svajonės supratimo raktas yra kelionės tikslas. Kitas būdas suprasti sapno prasmę yra susijęs su kelionės būdu. Ar buvote erdvėlaivyje ar kažkas jums pažįstamesnio (pvz., jūsų automobilis)?
Svajonė apie keliones kosmose yra gera medžiaga tyrimams. Galite svajoti, kad pasiklydote ir ko nors čiumpate dideliame vakuume.
Ar sapne tikrai norėjote būti kosmose, ar tiesiog ten atsidūrėte? Ar ten būdamas jautėtės saugus?
Labai trumpas laikas mus skiria nuo 1961 m. balandžio 12 d., kai legendinis Jurijaus Gagarino „Vostok“ šturmavo kosmosą ir ten jau buvo kelios dešimtys erdvėlaivių. Visi jie, nesvarbu, ar jie jau skrido, ar tik gimsta ant vatmano popieriaus lapų, daugeliu atžvilgių yra panašūs vienas į kitą. Tai leidžia kalbėti apie erdvėlaivį apskritai, kaip tiesiog kalbame apie automobilį ar lėktuvą, neturėdami omenyje konkrečios automobilio markės.
Tiek automobilis, tiek lėktuvas neapsieina be variklio, vairuotojo kabinos ir valdymo prietaisų. Erdvėlaivis taip pat turi panašių dalių.
Siųsdami žmogų į kosmosą dizaineriai rūpinasi saugiu jo grįžimu. Laivo nusileidimas į Žemę prasideda sumažėjus jo greičiui. Erdvinio stabdžio vaidmenį atlieka korekcinė stabdžių varomoji sistema. Jis taip pat naudojamas atliekant manevrus orbitoje. IN instrumentų skyrius išdėstyti maitinimo šaltiniai, radijo įranga, valdymo sistemos įrenginiai ir kita įranga. Kosmonautai keliauja iš orbitos į Žemę nusileidimas, arba kaip kartais vadinama, įgulos skyrius.
Be „privalomų“ dalių, erdvėlaiviai turi naujus blokus ir ištisus skyrius, jų dydžiai ir masės didėja. Taigi erdvėlaivis „Sojuz“ dabar turi antrą „kambarį“ - orbitos skyrius.Čia kelių dienų skrydžių metu astronautai ilsisi ir atlieka mokslinius eksperimentus. Pritvirtinimui erdvėje laivuose yra įrengtos specialios prijungimo taškai. Amerikiečių erdvėlaivis „Apollo“ neša mėnulio modulis - skyrius astronautams nusileisti Mėnulyje ir grąžinti juos atgal.
Su erdvėlaivio sandara susipažinsime pasitelkę sovietinio erdvėlaivio „Sojuz“, pakeitusio „Vostok“ ir „Voskhod“, pavyzdį. „Sojuz“ buvo atliktas manevravimas ir rankinis prijungimas erdvėje, sukurta pirmoji pasaulyje eksperimentinė kosminė stotis, du kosmonautai perkelti iš laivo į laivą. Šie laivai taip pat išbandė kontroliuojamą deorbitavimo sistemą ir daug daugiau.
IN prietaisų skyrius„Sojuz“ yra įsikūrę korekcinė stabdžių varomoji sistema, susidedantis iš dviejų variklių (sugedus vienam varikliui, įsijungia antrasis) ir orbitinį skrydį užtikrinančių instrumentų. Montuojamas už skyriaus ribų saulės baterijos, antenos ir sistemos radiatorius termoreguliacija.
Nusileidimo modulyje yra kėdės. Juos dėvi astronautai iškeldami erdvėlaivį į orbitą, manevruodami erdvėje ir nusileisdami į Žemę. Priešais astronautus yra erdvėlaivio valdymo pultas. Nusileidimo transporto priemonėje yra ir nusileidimo valdymo sistemos, ir radijo ryšio, gyvybės palaikymo, parašiutų ir kt. nusileidimo valdymo varikliai Ir minkšto tūpimo varikliai.
Iš nusileidimo modulio į erdviausią laivo skyrių veda apvalus liukas - orbitos. Jame yra darbo vietos astronautams ir vietos jiems pailsėti. Čia laivo gyventojai užsiima sportinėmis mankštomis.
Dabar galime pereiti prie išsamesnės istorijos apie erdvėlaivių sistemas.
Kosminė elektrinė
Orbitoje Sojuzas primena sklandantį paukštį. Tokį panašumą jai suteikia atvirų saulės baterijų „sparnai“. Norint valdyti erdvėlaivio instrumentus ir prietaisus, reikia elektros energijos. Saulės baterija įkrauna įmontuotus. cheminių baterijų laive. Net kai saulės baterija yra pavėsyje, laivo prietaisai ir mechanizmai nelieka be elektros, jie ją gauna iš baterijų.
Pastaruoju metu kai kurie erdvėlaiviai naudojo kuro elementus kaip energijos šaltinius. Šiuose neįprastuose galvaniniuose elementuose kuro cheminė energija nedeginant paverčiama elektros energija (žr. straipsnį „GOELRO planas ir energijos ateitis“). Kuras – vandenilis oksiduojamas deguonimi. Reakcijos metu susidaro elektros srovė ir vanduo. Tada šis vanduo gali būti naudojamas gerti. Kartu su dideliu efektyvumu tai yra didelis kuro elementų pranašumas. Kuro elementų energijos intensyvumas yra 4-5 kartus didesnis nei baterijų. Tačiau kuro elementai nėra be trūkumų. Rimčiausia iš jų – didelė masė.
Tas pats trūkumas vis dar neleidžia naudoti atominių baterijų astronautikoje. Apsaugojus įgulą nuo šių elektrinių radioaktyviosios spinduliuotės, laivas taps per sunkus.
Orientacinė sistema
Atsiskyręs nuo paskutinės nešančiosios raketos pakopos, laivas, greitai besiveržiantis iš inercijos, pradeda lėtai ir atsitiktinai suktis. Pabandykite šioje padėtyje nustatyti, kur yra Žemė ir kur yra „dangus“. Griūvančioje kajutėje astronautams sunku nustatyti laivo vietą, neįmanoma atlikti stebėjimų virš dangaus kūnų, o saulės baterijos veikimas tokioje padėtyje neįmanomas. Todėl laivas priverstas užimti tam tikrą vietą erdvėje – jos orientuotis. Atlikdami astronominius stebėjimus, jie sutelkia dėmesį į kai kurias ryškias žvaigždes – Saulę ar Mėnulį. Norint gauti srovę iš saulės baterijos, jos skydelis turi būti nukreiptas į Saulę. Dviejų laivų artėjimas reikalauja jų abipusės orientacijos. Taip pat manevrus galima pradėti tik orientuotoje padėtyje.
Erdvėlaivyje sumontuoti keli maži padėties valdymo privaikikliai. Įjungdami ir išjungdami juos tam tikra tvarka, astronautai sukasi laivą aplink bet kurią pasirinktą ašį.
Prisiminkime paprastą mokyklinį eksperimentą su vandens suktuku. Vandens srovių, besitaškančių iš skirtingomis kryptimis pakabinto, į skirtingas puses išlenkto vamzdžio galų, reaktyvioji jėga priverčia suktis ratuką. Tas pats vyksta ir su erdvėlaiviu. Jis puikiai pakabintas – laivas nesvarus. Norint pasukti laivą bet kurios ašies atžvilgiu, pakanka poros mikromotorių su priešingos krypties purkštukais.
Įjungiami tam tikra kombinacija, keli mažos traukos varikliai gali ne tik pasukti laivą pagal pageidavimą, bet ir suteikti jam papildomo pagreičio arba atitolinti nuo pradinės trajektorijos. Štai ką apie erdvėlaivio „Sojuz-9“ valdymą rašė pilotai-kosmonautai A.G.Nikolajevas ir V.I.: „Valdymo lazdele, įskaitant vieną ar kitą orientacinių variklių grupę, buvo galima pasukti laivą bet kuria kryptimi. , o naudojant optinius prietaisus, labai tiksliai orientuoti laivą Žemės atžvilgiu Dar didesnis tikslumas (iki kelių lanko minučių) buvo pasiektas, kai laivas buvo orientuotas į žvaigždes.
Erdvėlaivis „Sojuz-4“: 1 -
orbitos skyrius; 2 - nusileidimo transporto priemonė, kuria astronautai grįžta į Žemę; 3 -
saulės kolektorių
trumpos baterijos; 4 -
prietaisų ir surinkimo skyrius.
Tačiau „mažos traukos“ pakanka atlikti tik nedidelius manevrus. Dėl reikšmingų trajektorijos pokyčių reikia įtraukti galingą korekcinę varymo sistemą.
„Sojuz“ maršrutai driekiasi 200–300 km nuo Žemės paviršiaus. Ilgo skrydžio metu, net ir labai retoje atmosferoje, kuri egzistuoja tokiame aukštyje, laivas palaipsniui lėtėja ore ir leidžiasi žemyn. Jei nebus imtasi priemonių, Sojuzas į tankius atmosferos sluoksnius pateks gerokai anksčiau nei nurodytas laikas ne tik judant į aukštesnę orbitą Variklis įjungiamas artėjant laivams priplaukiant, taip pat atliekant įvairius manevrus orbitoje.
Erdvėlaivyje Sojuz yra ekrano-vakuuminės izoliacijos „kailis“.
Orientacija yra labai svarbi skrydžio į kosmosą dalis. Tačiau vien orientuoti laivą neužtenka. Jis vis dar turi būti laikomas šiose pareigose - stabilizuoti. Tai nėra taip paprasta padaryti nepalaikomoje erdvėje. Vienas iš paprasčiausių stabilizavimo būdų yra sukimosi stabilizavimas.Šiuo atveju naudojama besisukančių kūnų savybė išlaikyti sukimosi ašies kryptį ir priešintis jos pokyčiams. (Jūs visi matėte vaikišką žaislą – viršūnę, atkakliai atsisakiančią kristi, kol visiškai sustoja.) Šiuo principu veikiantys įrenginiai – giroskopai, yra plačiai naudojami erdvėlaivių judėjimo automatinėse valdymo sistemose (žr. straipsnius „Technologijos padeda vairuoti lėktuvus“ ir „Automatiniai mechanizmai padeda navigatoriams“). Besisukantis laivas yra tarsi masyvus giroskopas: jo sukimosi ašis praktiškai nekeičia savo padėties erdvėje. Kai saulės spinduliai atsitrenkia į saulės kolektorių statmenai jos paviršiui, baterija sukuria didžiausią elektros srovę. Todėl įkraunant baterijas saulės baterija turi „žiūrėti“ tiesiai į Saulę. Norėdami tai padaryti, laivas atlieka sukti. Pirmiausia astronautas, sukdamas laivą, ieško Saulės. Šviestuvo atsiradimas specialaus prietaiso skalės centre reiškia, kad laivas orientuotas teisingai. Dabar įsijungia mikrovarikliai, o laivas sukasi aplink laivo ir saulės ašį. Keisdami erdvėlaivio sukimosi ašies posvyrį, astronautai gali keisti baterijos apšvietimą ir taip reguliuoti iš jo gaunamos srovės stiprumą. Erdvėlaivio valdymas Sukimosi stabilizavimas nėra vienintelis būdas išlaikyti erdvėlaivio padėtį erdvėje. Atliekant kitas operacijas ir manevrus, laivas stabilizuojasi padėties valdymo sistemos variklių trauka. Tai daroma taip. Pirmiausia astronautai, įjungę atitinkamus mikrovariklius, pasuka laivą į norimą padėtį. Baigus orientaciją, giroskopai pradeda suktis valdymo sistemos. Jie „atsimena“ laivo padėtį. Kol erdvėlaivis lieka tam tikroje padėtyje, giroskopai yra „tylūs“, tai yra, jie neduoda signalų padėties valdymo varikliams. Tačiau su kiekvienu laivo posūkiu jo korpusas pasislenka giroskopų sukimosi ašių atžvilgiu. Tuo pačiu metu giroskopai suteikia varikliams reikiamas komandas. Mikrovarikliai įsijungia ir savo trauka grąžina laivą į pradinę padėtį.
Tačiau prieš „sukdamas vairą“ astronautas turi tiksliai įsivaizduoti, kur dabar yra jo laivas. Antžeminio transporto vairuotojas vadovaujasi įvairiais stacionariais objektais. Kosmose astronautai naršo pagal netoliese esančius dangaus kūnus ir tolimas žvaigždes.
Sojuz navigatorius visada mato Žemę priešais save erdvėlaivio valdymo skydelyje - navigacijos gaublys.Šios „Žemės“ niekada neuždengia debesų danga, kaip tikra planeta. Tai ne tik trimatis Žemės rutulio vaizdas. Skrydžio metu du elektros varikliai sukasi Žemės rutulį vienu metu aplink dvi ašis. Viena jų lygiagreti Žemės sukimosi ašiai, o kita – statmena erdvėlaivio orbitinei plokštumai. Pirmasis judesys modeliuoja kasdienį Žemės sukimąsi, o antrasis – laivo skrydį. Ant fiksuoto stiklo yra nedidelis kryžius, po kuriuo sumontuotas gaublys. Tai mūsų „erdvėlaivis“. Bet kuriuo metu astronautas, žvelgdamas į Žemės rutulio paviršių po kryželiu, mato, kuriame Žemės regione jis šiuo metu yra.
Į klausimą "Kur aš esu?" Astronautams, kaip ir jūreiviams, padeda seniai žinomas navigacijos įrenginys – sekstantas. Erdvinis sekstantas šiek tiek skiriasi nuo jūros sekstanto: jį galima naudoti laivo kabinoje, neįlipant į jo „denį“.
Kosmonautai mato tikrąją Žemę pro iliuminatorių ir kiaurai optinis taikiklisŠis prietaisas, sumontuotas viename iš langų, padeda nustatyti kampinę laivo padėtį Žemės atžvilgiu. Su jo pagalba Sojuz-9 įgula orientavosi pagal žvaigždes.
Ne karšta ir ne šalta
Aplink Žemę skriejantis laivas pasineria arba į akinančiai karštus Saulės spindulius, arba į šaltos kosminės nakties tamsą. O astronautai dirba su lengvais sportiniais kostiumais, nepatiria nei karščio, nei šalčio, nes salone nuolat palaikoma žmogui pažįstama kambario temperatūra. Tokiomis sąlygomis puikiai jaučiasi ir laivo instrumentai – juk žmogus juos sukūrė veikti normaliomis žemiškomis sąlygomis.
Erdvėlaivį šildo ne tik tiesioginiai saulės spinduliai. Maždaug pusė visos į Žemę patenkančios saulės šilumos atsispindi atgal į kosmosą. Šie atsispindėję spinduliai dar labiau kaitina laivą. Skyrių temperatūrai įtakos turi ir laivo viduje veikiantys prietaisai bei agregatai. Didžiąją dalį suvartojamos energijos jie nenaudoja pagal paskirtį, o išskiria ją šilumos pavidalu. Jei ši šiluma nebus pašalinta iš laivo, šiluma slėginiuose skyriuose greitai taps nepakeliama.
Pagrindiniai uždaviniai yra apsaugoti erdvėlaivį nuo išorinių šilumos srautų ir išmesti šilumos perteklių į kosmosą šiluminės kontrolės sistemos.
Prieš skrydį laivas aprengiamas kailiniais ekrano-vakuuminė izoliacija. Tokia izoliacija susideda iš daugybės besikeičiančių plonos metalizuotos plėvelės sluoksnių – ekranų, tarp kurių skrydžio metu susidaro vakuumas. Tai patikima kliūtis karštiems saulės spinduliams. Tarpuose tarp ekranų yra stiklo pluošto ar kitų akytų medžiagų sluoksniai.
Visos laivo dalys, kurios dėl vienokių ar kitokių priežasčių nėra uždengtos ekrano-vakuuminiu antklode, yra padengtos dangomis, galinčiomis atspindėti didžiąją dalį spinduliuotės energijos atgal į kosmosą. Pavyzdžiui, magnio oksidu padengti paviršiai sugeria tik ketvirtadalį ant jų patenkančios šilumos.
Ir vis dėlto, naudojant tik tokius pasyvus apsaugos priemonių, neįmanoma apsaugoti laivo nuo perkaitimo. Todėl pilotuojamiems erdvėlaiviams taikomi efektyvesni metodai. aktyvus termoreguliacijos priemonės.
Ant sandarių skyrių vidinių sienelių yra metalinių vamzdžių raizginys. Juose cirkuliuoja specialus skystis - aušinimo skystis. Montuojamas už laivo ribų radiatorius-šaldytuvas, kurio paviršius nepadengtas ekrano-vakuumine izoliacija. Prie jo prijungti aktyvios termoreguliacijos sistemos vamzdeliai. Skyriuje šildomas aušinimo skystis pumpuojamas į radiatorių, kuris „išmeta“ ir išspinduliuoja nereikalingą šilumą į kosmosą. Tada atvėsęs skystis grąžinamas į laivą, kad būtų galima pradėti iš naujo.
Šiltas oras yra lengvesnis už šaltą. Kai jis įkaista, jis kyla; nustumdamas šaltus, sunkesnius sluoksnius. Natūralus oro susimaišymas vyksta - konvekcija. Dėl šio reiškinio jūsų buto termometras, nesvarbu, kokiame kampe jį pastatysite, rodys beveik tą pačią temperatūrą.
Esant nulinei gravitacijai, toks maišymas yra neįmanomas. Todėl, norint tolygiai paskirstyti šilumą visame erdvėlaivio kabinos tūryje, joje būtina organizuoti priverstinę konvekciją naudojant įprastus ventiliatorius.
Kosmose kaip ir Žemėje
Žemėje mes negalvojame apie orą. Mes tiesiog tuo kvėpuojame. Erdvėje kvėpavimas tampa problema. Aplink laivą yra erdvės vakuumas ir tuštuma. Norėdami kvėpuoti, astronautai turi pasiimti oro atsargas iš Žemės.
Žmogus per dieną suvartoja apie 800 litrų deguonies. Jis gali būti laikomas laive cilindruose arba dujinėje būsenoje esant aukštam slėgiui, arba skystas. Tačiau 1 kg tokio skysčio į kosmosą „ištempia“ 2 kg metalo, iš kurio gaminami deguonies balionai, o suslėgtų dujų yra dar daugiau - iki 4 kg 1 kg deguonies.
Bet jūs galite apsieiti be cilindrų. Šiuo atveju į erdvėlaivį kraunamas ne grynas deguonis, o surištoje formoje jo turinčios cheminės medžiagos. Daug deguonies yra kai kurių šarminių metalų oksiduose ir druskose, gerai žinomame vandenilio perokside. Be to, oksidai turi dar vieną labai reikšmingą pranašumą: kartu su deguonies išsiskyrimu jie išvalo salono atmosferą, sugerdami žmonėms kenksmingas dujas.
Žmogaus kūnas nuolat vartoja deguonį, gamindamas anglies dioksidą, anglies monoksidą, vandens garus ir daugybę kitų medžiagų. Anglies monoksidas ir anglies dioksidas, susikaupę uždarame laivo skyrių tūryje, gali sukelti astronautų apsinuodijimą. Kabinos oras nuolat praleidžiamas per indus su šarminių metalų oksidais. Tokiu atveju įvyksta cheminė reakcija: išsiskiria deguonis, absorbuojamos kenksmingos priemaišos. Pavyzdžiui, 1 kg ličio superoksido yra 610 g deguonies ir gali sugerti 560 g anglies dioksido. Aktyvuota anglis, išbandyta pirmosiose dujokaukėse, taip pat naudojama orui valyti sandariose kabinose.
Be deguonies, astronautai skrydžio metu pasiima vandens ir maisto atsargas. Įprastas vandentiekio vanduo laikomas patvariose talpyklose, pagamintose iš plastikinės plėvelės. Kad vanduo nesugestų ir neprarastų skonio, į jį dedama nedidelis kiekis specialių medžiagų – vadinamųjų konservantų. Taigi, 1 mg joninio sidabro, ištirpinto 10 litrų vandens, jį išlaiko gerti šešis mėnesius.
Iš vandens rezervuaro tęsiasi vamzdis. Jis baigiasi kandikliu su fiksavimo įtaisu. Astronautas paima kandiklį į burną, paspaudžia fiksavimo įtaiso mygtuką ir įsiurbia vandenį. Tai vienintelis būdas gerti kosmose. Esant nulinei gravitacijai, vanduo išslysta iš atvirų indų ir, suskaidytas į mažus kamuoliukus, plūduriuoja aplink saloną.
Vietoj košės tyrelių, kurias pasiėmė pirmieji kosmonautai, „Sojuz“ įgula valgo įprastą „žemišką“ maistą. Laive yra net miniatiūrinė virtuvėlė, kurioje šildomi jau paruošti pietūs.
Nuotraukose prieš paleidimą apsirengę Jurijus Gagarinas, Germanas Titovas ir kiti kosmoso pionieriai. skafandrai, besišypsantys veidai žiūri į mus pro stiklą šalmai. Ir dabar žmogus negali išeiti į kosmosą ar į kitos planetos paviršių be skafandro. Todėl skafandrų sistemos nuolat tobulinamos.
Skafandras dažnai lyginamas su sandaria kabina, sumažinta iki žmogaus kūno dydžio. Ir teisingai. Skafandras yra ne vienas kostiumas, o keli, apsirengę vienas ant kito. Karščiui atsparūs viršutiniai drabužiai nudažyti baltai, kuri gerai atspindi šilumos spindulius. Po viršutiniais drabužiais yra kostiumas iš ekrano-vakuuminės termoizoliacijos, o po juo – daugiasluoksnis apvalkalas. Tai užtikrina, kad kostiumas būtų visiškai sandarus.
Kas yra dėvėjęs gumines pirštines ar batus, žino, koks nepatogus yra kostiumas, nepraleidžiantis oro. Tačiau astronautai tokių nepatogumų nepatiria. Nuo jų žmogų gelbsti skafandro vėdinimo sistema. Pirštinės, batai ir šalmas užbaigia astronauto, vykstančio į kosmosą, „aprangą“. Šalmo iliuminatorius aprūpintas šviesos filtru, kuris apsaugo akis nuo akinančios saulės šviesos.
Astronautas ant nugaros turi kuprinę. Jame yra deguonies tiekimas kelioms valandoms ir oro valymo sistema. Kuprinė lanksčiomis žarnomis sujungta su skafandru. Ryšio laidai ir saugos lynas – atrama – jungia astronautą su laivu. Mažas reaktyvinis variklis padeda astronautui „plaukti“ erdvėje. Šį pistoleto formos dujinį variklį naudojo amerikiečių astronautai.
Laivas plaukia toliau. Tačiau astronautai nesijaučia vieniši. Šimtai nematomų gijų jungia juos su gimtąja Žeme.
