Три часа до Земли — как космонавты возвращаются из космоса
Мы читаем про космос и про то, как космонавты и астронавты выполняют свои «командировки». Но при этом не все знают, как технически происходит возвращение на Землю. И на эту тему у многих возникают вопросы и недопонимание.
Сейчас мы подробно опишем вам весь процесс возвращения космонавтов на нашу планету.
Для тех, кто не подкован в этой теме, коротко объясним: на высоте 400 км над Землей вокруг нашей планеты вращается Международная космическая станция (МКС). На ней живут и проводят свои «командировки» экипажи разных стран. Спустя несколько месяцев на орбите для них наступает момент возвращения на Землю. Мы расскажем о нем на примере космического корабля «Союз».
Прибывают на МКС космонавты и астронавты на космических кораблях, которые стыкуются со станцией. Корабли всё то время, что пилоты несут вахту на МКС, остаются «припаркованными». На них же затем и происходит возвращение на Землю.
Подготовка к возвращению
Спуск на Землю на космическом корабле «Союз» занимает около трех часов. Перед отстыковкой космонавты проходят серьезную недельную подготовку, в том числе на тренажерах, изучают инструкции и необходимые данные. И не менее важными подготовительными мероприятиями занимаются в это время на Земле.
Для «Союза» штатным полигоном (местом для приземления) всегда служит Казахстан. Земные службы выбирают зону посадки, проверяют её на отсутствие опасностей и помех и отправляют координаты космонавтам.
Совершив последние необходимые мероприятия, подготовив корабль к отстыковке и получив от командования разрешение на полет, пилоты прощаются с остающимися на станции и закрывают люк «Союза», отделяющий его от МКС.
Надев скафандры, экипаж перемещается из бытового отсека в капсулу, в которой они будут находиться до приземления.
Получив разрешение, космонавты приступают к расстыковке.
Спустя несколько минут «Союз» отплывает от МКС на необходимое расстояние. Командование с Земли передает необходимые данные в бортовой компьютер корабля для его спуска. Пилоты постоянно ведут связь с Землей, сверяя информацию.
Когда запускается тормозной двигатель, ход движения космического аппарата изменяется и он входит в верхние слои атмосферы. Оболочка нашей планеты действует как естественный тормоз и помогает «Союзу» снизить скорость.
Во время прохождения плотных слоев атмосферы на высоте около 140 км и примерно за полчаса до посадки «Союз» разделяется на три части: бытовую и приборно-агрегатную, а также спускаемый аппарат. В последнем как раз и находятся астронавты, и эта часть единственная, которая вернется на Землю. Остальные — сгорят и разрушатся в атмосфере. Чтобы также не сгорела спускаемая капсула, она имеет специальное покрытие и теплозащитный экран.
Когда аппарат достигает высоты приблизительно 10,5 км над Землей, его скорость уже изменилась с 28000 до 800 км/ч. Для дальнейшего торможения и снижения скорости у капсулы выпускается тормозной парашют, а чуть позже, на высоте около 8,5 км, уже и основной, площадью 1000 кв. м. После этого скорость спускаемого аппарата снижается до 22 км/ч.
Примерно на 5,5 км до нашей планеты от капсулы отстреливается теплозащитный экран, происходит сброс кислорода и топлива, чтобы снизить вероятность взрыва в момент столкновения с землей.
Наземные службы внимательно следят за снижением космического корабля. Как только «Союз» коснется земли, они стягиваются к нему и помогают пилотам выбраться из капсулы.
Когда корабль находится в 70 см от Земли, происходит срабатывание шести двигателей мягкой посадки, которые были спрятаны под теплозащитным экраном. Это помогает снизить скорость космического аппарата примерно до 5 км/ч. Амортизация кресел пилотов также помогает снизить нагрузку, которую ощущают космонавты при посадке.
Срабатывание мягких двигателей при посадке
Один из космонавтов вспоминает:
«Мягкая посадка не такая уж и мягкая. Я воспринял её как лобовое столкновение грузовика и маленькой машинки. И, конечно же, я был в машинке»
После приземления в первую очередь земные службы сразу отделяют соединяющие нити парашюта от «Союза», в противном случае при ветреной погоде капсулу может потащить за куполом. Затем пилотам помогают выбраться из капсулы.
Пилоты в капсуле «Союза»
Вот и завершилось возвращение из космоса.
Как проходила отстыковка и спуск капсулы, а также любопытные комментарии астронавтов, которые в ней побывали, вы можете посмотреть на видео ниже.
Источник
На чем и как космонавты возвращаются на землю после полета?
Подъем в пространство космоса трудный и опасный. Но это еще полдела. Не менее трудно и опасно возвращаться на Землю. Чтобы посадка была мягкой и безопасной, космонавты должны приземлиться на спускаемом аппарате со скоростью, не превышающей 2 м/с. Только таким образом можно говорить о том, что ни космонавты, ни оборудование не ощутят жесткого удара.
Реакция атмосферы
Вход летательного аппарата в атмосферу сопровождается такими явлениями, которые не сымитируешь при подготовке космонавтов к полету. О том, как космонавты возвращаются на Землю, снято много фантастических фильмов. Все начинается приблизительно на высоте 100 км. Дальше от разогрева атмосферы горит теплозащита. Скорость спуска аппарата составляет 8 км/сек. Начинается прохождение сквозь плазму.
Скорее всего, даже самые яркие краски не смогут описать того, как космонавты возвращаются на Землю, и что они чувствуют в этот момент. За иллюминатором разворачивается световое представление. Сначала образуется необычно яркое, розового цвета свечение. Затем вспыхивает плазма. В этот момент начинает гореть огонь и наблюдаются разного рода световые эффекты. Это похоже на костер, пылающий вокруг летательного аппарата.
Ощущения летчиков
С чем можно сравнить то, как космонавты возвращаются на Землю? На что это похоже? Сидя в спусковой капсуле, они словно в ядре метеорита, от которого исходит невероятной мощи пламя. Плазма вспыхивает внезапно. Мимо иллюминаторов космонавты наблюдают искры, размеры которых как хороший мужской кулак. Время огненного представления продолжается до 4 минут.
Среди фантастических фильмов, показывающих как космонавты возвращаются на Землю, наиболее реалистичным является «Аполлон-13». Пролетая сквозь плазму, внутри капсулы космонавты слышат сильный рев. Лобовая защита аппарата начинает рваться из-за температуры в 2 тысяч градусов. В такие моменты космонавты невольно задумываются о возможной катастрофе. Вспоминается шаттл «Колумбия» и его трагедия в 2003 года, которая произошла именно из-за прогорания корпуса при спуске.
Торможение
После того как плазма остается позади, спускаемый аппарат начинает крутить на стропах парашюта. Его болтает во все стороны на 360°. И только пролетев облака, космонавты видят в иллюминаторах встречающие их вертолеты.
К. Циолковский работал над вопросами торможения спускаемого летательного аппарата. Он решил использовать торможение корабля о воздушную оболочку Земли. Когда корабль двигается со скоростью 8 км/с, включается первая стадия торможения на короткое время. Его скорость уменьшается до 0,2 км/с. Начинается спуск.
Прошлое и настоящее
Когда-то астронавты НАСА летали на челноках (шаттлах). Выработав свой ресурс, эти шаттлы нашли свое место в музеях. Сегодня космонавты выполняют полеты на МКС. Перед тем как начать спуск, космические аппараты Союз, разделяются на три части: модуль с космонавтами для спуска, приборно-агрегатный отсек, бытовой отсек. В плотных слоях атмосферы корабль сгорает. Обломки, которые не сгорели, упадут.
Космонавты испытывают сильнейшие перегрузки при посадке на Землю, помимо этого они рискуют перегревом аппарата, ведь температура на поверхности доходит до показателя 300° по Цельсию. Материал начинает медленно испаряться, а в иллюминаторах летчики видят бушующее огненное море.
Затем происходит выброс тормозного парашюта с помощью пиропатрона. Второй парашют больше первого. Он необходим для смягчения посадки. Также используют двигательную установку мягкой посадки, которая создает противотягу.
Сегодня системы посадки космонавтов более надежны, чем в недалеком прошлом. Благодаря современным автоматизированным разработкам, системы проверены и отлажены. Спуск становится более простым. Разработаны многоразовые космические корабли, напоминающие огромные самолёты. Они приземляются, используя свои двигатели, на специальные посадочные полосы.
Источник
Как космонавты возвращаются на Землю
Полет в космос – по-настоящему героический поступок. Но не менее сложным и опасным является обратный спуск на планету Земля. В статье будет рассмотрено, как космонавты возвращаются на Землю, и насколько сложным является данный процесс.
Организация посадки пилотируемого устройства
Все космические миссии условно делятся на две категории – пилотируемые и беспилотные. Несмотря на различия в организации подъема и посадки, приземление обычно состоит из двух этапов – проектного и оперативного. Итак, как приземляются космонавты, какими инструментами и знаниями пользуются – будет освящено далее.
За 40 суток до спуска…
В этот период осуществляются первые приблизительные расчеты в целях выявления предполагаемого района посадки. На сегодняшний день российские летательные объекты могут садиться лишь в 13 фиксированных районах в Казахстане. Это создает множество ограничений. Например, появляется необходимость предварительного согласования динамических операций, определения графика посева сельскохозяйственных культур на этих территориях и т. д. Заблаговременное обсуждение условий позволит обеспечить безопасность как приземляющегося пилота, так и местного населения.
За 10 суток…
Рассматривая вопрос, как космонавты возвращаются на Землю, стоит оговорить и этот нюанс. На данном этапе происходит уточнение расчетов касательно траекторий спуска с принятием во внимание последних сведений о текущей орбите международной космической станции и технических параметров корабля, которые, кстати, с течением времени меняются. Управление линией спуска обеспечивается за счет смещения центра давления и тяжести. Предварительные данные подлежат отправке на Землю, в итоге определяется возможность приземления в эти районы.
За 1 сутки…
На этом этапе специалисты должны получить максимально точные данные о траектории приземления и ветровой ситуации в зоне посадки. Метеопрогноз должен быть максимально точным в связи с тем, что порой ветровой снос равняется 80% от допустимого показателя радиуса круга рассеивания. В обеспечении спуска принимают участие следующие службы:
- управления транспортными кораблями;
- МКС;
- организация, несущая ответственность за здоровье представителей экипажа;
- телеметрическая служба.
Только после того, как поступит доклад о готовности всех служб, руководитель полета получает право на принятие решения об организации спуска в соответствии с намеченной программой. Но это далеко не весь ответ на вопрос, как приземляются космонавты. После одобрения осуществляется следующий комплекс мероприятий.
- Закрытие переходного люка и дальнейшая расстыковка корабля от МКС, с предварительным расчетом ее направления, импульса.
- После процедуры расстыковки у участника полета появляется определенное время до включения тормозного мотора. В этот же самый период осуществляется проверка всего оборудования, производится измерения, уточнения в точке посадки.
- Включение тормозного двигателя. Это важнейший этап спуска, нуждающийся в постоянном контроле. Если аппарат двигается со скоростью 8 км/с, то он не падает. Тормозными двигателями снижают скорость до 0,2 км/с и сразу идёт спуск.
- Когда устройство входит в атмосферу, принимается окончательное решение: сможет ли система обеспечить беспрепятственное приземление в точке с необходимыми координатами. В это время между космонавтом и Землей связи нет, поэтому выяснить, как пошло развитие сценария, можно исключительно после ее возобновления.
- В случае срыва на баллистический спуск требуется моментальное уточнение прогнозного места посадки и его передача в ПСС.
Официально процесс завершается только после того, как становится известной информация о координатах точки посадки. Вот мы и изучили, как космонавты возвращаются на Землю.
Источник
# видео | Как «приземлилась» ракета Falcon 9
Шесть дней назад за Twitter-аккаунтом основателя и CEO SpaceX Элона Маска следила, без преувеличения, вся планета. То, что он должен был написать, могло изменить всю будущую историю освоения космоса. После успешной отправки четырех капсул Dragon на МКС, SpaceX должна была запустить еще одну — но в этот раз с повышенным уровнем сложности. После вывода капсулы на орбиту ракета-носитель Falcon 9 должна была попытаться приземлиться на Землю, на плавучую баржу в центре Атлантического океана.
Если пытаться попасть в эту баржу из космоса — она будет выглядеть крошечной. Обычно космическим путешественникам везет, если они «попадают» во что-то размером с большой водоем после повторного входа в атмосферу. Так, к примеру, разработана капсула Dragon — чтобы упасть в воду на большом парашюте. Ракета Falcon совершила две мягких посадки в океан. В этот же раз ей нужно было попасть в баржу размером всего 100 на 60 метров. Маск оценивал шансы успешной посадки в 50 на 50.
Что ж, для первой попытки довольно неплохо:
Технически Falcon попала в цель — просто под кривым углом и не совсем в центр. Было темно и сложно что-то увидеть, но Маск вполне подробно объяснил, что же пошло не так. Решетчатые рули (grid fins), крайне важные для такой посадки, «потеряли силу и пошли вкось». Собственных двигателей ракеты не хватило, чтобы справиться с аэродинамическими силами. В итоге решетчатые рули исчерпали гидравлическую жидкость, ну и, собственно, все.
«Двигатели пытались (!) выровнять, но… ракета упала под углом в 45 градусов, разбив ноги и секцию двигателя». После этого остатки топлива и кислорода устроили красивый взрыв.
Маск отшутился и вообще выглядел довольно беспечным, несмотря на потерю актива — ракету можно считать потерянной, хотя сама баржа почти не пострадала. Но настроение Маска имеет смысл в долгосрочной перспективе и контексте его больших планов. На симпозиуме Массачусетского технологического института в октябре Маск рассказывал, насколько важно создать многоразовый Falcon, чтобы человечество покинуло Землю. Впрочем, мы тоже об этом слышали не раз.
«Многоразовость — это важный прорыв, необходимый ракетной технике, чтобы вывести все на следующий уровень», — говорил он. Если вы можете использовать ракету много раз, просто заливая новое топливо, не придется тратить очередные 60 миллионов долларов на ее строительство.
«Но прежде чем мы будем пытаться приземлиться на твердую поверхность, нам нужно настроить точность приземления и пытаться снова и снова, пытаясь понять, что может пойти не так».
Так, впрочем, и получается. Следующая посадка состоится через 2-3 недели, гидравлической жидкости будет больше. «Во всяком случае она должна взорваться по другой причине».
Источник