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 русские космонавты возвращаются на Землю
Космонавту Роскосмоса Александру Скворцову помогают выйти из космического корабля «Союз МС-13» после приземления аппарата недалеко от города Жезказган в Казахстане. 6 февраля 2020 года
Тренировка и последние приготовления
Штатный полигон для посадки кораблей «Союз» находится в Казахстане. За месяц до посадки группа специалистов готовит все необходимое для успешной посадки корабля — они выбирают наиболее подходящую зону посадки на земле и обследуют ее, чтобы убедиться в том, что поверхность ровная и не имеет каких-либо препятствий. После этого специалисты рассчитывают оптимальную траекторию возвращения с орбиты и отправляют данные экипажу, который находится на МКС.
За 5-7 дней до дня посадки экипаж проводит финальную тренировку вместе с инструктором, который находится на Земле. Тренировка длится 3-4 часа, космонавты вместе с инструкторами освежают в памяти все, что учили во время подготовки, и прорабатывают разные планы посадки, в том числе при возникновении внештатных ситуаций.
После этого экипаж проводит тестирование корабля и начинает укладывать грузы, которые нужно вернуть на Землю.
В день возвращения экипаж корабля прощается с коллегами и закрывает люк, отделяющий бытовой отсек корабля от станции. Люк тщательно проверяют, чтобы не случилось разгерметизации. Члены экипажа надевают скафандры и спускаются в специальный бортовой отсек, где и будут находиться до возвращения на Землю.
Расстыковка с МКС и вхождение в атмосферу
При полной готовности корабля руководитель полетов с Земли дает разрешение на расстыковку. Командир экипажа дает команду на открытие крюков «Союза» — они соединяют корабль с МКС. Раскрытие занимает 3-4 минуты.
После расстыковки Центр управления полетов закладывает в бортовой компьютер данные, необходимые для автономного запуска. Экипаж ведет связь с землей и проверяет эти данные. Когда экипаж отходит от станции на достаточное расстояние, он включает тормозные двигатели.
На сайте Роскосмоса уточняется, что именно от этого момента зависит, вернутся ли космонавты на Землю или нет. Благодаря этому изменяется траектория корабля, снижается скорость, и он входит в атмосферу. Атмосфера же, в свою очередь, играет роль «естественного тормоза» и уменьшает скорость корабля вплоть до раскрытия парашютов, что обеспечивает мягкую посадку. От включения двигателей до вхождения в атмосферу космонавты контролируют процесс и при необходимости вносят коррективы.
Примерно за 30 минут до посадки, еще до вхождения в атмосферные слои Земли, корабль разделяется на три части: бытовой отсек, спускаемый аппарат и приборно-агрегатный отсек. Спускаемый аппарат безопасно возвращается на Землю, оставшиеся сгорают в атмосфере.
Для некоторых космонавтов вхождение в атмосферу является одним из самых сложных этапов.
«Ощущение, как будто начался Новый год — хлопки и выстрелы. Это происходит отстрел бытового и приборно-агрегатного отсеков. Быстро нарастает перегрузка, становится трудно дышать и говорить. От трения в спускаемом аппарате повышается температура», — вспоминает космонавт Александр Самокутяев, совершивший 2 космических полета в 2011 и 2014 годах.
Приземление на парашютах
После вхождение в атмосферу над аппаратом автоматически раскрываются два парашюта — сначала затяжной, потом основной. Они снижают скорость корабля до 20 км/ч также для мягкой посадки. На высоте около 5,5 км над землей корабль отстреливает свой теплозащитный экран, который до этого позволял ему не сгореть в слоях атмосферы. Также из баков капсулы сбрасывается топливо и кислород, чтобы снизить риск взрыва при ударе о землю.
В это время вертолеты отслеживают полет капсулы вплоть до ее посадки. На высоте 70 см до земли у «Союза» срабатывают двигатели мягкой посадки, уменьшающие скорость до 5-6 км в час.
Начиная с высоты 450 метров над землей космонавтам нельзя разговаривать, чтобы не откусить себе язык и не сломать челюсть во время посадки. После посадки командир экипажа отсоединяет парашют от аппарата, чтобы при сильном ветре аппарат не не волочило по земле.
После посадки рядом с кораблем приземляются вертолеты, и спасатели помогают экипажу выбраться наружу. Космонавтов тут же осматривают врачи, измеряют пульс и давление.
У Александра Лазуткина, который пробыл на орбитальном комплексе «Мир» в 1997 году 184 дня, самым неприятным опытом оказался именно удар об землю при посадке.
Космонавт Лазуткин Александр после приземления, 1997 г
«У нас элементы мягкой посадки не сработали, поэтому мы очень сильно ударились. После приземления у меня появились вестибулярные расстройства, когда головой качаешь, а тебя тошнит. Потом это быстро проходит — день, два, и все», — вспоминает Лазуткин.
По его же словам, космонавтам по возвращению на Землю лучше не делать резких движений.
«Нельзя шнурки завязывать, потому что упадешь тут же. В космосе из костей выходит кальций, они становятся слабыми, хрупкими. У нас был случай, когда один член экипажа палец сломал, просто задев им стол», — рассказывает Лазуткин.
Первый сон на Земле
В первые дни после приземления космонавты сдают медицинские тесты, результаты которых учитываются при следующих полетах, поэтому ни в коем случае нельзя есть вредную еду и употреблять алкоголь, рассказывает Сергей Крикалев, которого отправляли на МКС шесть раз, всего он в космосе пробыл 803 дня.
По его словам, космические привычки, к примеру, перекидывать предметы, а не передавать из рук в руки, быстро забываются, однако засыпать в первую ночь все равно непривычно.
«Первую ночь, даже две чувствуешь себя странно из-за того, что приходится перекладывать руки, ноги… В невесомости этого нет. Но все равно засыпаешь быстрее, чем в космосе», — вспоминает Крикалев.
Также Крикалев утверждает, что даже после долгих дней пребывания на МКС в тесном кругу других космонавтов, по возвращении домой они не прекращают общаться, и дружба между космонавтами остается на долгие годы.
Источник