Dünyanın yapay uyduları, jeosantrik bir yörüngede onun üzerine fırlatılan ve onun etrafında dönen uçan uzay araçlarıdır. Uygulamalı ve bilimsel problemleri çözmeye yöneliktirler. Yapay bir Dünya uydusunun ilk lansmanı 4 Ekim 1957'de SSCB'de gerçekleşti. Bu, insanlar tarafından yaratılan ilk yapay gök cismiydi. Etkinlik, roketçilik, bilgisayar teknolojisi, elektronik, gök mekaniği, otomatik kontrol ve bilimin diğer alanlarındaki başarıların sonuçları sayesinde mümkün oldu. İlk uydu, atmosferin üst katmanlarının yoğunluğunu ölçmeyi, uyduyu yörüngeye fırlatmak için kullanılan teorik hesaplamaların ve ana teknik çözümlerin güvenilirliğini kontrol etmeyi ve iyonosferdeki radyo sinyali iletiminin özelliklerini incelemeyi mümkün kıldı. .

Amerika ilk uydusu Explorer 1'i 1 Şubat 1958'de fırlattı ve kısa bir süre sonra diğer ülkeler de fırlattı: Fransa, Avustralya, Japonya, Çin ve Büyük Britanya. Bölgede dünya ülkeleri arasındaki işbirliği yaygınlaştı.

Bir uzay aracına ancak Dünya çevresinde birden fazla devrimi tamamladıktan sonra uydu denilebilir. Aksi takdirde uydu olarak kaydedilmeyecek ve balistik yörünge boyunca ölçüm yapan roket sondası olarak adlandırılacak.

Bir uydu, radyo vericileri, ışık sinyali sağlayan flaş lambaları ve ölçüm ekipmanına sahipse aktif olarak kabul edilir. Dünyanın pasif yapay uyduları, belirli bilimsel görevleri yerine getirirken genellikle gezegenin yüzeyinden gözlemler için kullanılır. Bunlar, onlarca metreye kadar çapa sahip balon uydularını içerir.

Yapay Dünya uyduları gerçekleştirdikleri görevlere göre uygulamalı ve bilimsel araştırmalara ayrılmaktadır. Bilimsel araştırma, Dünya ve uzayda araştırma yapmak için tasarlanmıştır. Bunlar jeodezik ve jeofizik uydular, astronomik yörünge gözlemevleri vb. Uygulanan uydular iletişim uyduları, Dünya kaynaklarını incelemek için navigasyon uyduları, teknik uydular vb.'dir.

İnsanların uçuşu için oluşturulan yapay dünya uydularına “insanlı uydular” adı veriliyor. Subpolar veya kutupsal yörüngedeki uydulara kutupsal ve ekvator yörüngesindeki uydulara ekvatoral denir. Sabit uydular, hareket yönü Dünya'nın dönüşüyle çakışan ekvatoral dairesel bir yörüngeye fırlatılan uydulardır; gezegendeki belirli bir nokta üzerinde hareketsiz asılı kalırlar. Kaplamalar gibi yörüngeye fırlatma sırasında uydulardan ayrılan parçalar ikincil yörünge nesneleridir. Bunlar, Dünya'ya yakın yörüngelerde hareket etmelerine ve öncelikle bilimsel amaçlı gözlem nesneleri olarak hizmet etmelerine rağmen, genellikle uydu olarak adlandırılırlar.

1957'den 1962'ye Uzay nesnelerinin adları, fırlatma yılını ve belirli bir yıldaki fırlatma seri numarasına karşılık gelen Yunan alfabesinin harfini ve ayrıca bir Arap rakamını - bilimsel önemine veya parlaklığına bağlı olarak nesnenin sayısını - gösteriyordu . Ancak fırlatılan uyduların sayısı hızla arttı, bu nedenle 1 Ocak 1963'ten itibaren fırlatma yılı, aynı yıldaki fırlatma numarası ve Latin alfabesinin harfi ile belirlenmeye başlandı.

Uydular, gerçekleştirilen görevlere bağlı olarak boyut, tasarım, ağırlık ve yerleşik ekipmanların bileşimi açısından farklı olabilir. Hemen hemen tüm uyduların ekipmanları, gövdenin dış kısmına monte edilen güneş panelleri tarafından çalıştırılmaktadır.

AES'ler, otomatik olarak kontrol edilen çok aşamalı fırlatma araçları kullanılarak yörüngeye fırlatılır. Yapay Dünya uydularının hareketi pasif (gezegensel çekim, direnç vb.) ve aktif (eğer uyduya kuvvetler yüklenmişse) tabidir.

Dünyanın yapay uyduları hakkında ilginç gerçekler, bu konu çok ilginç olduğu için hemen hemen her insanın dikkatini çekiyor. Uzay çağı yarım yüzyıldan fazla bir süre önce başladı ve tüm bu süre boyunca çok sayıda ilginç bilgi birikti.

Dünya dışı uzaya giden ilk uyduya PS-1 ya da en basit uydu adı verildi. Artık Baykonur olarak adlandırılan SSCB test sahasından fırlatılan bir fırlatma aracıyla yörüngeye yerleştirildi. Bu olay uzay araştırmalarının başlangıcı oldu.
PS-1 ağırlığı yaklaşık 83 kg. Çapı 58 cm olan bir topa benziyordu, yaklaşık üç metre uzunluğunda dört anteni vardı, bunlar sinyalleri iletmek için kullanılıyordu. PS-1, lansmanından 315 saniye sonra tüm dünyanın merakla beklediği ilk çağrı işaretlerini verdi.
Öncü 92 gün boyunca yörüngede kaldı. Bu süre zarfında dünya çapında 1440 devire eşit olan 60 milyon km'yi kat etmeyi başardı. Radyo vericisi fırlatıldıktan sonra iki hafta dayanabildi.
Öncü Sergei Korolev'in yaratıcısı Nobel Ödülü'nü alabilir ancak Sovyet döneminde her şey yaygın olduğundan, büyük bilim adamının başarısı "tüm Sovyet halkının zaferi" haline geldi. Dokuz uzun yıl boyunca dünyaya böyle bir başarıyı kimin verebileceği bilinmiyordu.
İlk IS sayesinde iyonosferin yüzey katmanlarını incelemek mümkün oldu. Ayrıca ekipmanın çalışma koşulları hakkında bilgi edinilmesine de yardımcı oldu; bunlar, PS-1 takipçilerinin sonraki lansmanlarında çok faydalı oldu.
O dönemin gazeteleri uydunun özel cihazlar kullanılmadan gökyüzünde görülebileceğini yazıyordu ancak durum böyle değildi. Herkesin PS-1 olarak algıladığı şey roketin merkezi bloğuydu. Yaklaşık yedi ton ağırlığındaydı, uyduyla aynı anda yörüngeye yerleştirildi, daha doğrusu PS-1'i oraya fırlattı. Blok yanana kadar gökyüzünde “yüzdü”.
Bugün dünya çapında yaklaşık 13 bin yapay uydu dolaşıyor.. Çok faydalıdırlar çünkü birçok önemli şeyin “nasıl yapılacağını biliyorlar”. Onlar sayesinde uydu telefonları da tıpkı uydu navigasyon sistemleri gibi gezegenimizin her yerinde çalışabiliyor; gemiler limana geliyor; Uydu TV çalışıyor. Çoğu zaman, en ünlü arama motorlarının haritasını görüntülerken, gezegenin herhangi bir bölümünün fotoğraflarını büyük bir yükseklikten görmeyi mümkün kılan bir "uydu görünümü" sekmesiyle karşılaşırız.
Fırlatma şekli taş atmaya benzer. Daha doğrusu uydunun gezegenin etrafında kendi başına dönebilecek bir hızda fırlatılması gerekiyor. Böyle bir enjeksiyonun parametreleri: 8 km/s'dir ve bunun atmosfer dışında yapılması gerekir. Aksi takdirde hava ile sürtünme engel teşkil edecektir. Her şey yolunda giderse uydu, dışarıdan yardım almadan ve durmadan alçak Dünya yörüngesinde yaşayacak.
2000'li yılların başında, ünlü eBay müzayedesinde PS-1'in bir kopyası satıldı. Bazı uzmanlara göre, Sovyet döneminde test ve gösterimlerin yapıldığı yaklaşık 20 özdeş model oluşturuldu. Bilgiler gizli olduğundan kopyaların kesin sayısı hala bilinmiyor, ancak bugüne kadar birçok müze koleksiyonlarının PS-1'in bir analogunu içerdiğini iddia ediyor.
Uydu fırlatma tarihinde, bir uydunun bir göktaşı tarafından yok edildiği yalnızca bir vaka vardı.. 1993 yılında tescil edilmiştir. Bu, Avrupa Uzay Ajansı'nın Olympus IP'siydi.
İlk GPS uydusu 1978 yılında fırlatıldı..

Uzay araçları tüm çeşitliliğiyle insanlığın hem gururu hem de kaygısıdır. Onların yaratılışından önce, bilim ve teknolojinin gelişiminin asırlık bir geçmişi vardı. İnsanların yaşadıkları dünyaya dışarıdan bakabilmelerini sağlayan uzay çağı, bizi yeni bir gelişim düzeyine taşıdı. Bugün uzaya roket atmak bir hayal değil, mevcut teknolojileri geliştirme göreviyle karşı karşıya olan yüksek vasıflı uzmanlar için endişe verici bir konu. Makalede ne tür uzay araçlarının ayırt edildiği ve birbirlerinden nasıl farklı oldukları tartışılacaktır.

Tanım

Uzay aracı, uzayda görev yapmak üzere tasarlanmış herhangi bir cihazın genel adıdır. Sınıflandırmaları için çeşitli seçenekler vardır. En basit durumda, uzay aracı insanlı ve otomatik olarak ikiye ayrılır. Birincisi, uzay gemilerine ve istasyonlara bölünmüştür. Yetenekleri ve amaçları bakımından farklı olsalar da, yapı ve kullanılan ekipman bakımından büyük ölçüde benzerler.

Uçuş Özellikleri

Fırlatıldıktan sonra herhangi bir uzay aracı üç ana aşamadan geçer: yörüngeye yerleştirme, uçuş ve iniş. İlk aşama, cihazın uzaya girmek için gerekli hızı geliştirmesini içeriyor. Yörüngeye çıkabilmesi için değerinin 7,9 km/s olması gerekiyor. Yer çekiminin tamamen aşılması, 11,2 km/s'ye eşit bir saniyenin gelişmesini gerektirir. Hedefi Evrenin uzak bölgeleri olduğunda, bir roket uzayda tam olarak bu şekilde hareket eder.

Cazibeden kurtulduktan sonra ikinci aşama gelir. Yörünge uçuşu sırasında, uzay aracının hareketi, onlara verilen ivme nedeniyle ataletle gerçekleşir. Son olarak iniş aşaması geminin, uydunun veya istasyonun hızının neredeyse sıfıra indirilmesini içerir.

"Doldurma"

Her uzay aracı, çözmek üzere tasarlandığı görevlere uygun ekipmanlarla donatılmıştır. Bununla birlikte, asıl tutarsızlık, tam olarak veri elde etmek ve çeşitli bilimsel araştırmalar için gerekli olan hedef ekipman olarak adlandırılan ekipmanla ilgilidir. Aksi halde uzay aracının donanımı benzerdir. Aşağıdaki sistemleri içerir:

enerji temini - çoğunlukla güneş veya radyoizotop piller, kimyasal piller ve nükleer reaktörler uzay aracına gerekli enerjiyi sağlar;
iletişim - Dünya'dan önemli bir mesafede bir radyo dalgası sinyali kullanılarak gerçekleştirilir, antenin doğru şekilde yönlendirilmesi özellikle önemlidir;
yaşam desteği - insanlı uzay araçlarına özgü bir sistem, bu sayede insanların gemide kalması mümkün oluyor;
yönlendirme - diğer gemiler gibi, uzay gemileri de uzayda kendi konumlarını sürekli olarak belirleyecek ekipmanlarla donatılmıştır;
hareket - uzay aracı motorları, uçuş hızının yanı sıra yönünde de değişikliklere izin verir.

sınıflandırma

Uzay aracını türlere ayırmanın ana kriterlerinden biri, yeteneklerini belirleyen çalışma modudur. Bu özelliğe dayanarak cihazlar ayırt edilir:

yer merkezli bir yörüngede veya yapay dünya uydularında bulunan;
amacı uzayın uzak bölgelerini incelemek olanlar - otomatik gezegenler arası istasyonlar;
İnsanları veya gerekli kargoyu gezegenimizin yörüngesine ulaştırmak için kullanılanlara uzay gemisi denir, otomatik veya insanlı olabilir;
insanların uzayda uzun süre kalabilmesi için yaratıldı - bu;
İnsanları ve kargoları yörüngeden gezegenin yüzeyine teslim etmekle meşgul olanlara iniş denir;
Doğrudan yüzeyinde bulunan ve gezegenin etrafında hareket edebilen gezegeni keşfedebilenler gezegen gezicileridir.

Bazı türlere daha yakından bakalım.

AES (yapay dünya uyduları)

Uzaya fırlatılan ilk cihazlar yapay Dünya uydularıydı. Fizik ve yasaları, böyle bir cihazın yörüngeye fırlatılmasını zor bir iş haline getiriyor. Herhangi bir cihaz gezegenin yerçekiminin üstesinden gelmeli ve üzerine düşmemelidir. Bunun için uydunun aynı hızda veya biraz daha hızlı hareket etmesi gerekiyor. Gezegenimizin üzerinde, yapay bir uydunun olası konumunun koşullu bir alt sınırı belirlenmiştir (300 km yükseklikte geçer). Daha yakın yerleştirme, atmosferik koşullarda cihazın oldukça hızlı bir şekilde yavaşlamasına yol açacaktır.

Başlangıçta yapay Dünya uydularını yörüngeye yalnızca fırlatma araçları ulaştırabiliyordu. Ancak fizik yerinde durmuyor ve bugün yeni yöntemler geliştiriliyor. Bu nedenle son zamanlarda sıklıkla kullanılan yöntemlerden biri de başka uydudan fırlatmadır. Diğer seçenekleri kullanma planları var.

Dünya etrafında dönen uzay araçlarının yörüngeleri farklı yüksekliklerde olabilir. Doğal olarak bir tur için gereken süre de buna bağlı. Yörünge süresi bir güne eşit olan uydular sözde yerleştirilir. Üzerinde bulunan cihazlar dünyevi bir gözlemciye hareketsiz göründüğü için en değerli kabul edilir, bu da antenleri döndürmek için mekanizmalar oluşturmaya gerek olmadığı anlamına gelir. .

AMS (otomatik gezegenlerarası istasyonlar)

Bilim adamları, jeosentrik yörüngenin ötesine gönderilen uzay aracını kullanarak Güneş Sisteminin çeşitli nesneleri hakkında büyük miktarda bilgi elde ediyor. AMS nesneleri gözlem için erişilebilen gezegenler, asteroitler, kuyruklu yıldızlar ve hatta galaksilerdir. Bu tür cihazların üstlendiği görevler, mühendislerin ve araştırmacıların muazzam bilgi ve çabasını gerektirir. AWS misyonları teknolojik ilerlemenin somut örneğini temsil eder ve aynı zamanda onun teşvikidir.

İnsanlı uzay aracı

İnsanları amaçlanan varış noktasına ulaştırmak ve geri göndermek için oluşturulan cihazlar, teknolojik açıdan hiçbir şekilde açıklanan türlerden daha aşağı değildir. Yuri Gagarin'in uçuşunu gerçekleştirdiği Vostok-1 bu tipe ait.

İnsanlı uzay aracının yaratıcıları için en zor görev, Dünya'ya dönüş sırasında mürettebatın güvenliğini sağlamaktır. Bu tür cihazların önemli bir kısmı da, gemi bir fırlatma aracı kullanılarak uzaya fırlatıldığında gerekli olabilecek acil kurtarma sistemidir.

Tüm astronotikler gibi uzay araçları da sürekli geliştirilmektedir. Son zamanlarda medyada Rosetta sondası ve Philae iniş aracının faaliyetleriyle ilgili haberler sıklıkla görülüyor. Uzay gemisi inşası, araç hareketinin hesaplanması vb. alanındaki en son başarıların tümünü bünyesinde barındırıyorlar. Philae sondasının kuyruklu yıldıza inişi Gagarin'in uçuşuyla karşılaştırılabilecek bir olay olarak değerlendiriliyor. En ilginç olanı ise bunun insanlığın yeteneklerinin tacı olmamasıdır. Hem uzay araştırmaları hem de yapı açısından yeni keşifler ve başarılar hala bizi bekliyor

Yapay Dünya uyduları

Bakım. Yapay Dünya uyduları, alçak Dünya yörüngelerine fırlatılan uzay araçlarıdır. Uydu yörüngelerinin şekli, uydunun hızına ve Dünya'nın merkezine olan uzaklığına bağlıdır ve bir daire veya elips şeklindedir. Ek olarak, yörüngeler ekvator düzlemine göre eğim ve dönüş yönü bakımından da farklılık gösterir. Uydu yörüngelerinin şekli, Dünya'nın yerçekimi alanının küresel olmamasından, Ay'ın, Güneş'in ve diğer gök cisimlerinin yerçekimi alanlarının yanı sıra uydu atmosferin üst katmanlarında hareket ettiğinde ortaya çıkan aerodinamik kuvvetlerden ve diğer etkilerden etkilenir. sebepler.

Uydunun yörünge şeklinin seçimi büyük ölçüde amacına ve gerçekleştirdiği görevlerin özelliklerine bağlıdır.

Yapay uydunun amacı.Çözülecek görevlere bağlı olarak uydular araştırma, uygulamalı ve askeri olarak ikiye ayrılır.

Araştırma AES Dünya'yı, gök cisimlerini ve uzayı incelemek için kullanılır. Onların yardımıyla jeofizik, astronomik, jeodezik, biyolojik ve diğer çalışmalar yürütülmektedir. Bu tür uyduların yörüngeleri çeşitlidir: 200...300 km yükseklikte neredeyse daireselden, 500 bin km'ye kadar apoje yüksekliği olan uzun eliptiklere kadar. Bunlar, güneş aktivitesi süreçlerini ve bunların Dünya'nın manyetosferi üzerindeki etkilerini incelemek, kozmik ışınları ve süpersonik enerji parçacıklarının madde ile etkileşimini incelemek için yörüngelere fırlatılan "Prognoz", "Elektron", "Proton" vb. uydulardır.

İLE uygulanan AES, iletişimi (telekomünikasyon), meteorolojik, jeodezik, navigasyon, oşinografik, jeolojik, kurtarma ve arama ve diğerlerini içerir.

Özellikle önemli olan iletişim uyduları- “Molniya” (Şekil 2.5), “Gökkuşağı”, “Ekran”, “Ufuk”, televizyon programlarını yeniden yayınlamak ve uzun mesafeli radyo iletişimi sağlamak için tasarlanmıştır. Yüksek eksantrikliğe sahip eliptik eşzamanlı yörüngeler kullanırlar. Bölgeyle sürekli iletişim için bu tür üç uyduya sahip olmanız gerekir. Raduga, Ekran ve Horizon uyduları ayrıca 35.500 - 36.800 km yükseklikte dairesel ekvatoral sabit yörüngelere sahiptir ve bu, Orbita yer tabanlı alıcı televizyon istasyonları ağı aracılığıyla 24 saat iletişim sağlar.

Tüm bu uydular, Dünya'ya ve Güneş'e göre dinamik stabilizasyona sahiptir, bu da onların alınan sinyalleri güvenilir bir şekilde aktarmalarına ve güneş panellerini (SB) Güneş'e doğru yönlendirmelerine olanak tanır.

Pirinç. 2.5. Bağlı yapay Dünya uydusu "Molniya"nın şeması:

1 - yönlendirme sistemi sensörleri; 2 - SB panelleri; 3 - radyo alıcıları ve vericileri;
4 - antenler; 5 - hidrazin silindirleri; 6 - yörünge düzeltme motoru; 7 - radyatörler

Meteorolojik Meteor tipi uydular 900 km yükseklikte dairesel yörüngelere fırlatılıyor. Atmosferin ve bulutların durumunu kaydederler, alınan bilgileri işler ve Dünya'ya iletirler (uydu tek bir dönüşte dünya alanının %20'sine kadar araştırma yapar).

Jeodezik Uydu uyduları, araziyi haritalamak ve yerdeki nesneleri kabartmasını dikkate alarak bağlamak için tasarlanmıştır. Bu tür uyduların yerleşik kompleksi şunları içerir: yer kontrol noktalarına göre uzaydaki konumlarını doğru bir şekilde kaydetmeyi ve aralarındaki mesafeyi belirlemeyi mümkün kılan ekipman.

Gezinme“Cicada” ve “Hurricane” tipi AES, deniz gemilerinin, uçakların ve diğer hareketli araçların navigasyonunu sağlamak için “GLONASS”, “Cosmos-1000” (Rusya), “Navstar” (ABD) küresel navigasyon uydu sistemleri için tasarlanmıştır. nesneler. Navigasyon ve radyo sistemlerinin yardımıyla bir gemi veya uçak, çeşitli uydulara (veya uydunun yörüngesindeki çeşitli noktalara) göre konumunu belirleyebilir. Navigasyon uyduları için kutupsal yörüngeler tercih edilir, çünkü Dünyanın tüm yüzeyini kaplarlar.

Askeri AES iletişim sağlamak, birlikleri kontrol etmek, çeşitli keşif türlerini gerçekleştirmek (bölgelerin gözlemlenmesi, askeri tesisler, füze fırlatmaları, gemi hareketleri vb.) ve ayrıca uçakların, füzelerin, gemilerin, denizaltıların vb. navigasyonu için kullanılır. .

Uyduların yerleşik ekipmanları. Uydunun yerleşik ekipmanının bileşimi, uydunun amacına göre belirlenir.

Ekipman, izleme için çeşitli alet ve cihazları içerebilir. Bu cihazlar amaçlarına göre farklı fiziksel prensiplerle çalışabilmektedir. Örneğin, uyduya aşağıdakiler kurulabilir: bir optik teleskop, bir radyo teleskop, bir lazer reflektör, görünür ve kızılötesi aralıklarda çalışan fotoğraf ekipmanı vb.

Gözlem sonuçlarını işlemek ve analiz etmek için uyduya bilgisayar teknolojisini ve diğer araçları kullanan karmaşık bilgiler ve analitik kompleksler kurulabilir. Gemide alınan ve işlenen bilgiler, genellikle kodlar halinde, çeşitli radyo frekans aralıklarında çalışan özel yerleşik radyo sistemleri kullanılarak Dünya'ya iletilir. Bir radyo kompleksi, çeşitli tip ve amaçlara sahip (parabolik, spiral, kırbaç, korna vb.) Birkaç anten içerebilir.

Uydunun hareketini kontrol etmek ve yerleşik ekipmanının çalışmasını sağlamak için, uyduya, otonom olarak çalışan (gemide mevcut programlara uygun olarak) ve ayrıca uydudan alınan komutlara göre yerleşik bir kontrol kompleksi kurulur. yer kontrol kompleksi

Yerleşik kompleksin yanı sıra tüm yerleşik alet ve cihazlara elektrik enerjisi sağlamak için uyduya yarı iletken elemanlardan veya yakıt kimyasal elementlerinden veya nükleer enerji santrallerinden monte edilmiş güneş panelleri kurulur.

Tahrik sistemleri. Bazı uydularda yörünge düzeltmesi veya dönme stabilizasyonu için kullanılan itme sistemleri bulunur. Böylece düşük yörüngeli uyduların ömrünü uzatmak için üzerlerindeki motorlar periyodik olarak çalıştırılarak uydular daha yüksek bir yörüngeye aktarılıyor.

Uydu yönlendirme sistemi.Çoğu uydu, eksenlerin Dünya yüzeyine veya herhangi bir gök nesnesine göre sabit bir konumunu sağlayan bir yönlendirme sistemi kullanır (örneğin, teleskoplar ve diğer araçları kullanarak dış uzayı incelemek için). Yönlendirme, uydunun yüzeyinde bulunan mikro roket motorları veya jet nozulları veya çıkıntılı yapılar (paneller, kafes kirişler vb.) kullanılarak gerçekleştirilir. Yapay uyduları orta ve yüksek yörüngelerde stabilize etmek için çok düşük itme kuvvetleri (0,01...1 N) gereklidir.

Tasarım özellikleri. AES'ler, tüm aerodinamik ve termal yükleri emen özel kaplamalar altında yörüngeye fırlatılır. Bu nedenle uydunun şekli ve tasarım çözümleri, fonksiyonel fizibilite ve izin verilen boyutlara göre belirlenir. Tipik olarak yapay uydular monoblok, multiblok veya kafes yapılara sahiptir. Ekipmanların bir kısmı termostatik olarak yalıtılmış bölmelere yerleştirilmiştir.

Otomatik gezegenlerarası istasyonlar

Giriiş. Otomatik gezegenlerarası istasyonlar (AIS), Ay'a ve Güneş sistemindeki gezegenlere uçuşlar için tasarlanmıştır. Özellikleri, Dünya'dan büyük operasyon mesafesine (yerçekimi alanının hareket alanını terk edene kadar) ve uçuş süresine (yıl olarak ölçülebilir) göre belirlenir. Bütün bunlar tasarım, kontrol, güç kaynağı vb. konularda özel talepler doğurur.

AMS'nin genel görünümü ve tipik düzeni, otomatik gezegenler arası istasyon “Vega” örneği kullanılarak gösterilmektedir (Şekil 2.6)

Pirinç. 2.6. Otomatik gezegenlerarası istasyon “Vega”nın genel görünümü:

1 - iniş aracı; 2 - yörünge aracı; 3 - güneş pili; 4 - bilimsel ekipman blokları; 5 - düşük yönlü anten; 6 - oldukça yönlü anten

AMS uçuşları Ocak 1959'da Sovyet AMS Luna-1'in Ay'a uçan yörüngeye fırlatılmasıyla başladı. Aynı yılın Eylül ayında Luna 2 Ay yüzeyine ulaşmış ve Ekim ayında Luna 3 gezegenin görünmeyen tarafını fotoğraflayarak bu görüntüleri Dünya'ya iletmişti.

1970 - 1976'da Ay'dan Dünya'ya ay toprağı örnekleri teslim edildi ve Lunokhod'lar Ay'da başarıyla çalıştırıldı. Bu başarılar, Amerika'nın otomatik araçlarla Ay'ı keşfetmesinden çok daha ilerideydi.

Venüs'e (1961'den beri) ve Mars'a (1962'den beri) fırlatılan bir dizi uzay sondasının yardımıyla, bu gezegenlerin yapısı ve parametreleri ile atmosferleri hakkında benzersiz veriler elde edildi. Uzay aracı uçuşları sonucunda Venüs atmosferinin basıncının 9 MPa'dan (90 atm) fazla olduğu, sıcaklığın ise 475 °C olduğu; gezegenin yüzeyinin bir panoraması elde edildi. Bu veriler karmaşık bir birleşik yapı kullanılarak Dünya'ya iletildi AMS, parçalarından biri aşağıya indi yüzey gezegen ve uydu yörüngesine fırlatılan ikincisi bilgi aldı ve Dünya'ya iletti. Benzer karmaşık çalışmalar Mars'ta da yürütüldü. Aynı yıllarda, Dünya'ya dönüşleri de dahil olmak üzere sonraki uzay araçları için birçok tasarım çözümünün üzerinde çalışıldığı Zond uzay aracından Dünya hakkında çok sayıda bilimsel bilgi alındı.

Pirinç. 2.7. "Vega" uzay aracının Venüs gezegenine ve Halley kuyruklu yıldızına uçuş yörüngesi

Amerikan uzay aracı “Ranger”, “Surveyor”, “Mariner”, “Viking” in uçuşları Ay, Venüs ve Mars'ın keşfine devam etti (“Mariner-9” - Mars'ın ilk yapay uydusu, 13 Kasım'da yörüngeye girdi) Başarılı bir frenleme manevrasının ardından 1971, Şekil 2.9) ve Pioneer, Voyager ve Galileo sondaları güneş sisteminin uzak gezegenlerine ulaştı: Jüpiter, Satürn, Uranüs, Neptün, bu gezegenler hakkında benzersiz görüntüler ve veriler aktardı.

Pirinç. 2.9 Mars'ın ilk yapay uydusu Mariner 9, başarılı bir frenleme manevrasının ardından 13 Kasım 1971'de yörüngeye girdi:

1 - düşük yönlü anten; 2 - manevra motoru; 3 - yakıt deposu (2 adet); 4 - Canopus yıldızına yönlendirme cihazı; 5 - tahrik sisteminin basınçlandırma sistemindeki bir silindir; 6 -termal kontrol sisteminin panjurları; 7 - kızılötesi interferometre-spektrometre; 8 - küçük görüş açısına sahip televizyon kamerası;
9 - ultraviyole spektrometresi; 10 -Geniş görüş açısına sahip TV kamerası; 11 - kızılötesi radyometre; 12 - oldukça yönlü anten; 13 - güneş yakalama sensörleri (4 adet); 14 - güneş takip sensörü; 15 - orta kazançlı anten; 16 - güneş pili paneli (4 adet).

AMS yörüngeleri. Güneş sisteminin gezegenlerine uzay aracı uçuşları için, onlara ikinci kozmik hıza yakın, hatta onu aşan bir hız verilmesi gerekir ve yörünge bir parabol veya hiperbol şeklini alır. Hedef gezegene yaklaşırken AMS, yörüngenin şeklini değiştiren yerçekimi alanının (yerçekimi küresi) bölgesine girer. Bu nedenle, bir AWS'nin yörüngesi, şekli gök mekaniği yasalarıyla belirlenen birkaç bölümden oluşabilir.

AMS'nin yerleşik ekipmanı. Gezegenlerin incelenmesine yönelik AWS'de, çözülen görevlere bağlı olarak çeşitli araçlar ve cihazlar kurulur: küçük ve büyük görüş açılı televizyon kameraları, kameralar ve fotopolarimetreler, ultraviyole spektrometreler ve kızılötesi interferometreler, manyetometreler, kozmik ışın dedektörleri ve yüklü parçacıklar, plazma özelliklerini ölçen cihazlar, teleskoplar vb.

Planlanan araştırmayı gerçekleştirmek için bazı bilimsel araçlar AWS muhafazasına yerleştirilebilir, diğerleri kafes kirişler veya çubuklar kullanılarak muhafazadan çıkarılabilir, tarama platformlarına monte edilebilir ve eksenlerine göre döndürülebilir.

Alınan ve işlenen bilgilerin Dünya'ya iletilmesi için, AMS'ye oldukça yönlü bir parabolik antene sahip özel verici ve alıcı radyo ekipmanı ve ayrıca aletlerin ve sistemlerin çalışması için komutlar üreten bir bilgi işlem cihazına sahip yerleşik bir kontrol kompleksi kurulur. gemide.

Yerleşik kontrol kompleksini ve aletleri elektrikle sağlamak için AWS'de güneş panelleri veya nükleer radyoizotop termoelektrik jeneratörleri (uzak gezegenlere uzun süreli uçuşlar için gerekli) kullanılabilir.

AMS tasarımının özellikleri. AMS'nin destekleyici yapısı genellikle üzerine tüm ekipmanların, sistemlerin ve bölmelerin monte edildiği hafif bir kafes çerçeveye (platform) sahiptir. Elektronik ve diğer ekipmanlar için çok katmanlı ısı yalıtımlı ve termal kontrol sistemli kapalı bölmeler kullanılır.

AWS, belirli yer işaretlerini (örneğin Güneş, Canopus yıldızı) takip eden üç eksenli bir yönlendirme sistemi ile donatılmalıdır. AMS'nin uzaysal yönelimi ve yörünge düzeltme manevraları, mikroroket motorları veya sıcak veya soğuk gazlarla çalışan nozullar kullanılarak gerçekleştirilir.

AMS, yörüngeyi düzeltmek veya AMS'yi bir gezegenin veya uydusunun yörüngesine aktarmak için yörüngesel manevra tahrik sistemine sahip olabilir. İkinci durumda AWS'nin tasarımı önemli ölçüde daha karmaşık hale gelir çünkü İstasyonun gezegenlerin yüzeyine inmesi için fren yapılması gerekiyor. Bir fren tahrik sistemi kullanılarak veya gezegenin atmosferi nedeniyle (Venüs'te olduğu gibi yoğunluğu frenleme için yeterliyse) gerçekleştirilir. Frenleme ve iniş sırasında yapı ve aletler üzerinde önemli yükler oluşur, bu nedenle iniş kısmı genellikle AMS'den ayrılarak ona uygun güç sağlanır ve onu ısıdan ve diğer yüklerden korur.

Uzay aracının iniş kısmı, çeşitli araştırma ekipmanlarına, gezegenin yüzeyindeki hareketi için araçlara (örneğin, Luna-17 uzay aracındaki Lunokhod) ve hatta bir toprak kapsülüyle Dünya'ya dönen bir cihaza (örneğin, Lunokhod) sahip olabilir. Luna-16 uzay aracı). İkinci durumda, geri dönüş aracına, geri dönüş aracının yörüngesinin hızlanmasını ve düzeltilmesini sağlayan ek bir tahrik sistemi kurulur.

Teknolojik ilerlemenin gelişimi öyle bir hızla gerçekleşiyor ki, en olağanüstü bilimsel başarılar hızla sıradan hale geliyor ve artık şaşırtmıyor.

Uzay araştırmaları bir istisna değildi. İlk yapay Dünya uydusunun (RS-1) fırlatılmasına neredeyse 60 yıl kaldı. Nasıl olduğunu hatırlayalım. Bilimin bu alanda ne kadar ilerlediğini öğrenelim.

Nasıldı

Geçen yüzyılın 60'lı yılların ortalarında SSCB'de, pratik astronotikle uğraşan, benzer düşünen insanlardan oluşan güçlü bir grup oluşturuldu. Grubu yönetti.

Uzaya ilk adımların yapay bir Dünya uydusunun fırlatılmasıyla başlatılmasına karar verildi. Aynı zamanda aşağıdaki görevler belirlendi:

tüm teorik hesaplamaların kontrol edilmesi;
ekipmanın çalışma koşulları hakkında bilgi toplamak;
İyonosferin ve atmosferin üst katmanlarının incelenmesi.

Gerekli miktarda araştırma yapmak 58 cm çapındaki uydu, özel ekipman ve güç kaynaklarını barındırıyordu. Sabit bir sıcaklığı korumak için iç boşluğu, özel fanlar tarafından çalıştırılan nitrojenle dolduruldu. İlk uzay aracının toplam ağırlığı 83,6 kg idi. Sızdırmaz gövdesi özel bir alüminyum alaşımdan yapılmış ve cilalı yüzeyi özel bir işleme tabi tutulmuştur.

Uydunun dış yüzeyine monte edilen 2,4 ila 2,9 m uzunluğunda dört çubuk anten, cihazın yörüngeye fırlatılması sırasında gövdeye bastırıldı.

Bir füze menzili nasıl kozmodroma dönüştü?

RS-1 uydusunu fırlatmak için Kazakistan çölünde askeri eğitim sahasının kullanılmasına karar verildi. Yer seçiminde belirleyici faktör ekvatora yakınlığıydı. Bu, fırlatma sırasında Dünya'nın dönüş hızından maksimum düzeyde yararlanmayı mümkün kıldı. Ve Moskova'dan uzaklığı bir gizlilik rejiminin sürdürülmesini mümkün kıldı.

Uzay kapıları ilk kez Baykonur askeri eğitim sahasında açıldı ve ilk yapay dünya uydusu fırlatıldı. "Sputnik-1" 4 Ekim 1957'de başlatıldı 22:28 Moskova saatinde. Alçak Dünya yörüngesindeki 92 günlük çalışma sırasında, Dünya çevresinde yaklaşık bir buçuk bin devrimi tamamladı. İki hafta boyunca onun "bip-bip-bip" sinyalleri yalnızca görev kontrol merkezinde değil, aynı zamanda dünyanın her yerindeki radyo amatörleri tarafından da alındı.

Uydu yörüngeye nasıl teslim edildi?

İlk Sovyet uydusunu fırlatmak için iki aşamalı kıtalararası füze R-7'yi kullandı, Hidrojen bombası için taşıyıcı olarak geliştirildi.

Tasarımında yapılan bazı değişiklikler ve birkaç testten sonra, uyduyu belirli bir yörüngeye fırlatma görevinin üstesinden gelebileceği anlaşıldı.

Uydu roketin başına yerleştirildi. Lansmanı kesinlikle dikey olarak gerçekleştirildi. Daha sonra roket ekseni yavaş yavaş dikeyden saptı. Roketin hızı kaçış hızına yaklaştığında ilk aşama ayrıldı. Roketin daha ileri uçuşu artık hızını 18-20 bin km/saat'e çıkaran ikinci aşama ile sağlanıyordu. Roket yörüngesinin en yüksek noktasına ulaştığında uydu fırlatma aracından ayrıldı.

Onun daha ilerisi hareket atalet tarafından meydana geldi.

Uydu uçuşunun fiziksel temeli

Bir cismin yapay uydu olabilmesi için iki temel şartın gerçekleşmesi gerekir:

dünyanın yerçekimini yenmek için vücuda 7,8 km/sn'lik yatay bir hız (birinci kozmik hız) iletmek;
onu atmosferin yoğun katmanlarından harekete direnmeyen çok nadir katmanlara taşımak.

Kaçış hızına ulaşan uydu, gezegenin etrafında dairesel bir yörüngede dönüyor.

Dönme süresi 24 saat ise uydu, sanki gezegenin aynı alanı üzerinde geziniyormuş gibi Dünya ile senkronize olarak dönecektir. Böyle bir yörüngeye sabit yörünge denir ve cihazın belirli bir hızındaki yarıçapı, Dünya'nın yarıçapının altı katı olmalıdır. Hız 11,2 km/s'ye çıktıkça yörünge giderek uzar ve elips şeklini alır. Sovyet kozmonotiğinin ilk beyni bu yörüngede hareket etti. Aynı zamanda Dünya da bu elipsin odak noktalarından birindeydi. Uydunun Dünya'ya en uzak mesafesi 900 km idi.

Ancak hareket sürecinde yine de atmosferin üst katmanlarına daldı, yavaşladı ve yavaş yavaş Dünya'ya yaklaştı. Sonuçta hava direncinden dolayı atmosferin yoğun katmanlarında ısınıp yandı.

Uydu fırlatmalarının 60 yıllık geçmişi

Bu küçük gümüş topun Dünya'dan bu kadar uzak bir mesafeye fırlatılması ve uçuşu, o dönem için Sovyet biliminin bir zaferiydi. Bunu, esas olarak askeri amaçlara yönelik olan bir dizi fırlatma daha takip etti. Keşif işlevlerini yerine getiriyorlardı ve navigasyon ve iletişim sistemlerinin bir parçasıydılar.

Yıldızlı gökyüzünün modern işçileri performans sergiliyor insanlığın yararına büyük miktarda çalışma. Savunma amaçlı uydulara ek olarak aşağıdakiler de talep edilmektedir:

İletişim uyduları (tekrarlayıcılar), Gezegenin geniş bir alanı üzerinde istikrarlı, hava koşullarından bağımsız iletişim sağlamak.
Navigasyon uyduları, Her türlü taşımanın koordinatlarını ve hızını belirlemeye ve tam zamanı belirlemeye hizmet eder.
Uydular, Dünya yüzeyindeki alanları fotoğraflamanıza olanak tanır.“Uzay” fotoğrafları, pek çok yer merkezli hizmet (ormancılar, ekolojistler, meteorologlar vb.) tarafından talep edilmektedir; bunlar, gezegenin herhangi bir kısmının son derece doğru haritalarını oluşturmak için kullanılır.
“Bilim adamı” uyduları yeni fikirleri ve teknolojileri test etmek için platformlar, benzersiz bilimsel bilgi elde etmek için araçlar.

Uzay aracının üretimi, fırlatılması ve bakımı çok büyük masraflar gerektirdiğinden uluslararası projeler ortaya çıkmaya başladı. Onlardan biri İNMASART sistemi, açık denizlerdeki gemilere istikrarlı iletişim sağlamak. Onun sayesinde birçok gemi ve insan hayatı kurtarıldı.

Gece gökyüzüne bak

Geceleri yıldızların elmas saçılımı arasında parlak, yanıp sönmeyen ışıklı noktalar görebilirsiniz. Düz bir çizgide hareket ederek 5-10 dakika içinde tüm gökyüzünde uçarlarsa, o zaman bir uydu görmüşsünüzdür. Çıplak gözle yalnızca en az 600 m uzunluğunda oldukça büyük uydular gözlemlenebilir. Yalnızca güneş ışığını yansıttıklarında görünürler.

Bu tür nesneler şunları içerir: uluslararası uzay istasyonu (ISS). Bir gecede iki kez görebilirsiniz. İlk önce gökyüzünün güneydoğu kısmından kuzeydoğuya doğru hareket eder. Yaklaşık 8 saat sonra kuzeybatıda belirir ve ufkun güneydoğu kısmının arkasında kaybolur. Bunu gözlemlemek için en iyi zaman Haziran-Temmuz aylarıdır; gün batımından bir saat sonra ve gün doğumundan 40-60 dakika önce.

Bakışlarınızla ışıklı noktayı takip ederken, bu teknik düşünce mucizesine ne kadar emek ve bilgi yatırıldığını, yörünge istasyonunda çalışan insanların ne kadar cesaretli olduğunu hatırlayın.

Bu mesaj işinize yaradıysa sizi görmekten mutluluk duyarım