Как быстро долететь до космоса

Через тернии к звёздам. За какое время можно долететь до космоса

Человек всегда интересовался космосом. Его волновала возможность космического путешествия и открытие неизвестных далеких миров. Как известно, ближайшее к нашей планете небесное тело – это Луна. Поэтому на заре освоения космоса человек стремился долететь именно до нее. Вспомни, наверняка в детстве тебе хотелось стать космонавтом, а в голове крутился один вопрос: «Сколько лететь до космоса?»
Сейчас интерес к космическому пространству только усилился – кругом новости, связанные с достижениями NASA. А суждения Илона Маска о науке люди воспринимают как предсказание будущего.

12 апреля был совершен первый орбитальный полет советским космонавтом Юрием Гагариным. Под всем известное «Поехали!» он впервые смог настолько приблизиться к небесным телам.

Сейчас даже самый старый космический корабль сможет доставить тебя в космос довольно быстро. Но ведь каждый хочет знать, сколько потребуется на это времени.

Для начала нужно понять, что такое «пространство». Если речь идет о конце земной атмосферы, то это 100 км вверх. Ее еще принято называть Линия Кармана. Это означает, что ты прошел мимо Термосферы и теперь находишься в Экзосфере. Для справки – МКС двигается вокруг планеты на расстоянии 435 км.

Где начало космоса?

Явная граница, отделяющая атмосферу от космоса, отсутствует. Ее принято называть мезосферой – это от 500 до 1000 км от нашей планеты.

Время полета до космоса

Минимум – 5 минут. Быстрее не получится, так как ускорение не должно быть больше 9,8 м/сек.кв. Приборы могут не выдержать больших перегрузок. Среднее время полета ракеты – от 8 до 12 минут.

Время полета до станции в космосе

На МКС можно долететь за 6 часов. Ранее время пути было 2 дня, скоро сократится до 1,5 часов.

Сколько времени занимает полет до Луны?

Расстояние от нашей планеты до Луны – 380-400 тыс. км. Среднее время полета к ней – 3-5 суток. Продолжительность напрямую зависит от космического корабля и его скоростных способностей. Например, спутник со скоростью 58 тыс.км/ч совершил полет до Луны за 8 часов и 35 минут. Сейчас разрабатываются мощные двигатели и различные модификации космических аппаратов, которые со временем позволят сократить время полета.

Чему равна первая космическая скорость?

Речь идет о минимальной скорости движения объекта по круговой орбиты вокруг Земли – 7,9 км/с. Ее будет недостаточно для преодоления притяжения нашей планеты, поэтому есть вторая космическая скорость.

Теперь ты знаешь – чтобы рассчитать, сколько лететь до космоса, важно учесть многие факторы, в особенности, эффективность используемого топлива и место назначения.

Источник

Через тернии к звездам. За какое время можно долететь до космоса?

Многих людей интересует тема космоса. В особенности их волнуют возможности космических путешествий. На сегодняшний день даже старый космический корабль способен доставить до космоса достаточно быстро.

Сегодня мы расскажем о том, за какое количество времени можно добраться до космоса.

Понятие пространства

В первую очередь необходимо разъяснить понятие “пространство”. Если это конец атмосферы Земли, то это сто километров вверх. Также ему дали название “Линия Кармана”. Что же это значит? Это определяет то, что ты пересек термосферу и оказываешься в экзосфере. Международная космическая станция движется вокруг Земли на расстоянии четыреста тридцать пять километров.

Где начало космоса?

В ходе различных исследований выяснилось, что не существует определенной границы между космосом и атмосферой. Потому что одно плавно переходит в другое. Этой зоне перехода дали название — мезосфера. Она находится на расстоянии от пятисот до тысячи километров от планеты Земля.

Время полета до космоса

Не многие знают, что долететь до космоса можно не быстрее, чем за пять минут. Почему нельзя долететь быстрее? Потому что ускорение не должно превышать 9,8 метров в секунду. Иначе оборудование может выйти из строя и не выдержать сильной нагрузки. Отсюда и вычисляют среднюю продолжительность полета. Она составляет от восьми до двенадцати минут.

Время полета до космической станции

Время полета до Международной космической станции составляет около шести часов после старта. Совсем недавно время в пути составляло около 48 часов, а сейчас долететь до космоса можно за такое короткое время. Благодаря ежедневному прогрессу, в скором времени длительность полета будет составлять всего лишь полтора часа.

Сколько времени лететь до Луны?

Расстояние от Земли до Луны составляет почти четыреста тысяч километров. Время полета до Луны займет от трех до пяти дней. Длительность полета полностью зависит от скоростных способностей космического корабля. К примеру, если спутник имеет скорость пятьдесят восемь тысяч километров в час, то он долетит до места назначения за восемь с половиной часов. В данный момент в разработке находятся мощнейшие двигатели и варианты космических оборудований, которые в будущем значительно сократят длительность полета.А вы знали, что:

машина, которая едет со скоростью сто километров в час будет добираться до земных спутников около 160 дней;
если бы человек добирался пешком до космоса, то время, затраченное на путь, составило бы девять лет;
если бы самолет со скоростью восемьсот километров в час добирался до космоса, то он добрался бы за двадцать дней.

Чему равна первая космическая скорость?

Минимальная скорость движения предмета по земной орбите составляет 7,9 километров в секунду. Этого слишком мало, чтобы преодолеть притяжение планеты, в связи с этим существует вторая скорость.

Таким образом, ты знаешь, что для того, чтобы рассчитать длительность полета, необходимо учитывать множество важнейших факторов, которые влияют на время полета.

Источник

Экспресс до МКС

От двухсуточных полётов — к сверхкоротким

Далеко ли МКС?

Поехали!

12 апреля 1961 года в 9:07 по московскому времени с полигона Тюра-Там (ныне космодром Байконур) впервые стартовал советский космический корабль «Восток-1» с человеком на борту. 108 минут полёта, один виток по околоземной орбите и успешное возвращение — так для человечества началась эпоха пилотируемой космонавтики, а имя Юрия Гагарина стало нарицательным.

максимальная высота первого полёта человека в космосе

Корабль «Восток-1» поднялся примерно на 85 км выше, чем планировалось.

Триумф СССР не могли оставить без реакции главные конкуренты в космической гонке — США. Американцы изначально не скрывали намерений отправить своего человека в космос раньше всех. Их пилотируемая программа Mercury («Меркурий») должна была стать реваншем за советский «Спутник-1». С полёта Гагарина не прошло и месяца, когда астронавт Алан Шепард пересёк линию Кармана (условную границу начала космоса), правда, без выхода на орбиту. Международная авиационная федерация признала этот 15-минутный полёт космическим, но чаще всего первым американским астронавтом называют Джона Гленна. 20 февраля 1962 года он три раза облетел вокруг Земли.

Полёт Шепарда всё же больше похож на прыжок до космоса. Ракета-носитель покидает атмосферу Земли, но её скорость не достигает первой космической (7,9 км/с), а значит, вывести аппарат на орбиту нельзя. В этом случае корабль возвращается обратно в течение нескольких минут после выключения двигателя. Такие пуски называются суборбитальными. Пилотируемых суборбитальных космических запусков насчитывается не так много. Основным способом пребывания людей в космосе вот уже 60 лет остаётся орбитальный полёт.

Классификация космических полётов Классификация космических полётов

Орбита обитания

Как любое небесное тело, Земля имеет гравитационное поле и собственные орбиты, по которым вокруг неё двигаются искусственные спутники (начиная от космических кораблей и исследовательских аппаратов, заканчивая космическим мусором). С точки зрения высоты орбиты бывают трёх типов: низкие, средние и высокие.

Границы ближайшей к нам орбиты — низкой околоземной — начинаются на высоте около 200 километров от поверхности Земли и заканчиваются на отметке в 2 000 километров. Даже по сравнению со следующей за ней средней околоземной это расстояние ничтожно малое, но зато самое обжитое. Здесь летают спутники дистанционного зондирования Земли и разведывательные аппараты — их близость к планете позволяет получать более точные изображения наземных объектов. Низкие орбиты также занимают различные спутники связи. Для большего охвата телекоммуникационные компании нередко запускают в космос целые «созвездия» таких спутников. И, наконец, люди. До сегодняшнего дня все космонавты и почти все астронавты выполняли полёты только на низкой околоземной орбите.

Максимальной высоты среди пилотируемых полётов на низкой околоземной орбите удалось достичь в 1966 году аппарату Gemini-11. На 26-м обороте вокруг Земли корабль поднялся на высоту 1370 километров. Единственной космической программой, чьи участники смогли покинуть пределы ближайшего околоземного пространства, стала американская лунная миссия Apollo («Аполлон»).

Межпланетные перелёты, и на Луну в том числе, — одно из ключевых направлений, которое определило развитие пилотируемой космонавтики. Вторым же стало долговременное пребывание в космосе на орбитальных станциях. Более 20 лет на нижнем участке низкой околоземной орбиты располагается главное представительство людей за пределами Земли — Международная космическая станция. Когда-то здесь летали и её предшественницы — советские «Салют», «Алмаз», «Мир» и американская Skylab.

Нынешний орбитальный город «парит» над нами на высоте около 420 километров от поверхности Земли. С одной стороны, до МКС рукой подать. С другой — сложно представить, что человечество обосновалось на таком близком к планете участке космоса и за 60 лет практически его не покидало.

…Если нам нужна чистая невесомость для проведения экспериментов, то нет смысла лететь далеко, но с точки зрения дальнейшего освоения — оно идёт дальше и будет за пределами низкой околоземной орбиты

Земля — МКС

Международная космическая станция — самый дорогой научный проект в истории и самый большой спутник, созданный человеком. Её строительство началось в 1998 году силами России, США, Канады, Японии и европейских держав. Первый экипаж в составе россиян Сергея Крикалёва, Юрия Гидзенко и американца Уильяма Шепарда прибыл на МКС уже в конце 2000 года — с этого момента и до сего дня на борту станции, сменяя друг друга, месяцами работают экипажи основных экспедиций. За управление полётом МКС отвечают два центра: за российский сегмент станции — в подмосковном Королёве, за американский — в Хьюстоне. Лабораторный модуль Columbus («Коламбус») Европейского космического агентства контролирует ЦУП в Оберпфаффенхофене, за модуль Kibo («Кибо») Японского агентства аэрокосмических исследований отвечает ЦУП в городе Цукуба.

Экипаж первой долговременной экспедиции на МКС доставил российский корабль «Союз ТМ-31». В дальнейшем вместе с «Союзами» за ротацию экипажей отвечали многоразовые корабли американской программы Space Shuttle. В 2003 году после катастрофы шаттла Columbia («Колумбия») полёты челноков приостановили до середины 2005 года. А уже в 2011-м, когда NASA окончательно свернуло программу Space Shuttle, «Союзы» и вовсе стали единственными доставщиками на МКС и космонавтов, и астронавтов. Положение дел изменилось спустя девять лет — корабль Dragon-2 (также известный как Crew Dragon) частной американской компании SpaceX совершил свой первый пилотируемый полёт. 31 мая 2020 года Илону Маску удалось доставить на МКС астронавтов Дагласа Хёрли и Боба Бенкена.

Беспилотные же космические полёты на станцию сегодня совершают четыре грузовых корабля: российский «Прогресс», японский HTV и американские Dragon и Cygnus. С 2008-го по 2014-й на станцию также летал «грузовик» Европейского космического агентства ATV. Аппараты доставляют различные грузы и оборудование, необходимые для работы МКС, научных экспериментов и жизнедеятельности экипажа.

Предел возможного

МКС уникальна, и всё же ещё одной из её особенностей является непостоянство высоты. Воздействие верхних слоёв земной атмосферы тормозит станцию, из-за чего её орбита постепенно снижается. Близость к планете влияет и на период обращения объектов вокруг неё — МКС полностью огибает Землю примерно за 90 минут.

Поэтому на станции не используют Солнце в качестве временного ориентира.

Чтобы создать необходимые условия для стыковки аппаратов с МКС, специалисты регулярно корректируют её орбиту. При помощи двигателей пристыкованных к станции «Прогрессов» её «поднимают» на несколько сотен метров. Нередко орбиту МКС меняют, чтобы избежать столкновения с космическим мусором, так как он легко может пробить обшивку модулей.

Не проще ли поднять МКС ещё выше? Отнюдь нет, ведь при расчёте орбиты станции учитывают несколько важных ограничений. Во-первых, МКС не может находиться выше 500 километров — за этой отметкой значительно повышается уровень радиации, что негативно скажется на здоровье экипажа. Во-вторых, высота орбиты зависит от возможностей основных кораблей, доставляющих на неё людей, — «Союзы» сертифицированы для полётов на расстояние до 460 километров. Например, в эпоху Space Shuttle МКС находилась на высоте около 350 километров, так как космические челноки просто не летали выше. И последнее, но не менее важное: пуск ракеты нельзя назвать дешёвым удовольствием, а МКС нуждается в регулярных поставках оборудования. Чем выше находится станция, тем меньше груза туда можно будет доставить. По этой причине летать на МКС придётся чаще. Получается замкнутый круг.

Пока оптимальным вариантом остаются 400 с лишним километров. К слову, на Земле на таком же расстоянии друг от друга находятся Москва и Смоленск. Километры между этими городами на самолёте можно преодолеть за час, скоростная «Ласточка» проходит их за четыре часа, автомобиль — за пять. А вот для космонавтов путь к МКС до недавнего времени растягивался до двух суток. Кажется, что скорость космического корабля позволяет преодолеть это расстояние за минуту, однако в реальности всё оказалось не совсем так.

Рандеву на орбите

Если очень захотеть…

Три, два, один — пуск. Зажигание, вспышка пламени, и вот уже ракета-носитель поднимается в небо. Через несколько минут она сбросит ступени, а затем отправит корабль в космическое плавание, конечный пункт которого — МКС. И если после выхода аппарата на орбиту кажется, что всё самое трудное закончилось, то в ЦУПе работа только начинается, ведь стыковка со станцией ещё впереди.

Работу МКС без технологии стыковки представить невозможно, однако сближать аппараты в космосе научились задолго до появления орбитальных станций. В прошлом при отработке стыковок кораблями просто «стреляли» друг в друга. Например, сначала запускали один аппарат, а другой через сутки — в момент, когда первый «проходил» через стартовую площадку второго. Из-за того, что корабли оказывались на небольшом расстоянии друг от друга, первые стыковки были молниеносными. Абсолютный рекорд по времени принадлежит нам.

время между стартом и стыковкой беспилотных аппаратов «Космос-212» и «Космос-213» в 1968 году

Серебряная медаль у NASA — двумя годами ранее Gemini-11 пристыковался к ракете Agena за 94 минуты.

На заре эпохи полётов к орбитальным станциям советские специалисты освоили суточную схему сближения. Она отвечала необходимым техническим требованиям, но для космонавтов стала непростой. В конце первых суток у человека наступает острая фаза адаптации к невесомости, координация становится хуже, а риск не состыковаться в случае перехода на ручное управление только возрастает. В этом случае максимально безопасную стыковку можно было провести на вторые-третьи сутки, когда пик космической болезни пройден. С 1986 года, после запуска станции «Мир», летать начали уже по двухсуточной схеме. Этот подход позже унаследовала и МКС.

При двухсуточной схеме корабль делает 34 витка вокруг Земли. За это время ему нужно подняться со своей, более низкой, траектории на орбиту станции и начать сближение. Просто это не получится, так как орбитальный комплекс всё это время двигается с собственной скоростью. Поэтому ЦУП проводит специальные расчёты орбиты и выдаёт манёвры, которые позволяют аппарату в конце концов «догнать» МКС. В полёте космонавты неизбежно сталкиваются с «глухими витками». На них корабль настолько отдалён от наземных станций связи, что на несколько часов теряет контакт с ЦУПом. По этой причине на «глухих витках» не совершают важных операций, а космонавты отдыхают или спят.

Сама стыковка проходит на 34-м витке. Несмотря на то что за манёвр отвечает компьютер, в случае нештатной ситуации командир корабля должен взять управление в свои руки. «Ручная» стыковка требует ещё и дополнительных действий. Например, экипажу нужно дождаться определённых светотеневых условий, чтобы во время стыковки солнце не светило в глаза.

Станция — это не маленький корабль-мишень. Получить стыковку [с МКС] за 94 минуты невозможно. Особенно когда мы летим к станции, которая имеет международный статус. Мы должны соблюдать все законы, главный из которых — лететь медленно

Если для грузовых «Прогрессов» полёт по двухсуточной схеме не представляет особых сложностей, то для экипажей «Союзов» эти 50 часов становятся испытанием. При всех своих достоинствах «Союз» остаётся достаточно тесным кораблём. В минимальном комфорте космонавты находятся во время основных операций: выведения, манёвров и стыковки.

На «глухих витках» два человека переходят отдыхать в бытовой отсек, командир остаётся в спускаемом аппарате, а сам корабль ориентируется на Солнце в режиме закрутки, чтобы зарядить свои батареи. Технике — хорошо, ведь она получает солнечную энергию. Тем, кто находится в бытовом отсеке, — плохо, их вестибулярный аппарат испытывает на себе все последствия от закрутки.

свободный объём на одного члена экипажа в спускаемом аппарате корабля «Союз»

С учётом бытового отсека объём на одного человека — 1,2 м 3 .

…можно быстро полететь

Несмотря на тяжёлые физические нагрузки в полёте, профессиональные космонавты к ним готовы и переносят легче благодаря длительной предстартовой подготовке. Чего не скажешь о космических туристах, которые тратят на такую подготовку гораздо меньше времени. «Теперь я знаю, для чего мы проводили эти ужасные тренировки на вращающихся стульях», — писала в своём блоге Ануше Ансари — американка иранского происхождения, прилетевшая в 2006 году на МКС по программе космического туризма. 34 витка по орбите для Ансари прошли тяжело. Эйфория от происходящего быстро сменилась космической болезнью. На МКС Ануше понадобились ещё сутки, чтобы восстановиться после перелёта.

Мне пришлось стать мумией. Я делала лишь небольшие медленные движения, и даже от этого меня сильно тошнило

После этого случая в РКК «Энергия» задумались: как облегчить жизнь экипажу? По данным медиков, состояние эйфории от полёта в невесомости проходит на пятом-шестом витке, переносить космическую болезнь лучше в более комфортных условиях на МКС. Баллистики решили, что стыковаться нужно ещё и до ухода корабля в пассивную «глухую» зону, которая начинается сразу после пятого витка. Поэтому изначально специалисты разработали пятивитковую схему, но из-за особенностей управления её невозможно было испытать на «Прогрессах». В таком случае единственным допустимым вариантом короткой схемы стал полёт за четыре витка.

Для реализации своего плана в РКК «Энергия» разработали революционный подход. Раньше для перехода корабля с орбиты выведения на промежуточную, так называемую орбиту фазирования, аппарат тратил целый виток на измерения и расчёты для проведения манёвров. Теперь предварительные расчёты проводили на Земле, поэтому корабль поднимался на орбиту фазирования сразу после выведения. Следующие витки отводились на полноценное измерение орбиты и исправление ошибок выведения при помощи корректирующих импульсов — ракета-носитель «Союз-ФГ» с аналоговой системой управления выводила пилотируемые аппараты на орбиту с большой погрешностью. На автономное сближение со станцией корабль выходил уже на четвёртом витке.

Источник