Zgodovina vesoljskih poletov. Poleti Gemini

11. april 2017 admin

Že od nekdaj si je človeštvo prizadevalo razumeti skrivnosti vesolja. A. Nočno nebo, posejano s skrivnostnimi zvezdami, je že od nekdaj vzbujalo radovednost in navdih. In najbolj radovedni so se odpravili odkriti skrivnost zvezdnih teles. Najti pot do zvezd je bila glavna naloga.

Sanje o zvezdah

Kljub razvijajočemu se znanstvenemu in tehnološkemu napredku polet v bližnji prihodnosti ni izvedljiv. Znanje, ki ga človeštvo trenutno premore, še ne zadostuje za » raziskovati prostranstva vesolja" Tudi iznajdba avtomatskega vesoljskega plovila in njegova izstrelitev ne bosta prinesla užitka, ki ga lahko človeku zagotovi osebni polet do zvezd.

In vendar, ali obstajajo načini, da človeštvo odpotuje v skrite svetove? Mnogi znanstveniki so razmišljali o tej temi in prišli do zaključka, da teoretično obstaja več možnosti za izvedbo te ideje.

Nebeška skrinja

Sky Ark je zvezdna ladja za potovanje v vesolje. Let na taki "generacijski ladji" lahko traja desetine ali stotine let, saj je njena hitrost nekajkrat manjša od hitrosti svetlobe. To pomeni, da mora biti ladja popolnoma opremljena z viri in posadko prilagojeno samooskrbi.

Morda bo delovala kot zvezdna ladja z zaprtim ekosistemom v notranjosti. V votlini bodo ustvarjena cela mesta za bivanje vesoljskih pionirjev. Med letom na takem planetu se bo zamenjalo več generacij. In možno je, da bo prebivalstvo ladje popolnoma izgubilo zanimanje za namen potovanja. Možno je tudi, da bi bil tak planet na poti do drugih zvezd zlahka pred superhitro ladjo prihodnosti, razvito z uporabo najnovejših tehnologij.

Tragedija tovrstnega projekta je v tem, da pošiljanje takšne ekspedicije obsodi veliko število ljudi brez njihove privolitve na zaprtje na ladji za nedoločen čas. Izjemoma bo nastopila le prva generacija astronavtov, saj bodo na polet brez roka odšli prostovoljno.

Verjetno bo prihodnji generaciji uspelo zgraditi vesoljsko ladjo, ki bo lahko delovala več tisoč let. Teoretični načrt za raziskovanje vesolja z uporabo ogromne vesoljske postaje je že izdelan. Ta projekt je razvila skupina ameriških znanstvenikov pod poveljstvom Gerard O'Neill.

Spanje uma

Glavni razlog, zakaj trenutno še niso bila ustvarjena vesoljska plovila, ki bi lahko prenesla lete na velike razdalje, je, da je izdelava materialov, iz katerih so sestavljene strukture raketoplana, zelo draga. Če prištejemo še stroške vzdrževanja in servisiranja posadke med letom, bodo stroški gromozanski.

Znatne prihranke sredstev, potrebnih za vzdrževanje obstoja posadke med leti na dolge razdalje, je mogoče doseči s tako napredno tehnologijo, kot je suspendirana animacija.

Anabioza je stanje telesa, v katerem so vitalne funkcije upočasnjene do te mere, da so brez vidnih manifestacij.

V primeru uspešnega poskusa upočasnitve metabolizma z uvedbo stanja zaustavljene animacije bo astronavt zaspal in se zbudil na končni destinaciji.

Postavitev ekipe v začasno animacijo bo zmanjšala količino življenjskega prostora. Ker bodo koristne snovi astronavtu dovajane skozi IV, za shranjevanje zalog hrane ne bo potrebno veliko prostora. Rešen bo tudi problem prostočasnih dejavnosti. Da bi človeka izvlekli iz mirovanja, bo dovolj ustvariti ugodne temperaturne pogoje.

V teoriji je verjetnost, da se astronavti varno potopijo v začasno animacijo, veliko večja od verjetnosti, da zgradijo »ladjo generacij«. V naravi je na primer veliko organizmov, ki padejo v mirovanje, da bi preživeli v neugodnih življenjskih razmerah.

Po nepotrjenih poročilih lahko sibirski močerad prezimuje do 100 let.

Glavna ovira, ki stoji na poti do uvajanja osebe v suspendirano animacijo, je tvorba kristalov. Kristali začnejo nastajati v kateri koli živi celici človeškega telesa, ko jih zamrznemo. Ti kristali imajo ostre robove, ki poškodujejo celične stene in povzročijo, da celice odmrejo. Vendar pa tudi za to težavo obstaja rešitev. Leta 1810 je znanstvenik Humphry Davy odkril pojav klatratni hidrati.

Klatratni hidrati je eno od stanj vodnega ledu. Ko so zamrznjene, postanejo klatratne mreže manj trdne kot ledeni kristali. So bolj ohlapni in njihovi obrazi nimajo ostrih robov.

Strokovnjaki verjamejo, da je potopitev v klatratno anabiozo mogoče doseči z vdihavanjem posebne snovi s strani osebe, ki bo znižala temperaturo človeškega telesa. Na žalost trenutno ni dovolj pogojev za nastanek takšne snovi in njeno eksperimentiranje na ljudeh.

Tudi če si predstavljamo, da bo možno na pot poslati »zamrznjene« astronavte, postane jasno, da se bodo popotniki vrnili v popolnoma nepoznan svet. Lahko rečemo, da bo to enosmerno potovanje.

Transportni žarek

Morda je najbolj neverjetna možnost za premagovanje vesolja teleportacija. V bistvu je dogodek, kot je teleportacija, pogosto opisan v znanstvenofantastični literaturi. Zanimanje za ta pojav obstaja tudi v znanstveni skupnosti in med raziskovalci nenormalnih pojavov.

Teleportacija ali kot jo običajno imenujemo ničelni transport je trenutno premikanje materialnega predmeta v prostoru in času.

Treba je opozoriti, da se dejstva trenutnega gibanja predmeta v "prostorsko-časovnem kontinuumu" zabeležijo in zgodijo. Očitno zato zanimanje za to temo ne zbledi.

Predpostavlja se, da se med teleportacijo transportirani predmet "razbije" na najmanjše delce in nato "združi" na končnem cilju.

Obstaja veliko različic teleportacije, ki pojasnjujejo, kako pride do gibanja v prostoru in času. A vse to je le v teoriji.

Trenutno znanstveno združenje nima dovolj informacij, ki bi lahko potrdile katero od teorij.

Zvezdniška osebnost

O temi vesoljskih potovanj je razmišljal tudi v svoji knjigi “ Pot življenja. Med včeraj in jutri» kozmonavt in prof Konstantin Petrovič Feoktistov.

Verjel je, da je mogoče najti način potovanja v vesolju brez sodelovanja materialnega telesa. Lahko si predstavljamo posebej izumljenega posameznika, iz katerega bo mogoče izključiti njegovo »osebnost« kot paket informacij. Toda za prenos tega paketa informacij na velike razdalje morate najprej načrtovati in namestiti oddajne in sprejemne postaje. Za to bo treba zgraditi ogromne antene in oddajnike z velikansko močjo.

Dostava in namestitev takšnih postaj lahko traja več deset ali sto tisoč let. Kljub temu je to možnost povsem mogoče izvesti.

Znanstvenik tudi ne izključuje možnosti ustvarjanja "umetne inteligence" - osebe, katere duša bo lahko zapustila materialno telo in se preselila iz ene zvezde v drugo.

Najpomembnejša ovira za uresničitev te možnosti so moralni in etični standardi. Navsezadnje je pri ustvarjanju takšnega kiborškega človeka potrebno oblikovati njegovo individualnost. Človekova individualnost se oblikuje pod vplivom družbe in okolja, ki ga obdaja. Ni meril za človeško osebnost.

»Ali je dovoljeno ustvariti takšno bitje? Ali imamo pravico do tega? Kakšne življenjske spodbude mu lahko ponudimo?« — kozmonavt Feoktistov je razpravljal o tej temi. Odgovorov na ta vprašanja žal še ni.

Tako ali drugače glavni umi znanstvene skupnosti še naprej razmišljajo o temi človeške kolonizacije vesolja. In rad bi verjel, da bodo vsaj naši zanamci imeli možnost izvedeti odgovor na glavno vprašanje.« Ali obstajajo druge civilizacije v naši Galaksiji?»

Želja po raziskovanju sveta, ki ga obdaja, je od nekdaj tekla v krvi človeštva. Od Amerike do skrajnih koncev osončja, od polov do Jupitrovega satelita, ljudje najdejo in beležijo nove kraje, jih postavljajo na zemljevid sveta, razvijajo in uporabljajo za svoje namene. Toda za raziskovanje planetov sončnega sistema, pa tudi ogromna vesoljska prostranstva, je treba vzpostaviti vesoljske lete. Seveda to zahteva ladje, ki so sposobne v nekaj sekundah varno premagati več sto kilometrov vesolja ter prevažati potnike in tovor. Težav je veliko: od enkratne uporabe raket do visokih stroškov tehnologije. A s tem so se soočile vse sfere naenkrat, od avtomobilizma do letalstva, zato bo brez dvoma naslednja meja prostor.

Razvijalec vesoljskega plovila s posadko CST-100 Starliner je svojo prvo poskusno izstrelitev na Mednarodno vesoljsko postajo (ISS) preložil za tri mesece. Po poročanju tiskovne agencije Reuters, ki se sklicuje na vire blizu tega projekta, je bil testni polet vesoljskega plovila s posadko s posadko prestavljen na isto obdobje.

Vsebina članka

VESOLJSKI POLET s ČLOVEKO. Vesoljski polet s posadko je gibanje ljudi v letalu izven Zemljine atmosfere v orbiti okoli Zemlje ali po tirnici med Zemljo in drugimi nebesnimi telesi z namenom raziskovanja vesolja ali izvajanja poskusov. V Sovjetski zvezi so vesoljske popotnike imenovali kozmonavti; v ZDA jih imenujejo astronavti.

GLAVNE ZNAČILNOSTI ZASNOVE IN DELOVANJA

Zasnova, izstrelitev in delovanje vesoljskih plovil s posadko, imenovanih vesoljska plovila, so veliko bolj zapleteni kot plovila brez posadke. Poleg pogonskega sistema, sistemov za vodenje, napajanja in drugih, ki so na voljo na avtomatskih vesoljskih plovilih, so za vesoljska plovila s posadko potrebni dodatni sistemi – vzdrževanje življenja, ročno krmiljenje leta, bivalni prostori za posadko in posebna oprema – za zagotovitev, da posadka lahko ostane v prostoru in opraviti potrebno delo. S pomočjo sistema za vzdrževanje življenja so znotraj ladje ustvarjeni pogoji, podobni tistim na Zemlji: atmosfera, sveža voda za pitje, hrana, odlaganje odpadkov ter udoben režim toplote in vlažnosti. Prostori za posadko zahtevajo posebno postavitev in opremo, ker ladja vzdržuje breztežnostno okolje, v katerem gravitacija ne zadržuje predmetov na mestu kot na Zemlji. Vsi predmeti na vesoljskem plovilu se med seboj privlačijo, zato je treba zagotoviti posebne pritrdilne naprave in skrbno premisliti pravila za ravnanje s tekočinami, od hrane, vode do odpadkov.

Da bi zagotovili varnost ljudi, morajo biti vsi sistemi QC zelo zanesljivi. Običajno je vsak sistem podvojen ali izveden v obliki dveh enakih podsistemov, tako da okvara enega od njiju ne ogroža življenja posadke. Elektronska oprema ladje je izvedena v obliki dveh ali več sklopov ali neodvisnih sklopov elektronskih enot (modularna redundanca) za zagotavljanje varne vrnitve posadke v primeru najbolj nepredvidenih izrednih razmer.

OSNOVNI SISTEMI VESOLJSKIH POLETOV S PLOVILO

Za izvedbo dolgega leta vesoljskega plovila zunaj atmosfere in varno vrnitev na Zemljo so potrebni trije glavni sistemi: 1) dovolj močna raketa za izstrelitev vesoljskega plovila v orbito okoli Zemlje ali pot leta do drugih nebesnih teles; 2) toplotna zaščita ladje pred aerodinamičnim segrevanjem med vrnitvijo na Zemljo; 3) sistem vodenja in nadzora za zagotavljanje želene poti ladje.

PRVI LETI

"Vzhod".

Po izstrelitvi prvega satelita je Sovjetska zveza začela razvijati program vesoljskih poletov s posadko. Sovjetska vlada je posredovala skope podatke o načrtovanih letih. Malokdo na Zahodu je ta poročila jemal resno, dokler leta Jurija Gagarina niso objavili leta 12. aprila 1961, kmalu po tem, ko je obkrožil svet in se vrnil na Zemljo.

Gagarin je poletel na vesoljskem plovilu Vostok-1 - sferični kapsuli s premerom 2,3 m, ki je bila nameščena na tristopenjski raketi A-1 (ustvarjeni na osnovi SS-6 ICBM), podobni tisti ki je v orbito izstrelil Sputnik-1. Azbestni tekstolit je bil uporabljen kot toplotno zaščitni material. Gagarin je letel v katapultnem sedežu, ki naj bi se sprožil v primeru okvare nosilne rakete.

Ladja Vostok-2 (G. S. Titov, 6.–7. avgust 1961) je naredila 17 obhodov okoli Zemlje (25,3 ure); sledila sta ji dva poleta ladij dvojčkov. Vostok-3 (A.G. Nikolaev, 11.–15. avgust 1962) in Vostok-4 (P.R. Popovich, 12.–15. avgust 1962) sta letela 5,0 km drug od drugega v skoraj vzporednih orbitah. Vostok-5 (V.F. Bykovsky, 14.–19. junij 1963) in Vostok-6 (V.V. Tereškova, prva ženska v vesolju, 16.–19. junij 1963) sta ponovila prejšnji let.

"Merkur".

Avgusta 1958 je predsednik D. Eisenhower odgovornost za polete s posadko zaupal novoustanovljeni Nacionalni upravi za aeronavtiko in vesolje (NASA), ki je za prvi program letenja s posadko izbrala projekt balistične kapsule Mercury. Dva 15-minutna suborbitalna poleta astronavtov sta bila izvedena v kapsuli, ki jo je izstrelila balistična raketa srednjega dosega Redstone. A. Shepard in V. Grissom sta te polete opravila 5. maja in 21. julija v kapsulah tipa Mercury, imenovanih Freedom 7 in Liberty Bell 7. Oba poleta sta bila uspešna, čeprav je okvara povzročila, da je pokrov lopute Liberty Bell 7 predčasno odpihnil, zaradi česar se je Grissom skoraj utopil.

Po teh dveh uspešnih suborbitalnih letih Mercury-Redstone je NASA izvedla štiri orbitalne polete vesoljskega plovila Mercury, ki ga je nosila močnejša ICBM Atlas. Prva dva leta v tri orbite (J. Glenn, Friendship 7, 20. februar 1962; in M. Carpenter, Aurora 7, 24. maj 1962) sta trajala približno 4,9 ure. Tretji let (W. Schirra, Sigma -7"). , 3. oktober 1962) je trajal 6 orbit (9,2 ure), četrti (Cooper, "Faith-7", 15.–16. maj 1963) pa 34,3 ure (22,9 orbite). S temi leti je bilo pridobljenih veliko dragocenih informacij, vključno z ugotovitvijo, da morajo biti člani posadke piloti in ne le potniki. Več manjših okvar, ki so se pojavile med letom, v odsotnosti strokovnjaka na krovu, bi lahko povzročilo predčasno prekinitev leta ali odpoved ladje.

ODLOČITEV O ODHODU NA LUNO

Mercury se je še vedno pripravljal na svoj prvi polet, vodstvo in strokovnjaki Nase pa so načrtovali prihodnje vesoljske programe. Leta 1960 so objavili načrte za izgradnjo trisedežnega vesoljskega plovila Apollo, ki bi lahko v Zemljini orbiti opravljalo lete s posadko do dva tedna, v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja pa letel okoli Lune.

Toda zaradi političnih razlogov je bilo treba program Apollo korenito spremeniti še pred koncem faze načrtovanja leta 1961. Gagarinov let je naredil velik vtis po vsem svetu in Sovjetski zvezi dal prednost v vesoljski tekmi. Predsednik John Kennedy je svojim svetovalcem naročil, naj identificirajo področja vesoljske dejavnosti, na katerih bi lahko ZDA presegle Sovjetsko zvezo.

Odločeno je bilo, da bo imel samo en projekt - pristanek človeka na Luni - večji pomen kot Gagarinov let. Ta polet je očitno presegal takratne zmožnosti obeh držav, vendar so ameriški strokovnjaki in vojska menili, da je težavo mogoče rešiti, če se vsa industrijska moč države usmeri v dosego takega cilja. Poleg tega so Kennedyjeve svetovalce prepričevali, da imajo ZDA nekatere ključne tehnologije, s katerimi bi lahko izvedli polet. Te tehnologije so vključevale sistem za vodenje balističnih izstrelkov Polaris, tehnologijo kriogenih izstrelkov in bogate izkušnje pri obsežnih projektih. Iz teh razlogov, kljub dejstvu, da so imele ZDA takrat le 15 minut izkušenj z vesoljskimi poleti s posadko, je Kennedy 25. maja 1961 kongresu sporočil, da so si ZDA za cilj zadale polet s posadko na Luno v naslednjih deset let.

Zaradi razlik v političnih sistemih Sovjetska zveza Kennedyjeve izjave sprva ni vzela resno. Sovjetski premier N. S. Hruščov je na vesoljski program gledal predvsem kot na pomemben propagandni vir, čeprav kvalifikacije in entuziazem sovjetskih inženirjev in znanstvenikov niso bili nič manjši od tistih njihovih ameriških tekmecev. Šele 3. avgusta 1964 je Centralni komite CPSU odobril načrt za let človeške posadke okoli Lune. Ločen program pristanka na Luni je bil odobren 25. decembra 1964 – več kot tri leta za ZDA.

PRIPRAVE NA LET NA LUNO

Srečanje v lunarni orbiti.

Za dosego Kennedyjevega cilja, da človek poleti na Luno in nazaj, so morali vodstvo in strokovnjaki Nase izbrati način za izvedbo takega poleta. Skupina idejnih načrtovalcev je obravnavala dve možnosti - neposreden let s površja Zemlje na površje Lune in polet z vmesnim pristajanjem v nizki zemeljski orbiti. Direkten let bi zahteval razvoj ogromne rakete, pogojno imenovane Nova, ki bi izstrelila lunarni pristajalnik na direktno pot leta do Lune. Vmesno pristajanje v zemeljski orbiti bi zahtevalo izstrelitev dveh manjših raket (Saturn V) - ene za izstrelitev vesoljskega plovila v zemeljsko orbito in druge za polnjenje goriva pred poletom iz orbite proti Luni.

Obe možnosti sta predvidevali pristanek 18-metrskega vesoljskega plovila neposredno na Luni. Ker so vodstvo in strokovnjaki Nase menili, da je ta naloga preveč tvegana, so v letih 1961–1962 razvili tretjo možnost - s srečanjem v lunarni orbiti. Pri tem približevanju je raketa Saturn V v orbito izstrelila dve manjši vesoljski plovili: glavno enoto, ki naj bi ponesla tri astronavte v lunino orbito in nazaj, ter dvostopenjsko lunarno kabino, ki naj bi iz orbite popeljala dva od njih. na lunino površino in nazaj, da se srečajo in priklopijo na glavni blok, ki ostane v lunini orbiti. Ta možnost je bila izbrana konec leta 1962.

Projekt Gemini.

NASA je med programom Gemini testirala različne tehnike združevanja in združevanja za uporabo v lunarni orbiti, serijo vse bolj zapletenih misij v vesoljskih plovilih za dve osebi, opremljenih za srečanje s tarčo (raketa brez posadke) v nizki Zemlji orbita. Vesoljsko plovilo Gemini je bilo sestavljeno iz treh strukturnih blokov: spustnega modula (prostor za posadko), zasnovan za dva astronavta in spominja na kapsulo Mercury, zavornega pogonskega sistema in agregatnega prostora, v katerem so bili viri energije in rezervoarji za gorivo. Ker naj bi Gemini izstrelili z raketo Titan 2, ki je uporabljala manj eksplozivno gorivo kot raketa Atlas, ladja ni imela sistema za izhod v sili, ki ga ima Mercury. V nujnih primerih je bilo reševanje posadke zagotovljeno z katapultnimi sedeži.

Ladja "Voskhod".

Še preden so se začeli poleti Geminija, pa je Sovjetska zveza izvedla dva precej tvegana poleta. Ker se Hruščov ni želel odpovedati prednostni nalogi izstrelitve prvega večsedežnega vesoljskega plovila v ZDA, je odredil nujno pripravo trisedežnega vesoljskega plovila Voskhod-1 za polet. Po naročilu Hruščova so sovjetski konstruktorji Vostok predelali tako, da je lahko prevažal tri kozmonavte. Inženirji so opustili katapultne sedeže, ki so rešili posadko v primeru neuspešne izstrelitve, in postavili osrednji sedež nekoliko pred druga dva. Vesoljsko plovilo Voskhod-1 s posadko, ki so jo sestavljali V. M. Komarov, K. P. Feoktistov in B. B. Egorov (prvi zdravnik v vesolju) je 12. in 13. oktobra 1964 opravilo 16-orbitalni let.

Sovjetska zveza je izvedla še en prednostni let na Voshodu 2 (18.–19. marec 1965), pri katerem je bil levi sedež odstranjen, da bi naredili prostor za napihljivo zračno zaporo. Medtem ko je P. I. Belyaev ostal znotraj ladje, je A. A. Leonov zapustil ladjo skozi to zračno zaporo za 20 minut in postal prva oseba, ki je izvedla vesoljski sprehod.

Leti po programu Gemini.

Projekt Gemini lahko razdelimo na tri glavne faze: razvojni testi letenja, dolgotrajni let in let s srečanjem in pristajanjem s ciljno ladjo. Prva stopnja se je začela s poletoma brez posadke Gemini 1 in 2 (8. april 1964 in 19. januar 1965) ter trikrožnim poletom W. Grissoma in J. Younga na Gemini 3 (23. marec 1965). Na letih Gemini 4 (J. McDivitt in E. White ml., 3.–7. junij 1965), 5 (L. Cooper in C. Conrad ml., 21.–29. avgust 1965) in 7 (F. Bormann in J. . Lovell Jr., 4.–18. december 1965) je raziskal možnost dolgoročnega bivanja ljudi v vesolju s postopnim povečanjem trajanja leta na dva tedna - največje trajanje leta na Luno v okviru programa Apollo. Poleti Geminija 6 (W. Schirra in T. Stafford, 15.–16. december 1965), 8 (N. Armstrong in D. Scott, 16. marec 1966), 9 (T. Stafford in Y. Cernan, 3.–6. junij) 1966), 10 (J. Young in M. Collins, 18.–21. julij 1966), 11 (C. Conrad in R. Gordon ml., 12.–15. september 1966) in 12 (J. Lovell in E. Aldrin - Jr., 11.–15. november 1966) so bili prvotno načrtovani za pristajanje s ciljno ladjo Agena.

Zasebni neuspeh je Naso prisilil, da se je lotila enega najbolj dramatičnih orbitalnih poskusov v šestdesetih letih. Ko je raketa Agena, ciljna ladja za Gemini 6, eksplodirala ob izstrelitvi 25. oktobra 1965, je ostala brez tarče. Potem se je vodstvo Nase odločilo, da namesto tega izvede srečanje v vesolju med vesoljskima ploviloma Gemini. Po tem načrtu je bilo treba najprej izstreliti Gemini 7 (na njegovem dvotedenskem letu), nato pa po hitrem popravilu izstrelitvene ploščadi še Gemini 6. Med skupnim letom je bil posnet barvit film, ki prikazuje približevanje ladje, dokler se ne dotaknejo skupnega manevriranja.

Gemini 8 se je spojil s ciljno ladjo Agena. To je bilo prvo uspešno združevanje dveh ladij v orbiti, vendar je bil let prekinjen manj kot 24 ur pozneje, ko se eden od motorjev za nadzor položaja ni uspel izklopiti, kar je povzročilo, da se je ladja tako hitro vrtela, da je posadka skoraj izgubila nadzor nad situacijo. . Vendar sta N. Armstrong in D. Scott s pomočjo zavornega motorja ponovno prevzela nadzor in izvedla zasilno plavljenje v Tihem oceanu.

Ko njeni tarči Agena ni uspelo vstopiti v orbito, se je Gemini 9 poskušal združiti z nadgrajenim priklopnim sklopom (priklopna tarča Agena je bila nameščena na majhnem satelitu, ki ga je izstrelila raketa Atlas). Ker pa se oklep, uporabljen med vstavljanjem, ni odprl, ga ni bilo mogoče odvreči, zaradi česar je priklop nemogoč. V zadnjih treh poletih se je sonda Gemini uspešno spojila s svojimi cilji.

Med poletom Gemini 4 je E. White postal prvi Američan, ki je opravil vesoljski sprehod. Poznejši vesoljski sprehodi (Y. Cernan, M. Collins, R. Gordon in E. Aldrin, Gemini 9–12) so pokazali, da morajo astronavti skrbno upoštevati in nadzorovati svoje gibanje. Zaradi breztežnosti ni sile trenja, ki daje oporno točko; celo samo stanje postane težka naloga. Program Gemini je testiral tudi novo opremo (kot so gorivne celice za pridobivanje elektrike iz kemijske reakcije med vodikom in kisikom), ki je pozneje igrala pomembno vlogo v programu Apollo.

"Daina-Sor" in MOL.

Medtem ko je NASA nadaljevala s projektoma Mercury in Gemini, so ameriške zračne sile sledile vesoljskemu letalu X-20 Dynasor in orbitalnemu laboratoriju s posadko MOL kot delu večjega programa vesoljskih plovil s posadko. Ti projekti so bili na koncu preklicani (ne zaradi tehničnih razlogov, ampak zaradi spreminjajočih se zahtev za vesoljske polete).

POLET NA LUNO

Glavni blok vesoljskega plovila Apollo.

Tako kot pri vesoljskih plovilih Mercury in Gemini je prostor za posadko Apolla stožčaste oblike z ablativnim toplotnim ščitom. Padala in pristajalna oprema se nahajajo v nosu stožca. Trije astronavti sedijo drug poleg drugega na posebnih stolih, pritrjenih na dno kapsule. Pred njimi je nadzorna plošča. Na vrhu stožca je majhen tunel do izhodne lopute. Na nasprotni strani je priklopni zatič, ki se prilega v priklopno luknjo lunarne kabine in ju tesno potegne skupaj, tako da lahko kremplji zagotovijo tesno povezavo med obema ladjama. Na samem vrhu ladje je nameščen sistem za reševanje v sili (močnejši kot na raketi Redstone), s pomočjo katerega je mogoče prostor za posadko v primeru nesreče pri izstrelitvi odpeljati na varno razdaljo.

27. januarja 1967 je med simuliranim odštevanjem pred prvim poletom s posadko prišlo do požara, v katerem so umrli trije astronavti (W. Grissom, E. White in R. Chaffee).

Glavne spremembe v zasnovi prostora za posadko po požaru so bile naslednje: 1) uvedene so bile omejitve glede uporabe vnetljivih materialov; 2) sestava atmosfere v prostoru je bila pred izstrelitvijo spremenjena v mešanico 60% kisika in 40% dušika (v zraku je v normalnih pogojih 20% kisika in 80% dušika), po izstrelitvi je bila kabina prečiščena, in atmosfera v njem je bila nadomeščena s čistim kisikom pri znižanem tlaku (posadka je v skafandrih ves čas uporabljala čisti kisik); 3) dodana je bila hitro odpirajoča se loputa za izhod v sili, ki je posadki omogočila, da zapusti ladjo v manj kot 30 sekundah.

Prostor za posadko je povezan s cilindričnim motornim prostorom, ki vsebuje pogonski sistem (PS), motorje sistema za nadzor položaja (SO) in sistem napajanja (SPS). Pogonski sistem sestavljajo pogonski raketni motor, dva para rezervoarjev za gorivo in oksidant. Ta motor naj bi se uporabljal za upočasnitev ladje ob vstopu v lunino orbito in pospeševanje vrnitve na Zemljo; poleg tega je vključen za popravke vmesne poti leta. CO vam omogoča nadzor položaja ladje in manevriranje med pristajanjem. PDS oskrbuje ladjo z elektriko in vodo (ki nastane s kemično reakcijo med vodikom in kisikom v gorivnih celicah).

Lunarna kabina.

Medtem ko je glavno telo vesoljskega plovila zasnovano za ponovni vstop, je lunarna kabina zasnovana samo za let v brezzračnem prostoru. Ker na Luni ni atmosfere in je gravitacijski pospešek na njeni površini šestkrat manjši kot na Zemlji, zahtevata pristanek in vzlet na Luni bistveno manj energije kot na Zemlji.

Pristajalna stopnja lunarne kabine ima obliko osmerokotnika, znotraj katerega so štirje rezervoarji za gorivo in motor z nastavljivim potiskom. Štiri teleskopske opornice podvozja se končajo s podporami v obliki diska, ki preprečujejo, da bi kabina padla v lunarni prah. Za blaženje udarcev med pristajanjem so oporniki podvozja napolnjeni z jedrom iz aluminijevega satja, ki ga je mogoče drobiti. Eksperimentalna oprema je nameščena v posebnih predelih med regali.

Vzletna stopnja je opremljena z majhnim motorjem in dvema rezervoarjema za gorivo. Zaradi dejstva, da so preobremenitve, ki jih doživljajo astronavti, relativno majhne (ena lunarna g ko motor teče in približno pet g med pristajanjem) in človeške noge dobro absorbirajo zmerne udarne obremenitve, oblikovalci lunarne kabine niso namestili stolov za astronavte. Astronavti stojijo v kabini blizu oken in imajo dober pogled; zato ni bilo potrebe po velikih in težkih oknih. Okna lunarne kabine so nekoliko večja od velikosti človeškega obraza.

Nosilna raketa Saturn 5.

Vesoljsko plovilo Apollo je izstrelila raketa Saturn 5, največja in najmočnejša med tistimi, ki so jih uspešno preizkusili med letom. Zgrajena je na podlagi projekta, ki ga je razvila skupina V. von Brauna v Direktoratu za balistične rakete ameriške vojske v Huntsvillu (Alabama). Izdelane in letele so bile tri modifikacije rakete - Saturn 1, Saturn 1B in Saturn 5. Prvi dve raketi sta bili izdelani za preizkušanje več motorjev, ki delujejo skupaj v vesolju, in za eksperimentalne izstrelitve vesoljskega plovila Apollo (enega brez posadke in enega s posadko) v Zemljino orbito.

Najmočnejša med njimi, nosilna raketa Saturn 5, ima tri stopnje S-IC, S-II in S-IVB ter instrumentni prostor, na katerega je pritrjeno vesoljsko plovilo Apollo. Prvo stopnjo S-IC poganja pet motorjev F-1, ki delujejo na tekoči kisik in kerozin. Vsak motor med izstrelitvijo razvije potisk 6,67 MN. Druga stopnja S-II ima pet kisik-vodikovih motorjev J-2 s potiskom po 1 MN; tretja stopnja S-IVB ima en tak motor. Oddelek za instrumente vsebuje opremo sistema za vodenje, ki zagotavlja navigacijo in nadzor letenja do oddelka Apollo.

Splošni diagram letenja.

S kozmodroma so izstrelili vesoljsko plovilo Apollo. Kennedyja, ki se nahaja na otoku. Merritt (Florida). Lunarna kabina je bila nameščena v posebnem ohišju nad tretjo stopnjo rakete Saturn 5, glavni blok pa je bil pritrjen na vrh ohišja. Tri stopnje rakete Saturn so vesoljsko plovilo izstrelile v nizko zemeljsko orbito, kjer je posadka preverila vse sisteme v treh orbitah, preden je znova vžgala motorje tretje stopnje, da bi plovilo postavila na pot leta do Lune. Kmalu po izklopu motorjev tretje stopnje je posadka odklopila glavno enoto, jo razmestila in priklopila na lunino kabino. Po tem je bila kombinacija glavnega bloka in lunarne kabine ločena od tretje stopnje in ladja je v naslednjih 60 urah poletela proti Luni.

V bližini Lune je kombinacija glavnega bloka in lunarne kabine opisala pot, ki je spominjala na osmico. Medtem ko so bili nad oddaljeno stranjo Lune, so astronavti vklopili pogonski motor glavne enote, da so zavirali in prenesli vesoljsko plovilo v lunino orbito. Naslednji dan sta se dva astronavta preselila v lunarno kabino in se začela nežno spuščati na površje Lune. Najprej naprava leti s pristajalnimi nogami naprej, motor pristajalne stopnje pa upočasni njeno gibanje. Ko se približa pristajalnemu mestu, se kabina obrne navpično (pristajalne opornice navzdol), tako da lahko astronavti vidijo površino Lune in ročno nadzorujejo postopek pristanka.

Za raziskovanje Lune so morali astronavti v vesoljskih skafandrih sprostiti tlak v kabini, odpreti loputo in se spustiti na površje po lestvi, nameščeni na sprednjem podvozju. Njihovi skafandri so zagotavljali avtonomno življenjsko aktivnost in komunikacijo na površini do 8 ur.

Po končanih raziskavah so se kozmonavti povzpeli na vzletno stopnjo in se od pristajalne stopnje vrnili v lunino orbito. Nato so se morali približati in združiti z glavnim blokom, zapustiti vzletno stopnjo in se pridružiti tretjemu kozmonavtu, ki jih je čakal v prostoru za posadko. Med zadnjim obhodom so s skrajne strani Lune vklopili pogonski motor, da bi dokončali osmico in se vrnili na Zemljo. Povratna pot (prav tako je trajala približno 60 ur) se je končala z ognjenim prehodom skozi zemeljsko atmosfero, gladkim spustom s padalom in pljuskom v Tihem oceanu.

Pripravljalni leti.

Izjemna težavnost pristanka na Luni je prisilila Naso, da je pred prvim pristankom izvedla serijo štirih predhodnih poletov. Poleg tega je NASA sprejela dva zelo tvegana koraka, ki sta omogočila pristanek leta 1969. Prvi je bila odločitev o izvedbi dveh testnih poletov (9. novembra 1967 in 8. aprila 1968) rakete Saturn V kot testa splošne sprejemljivosti. Namesto da bi izvajali ločene sprejemne lete za vsako stopnjo, so Nasini inženirji preizkusili tri stopnje hkrati s predelanim vesoljskim plovilom Apollo.

Drug tvegan podvig je bil posledica zamud pri izdelavi lunarne kabine. Prvi polet s posadko glavnega bloka vesoljskega plovila Apollo (Apollo 7, W. Schirra, D. Eisele in W. Cunningham, 11.–22. oktober 1968), ki ga je raketa Saturn-1B izstrelila v nizko Zemljino orbito, je pokazal da je glavni blok pripravljen za polet na luno. Nato je bilo treba preizkusiti glavno enoto z lunarno kabino v nizki zemeljski orbiti. Toda zaradi zamud pri izdelavi lunarne kabine in govoric, da bi Sovjetska zveza morda poskušala poslati človeka okoli Lune in zmagati v vesoljski tekmi, se je vodstvo Nase odločilo, da Apollo 8 (F. Borman, J. Lovell in W. Anders, 21.–27. december 1968) bo poletel na Luno v glavnem bloku, preživel en dan v lunarni orbiti in se nato vrnil na Zemljo. Let je bil uspešen; Posadka je na božični večer poslala na Zemljo spektakularna video poročila iz lunine orbite.

Med poletom Apolla 9 (J. McDivitt, D. Scott in R. Schweickart, 3.–13. marec 1969) sta bili glavna enota in lunarna kabina testirani v nizki zemeljski orbiti. Polet Apolla 10 (T. Stafford, J. Young in Y. Cernan, 18.–26. maj 1969) je potekal po skoraj popolnem programu, z izjemo pristanka v lunarni kabini.

Po Vostoku so sovjetski znanstveniki in inženirji ustvarili Sojuz, vesoljsko plovilo, ki po kompleksnosti in zmogljivosti zavzema vmesni položaj med Gemini in Apollo. Spustni predel se nahaja nad agregatnim prostorom, nad njim pa gospodinjski prostor. Med izstrelitvijo ali spuščanjem so lahko v spuščalnem prostoru dva ali trije astronavti. Pogonski sistem, napajalni in komunikacijski sistemi so nameščeni v montažnem prostoru. Sojuz je v orbito izstrelila nosilna raketa A-2, ki je bila razvita za zamenjavo nosilne rakete A-1, s katero je bilo izstreljeno vesoljsko plovilo Vostok.

Po prvotnem načrtu za polet okoli Lune s posadko naj bi najprej izstrelili zgornjo stopnjo Sojuz-B brez posadke, nato pa še štiri tovorne ladje Sojuz-A, ki bi jo oskrbele z gorivom. Po tem je bil oddelek za spuščanje Sojuza-A s posadko treh ljudi spojen z zgornjo stopnjo in odšel proti Luni. Namesto tega precej zapletenega načrta so se sčasoma odločili uporabiti močnejšo raketo Proton za izstrelitev modificiranega Sojuza, imenovanega Zond, na Luno. Izvedena sta bila dva poleta brez posadke na Luno (»Zond« 5 in 6, 15.–21. september in 10.–17. november 1968), ki sta vključevala vrnitev vozil na Zemljo, a nenačrtovano izstrelitev »Zonda« januarja 8 je bil neuspešen (eksplodirala je druga stopnja nosilne rakete).

Vzorec leta na Luno je bil približno enak kot v programu Apollo. Trisedežno vesoljsko plovilo Sojuz in enosedežni spuščajoči modul naj bi na pot leta do Lune izstrelila nosilna raketa N-1, ki je imela nekoliko večjo velikost in moč kot Saturn-5. Poseben pogonski sistem naj bi upočasnil snop za prehod v lunino orbito in zagotovil zaviranje spuščajočega se vozila. Končno stopnjo pristanka je spuščajoče vozilo izvedlo samostojno. Šibka točka tega projekta je bila, da je imel lunarni modul en motor, ki je služil tako za spuščanje kot za vzlet (rezervoarji za gorivo za vsako stopnjo so bili ločeni), zato je položaj astronavtov postal brezupen v primeru okvare motorja med spust. Po kratkem bivanju na luninem površju sta se astronavta vrnila v lunino orbito in se pridružila svojemu tovarišu. Vrnitev na Zemljo v vesoljskem plovilu Sojuz je bila podobna tistemu, ki je bil opisan zgoraj za vesoljsko plovilo Apollo.

Vendar težave - tako z vesoljskim plovilom Sojuz kot z nosilcem N-1 - Sovjetski zvezi niso dovolile, da bi uresničila program pristanka človeka na Luni. Prvi let vesoljskega plovila Soyuz (V.M. Komarov, 23.–24. april 1967) se je končal s smrtjo astronavta. Med poletom Sojuza-1 so se pojavile težave s sončnimi kolektorji in orientacijskim sistemom, zato je bilo odločeno, da se let prekine. Po sprva normalnem spustu se je kapsula začela prevrniti in se zapletla v vrvi zavornega padala, spuščajoče vozilo je z veliko hitrostjo treščilo v tla in Komarov je umrl.

Po 18-mesečnem premoru so se izstrelitve v okviru programa Sojuz nadaljevale s poleti vesoljskih plovil Sojuz-2 (brez posadke, 25.–28. oktober 1968) in Sojuz-3. (G. T. Beregovoi, 26.–30. oktober 1968). Beregovoi je izvedel manevre in se približal vesoljskemu plovilu Soyuz-2 na razdaljo 200 m med leti Soyuz-4 (V.A. Shatalov, 14.–17. januar 1969) in Soyuz-5. (B.V. Volynov, E.V. Khrunov in A.S. Eliseev, 15.–18. januar 1969) je bil dosežen nadaljnji napredek; Khrunov in Eliseev sta se po pristajanju ladij prenesla na Sojuz-4 skozi vesolje. (Priklopni mehanizem sovjetskih ladij ni omogočal neposrednega prestopanja z ladje na ladjo.)

Poleg tega je prišlo do močnega rivalstva med različnimi oblikovalskimi biroji, kar je številnim nadarjenim znanstvenikom in inženirjem preprečilo ne samo delo na luninem programu, ampak celo uporabo potrebne opreme. Posledično je bila prva stopnja rakete N-1 opremljena s 30 motorji (24 po obodu in 6 v sredini) srednje moči in ne s petimi velikimi motorji, kot na prvi stopnji rakete Saturn 5 ( taki motorji so bili na voljo v državi), stopnje pa pred poletom niso bile podvržene požarnemu testiranju. Prva raketa N-1, izstreljena 20. februarja 1969, je zagorela 55 sekund po izstrelitvi in padla 50 km od izstrelišča. Druga raketa N-1 je eksplodirala na izstrelitveni ploščadi 3. julija 1969.

Odprave na Luno.

Uspeh pripravljalnih poletov za program Apollo (Apollo 7–10) je vesoljskemu plovilu Apollo 11 (N. Armstrong, E. Aldrin in M. Collins, 16.–24. julij 1969) omogočil zgodovinski prvi polet s pristankom na človek na luni. Polet je bil izjemno uspešen, program je sledil skoraj iz minute v minuto.

Vendar pa so trije pomembni dogodki med spustom Armstronga in Aldrina v lunarno kabino Eagle 20. julija potrdili pomembno vlogo človeške prisotnosti in zahtevo prvih ameriških astronavtov, da lahko nadzorujejo ladjo. Na nadmorski višini cca. Na 12.000 m je računalnik Eagle začel oddajati zvočni alarm (kot se je kasneje izkazalo, kot posledica delovanja pristajalnega radarja). Aldrin se je odločil, da je to posledica preobremenitve računalnika, in posadka je prezrla alarm. Nato sta v zadnjih minutah spusta, potem ko se je Eagle obrnil v pokončen položaj, Armstrong in Aldrin videla, kako je kabina pristala naravnost v kup kamenja – rahle anomalije v Luninem gravitacijskem polju so ju odvrnile od njune smeri. Armstrong je prevzel nadzor nad pilotsko kabino in odletel nekoliko dlje na bolj raven prostor. Ob tem je klokotanje goriva v rezervoarjih kazalo, da ga je ostalo malo. Kontrola leta je posadko obvestila, da ima na voljo dovolj časa, vendar je Armstrong mehko pristal na štirih nogah podvozja približno 6,4 km od predvidene točke, pri čemer je ostalo le še 20 goriva za polet.

Nekaj ur kasneje je Armstrong zapustil kabino in se spustil na lunino površino. V skladu z načrtom poleta, ki je vključeval največjo previdnost, sta z Aldrinom zunaj pilotske kabine na površju Lune preživela le 2 uri in 31 minut. Naslednji dan, po 21 urah in 36 minutah na Luni, so izstrelili z njene površine in se pridružili Collinsu, ki je bil v glavnem bloku Columbia, v katerem so se vrnili na Zemljo.

Naslednji poleti programa Apollo so znatno razširili človekovo znanje o Luni. Med poletom vesoljskega plovila Apollo 12 (C. Conrad, A. Bean in R. Gordon, 14.–24. november 1969) sta Gordon in Bean pristala v svoji lunarni kabini "Intrepid" ("Brave") 180 m od avtomatskega vesolja. sondo " Surveyor 3 in pridobila njene komponente za vrnitev na Zemljo med enim od svojih dveh potovanj po površini, od katerih je vsako trajalo približno štiri ure.

Izstrelitev in prehod na pot leta do Lune vesoljskega plovila Apollo 13 (11.–17. april 1970) je potekal dobro. Toda približno 56 ur po izstrelitvi je center za nadzor letenja pozval posadko (J. Lovell, F. Heise ml. in J. Schweigert ml.), naj vklopijo vse mešala in grelnike rezervoarjev, čemur je sledil glasen pok, popolna izguba kisika iz enega rezervoarja in uhajanja iz drugega. (Kot je kasneje ugotovila Nasina komisija za nujne primere, je bila eksplozija rezervoarja posledica proizvodnih napak in škode, ki je nastala med testiranjem pred izstrelitvijo.) V nekaj minutah sta posadka in nadzor misije ugotovila, da bo glavna enota Odiseje kmalu izgubila ves kisik in se ostalo brez električne energije in da bo lunarna kabina "Aquarius" ("Aquarius") morala biti uporabljena kot rešilni čoln, ko vesoljsko plovilo obkroži Luno in na poti nazaj na Zemljo. Skoraj pet dni in pol je bila posadka prisiljena ostati pri temperaturah blizu ničle, pri čemer se je zadovoljila z omejeno zalogo vode in izklopom skoraj vseh servisnih sistemov ladje, da bi prihranila elektriko. Kozmonavti so trikrat vklopili motorje Aquariusa, da bi popravili tirnico. Pred vstopom v Zemljino atmosfero je posadka vklopila sisteme ladje Odyssey s pomočjo kemičnih tokovnih virov, namenjenih pristanku, in se ločila od Aquariusa. Po normalnem spustu skozi atmosfero je Odyssey varno pljusknil v Tihi ocean.

Po tej nesreči so strokovnjaki NASA namestili dodatne zasilne kemične baterije in rezervoar za kisik v ločenem predelu glavne enote ter spremenili zasnovo rezervoarjev za kisik. Lunarne odprave s posadko so se nadaljevale z misijo Apollo 14 (A. Shepard, E. Mitchell in S. Roosa, 31. januar – 9. februar 1971). Shepard in Mitchell sta na luninem površju preživela 33 ur in opravila dva sprehoda do površja. Zadnje tri ekspedicije vesoljskega plovila Apollo 15 (D. Scott, J. Irwin in A. Worden, 26. julij - 7. avgust 1971), 16 (J. Young, C. Duke Jr. in K. Mattingly II, 16– 27. april 1972) in 17 (Y. Cernan, G. Schmitt in R. Evans, 1.–19. december 1972) so bili z znanstvenega vidika najplodnejši. Vsaka lunarna kabina je vključevala lunarni rover za vse terene (lunokhod), ki ga poganjajo električne baterije, kar je astronavtom omogočalo, da so se premaknili do 8 km od kabine v vsakem od treh izhodov na površje; poleg tega je imela vsaka glavna enota televizijske kamere in druge merilne instrumente v enem od predelkov za opremo.

Vzorci, ki so jih za znanstvene raziskave dostavile odprave Apollo, so obsegali več kot 379,5 kg kamnin in prsti, kar je spremenilo in razširilo človekovo razumevanje izvora sončnega sistema.

Po uspehu prvih poletov Apolla je Sovjetska zveza izvedla le nekaj izstrelitev vesoljskega plovila Sojuz, vesoljskega plovila Zond in nosilne rakete N-1 v okviru programa odprave in pristanka na Luni s posadko. Od leta 1971 se vesoljsko plovilo Soyuz uporablja kot transportna ladja v okviru letalskega programa vesoljskih postaj Saljut in Mir.

EKSPERIMENTALNI LET "APOLLO" - "SOJUZ"

Kar se je začelo kot rivalstvo, se je končalo s skupnim programom eksperimentalnih letov Apollo-Soyuz (ASTP). Tega leta so se udeležili D. Slayton, T. Stafford in V. Brandt v glavnem bloku vesoljskega plovila Apollo (15.–24. julij 1975) ter A.A. Leonov in V.N. Kubasov na vesoljskem plovilu Soyuz-19 (15.–21. 1975). Program je nastal iz želje obeh držav, da razvijeta skupne postopke reševanja in tehnična sredstva v primeru, da katera koli vesoljska posadka obstane v orbiti. Ker je bilo ozračje ladij popolnoma drugačno, je NASA ustvarila poseben priklopni prostor, ki je bil uporabljen kot dekompresijska komora. Uspešno je bilo opravljenih več manevrov srečanja in pristajanja, po katerih sta se ladji ločili in avtonomno leteli do vrnitve na Zemljo.

Literatura:

Gluško V.P. Kozmonavtika: enciklopedija. M., 1985
Gatland K. et al. Vesoljska tehnologija: ilustrirana enciklopedija. M., 1986
Kelly K. et al. Naš dom je Zemlja. M., 1988