Оборудование для изучения космоса

Космические летательные аппараты

Первые спутники

Для совершения межпланетных странствий всвое время понадобилось создание мощных, современных ипрочных машин, которые моглибы преодолеть нетолько силу притяжения нашей планеты, ноиразличные неблагоприятные условия окружающей среды межпланетного пространства. Для преодоления силы притяжения нашей планеты летательному аппарату требуется скорость свыше одиннадцати километров всекунду. Преодолевая силы притяжения Земли, действующие нанего вполете, аппарат выходит воткрытый космос— межпланетное пространство.

Ноздесь космос только начинается. Далее нужно преодолеть силу притяжения Солнца ивыйти из-под его «власти», для этого понадобится средняя скорость движения свыше шестнадцати километров всекунду. Так летательный аппарат выходит иззоны влияния Солнца ипопадает вмежзвездное пространство. Однако иэто непредел, ибо размеры космоса безграничны, как безграничны размеры человеческого сознания. Чтобы продвинутся дальше, аименно выйти вмежгалактическое пространство, нужно развить скорость свыше пятисот километров всекунду.

Первым спутником нашей планеты стал «Спутник-1», запущенный Советским Союзом сцелью изучения космического пространства вокруг Земли. Это был прорыв всфере изучения космоса. Благодаря запуску первого спутника была подробно изучена собственная атмосфера Земли, атакже окружающее еекосмическое пространство. Самым быстрым исамым далеким космическим аппаратом поотношению кнашей планете насегодняшний день является спутник «Вояджер-1». Онисследует Солнечную систему иееокрестности уже сорок лет. Заэти сорок лет были собраны бесценные данные, которые могут послужить хорошим плацдармом для научных открытий будущего.

Одним изприоритетных направлений науки всфере изучения космоса является исследование Марса. Что касается полета наэту планету, топока такая идея остается лишь набумаге, хотя работы веенаправлении ведутся. Путем проб иошибок, анализа отказов космических летательных аппаратов ученые пытаются найти максимально комфортный вариант полета наМарс. Еще очень важно, чтобы внутри корабля для экипажа были созданы самые безопасные условия. Одной изглавных проблем сегодня является электризация космического корабля вовремя высоких скоростных режимов, что создает опасность возгорания. Новсе равно, даже несмотря наэто, жажда человека кпознанию космоса неугасаема. Обэтом говорит огромный список межпланетных путешествий, осуществленных насегодняшний день.

Запуски космических аппаратов в 2017 году

Список запусков космических аппаратов в году весьма велик. Лидером всписке запусков космических аппаратов,конечно, является Америка, как флагман научных исследований вобласти изучения космоса, однако идругие страны также неотстают. Истатистика запусков положительна, завесь год неудачных запусков было всего лишь три.

Исследование Луны космическими аппаратами

Конечноже, самым привлекательным объектом исследований человека всегда была Луна. В1969 году человек впервые ступил наповерхность Луны. Ученые, которые занимались изучением планеты Меркурий, утверждают, что Луна иМеркурий похожи пофизическим характеристикам. Снимок, сделанный космическим аппаратом сорбиты Сатурна, показывает, что Луна выглядит как светлая точка посреди безграничного мрака космоса.

Космические аппараты России

Большая часть нынешних космических аппаратов России— это советские летательные аппараты многоразового использования, которые были запущены вкосмос еще вовремена СССР. Однако исовременные летательные аппараты вРоссии также добиваются успеха висследования космического пространства. Российские ученые планируют множество полетов кповерхности Луны, Марса иЮпитера. Наибольший вклад визучение Венеры, Луны иМарса совершили советские научно-исследовательские станции содноименными названиями. Ими совершено великое множество полетов, результатами которых стали бесценные фото ивидеоматериалы, замеры температуры, давления, изучение атмосферы этих планет итд.

Классификация космических аппаратов

Попринципу работы испециализации космические аппараты делятсяна:

искусственные спутники планет;
космические станции для межпланетных исследований;
планетоходы;
космические корабли;
орбитальные станции.

Спутники земли, орбитальные станции икосмические корабли предназначены для исследований Земли ипланет солнечной системы. Космические станции предназначены для исследований запределами Солнечной системы.

Спускаемый аппарат космического корабля «Союз»

«Союз»— это пилотируемый космический корабль снаучной аппаратурой наборту, бортовой аппаратурой, возможностью связи между космическим аппаратом иземлей, наличием энергопреобразующей аппаратуры, телеметрической системой, системой ориентации истабилизации имногими другими системами иприборами для проведения научно-исследовательской работы ижизнеобеспечения экипажа. Спускаемый аппарат корабля «Союз» имеет внушительный вес— от2800 до2900кг взависимости отмарки корабля. Один изминусов корабля— высокая вероятность выхода изстроя радиосвязи инераскрытые панели солнечных батарей. Ноэто исправили вболее поздних версиях корабля.

История космических аппаратов серии «Ресурс-Ф»

История серии «Ресурса» берет свое началов 1979году. Это серия космических аппаратов для ведения фото ивидео съемки вкосмическом пространстве, атакже для картографических исследований поверхности Земли. Информация, получаемая спомощью космических аппаратов серии «Ресурс-Ф», применяется вкартографии, геодезии, атакже для контроля сейсмической активности коры Земли.

Малые космические аппараты

Искусственные спутники, имеющие небольшие размеры, рассчитаны нарешение простейших задач. Отом, как они используются икакую роль играют визучении космоса иповерхности земли известно немало. Восновном ихзадача— мониторинг иисследования поверхности Земли. Классификация малых спутников зависит отихмассы. Разделяют:

миниспутники;
микроспутники;
наноспутники;
пикоспутники;
фемтоспутники.

Взависимости отразмера имассы спутника определяется его задача, нотак или иначе все спутники данной серии исполняют задачи поисследованиям поверхности Земли.

Электроракетный двигатель для космических аппаратов

Суть работы электродвигателя впреобразовании электрической энергии вкинетическую. Электроракетные двигатели делятсяна: электростатические, электротермические, электромагнитные, магнитодинамические, импульсные, ионные. Ядерный электродвигатель открывает возможности полета кдалеким звездам ипланетам засчет своей мощности. Двигательная установка преобразует энергию вмеханическую, что позволяет развить скорость, необходимую для преодоления силы земного притяжения.

Проектирование космических аппаратов

Разработка систем космических аппаратов зависит от задач, которые наэти аппараты возлагаются. Ихдеятельность может охватывать весьма разные сферы деятельности— отнаучно-исследовательских дометеорологических ивоенно-разведывательных. Проектирование иснабжение аппаратов определенными системами ифункциями происходит взависимости отпоставленных перед ними задач.

Космический аппарат «Кассини»

Навесь мир известны имена этих разведчиков тайн Вселенной— «Юнона», «Метеор», «Розетта», Галилео«, «Феникс», «Пионер», «Юбилейный», «Dawn»(Доун), » Акацуки«, «Вояджер», «Магеллан», «Асе», «Тундра», «Буран», «Русь», «Улисс», «Нивелир-ЗУ«(14ф150), «Genesis», «Викинг», «Вега», «Луна-2», «Луна-3», «Soho», «Меридиан», «Стардаст», «Джемини-12», «Спектр-РГ» , «Горизонт», «Федерация», серия аппаратов «Ресурс-П» имногие другие, список можно продолжать бесконечно. Благодаря собранной ими информации, мыможем открывать все новые иновые горизонты.

Неменее качественный иуникальный космический аппарат «Cassini» был запущен вдалеком году идвадцать лет служил наблаго человечества. Его прерогатива— изучение далекого изагадочного «властелина колец» нашей Солнечной системы— Сатурна. Всентябре этого года аппарат завершил свою почетную миссию путеводной звезды человечестваи, как иположено падающей звезде, сгорел вполете дотла, некоснувшись родной Земли.

Источник

Космические аппараты

Космический аппарат (КА) — техническое устройство, используемое для выполнения разнообразных задач в космическом пространстве, а также проведения исследовательских и иного рода работ на поверхности различных небесных тел. Средствами доставки космических аппаратов на орбиту служат ракеты-носители или самолёты.

Космические аппараты, одной из основных задач которых является транспортировка людей или оборудования в верхней части земной атмосферы — так называемом, ближнем космосе, также называют «Космическими летательными аппаратами» (КЛА).

Области использования космических аппаратов обуславливают их разделение по следующим группам:

суборбитальные КА;
околоземные орбитальные КА, движущиеся по геоцентрическим орбитам искусственных спутников Земли;
межпланетные (экспедиционные) КА;
напланетные КА.

Также принято различать автоматические и пилотируемые космические аппараты. К пилотируемым космическим аппаратам, в частности относят все виды пилотируемых космических кораблей и орбитальных космических станций. (Несмотря на то, что современные орбитальные станции совершают свой полёт в области ближнего космоса, и формально могут называться «Космическими летательными аппаратами», в сложившейся традиции, их называют «Космическими аппаратами».)

Название «Космический летательный аппарат» иногда также используется для обозначения активных (то есть маневрирующих) искусственных спутников Земли, с целью подчёркивания их отличий от пассивных спутников. В большинстве же случаев значения терминов «Космический летательный аппарат» и «Космический аппарат» синономиничны и взаимозаменяемы.

В активно исследуемых в последнее время проектах создания гиперзвуковых летательных аппаратов часто используют ещё одно похожее название «Воздушно-космические аппараты» (ВКА), обозначая, таким образом, средства предназначенные для выполнения управляемого полёта, как в безвоздушном космическом пространстве, так и в плотной атмосфере Земли.

В 2005 году состоялось 55 запусков космических аппаратов (самих аппаратов было больше, так как за один запуск может выводится несколько аппаратов). На долю России пришлось 26 запусков. Число коммерческих запусков составило 18.

Содержание

Классификация космических аппаратов

Различают следующие классы космических аппаратов:

искусственные спутники Земли: — автоматические аппараты, выполняющие разнообразные задачи на орбитеЗемли;
автоматические межпланетные станции (космические зонды), применяемые для изучения дальнего космоса;
автоматические или пилотируемые космические корабли, используемые для доставки грузов и человека на околоземную орбиту (а в будущем, — и на орбиты других планет) и их возвращения;
орбитальные станции: — пилотируемые аппараты, предназначенные для долговременного пребывания и работы людей на орбите Земли либо другой планеты;
орбитальные аппараты — беспилотный аппарат для исследования планеты с ее орбиты;
спускаемые аппараты — предназначенные для доставки людей и/или аппаратуры с околопланетной орбиты или межпланетной траектории на поверхность планеты с мягкой посадкой;
планетоходы: — автоматические лабораторные комплексы или транспортные средства, предназначенные для перемещения по поверхностям планет и других небесных тел.

Космические аппараты предназначены для выполнения широчайшего спектра научных, народно-хозяйственных, военных и другого рода задач, часть из которых перечислена в следующем списке:

Исследование Земли: — спутники дистанционного зондирования Земли;
Метеорология: — метеорологические спутники;
Навигация: — навигационные спутники;
Планетные и межпланетные исследования — автоматические межпланетные станции, планетоходы;
Телекоммуникации и связь: — телекоммуникационные спутники;
Обеспечение жизнедеятельности человека в космическом пространстве — пилотируемые космические корабли и орбитальные станции;
Космический туризм — пилотируемые космические корабли и орбитальные станции;
Разведка и военные эксперименты — разведывательные спутники, военные спутники, пилотируемые космические корабли и орбитальные станции;

В силу специфики выполняемых задач космические аппараты могут оснащаться различными двигательными установками на основе ракетных двигателей, к которым относятся как традиционные реактивные двигатели, так и перспективные (солнечный парус, использующий давление солнечного света и так называемый «солнечный ветер»;ионные, ядерные, термоядерные, и т. п.).

Пилотируемый космический аппарат, космический корабль Союз, с членами экипажа МКС на борту

Источник

Космические аппараты и техника

Неизведанные глубины Космоса интересовали человечество на протяжении многих веков. Исследователи и ученые всегда делали шаги к познанию созвездий и космического простора. Это были первые, но значительные достижения на то время, которые послужили дальнейшему развитию исследований в этой отрасли.

Немаловажным достижением было изобретение телескопа, с помощью которого человечеству удалось заглянуть значительно дальше в космические просторы и познакомиться с космическими объектами, которые окружают нашу планету более близко. В наше время исследования космического пространства осуществляются значительно легче, чем в те года. Наш портал Kvant.Space предлагает Вам массу интересных и увлекательных фактов о Космосе и его загадках.

Первые космические аппараты и техника

Активное исследование космического пространства началось с запуска первого искусственно созданного спутника нашей планеты. Это событие датируется 1957 годом, когда он и был запущен на орбиту Земли. Что касается первого аппарата, который появился на орбите, то он был предельно простым в своей конструкции. Этот аппарат был оснащен достаточно простым радиопередатчиком. При его создании конструкторы решили обойтись самым минимальным техническим набором. Все же первый простейший спутник послужил стартом к развитию новой эры космической техники и аппаратуры. На сегодняшний день можно сказать, что это устройство стало огромным достижением для человечества и развития многих научных отраслей исследований. Кроме того, вывод спутника на орбиту был достижением для всего мира, а не только для СССР. Это стало возможным за счет упорной работы конструкторов над созданием баллистических ракет межконтинентального действия.

Именно высокие достижения в ракетостроении дали возможность осознать конструкторам, что при снижении полезного груза ракетоносителя можно достичь очень высоких скоростей полета, которые будут превышать космическую скорость в

7,9 км/с. Все это и дало возможность вывести первый спутник на орбиту Земли. Космические аппараты и техника являются интересными из-за того, что предлагалось много различных конструкций и концепций.

В широком понятии космическим аппаратом называют устройство, которое осуществляет транспортировку оборудования или людей к границе, где заканчивается верхняя часть земной атмосферы. Но это выход лишь в ближний Космос. При решении различных космических задач космические аппараты разделены на такие категории:

— орбитальные или околоземные, которые передвигаются по геоцентрическим орбитам;

Созданием первой ракеты для вывода спутника в Космос занимались конструкторы СССР, причем само ее создание заняло меньше времени, чем доводка и отладка всех систем. Также временной фактор повлиял на примитивную комплектацию спутника, поскольку именно СССР стремился достичь показателя первой космической скорости ее творения. Тем более что сам факт вывода ракеты за пределы планеты был более веским достижением на то время, чем количество и качество установленной аппаратуры на спутник. Вся проделанная работа увенчалась триумфом для всего человечества.

Как известно, покорение космического пространства только было начато, именно поэтому конструкторы достигали все большего в ракетостроении, что и позволило создать более совершенные космические аппараты и технику, которые помогли сделать огромный скачок в исследовании Космоса. Также дальнейшее развитие и модернизация ракет и их компонентов позволили достичь второй космической скорости и увеличить массу полезного груза на борту. За счет всего этого стал возможным первый вывод ракеты с человеком на борту в 1961 году.

Портал Kvant.Space может поведать много интересного о развитии космических аппаратов и техники за все года и во всех странах мира. Мало кому известно, что действительно космические исследования учеными были начаты еще до 1957 года. В космическое пространство первая научная аппаратура для изучения была отправлена еще в конце 40-х годов. Первые отечественные ракеты смогли поднять научную аппаратуру на высоту в 100 километров. Кроме того, это был не единичный запуск, они проводились достаточно часто, при этом максимальная высота их подъема доходила до показателя в 500 километров, а это значит, что первые представления о космическом пространстве уже были до начала космической эры. В наше время при использовании самых последних технологий те достижения могут показаться примитивными, но именно они позволили достичь того, что мы имеем на данный момент.

Созданные космические аппараты и техника требовали решения огромного количества различных задач. Самыми важными проблемами были:

Выбор правильной траектории полета космического аппарата и дальнейший анализ его движения. Для осуществления данной проблемы пришлось более активно развивать небесную механику, которая становилась прикладной наукой.
Космический вакуум и невесомость поставили перед учеными свои задачи. И это не только создание надежного герметичного корпуса, который мог бы выдерживать достаточно жесткие космические условия, а и разработка аппаратуры, которая могла бы выполнять свои задачи в Космосе так же эффективно, как и на Земле. Поскольку не все механизмы могли отлично работать в невесомости и вакууме так же, как и в земных условиях. Основной проблемой было исключение тепловой конвекции в герметизированных объемах, все это нарушало нормальное протекание многих процессов.

Работу оборудования нарушало также тепловое излучение от Солнца. Для устранения этого влияния пришлось продумывать новые методы расчета для устройств. Также была продумана масса устройств для поддержания нормальных температурных условий внутри самого космического аппарата.
Большой проблемой стало электроснабжение космических устройств. Самым оптимальным решением конструкторов стало преобразование солнечного радиационного излучения в электроэнергию.
Достаточно долго пришлось решать проблему радиосвязи и управления космическими аппаратами, поскольку наземные радиолокационные устройства могли работать только на расстоянии до 20 тысяч километров, а этого недостаточно для космических пространств. Эволюция сверхдальней радиосвязи в наше время позволяет поддерживать связь с зондами и другими аппаратами на расстоянии в миллионы километров.
Все же наибольшей проблемой осталась доводка аппаратуры, которой были укомплектованы космические устройства. Прежде всего, техника должна быть надежной, поскольку ремонт в Космосе, как правило, был невозможен. Также были продуманы новые пути дублирования и записи информации.

Возникшие проблемы пробудили интерес исследователей и ученых разных областей знаний. Совместное сотрудничество позволило получить положительные результаты при решении поставленных задач. В силу всего этого начала зарождаться новая область знаний, а именно космическая техника. Возникновение данного рода конструирования было отделено от авиации и других отраслей за счет его уникальности, особых знаний и навыков работы.

Непосредственно после создания и удачного запуска первого искусственного спутника Земли развитие космической техники проходило в трех основных направлениях, а именно:

Проектирование и изготовление спутников Земли для выполнения различных задач. Кроме того, данная отрасль занимается модернизацией и усовершенствованием этих устройств, за счет чего появляется возможность применять их более широко.
Создание аппаратов для исследования межпланетного пространства и поверхностей других планет. Как правило, данные устройства осуществляют запрограммированные задачи, также ими можно управлять дистанционно.
Космическая техника прорабатывает различные модели создания космических станций, на которых можно проводить исследовательскую деятельность учеными. Эта отрасль также занимается проектированием и изготовлением пилотируемых кораблей для космического пространства.

Множество областей работы космической техники и достижения второй космической скорости позволили ученым получить доступ к более дальним космическим объектам. Именно поэтому в конце 50-х годов удалось осуществить пуск спутника в сторону Луны, кроме того, техника того времени уже позволяла отправлять исследовательские спутники к ближайшим планетам возле Земли. Так, первые аппараты, которые были посланы на изучение Луны, позволили человечеству впервые узнать о параметрах космического пространства и увидеть обратную сторону Луны. Все же космическая техника начала космической эры была еще несовершенная и неуправляемая, и после отделения от ракетоносителя главная часть вращалась достаточно хаотически вокруг центра своей массы. Неуправляемое вращение не позволяло ученым производить много исследований, что, в свою очередь, стимулировало конструкторов к созданию более совершенных космических аппаратов и техники.

Именно разработка управляемых аппаратов позволила ученым провести еще больше исследований и узнать больше о космическом пространстве и его свойствах. Также контролируемый и стабильный полет спутников и других автоматических устройств, запущенных в Космос, позволяет более точно и качественно передавать информацию на Землю за счет ориентации антенн. За счет контролируемого управления можно осуществлять необходимые маневры.

В начале 60-х годов активно проводились пуски спутников к самым близким планетам. Эти запуски позволили более подробно ознакомиться с условиями на соседних планетах. Но все же самым большим успехом этого времени для всего человечества нашей планеты является полет Ю.А. Гагарина. После достижений СССР в строении космической аппаратуры большинство стран мира также обратили особое внимание на ракетостроение и создание собственной космической техники. Все же СССР являлся лидером в данной отрасли, поскольку ему первому удалось создать аппарат, который осуществил мягкое прилунение. После первых успешных посадок на Луне и других планетах была поставлена задача для более детального исследования поверхностей космических тел с помощью автоматических устройств для изучения поверхностей и передачи на Землю фото и видео.

Первые космические аппараты, как говорилось выше, были неуправляемыми и не могли вернуться на Землю. При создании управляемых устройств конструкторы столкнулись с проблемой безопасного приземления устройств и экипажа. Поскольку очень быстрое вхождение устройства в атмосферу Земли могло просто сжечь его от высокой температуры при трении. Кроме того, при возвращении устройства должны были безопасно приземляться и приводняться в самых различных условиях.

Дальнейшее развитие космической техники позволило изготовлять орбитальные станции, которые можно использовать на протяжении многих лет, при этом менять состав исследователей на борту. Первым орбитальным аппаратом данного типа стала советская станция «Салют». Ее создание стало очередным огромным скачком человечества в познании космических пространств и явлений.

Выше указана очень маленькая часть всех событий и достижений при создании и использовании космических аппаратов и техники, которая была создана в мире для изучения Космоса. Но все же самым знаменательным стал 1957 год, с которого и началась эпоха активного ракетостроения и изучения Космоса. Именно запуск первого зонда породил взрывоподобное развитие космической техники во всем мире. А это стало возможным за счет создания в СССР ракетоносителя нового поколения, который и смог поднять зонд на высоту орбиты Земли.

Источник