Космический полет

редактировать
Полет в космическом пространстве или через него Модель Спутника, первый объект, совершившего орбитальный космический полет

Космический полет (или космический полет ) - это полет в космическое пространство или через него и применение космонавтики. Космический полет может происходить с космическим кораблем с людьми на борту или без них. Юрий Гагарин из Советского Союза был первым человеком, совершившим космический полет. Примеры пилотируемых космических полетов, включая американские программы посадки Аполлона на Луну и космических шаттлов и российскую программу Союз, а также текущую космическая станция. Примеры космических полетов без экипажа включают космические зонды, которые покидают околоземную орбиту, а также спутники на орбите вокруг Земли, такие как спутники связи. Они работают либо под управлением телероботов, либо полностью автономны.

Космический полет используется в освоении космоса, а также в коммерческой деятельности, такой как космический туризм и спутниковая связь. Дополнительные некоммерческие виды использования космических полетов включают обсерватории, разведывательные спутники и другие спутники наблюдения Земли.

Космические полеты могут осуществляться с помощью различных типов систем запуска, обычно с помощью запуска ракет, которые обеспечивают начальную тягу для преодоления силы тяжести и отталкивания космического корабля от поверхности Земли. Находясь в космосе, движение космического корабля как без движения, так и с двигателем - входит в область исследований под названием астродинамика. Некоторые космические аппараты остаются в космосе на неопределенный срок, некоторые распадаются во время входа в атмосферу, а другие достигаются планетарной или лунной поверхности для приземления или столкновения.

Содержание

  • 1 История
  • 2 фазы
    • 2.1 Запуск
    • 2.2 Достижение космоса
      • 2.2.1 Альтернативы
    • 2.3 Уход с орбиты
    • 2.4 Астродинамика
    • 2.5 Передача энергии
    • 2.6 Достижение космической станции
    • 2.7 Возвращение
    • 2.8 Посадка и возвращение
  • 3 типа
    • 3.1 Без экипажа
      • 3.1.1 Преимущества
      • 3.1.2 Дистанционное присутствие
    • 3.2 Человек
    • 3.3 Суборбитальный
    • 3.4 Точка-точка
    • 3.5 Орбитальный
    • 3.6 Межпланетный
    • 3.7 Межзвездный
    • 3.8 Межгалактический
  • 4 Космический корабль
    • 4.1 Движение
    • 4.2 Системы запуска
      • 4.2.1 Расходный материал
      • 4.2.2 Многоразовый
  • 5 Вызовы
    • 5.1 Космические катастрофы
    • 5.2 Невесомость
    • 5.3 Радиация
    • 5.4 Поддержание жизни
    • 5.5 Космическая погода
    • 5.6 Соображения по охране окружающей среды
    • 5.7 Правила
  • 6 Применения
  • 7 Космические державы и другие субъекты
    • 7.1 Космические державы с экипажем
    • 7.2 Беспилотные космические державы
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
  • 10 Дополнительная литература
  • 11 Внешние ссылки

История

Циолковский, ранняя космическая теория rist

Первое теоретическое предложение о космических путешествиях с использованием ракет было опубликовано шотландским астрономом и математиком Уильямом Лейтчем в эссе 1861 года «Путешествие в космос». Более известна (хотя и не так широко за пределами России) работа Константина Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (Исследование космического пространства средств реактивных устройств), опубликованная в 1903 году.

Ракетные работы Циолковского не были полностью оценены при его жизни, но он оказал влияние на Сергея Королева, стал главным конструктором ракет Советского Союза при Иосифе Сталине, разработ межконтинентальные баллистические ракеты для несения ядерного оружия в качестве меры противодействия самолетам-бомбардировщикам Соединенных Штатов. На базе ракет Королева Р-7 Семёрка 4 октября 1957 г. был запущен первый в мире искусственный спутник Земли , Спутник-1, а затем и первый человек на орбите Земли, Юрий Гагарин в Восток 1, 12 апреля 1961 года.

Космический полет стал инженерной помощью благодаря работе Роберта Х. Публикация Годдарда в 1919 году его статьи Метод достижения экстремальных высот. Его применение сопла де Лаваля к ракетам на жидком топливе повысило эффективность, чтобы стало возможным межпланетное путешествие. Он также доказал в лаборатории, что ракеты будут работать в вакууме космоса; тем не менее, его работа не была воспринята общественностью всерьез. Его попытка получить армейский контракт на реактивное оружие в первой мировой войне потерпела поражение в результате перемирия с Германией 11 ноября 1918 года. Работая при частной финансовой поддержке, он был первым, кто запустил в 1926 году ракету на жидком топливе. Работы Годдарда имели большое международное влияние в его области.

В ходе Второй мировой войны были разработаны первые управляемые ракеты V-2 и использовались в качестве оружия Третьим рейхом. Во время испытательного полета в июне 1944 года одна такая ракета достигла космоса на высоте 189 километров (102 морских мили), став первым объектом в истории человечества, сделавшим это. В конце Второй мировой войны большая часть ракетной команды Фау-2, включая ее главу Вернера фон Брауна, сдались Соединенным Штатам и были высланы для работы над американскими ракетами в том, что стало армией. Агентство баллистических ракет. Эта работа над такими ракетами, как Juno I и Atlas позволила запустить первый американский спутник Explorer 1 1 февраля 1958 года и первый американский спутник на орбите, Джон Гленн в Дружба 7 20 февраля 1962 года. В качестве директора Центра космических полетов им. Маршалла Фон Браун руководил разработкой ракет большего класса, названных Сатурн, что позволяет США отправить первых двух людей, Нила Армстронга и Базза Олдрина, на Луну и обратно на Аполлон-11 в июле 1969 года. В то же время Советский Союз должен был дать возможность высадить людей на Луну, но смог разработать ракету N1.

Фазы

Запуск

Ракеты - единственное средство, в настоящее время способное достичь орбиты или за ее пределами. Другие неракетные космические запуски технологии еще не созданы или по-прежнему не достигают орбитальных скоростей. Запуск ракеты для космического полета обычно начинается с космодрома (космодрома), который может быть оборудован стартовыми комплексами и стартовыми площадками для вертикальных запусков ракет и взлетно-посадочными полосами. для взлета и посадки самолетов-носителей и крылатых космических кораблей. Космопорты расположены далеко от человеческого жилья из соображений шума и безопасности. МБР различные специальные пусковые средства имеют.

Запуск часто ограничивается определенными окнами запуска. Эти окна зависят от положения небесных тел и орбит относительно места запуска. На наибольшее влияние часто оказывает вращение самой Земли. После запуска орбиты обычно располагаются в относительно постоянных плоских плоскостях под фиксированным углом к ​​оси Земли, и Земля вращается в пределах орбиты.

A Стартовая площадка - стационарная установка, предназначенная для отправки летательных аппаратов. Обычно он состоит из пусковой башни и траншеи пламени. Он окружен оборудованием, используемым для установки, заправки и обслуживания ракет-носителей. Перед запуском ракета может весить многие сотни тонн. Спейс Шаттл Колумбия на СТС-1 на взлете весил 2 030 тонн (4 480 000 фунтов).

Достижение пространства

Наиболее часто используемое определение космического пространства - это все, что находится за пределами линии Кармана, которая на 100 километров (62 мили)) выше поверхности Земли. Определенные иногда определяют космическое пространство как все, что превышает 50 миль (80 км) над уровнем моря.

Ракетные двигатели - единственное практическое средство достижения космоса в настоящее время. Обычные двигатели самолетов не могут достичь недостатка космоса из-за кислорода. Ракетные двигатели выбрасывают топливо, чтобы обеспечить поступательную тягу, которая генерирует достаточно дельта-v (изменение скорости) для достижения орбиты.

Для систем запуска с экипажем системы эвакуации при запуске часто устанавливаются, чтобы вызвать астронавтам уйти в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Альтернативы

Было предложено много способов достижения космоса, кроме ракетных двигателей. Такие идеи, как космический лифт и тросы для формсом, такие как ротоваторы или небесные крюки, требуют новых материалов, намного более прочных, чем любые известные в настоящее время. Электромагнитные пусковые установки, такие как пусковые шлейфы, могут быть осуществлены с использованием современных технологий. Другие идеи включают в себя самолеты / космические самолеты с ракетным управлением, такие как реактивные двигатели Skylon (в настоящее время находятся на ранней стадии разработки), космические самолеты с ГПВР и космические самолеты РБТП. Пуск пушки предложен для груза.

Покидая орбиту

Запущенная в 1959 году, Луна 1 была первым известным искусственным объектом, достигшим космической скорости от Земли. (реплика на фото)

Выход на замкнутую орбиту не является важным для лунных и межпланетных путешествий. Ранние советские космические аппараты успешно поднимались на очень большие высоты, не выходя на орбиту. НАСА рассматривало возможность запуска миссий Аполлон непосредственно на лунные траектории, но приняло стратегию сначала выйти на временную парковочную орбиту, а затем выполнить отдельную запись на несколько орбит позже на луну. траектория.

Подход на парковочную орбиту значительно упростил планирование миссии "Аполлона" по нескольким важным направлениям. Он действовал как временная защита и максимальная расширял допустимые окна запуска. Парковочная орбита дала экипажу и диспетчеру несколько часов на то, чтобы тщательно проверить космический корабль после стресса при запуске, прежде чем совершить его в долгое путешествие на Луну.

Миссии Аполлона минимизировали потери производительности на парковочной орбите за счет его высоты как можно ниже. Например, Аполлон 15 использовал необычно низкую парковочную орбиту 92,5 нм × 91,5 нм (171,3 км × 169,5 км), что не является устойчивой в течение длительного времени из-за трения с атмосферой Земли, но экипаж потратит всего три часа, прежде чем запустить третью ступень S-IVB, чтобы вывести их на траекторию полета к Луне.

Роботизированные миссии не позволяют прерывания или минимизации излучения, поскольку современные пусковые установки имеют «мгновенные» окна запуска, космические зонды на Луну и другие планеты обычно используют прямой впрыск для максимальной производительности. Хотя некоторые из них могут ненадолго двигаться по инерции во время запуска, они не завершают одну или несколько полных парковочных орбитов до того, как горение выбрасывает их на траекторию ухода с Земли.

Скорость убегания от небесного тела уменьшается с высотой над ним. Однако топливо для корабля более экономично сжигать как можно ближе к земле; см. эффект Оберта и справочные материалы. Это еще один способ потери производительности, связанный с установлением безопасного перигея парковочной орбиты.

Астродинамика

Астродинамика - это изучение траекторий космических аппаратов, особенно в том, что касается гравитационных и двигательных эффектов. Астродинамика позволяет космическому кораблю прибыть в пункт назначения в нужное время без чрезмерного использования топлива. Система орбитального маневрирования может потребоваться для поддержания или изменения орбиты.

Нераакетные орбитальные двигательные установки включают солнечные паруса, магнитные паруса, магнитные системы с плазменным пузырем и использование гравитационной рогатки. эффекты.

След ионизированного газа от возвращаемого объекта Шаттл Извлечение возвращаемой капсулы Discoverer 14 на самолете C-119

Передача энергии

Термин «передаваемая энергия» означает общее количество энергии, переданное ступенью ракеты своей полезной нагрузке. Это может быть переданной первой ступенью ракеты-носителя ракетой-носителем разгонной ступени плюс полезная нагрузка, верхняя ступенью или космическим кораблем ударным двигателем двигателем космический корабль.

Достижение космической станции

Чтобы достичь космической станции, космический корабль должен был бы достичь той же орбиты и приблизиться к очень близкому расстоянию (например, при визуальном контакте). Это выполняется с помощью набора орбитальных маневров, называемых космический рандеву.

. После сближения с космической станцией космический аппарат стыкуется со станцией или стыкуется со станцией. Стыковка относится к соединению двух свободно летающих космических аппаратов, а швартовка относится к операциям стыковки, когда неактивное транспортное средство помещается в стыковочный интерфейс другого космического корабля с помощью роботизированных рук.

Повторный вход

Корабли на орбите Имеет большой кинетической энергии. Эта энергия должна быть сброшена, если транспортное средство безопасно приземлиться, не испаряясь в атмосферу. Обычно этот процесс требует специальных методов защиты от аэродинамической системы. Теория повторного входа была заложена Гарри Джулианом Алленом. Согласно этой теории, возвращаемые аппараты имеют тупые формы в атмосфере при входе в атмосферу. Тупые формы означают, что менее 1% кинетической энергии в тепло, достигаемое транспортное средство, а остальная часть нагревает атмосферу.

Посадка и возвращение

Капсулы Меркурий, Близнецы и Аполлон все разбиты в море. Эти капсулы предназначались для посадки на малых скоростях с помощью парашюта. Советские / российские капсулы для "Союз " используют большой парашют и тормозные ракеты для приземления на землю. Космические самолеты, такие как космический шаттл, приземляются, как планер.

После успешной посадки космический корабль, его люди и груз могут быть возвращены. В некоторых случаях восстановление происходило до приземления: пока космический корабль все еще спускается на парашюте, его может зацепить специально сконструированный самолет. Этот метод извлечения в воздухе был использован для извлечения канистр с пленкой со спутников-шпионов Corona.

Типы

Без экипажа

Соджорнер измеряет с помощью рентгеновского спектрометра альфа-частиц Yogi Rock на Марсе Космический корабль MESSENGER на Меркурии (интерпретация художника)

Космический полет без экипажа - это все космические полеты без необходимого присутствия человека в космосе. Это включает в себя все космические зонды, спутники и космические аппараты-роботы и миссии. Космический полет без экипажа - это противоположность полета с экипажем, который обычно называется полетом человека в космос. Подкатегории беспилотных космических полетов - это «роботизированные космические аппараты» (объекты) и «роботизированные космические миссии» (виды деятельности). Роботизированный космический корабль - это беспилотный космический корабль без людей на борту, который обычно находится под телероботическим контролем. Роботизированный космический аппарат, предназначенный для проведения научных исследований, часто называется космический зондом.

. Космическая миссия без экипажа используется дистанционно управляемый космический аппарат . Первым беспилотным космическим аппаратом был Спутник, запущенный 4 октября 1957 года на орбиту Земли. Космические миссии, на борту которых находятся другие животные, но не люди, считаются полетами без экипажа.

Преимущества

Многие миссии больше подходят для телероботических операций, чем для работы с экипажем из-за более низкой стоимости и меньших факторов риска. Кроме того, некоторые направления на планетах, такие как Венера или окрестности Юпитера, слишком враждебны для выживания человека, данные современные технологии. Внешние планеты, такие как Сатурн, Уран и Нептун, слишком далеки, чтобы их можно было достичь с помощью современных технологий пилотируемых космических полетов, поэтому телероботические зонды - единственные способ их исследовать. Telerobotics также позволяет исследовать регионы, уязвимые для заражения земными микроорганизмами, поскольку космические корабли можно стерилизовать. Людей нельзя стерилизовать так же, как космический корабль, поскольку они сосуществуют с множеством микроорганизмов, и эти микроорганизмы также трудно содержать в космическом корабле или скафандре.

Дистанционное присутствие

Telerobotics становится дистанционным присутствием, когда время задержки достаточно короткое, чтобы позволить людям управлять космическим кораблем в режиме, близком к реальному времени. Даже двухсекундная задержка скорости света Луны слишком велика для исследования телеприсутствия с Земли. Позиции L1 и L2 допускают задержку приема-передачи в 400 миллисекунд, что достаточно близко для работы удаленного присутствия. Дистанционное присутствие также было предложено как способ ремонта спутников на околоземной орбите с Земли. На симпозиуме Exploration Telerobotics в 2012 году были рассмотрены эта и другие темы.

Человек

МКС член экипажа хранит образцы

Первый пилотируемый космический полет был Восток 1 12 апреля. 1961 год, в котором космонавт Юрий Гагарин из СССР совершил один оборот вокруг Земли. В официальных советских документах нет упоминания о том, что Гагарин прыгнул с парашютом последние семь миль. По состоянию на 2020 год единственными космическими кораблями, регулярно используемыми для пилотируемых космических полетов, являются Союз, Шэньчжоу и Crew Dragon. Американский флот Space Shuttle работал с апреля 1981 года по июль 2011 года. SpaceShipOne провел два суборбитальных космических полета человека.

Суборбитальный

Североамериканский X-15 в полете. X-15 дважды пролетал выше 100 км (62 мили), и оба полета пилотировал Джо Уокер (астронавт)

. Во время суборбитального космического полета космический корабль достигает космоса, а затем возвращается. в атмосферу после следования (в основном) баллистической траектории. Обычно это происходит из-за недостаточной удельной орбитальной энергии, и в этом случае суборбитальный полет продлится всего несколько минут, но также возможно, что объект с достаточной энергией для орбиты может иметь траекторию, которая пересекает Атмосфера Земли, иногда через много часов. "Пионер-1" был первым космическим зондом НАСА, предназначенным для достижения Луны. Частичный сбой заставил его вместо этогоследовать по суборбитальной траектории до высоты 113 854 км (70 746 миль) перед повторным входом в атмосферу Земли через 43 часа после запуска.

Самая известная граница космоса - линия Кармана на высоте 100 км (62 мили) над уровнем моря. (В качестве альтернативы НАСА определяет астронавта как человека, который пролетел более 80 км (50 миль) над уровнем моря). Общественность не признает, что потенциальная энергия, необходимая для прохождения линии Кармана, составляет лишь около 3% от орбитальной энергии (потенциальная плюс кинетическая энергия), необходимая для минимально возможной земной орбиты (круговая орбита чуть выше линии Кармана). Другими словами, намного легче достичь космоса, чем оставаться там. 17 мая 2004 года Civilian Space eXploration Team запустила ракету GoFast в суборбитальный полет, первый любительский космический полет. 21 июня 2004 г. SpaceShipOne был использован для первого частного полета человека в.

точка-точка

точка-точка это категория суборбитальных космических полетов, в космический корабль обеспечивает быструю транспортировку между наземными точками. Обычный рейс авиакомпании между Лондоном и Сиднеем, рейс, который обычно длится более двадцати часов. При суборбитальном путешествии из пункта в этот же маршрут можно пройти менее чем за час. Хотя сегодня ни одна компания не предлагает такой вид транспорта, SpaceX заявила о своих планах сделать это в 2020-х годах с использованием Starship. Для достижения низкого околоземной орбиты требуется лишь немного ниже скорости, необходимой для достижения низкого околоземной орбиты. Если используются ракеты, размер ракеты относительно полезной нагрузки аналогичен межконтинентальной баллистической ракете (МБР). Любой межконтинентальный космический полет должен преодолеть проблемы во время входа в атмосферу, которые почти не уступают тем, с которыми сталкиваются орбитальные космические полеты.

Орбитальный

Аполлон-6 выходит на орбиту

Минимальный орбитальный космический полет требует гораздо более высоких скоростей, чем минимальный суборбитальный полет, и поэтому достичь его технологически намного сложнее. Для достижения орбитального космического полета тангенциальная скорость вокруг Земли так же важна, как и высота. Для обеспечения стабильного и продолжительного полета в космосе космический корабль должен достичь минимальной орбитальной скорости, необходимой для замкнутой орбиты.

Межпланетный

Межпланетный космический полет - полет между планетами внутри единой планетарной системы. На практике этот термин используется только для путешествия между планетами нашей Солнечной системы. Планы будущих межпланетных космических полетов с экипажем часто включают окончательную сборку корабля на околоземной орбите, например, программу НАСА Constellation и российский тандем Kliper / Parom.

Interstellar

‘’New Horizons ’’ - пятый космический корабль, вышедший на траекторию ухода, покидающий Солнечную систему. Вояджер 1, Вояджер 2, Пионер 10, Пионер 11 - более ранние. Самый дальний от Солнца - Вояджер 1, который удален более чем на 100 а.е. и движется со скоростью 3,6 а.е. в год. Для сравнения, Проксима Центавра, ближайшая звезда, кроме Солнца, находится на расстоянии 267000 а.е. «Вояджеру-1» потребуется 74000 лет, чтобы достичь этого расстояния. Конструкции транспортных средств, использующие другие методы, такие как ядерная импульсная тяга, возможно достичь ближайшей звезды быстрее. Другая возможность, которая могла бы позволить человеку совершить межзвездный космический полет, - это использование замедления времени, поскольку это позволяет пассажирам быстро движущегося транспортного средства путешествовать дальше в будущее, при очень мало старея. их большая скорость замедляет скорость бортового времени. Однако для достижения высоких скоростей по-прежнему потребуется использовать какой-то новый, усовершенствованный метод движения.

Межгалактический

Межгалактическое путешествие включает в себя космический полет между галактиками и считается более технологичным, чем даже межзвездное путешествие и, согласно современным инженерным терминам, считается научной фантастикой.

Космический корабль

Лунный модуль Аполлона на поверхности Луны

Космические средства - это транспортные средства, способные контролировать свою траекторию ве.

Первым «истинным космическим кораблем» иногда называют лунный модуль «Аполлон», поскольку это был единственный пилотируемый корабль, который был разработан и эксплуатировался только в космосе; и отличается неаэродинамической формой.

Движение

В настоящее время космические корабли в основном используют ракеты для движения, но другие методы движения, такие как ионные двигатели, становятся все более популярными. обычное дело, особенно для беспилотных транспортных средств, и это может значительно увеличить его delta-v.

Стартовые системы

Стартовые системы используются для переноса полезной нагрузки с поверхности Земли в космическое пространство..

Расходные

В большинстве современных космических полетов для достижения космоса используются многоступенчатые одноразовые системы запуска.

Многоразовый

Первый многоразовый космический корабль, X-15, был запущен в воздух по суборбитальной траектории 19 июля 1963 года. Первый частично многоразовый орбитальный космический корабль, Space Shuttle был запущен в США в день 20-летия полета Юрия Гагарина, 12 апреля 1981 года. В эпоху Shuttle было построено шесть орбитальных кораблей. в атмосфере и пять из которых летали в космос. Энтерпрайз использовался только для захода на посадку и испытаний на посадку, запускался с задней части Боинг 747 и планировал до мертвой точки на авиабазе Эдвардс, Калифорния. Первым космическим шаттлом, отправившимся в космос, стал Колумбия, за нимали последовал Челленджер, Дискавери, Атлантида и Индевор.. Endeavour был построен для замены Challenger, который был потерян в январе 1986 года. Колумбия распался во время входа в атмосферу в феврале 2003 года.

Первый автоматический частично многоразовый космический корабль Это был Буран (Метель), запущенный СССР 15 ноября 1988 года, хотя он совершил всего один полет. Этот космоплан был разработан для экипажа и сильно напоминал американский космический шаттл, хотя в его спуске ускорителей использовалось жидкое топливо, а его главные двигатели располагались у основания того, что должно было стать резервуаром американского шаттла. Отсутствие финансирования, осложненное распадом СССР, помешало дальнейшим полетам «Бурана».

Спейс шаттл был выведен из эксплуатации в 2011 году в основном из-за его старости и высокой стоимости, достигающей более миллиарда долларов за полет. В 2020-х годах роль шаттла в качестве транспортного средства будет заменена на SpaceX Dragon 2 и CST-100. Роль тяжелого грузового транспорта Шаттл заменяется коммерческими ракетами-носителями.

Scaled Composites SpaceShipOne был многоразовым суборбитальным космическим самолетом, на котором летчики Майк Мелвилл и Брайан Бинни выполняли последовательные полеты в 2004, чтобы выиграть Ansari X Prize. Компания Spaceship Company построила своего преемника SpaceShipTwo. Флот SpaceShipTwos управляет Virgin Galactic, планировал начать многоразовый частный космический полет с платными пассажирами (космическими туристами ) в 2008 году, но это было отложено из-за аварии.

SpaceX достигла первой вертикальной мягкой посадки многоразовой орбитальной ракетной ступени 21 декабря 2015 года после доставки 11 коммерческих спутников Orbcomm OG-2 в низкая околоземная орбита.

Первый второй полет Falcon 9 состоялся 30 марта 2017 года. В настоящее время SpaceX регулярно восстанавливает и повторно использует свои первые ступени с намерением также повторно использовать обтекатели.

Проблемы

Космическая катастрофа s

Все ракеты-носители содержат огромное количество энергии, необходимой для того, чтобы какая-то ее часть достигла орбиты. Следовательно, существует некоторый риск преждевременного и внезапного высвобождения этой энергии со значительными последствиями. Когда ракета Delta II взорвалась через 13 секунд после запуска 17 января 1997 года, произошли сообщения о том, что в результате взрыва были разбиты витрины магазинов на расстоянии 10 миль (16 км).

Space - это довольно предсказуемая среда, но все еще существуют риски случайной разгерметизации и потенциального отказа оборудования, некоторые из которых могут быть разработаны совсем недавно.

В 2004 г. Международная ассоциация по повышению эффективности космической безопасности предоставлена ​​в Нидерландах для международного сотрудничества и научного прогресса в области безопасности космических систем.

Невесомость

Космонавты на МКС в условиях невесомости. Майкл Фоул на переднем плане тренируется.

В условиях микрогравитации, таких как космический корабль на орбите вокруг Земли, люди испытывают чувство «невесомости». Кратковременное воздействие микрогравитации вызывает синдромальную адаптацию, самоограничивающуюся тошноту, вызванную нарушением вестибулярной системы. Длительное воздействие вызывает множество проблем со здоровьем. Наиболее значительным является потеря костной массы, часть которой является постоянной, но микрогравитация также приводит к значительному плохому мышечной и сердечно-сосудистой ткани.

Излучение

При выходе за пределы атмосферы возникает излучение из-за поясов Ван Аллена, солнечного излучения и космического излучения. создаются и увеличиваются. На удалении от Земли солнечные вспышки могут дать смертельную дозу радиации за считанные минуты, а угроза здоровью от космического излучения значительно увеличивает шансы рака через десятилетие или более.

Система жизнеобеспечения

Система жизнеобеспечения Система жизнеобеспечения представляет собой группы устройств, которые позволяют выжить в космическом пространстве. НАСА часто использует фразу «Система экологического контроля и жизнеобеспечения» или аббревиатуру ECLSS при описании этих систем для своих пилотируемых космических полетов. Система жизнеобеспечения может подавать: воздух, воду и пищу. Он также должен поддерживать правильную температуру тела, приемлемое давление на тело и продукты жизнедеятельности организма. Также может потребоваться защита от вредных внешних воздействий, таких как радиация и микрометеориты. Компоненты системы жизнеобеспечения критически важны для жизни и спроектированы и изготовлены с использованием методов техники безопасности.

Космическая погода

Aurora australis и Discovery, май 1991 г.

Космическая погода - это концепция изменения условий окружающей среды в космическом пространстве. Он отличается от концепции погоды в атмосфере планеты и имеет дело с явлениями, включающими плазму, магнитные поля, излучение и вещество в космосе (обычно близко к Земле, но также в межпланетной и иногда в межзвездной среде ). «Космическая погода в космосе, которая влияет на Землю и технологические системы. Наша космическая погода является следствием поведения Солнца, природы магнитного поля Земли и нашего местоположения в Солнечной системе ».

Космическая погода оказывает сильное влияние на несколько областей, связанных с исследованием и освоением космоса. Изменение геомагнитных условий может вызвать изменение плотности космического корабля, вызывающее ухудшение высоты космического корабля низкой околоземной орбите. Геомагнитные бури из-за повышенной солнечной активности ослепить датчики космического корабля или создать помехи для бортовой электроники. Понимание условий космической среды также важно при разработке систем защиты и жизнеобеспечения для пилотируемых космических кораблей.

Соображения, касающиеся окружающей среды

Ракеты как класс по своей сути не являются сильно загрязняющими. Однако в некоторых ракетах используется токсичное топливо, используемое в транспортных средствах, не , углеродно-нейтральное. Многие твердотопливные ракеты содержат хлор в форме перхлората или других химикатов, и это может вызвать временные локальные дыры в озоновом слое. При повторном входе в космический корабль образуются нитраты, которые также могут временно воздействовать на озоновый слой. Большинство ракет изготовлено из металлов, которые могут оказать воздействие на окружающую среду во время их изготовления.

Помимо атмосферных эффектов, существуют эффекты на околоземную космическую среду. Существует вероятность того, что орбита станет недоступной для поколений из-за экспоненциального увеличения космического мусора, вызванного расколом спутников и транспортных средств (синдром Кесслера ). Поэтому сегодня многие запущенные ракеты предназначены для повторного входа в них после использования.

Регламент

Широкий спектр вопросов, таких как управление космическим движением или ответственность, был вопросами регулирования космических полетов.

Участие и представительство всего человечества в космических полетах - это вопрос международного космического права с момента первого этапа освоения космоса. Четкое использование некоторых космических полетов обеспечено, совместное использование космоса для всего человечества по-прежнему критикуется как империалистическое и отсутствует понимание космических полетов как ресурса.

Приложения

Это показывает снимок Солнца в крайнем ультрафиолете (эксперимент с телескопом Apollo Mount SO82A), сделанный во время Skylab 3, с добавлением Земли для увеличения масштаба. Справа изображение Солнца показывает выбросы гелия, а изображение слева показывает выбросы железа. Одним из применений космических полетов является наблюдение, затруднено или затруднено из-за нахождения на поверхности Земли. Скайлэбал в себя массивную солнечную обсерваторию с экипажем, которая произвела революцию в солнечной науке в начале 1970-х, используя космическую станцию ​​на базе Аполлона в сочетании с пилотируемыми космическими полетами к ней.

Текущие и предлагаемые приложения для космических полетов включают:

Наиболее ранние разработки космических полетов финансировались правительствами. Однако сегодня основные рынки запуска, такие как спутники связи и спутниковое телевидение, являются чисто коммерческими, хотя многие из пусковых установок финансировались правительствами.

Частные космические полеты - это быстро развивающаяся область: космические полеты не только оплачиваются корпорациями или даже частными лицами, но часто выполняются частными космическими компаниями. Эти компании часто утверждают, что большая часть предыдущей высокой стоимости доступа к системе доступа к системе вызвана неэффективностью правительства. Это утверждение может быть подтверждено гораздо более низкими опубликованными затратами на запуск частных космических ракет-носителей, таких как Falcon 9, разработанных с частным финансированием. Для таких приложений, как космический туризм и особенно колонизация космоса, стали возможными расширения, потребуются более низкие затраты на запуск и высокая безопасность.

Космические державы и другие сущности

Быть летать в космосе означает быть способным и активным в космических путешествиях или космическом транспорте, эксплуатация космических аппаратов или космических самолетов. Это включает в себя знание различных тем и развития специальных навыков, включая: воздухоплавание ; космонавтика ; программы для подготовки космонавтов ; космическая погода и прогнозирование; обслуживание судов и малых судов; эксплуатация различного оборудования; космический аппарат проектирование и строительство; взлет и вход в атмосферу в атмосфере; орбитальная механика (также известная как астродинамика ); коммуникации; двигатели и ракеты; выполнение таких усовершенствований, как буксировка, конструкция в условиях микрогравитации и стыковка в космосе ; погрузочно-разгрузочное оборудование, опасные грузы и хранение грузов; выход в открытый космос ; реагирование на чрезвычайные ситуации; выживание в космосе и первая помощь; пожаротушение; жизнеобеспечение. Уровень знаний, необходимых в этих областях, зависит от характера работы и типа используемого судна. «Космический полет» - это анал для мореплавания.

Ни разу не было миссии с экипажем за пределами системы Земля - Луна. Тем не менее, США, Россия, Китай, страны Европейского космического агентства и несколько корпораций и предприятий на разных этапах планируют отправиться на Марс (см. Миссия человека на Марс ).

Космическими организациями могут быть суверенные государства, наднациональные организации и частные корпорация. Космические державы - это те, кто способен самостоятельно строить и запускать корабли в космос. Растущее число частных предприятий стало или становится космическим. Управление ООН по вопросам космического пространства начало первой космической программы в 2016 году.

Пилотируемые космические державы

В настоящее время Россия, Материковый Китай и Соединенные Штаты являются единственными пилотируемыми космическими странами стран. Космические державы, перечисленные по году первого запуска с экипажем:

  1. Советский Союз (Россия ) (1961)
  2. США (1961)
  3. Китай (2003)
В настоящее время есть программы пилотируемых космических полетов. Подтвержденные и датированные планы пилотируемых космических полетов. Подтвержденные планы пилотируемых космических полетов. Планы пилотируемых космических полетов в простейшей форме (суборбитальный космический полет и т. Д.). Планы пилотируемых космических полетов в экстремальной форме (космические станции и т. Д.). Когда-то были официальные планы пилотируемых космических полетов, но с тех пор от них отказались.

Беспилотные космические страны

Следующие страны или разработали свои собственные ракеты-носители для вывода на орбитуилотных космических аппаратов либо со своей территории, либо с иностранной помощью (дата первого запуска в скобках):

  1. Советский Союз (1957)
  2. США (1958)
  3. Франция (1965)
  4. Италия (1967)
  5. Австралия (1967) ★
  6. Япония (1970)
  7. Китай (1970)
  8. Соединенное Королевство (1971)
  9. Европейское космическое агентство (1979)
  10. Индия (1980)
  11. Израиль (1988)
  12. Украина (1991) *
  13. Россия (1992) *
  14. Иран (2009)
  15. Северная Корея (2012)
  16. Южная Корея (2013) ★
  17. Новая Зеландия (2018) ★
  • * Ранее большая часть Советского Союза
  • ★ Ракета- носитель, полностью или частично разработанная другая страной

Также несколько стран, таких как Канада, Италия и Австралия имели полунезависимые возможности для космиче ских полетов, запуская спутники местного производства на иностранных пусковых установках. Канада спроектировала и построила спутники (Alouette 1 и 2) в 1962 и 1965 годах, которые выводились на орбиту с помощью американских ракет-носителей. Италия разработала и построила несколько спутниковых, а также герметичных (управляемых) модулей для Международной космической станции. Первые итальянские спутники запускались с использованием аппаратов, предоставленных НАСА, сначала с Летной базы Уоллопса в 1964 году, а с космодрома в Кении (Платформа Сан-Марко ) в период с 1967 по 1988 год; Италия регуляторла ракетной программы Vega в рамках Европейского космического агентства с 1998 года. Великобритания отказалась от своей независимой программы запусков в 1972 году в рамках сотрудничества с европейскими Организациями по разработке пусковых установок (ELDO) по технологии запуска до 1974 года. Австралия отказалась от своей программы запуска вскоре после успешного запуска WRESAT и стала единственной неевропейским членом ELDO.

Если рассматривать простой запуск объекта за линией Кармана как минимальное требование для космических полетов, то Германия с ракетой Фау-2, стала первой космической державой в 1944 году. Следующие страны только достигли суборбитальных космических полетов, запустив местные ракеты и / или ракеты в суборбитальное пространство.

1. Германия 20 июня 1944 г.

2. Восточная Германия 12 апреля 1957 г.

3. Канада 5 сентября 1959 г.

4. Ливан 21 ноября 1962 г.

5. Швейцария 27 октября 1967 г.

6. Аргентина 16 апреля 1969 г.

7. Бразилия 21 сентября 1976 г.

8. Испания 18 февраля 1981 г.

9. Западная Германия 1 марта 1981 г.

10. Ирак июнь 1984 г.

11. Южная Африка 1 июня 1989 г.

12. Швеция 8 мая 1991 г.

13. Йемен 12 мая 1994 г.

14. Пакистан 6 апреля 1998 г.

15. Тайвань 15 декабря 1998 г.

16. Сирия 1 сентября 2000 г.

17. Индонезия 29 сентября 2004 г.

18. Демократическая Республика Конго 2007

19. Новая Зеландия 30 ноября 2009 г.

20. Норвегия 27 сентября 2018 г.

21. Нидерланды 19 сентября 2020 г.

См. Также

  • Портал космических полетов
  • Технологический портал

Список литературы

Дополнительная литература

  • Эрик Грегерсон (2010): Путеводитель исследователя Вселенной - беспилотные космические миссии, Britannica Educational Publishing, ISBN 978-1-61530-052-5 (электронная книга)

ние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с Космический полет.
Посмотрите вверх космический полет в Викисловарь, бесплатный словарь.
Последняя правка сделана 2021-06-09 01:21:20
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте