Реферат: Космонавтика: Вчера, Сегодня, Завтра

МЕЖДУНАРОДНАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

(по данным сайта: http://www.cosmomir.ru/mks/history.html)

Международная космическая станция (МКС) - крупнейший научно-технический

проект современности. В нем участвуют США, Россия, Европейское космическое

агентство (членами которого являются 14 стран), Япония и Канада.

Хотя Россия подключилась к этому проекту позже других участников, но ее роль

сразу же стала одной из ведущих. Ведь только российская космонавтика обладает

опытом более чем 30-летней эксплуатации орбитальных станций. Только в России

практически решена проблема длительных пилотируемых полетов , в том числе и

ее медико-биологические аспекты, что позволяет космонавтам без ущерба для

здоровья переносить многомесячное воздействие невесомости. И к тому же только

Россия имеет в своем распоряжении действующую постоянно обитаемую орбитальную

станцию "Мир", на которой можно в реальных условиях осуществлять практическую

подготовку космонавтов к будущей работе на МКС.

Основные направления использования МКС на качественно новом уровне продолжат

работы, проводимые на станции "Мир" , и включат в себя фундаментальные

медико-биологические исследования, производство высокотехнологичных

материалов и биопрепаратов, изучение поведения организма человека в условиях

длительного космического полета, фундаментальные исследования

микрогравитации, астрофизические исследования, изучение атмосферы и

.поверхности Земли в интересах фундаментальных наук и прикладных целей,

строительство в космосе крупных сооружений для различных исследований и

межпланетных перелетов .

После завершения полной сборки масса МКС превысит 400 тонн, а объем ее

герметичных отсеков составит более 1100 м3. Длительность

эксплуатации МКС предполагается не менее десяти лет. При этом на станции будет

постоянно находиться экипаж в количестве семи человек (из них три места

выделено для России).

На этапе создания экипаж МКС будет состоять из трех человек, В ноябре 1997

года РКА и ПАСА определили первые четыре экипажа для многомесячных экспедиций

на МКС.

В экипаж первой экспедиции вошли: капитан 1-го ранга ВМС США Уильям Шепперд

(командир МКС и космонавт-исследователь корабля "Союз"), полковник ВВС России

Юрий Гидзенко (командир корабля "Союз" и пилот МКС) и Сергей Крикалев

(бортинженер корабля "Союз" и МКС).

Первый; экипаж отправится на МКС на российском корабле "Союз", а его смена

(второй экипаж) прибудет туда; на американском корабле: "Спейс - Шаттл".

В составе экипажа второй экспедиции российский космонавт Юрий Усачев

(командир), полковник сухопутных войск США Джеймс Восс и подполковник ВВС США

Сьюзан Хелмс.

Экипаж третьей экспедиции, как и первой, прибудет на МКС на корабле "Союз". В

составе этого экипажа капитан первого ранга ВМС США Кеннет Бауэрсокс,

полковник ВВС России Владимир Дежуров и еще один российский космонавт Михаил

Тюрин (единственный из всех членов экипажей, еще не летавший в космас).

В экипаже четвертой экспедиции полковник ВВС России Юрий Онофриенко,

подполковник ВМС США Карл Уолз и капитан первого ранга ВМС США Дэниел Берш.

Этот экипаж, как и второй, будет доставлен на МКС на корабле "Спейс – Шаттл",

а возратится на Землю на корабле "Союз".

Таким образом, колличество российских космонавтов и американских астронавтов

в экипажах первых четырех основных экспедиций поделено поравну. При

подготовке к палетам дублером первого экипажа является третий экипаж, а

дублером второго – четвертый.

Совместные полеты как первый этап создания международной станции.

17 июня 1992 года между Россией и США было заключено соглашение о

сотрудничестве в исследовании космического пространства в мирных целях. В

соответствии с этим соглашением РКА и НАСА разработали совместную программу

"Мир – Шаттл", состоящую из трех взаимосвязанных проектов: полетов

российских космонавтов на американском корабле "Спейс – Шаттл", полета

американских астронавтов на российской космической станции "Мир" и

совместного полета, включающего сближения и стыковку корабля "Спейс – Шаттл"

со станцией "Мир". Исполнительное соглашение между РКА и НАСА о

сотрудничестве в области пилотируемых полетов было подписанно 5 октября 1992

года.

Рассмотрение дальнейших направлений возможного сотрудничества привело к

перспективам объединения национальных программ по созданию н6овых орбитальных

станций ("Мир – 2" в России и "Фридом" в США). В соответствии с решениями

российско-американской комиссии по энергетике и космосу от 2 сентября 1993

года специалисты обеих стран подготовили детальный план работ по

Международной космической станции (МКС), определив ее общую конфигурацию,

объемы и формы работ. Этот план был подписан: 1 ноября 1993 года в Москве

руководителями РКА и НАСА.

План, по существу, является долгосрочной совместной российско-американской

программой пилотируемых космических полетов и состоит из трех этапов (трех

фаз). Первый этап предусматривал совместные полеты российских космонавтов и

американских астронавтов на кораблях "Спейс - Шаттл" и станции "Мир". Второй

этап - это начало создания принципиально новой космической станции на основе

российского и американского оборудования. В ходе третьего этапа строительство

МКС должно быть полностью завершено.

Ранее разработанная программа "Мир - Шаттл" стала составной частью первого

этапа (фаза 1А). В соответствии с этой программой выполнены два полета

российских космонавтов на американском корабле "Дискавери" (во втором полете

осуществлялось сближение со станцией "Мир" до 11 метров), .длительный полет

американского астронавта на российской станции "Мир" в составе экипажа

основной экспедиции, стыковка американского корабля "Атлантис" со станцией

"Мир" и смена экипажа основной экспедиции на российской орбитальной станции.

Продолжением программы "Мир - Шаттл" стала программа "Мир - НАСА" (фаза 1 Б

). Ее основными задачами были:

проведение научных исследований и экспериментов, испытание нового

оборудования и технологий , отра­ботка элементов перспективных систем для

МКС;

отработка взаимодействия российских и американских средств и служб

управления, а также взаимодействия международных экипажей.

По этой программе совершено шесть полетов корабля "Атлантис" и по одному

полету кораблей "Индевор" и "Дискавери " к станции "Мир". В первом из них на

станцию был доставлен созданный в России стыковочный отсек, обеспечивающий

стыковку американских кораблей с российской станцией без изменения ее

конфигурации. С 24 марта 1996 года по 8 июня 1998 года на станции "Мир",

сменяя друг друга, постоянно находились американские, астронавты. Их доставка

на станцию и возвращение на Землю обеспечивались кораблями "Спейс - Шаттл".

Всего в ходе фазы 1 (по программам "Мир - Шаттл" и "Мир - НАСА") на

американских кораблях совершили полеты 9 российских космонавтов: Сергей

Крикалев, Владимир Титов (дважды), Анатолий Соловьев, Николай Бударин;

Владимир Дежуров, Геннадий Стрекалов, Елена Кондакова, Салижан Шарипов и

Валерий Рюмин. На станции "Мир" побывало 44 американские астронавта, в том

числе трижды - Чарлз Прекорт, дважды - Терренс Уилкатт и Уэнди Лоренс.

Длительные (многомесячные) полеты в составе экипажей основных экспедиций

совершили 7 американских астронавтов: Норман Тагард, Шеннон Люсид, Джон

Блаха, Джерри Линенджер, Майкл Фоэл, Дэвид Вулф и Эндрю Томас. Их суммарное

время пребывания на российской станции (от стыковки до расстыковки) - 942

суток 06 часов 15 минут.

Таким образом, станция "Мир" стала основным испытательным полигоном для

проверки технических решений и технологий при создании элементов МКС,

отработки организации и взаимодействия средств и служб управления разных

стран, апробирования методик медико-биологического обеспечения длительных

полетов международных экипажей.

Функционально–грузовой блок "Заря"

Функционально-грузовой блок (ФГБ) "Заря" является первым элементом

Международной космической станции. Он разработан и изготовлен ГКНПЦ имени М.

В. Хруничева (г. Москва, Россия) в соответствии с контрактом, заключенным с

генеральным субподрядчиком по проекту МКС – компании "Боинг" (г. Хьюстон,

штат Техас, США) с этого модуля начинается сборка МКС на около земной орбите.

На начальной стадии сборки ФГБ обеспечивает управление полетом связки

модулей, электропитания, связь, прием, хранение и перекачку топлива.

Основные технические характеристики

Масса на орбите 20040 кг.

Длина по корпусу 12990 мм.

Максимальный диаметр 4100 мм.

Объем герметичных отсеков 71, 5 м3.

Размах солнечных батарей 24400 мм.

Площадь фотоэлектрических элементов 28 м2.

Гарантированные среднесуточная мощность электроснабжения напряжением 28 В3 кВт.

Мощность электроснабжения американского сегмента до 2 кВт.

Масса заправляемого топлива 3800 кг.

Ракета-носитель "Протон":

Параметры орбиты выведения:

Высота в перегеи180 км;

Высота в апогеи 340 км;

Период обращения 89,6 мин;

Наклонение 51,6 град;

Высота орбиты сборки 385км;

Высота рабочей орбиты 350-500 км;

Длительность функционирования 15 лет.

Компоновка

Компоновка ФГБ включает в себя приборно-грузовой отсек (ПГО) и герметичный

адаптер (ГА), предназначенный для размещения бортовых систем, обеспечивающих

механическую стыковку с другими модулями МКС и прибывающими на МКС кораблями.

ГА отделен от ПГО герметичной сферической переборкой, в которой имеется люк

диаметром 800 мм. На внешней поверхности ГА имеется специальный узел для

механического захвата ФГБ манипулятором корабля "Шаттл". Герметичный объем ПГО

составляет 64,5 м3., ГА - 7.0 м3.. Внутреннее

пространство ПГО и ГА разделено на две зоны: приборную и жилую. В приборной

зоне размещены блоки бортовых систем. Жилая зона предназначена для работы

экипажа. В ней находятся элементы систем контроля и управления бортовым

комплексом, а также аварийного оповещения и предупреждения Приборная зона

отделена от жилой зоны панелями интерьера. ПГО функционально разделен на три

отсека: ПГО-2 - это коническая секция ФГБ, ПГО-3 - примыкающая к ГА

цилиндрическая секция, ПГО- 1 - цилиндрическая секция между ПГО-2 и ПГО-3.

Стыковочные агрегаты

ФГБ оснащен тремя стыковочными агрегатами. Активный гибридный стыковочный

агрегат установлен на переднем торцевом шпангоуте ПГО и используется для

стыковки со служебным модулем. На заднем торцевом шпангоуте ГА имеется

пассивный андрогинный периферийный агрегат стыковки (АПАС), предназначенный

для стыковки с герметичным американским адаптером РМА - 1, через который ФГБ

будет соединен с модулем Node - 1 "Единство" (Unity).

На ГА находится также пассивный стыковочный агрегат типа "конус". Он

установлен перпендикулярно продольной оси ФГБ и предназначен для стыковки с

пилотируемыми и грузовыми кораблями и со стыковочно-складским модулем MCC-

1/DSM-1.

Система энергоснабжения

Система энергоснабжения (СЭС) ФГБ предназначена для обеспечения

'электропитанием постоянного тока всех потребителей данного модуля и модулей

американскою сегмента на начальном этапе сборки МКС, а на более поздних

этапах - для приема части электрической энергии от американского сегмента и

служебного модуля и передачи ее на российский сегмент.

Первичным источником энергии на ФГБ являются солнечные батареи (СБ). В состав

СБ входят две панели. Площадь фотоэлектрических преобразователей на каждой из

них составляет 28 кв. м (7 м в длину и 4 м в ширину). Фотоэлектрические

ячейки защищены с обеих сторон прозрачным покрытием из стекла и лицевой

поверхностью обращены в одну сторону. 90% солнечной энергии улавливается

поверхностью батарей, обра­щенной к Солнцу, и 10% энергии улавливается

обратной стороной, что дает возможность использовать сол­нечный свет,

отраженный от Земли.

Механизм раскрытия СБ позволяет производить их складывание и повторное

раскрытие. В случае отказа электропривода панели СБ могут быть раскрыты или

сложены вручную экипажем во время выхода в открытый космос.

Системы служебного борта и станционного борта

Функционально бортовые системы ФГБ разделяются на системы служебного борта и

системы станционного борта.

Системы служебного борта обеспечивают работу ФГБ во время выведения его на

орбиту, автономного полета и частично, когда он находится в связке с другими

модулями МКС. В состав систем служебного борта входят:

•система управления (СУ);

•двигательная установка (ДУ);

•система подачи: и перекачки топлива (СпиПТ);

•система управления бортовым комплексом (СУБК);

•система внутреннего освещения (СВО);

•командно-измерительная система (КИС) "Компарус ";

• радиотелеметрическая система БР-9ЦУ- 8;

•радиотелеметрическая система "Сириус-4";

•система электроснабжения (СЭС);

•система ориентации солнечных батарей (СОСБ);

•система обеспечения теплового режима (СОТР);

•система пожарообнаружения и пожаротушения (СПоПТ);

Системы станционного борта предназначены для обеспечения работы ФГБ в составе

МКС. В состав станци­онного борта входят:

•система стыковки (СС);

•система интеграции и сопряжения (СИС);

•система обеспечения газового состава (СОГС);

•система телевидения (СТ);

•система телефонной связи (СТС),

•аппаратура сбора сообщений (АСС);

•бортовая вычислительная система (ВВС);

•оборудование теле операторного режима управления (ТОРУ) сближением и

причаливанием;

•пассивная радиотехническая система сближения и стыковки "Курс-П".

Схема полета

ФГБ "Заря" выводится на эллиптическую орбиту ракетой носителем "Протон".

Минимальная высота этой орбиты составляет около 180 км, максимальная около

340 км. После отделения от последней ступени ракеты-носителя на ФГБ

раскрываются антенны систем "Курс" и "Компарус" и панели СБ, переводятся в

рабочий режим соответствующие бортовые системы.

Управление полетом ФГБ осуществляется из российского Центра управления

полетами - ЦУП-М (г. Королев Московской обл.). Причем передача команд

возможна как через наземные станции слежения, расположенные на территории

России, так и через американский Центр управления полетом - ЦУП-Х (г.

Хьюстон, штат Техас), а также через спутники-ретрансляторы.

Во вторые сутки полета ФГБ проводится тестовое включение одного из двух

двигателей большой тяги - ДКС. После теста с помощью этого двигателя дается

импульс на повышение перигея орбиты до 250 км. На четвертые и пятые сутки

включением все того же двигателя формируется круговая орбита высотой около

385 км -так называемая орбита сборки, на которой ФГБ будет ожидать прилета

корабля "Спейс - Шаттл" STS-88 с модулем Node-1 "Единство" (Unity).

КОСМОДРОМ

Земные пути ракет заканчиваются на космодромах. Здесь ракеты и космические

аппараты собирают воедино из отдельных частей, проверяют, готовят к пуску и,

наконец, отправляют в космос. Обычно космодромы занимают довольно большую

территорию. Место для строительства космодрома выбирается с учетом многих,

часто противоречивых, условий. Космодром должен быть достаточно удален от

крупных населенных пунктов, ведь отработанные ракетные ступени вскоре после

старта падают на землю.

Трассы ракет не должны препятствовать воздушным сообщениям, и в то же время

нужно

проложить их так, чтобы они проходили над всеми наземными пунктами

радиосвязи. Учитывается при выборе места и климат. Сильные ветры, высокая

влажность, резкие перепады температур могут значительно усложнить работу

космодрома.

Каждая страна решает эти вопросы в соответствии со своими природными и

другими условиями. Поэтому, скажем, советский космодром Байконур расположен в

полупустыне Казахстана, первый французский космодром был построен в Сахаре,

американский — на полуострове Флорида, а итальянцы создали у берегов Кении

плавучий космодром.

На широко раскинувшемся космодроме располагаются многочисленные здания и

сооружения, в каждом из которых производят различные операции по подготовке

ракет к старту. На так называемой технической позиции в огромных монтажно-

испытательных корпусах проводятся сборка ракет и космических аппаратов,

испытания их отдельных систем и комплексные испытания. Здесь же на

технической позиции в заправочной и компрессорной станциях космические

аппараты заправляются топливом и сжатыми газами, а в зарядно-аккумуляторной

станции заряжаются бортовые химические источники тока.

Из монтажно-испытательных корпусов ракеты с установленными на них аппаратами

перевозятся на одну из стартовых позиций. Читатель, видимо, не один раз видел

это по телевидению или на киноэкранах.

Медленно движется железнодорожный транспортер-установщик. Ракета лежит на

подъемной стреле, шарнирно закрепленной на платформе транспортера. Поезд

приближается к массивной железобетонной громаде — стартовой позиции

космодрома.

Платформа останавливается, и стрела вместе с лежащей на ней ракетой

неторопливо поднимается. Вскоре ракета оказывается в вертикальном рабочем

положении. И вновь начинаются предстартовые проверки аппаратуры и бортовых

систем. Убедившись, что всё работает нормально, в баки ракеты перекачивают

горючее и окислитель.

Можно перевозить ракеты из монтажно-испытательного корпуса и в вертикальном

положении. Так, например, делают на американском космодроме. Конечно,

перевозка «стоя» сопряжена с определенными трудностями. Зато при такой

доставке исключается довольно сложная операция подъема ракеты.

Рядом со стоящей ракетой поднимаются решетчатые металлические конструкции.

Это кабель-заправочная мачта и башня обслуживания. Башня подходит вплотную к

ракете и со всех сторон обхватывает ее площадками, на которые можно выйти из

лифта. От кабель-заправочной мачты к ракете протягиваются толстые шланги и

жгуты электрических кабелей: последние наземные операции проводятся с

использованием энергии от электростанции космодрома.

До старта остаются считанные часы. Чтобы пуск состоялся точно в назначенный

срок, график работы соблюдается очень строго. Для этого космодром оснащен

точными часами, образующими систему единого времени.

Космонавты занимают свои места в космическом корабле. Начинаются завершающие

проверки, теперь уже с участием экипажа.

На космодроме объявляется пятиминутная готовность. Сейчас в командном пункте

— подземном бункере сосредоточено все управление ракетой и кораблем.

Постоянно поддерживается радиосвязь и телевизионная связь с космонавтами. Но

вот от ракеты отводятся башня обслуживания и кабель-заправочная мачта. Пуск!

Окрестности оглушает могучий рев двигателей. Из-под ракеты вырывается

бушующее пламя. Газоотводные каналы направляют раскаленные газы подальше от

пускового сооружения и ракеты. Освобожденная от поддерживающих захватов, она

медленно, как бы нехотя отрывается от Земли, а потом стремительно уходит в

небо.

ПОЛЕТЫ НА МАРС: ВОЗМОЖНОСТИ И ПРОБЛЕМЫ

По данным сайта: http://www.cosmoworld.ru/spaceencyclopedia/hotnews/

Космические инженеры работают над новыми методами исследования других планет

Солнечной системы. В стадии разработки находятся автоматические летательные

аппараты для изучения Марса, Титана (спутника Сатурна), Венеры и Юпитера.

Одним из способов исследования других планет может стать воздушный шар.

Воздушные шары, в частности, могут опускать космические аппараты на

поверхность. Кроме того, на них может размещаться научное оборудование,

например, камеры. Шары способны перемещаться гораздо быстрее и на большие

расстояния, нежели наземные машины. По мнению специалистов американской

Лаборатории реактивного движения в Пасадене (штат Калифорния), воздушные шары

идеально подходят для исследования Марса, Венеры и Титана.

Воздушные суда и летательные аппараты, по мнению инженера NASA Энтони

Колоцца, должны использоваться в комплексе с наземными и орбитальными

аппаратами, дополняя результаты их наблюдений. Одним из преимуществ воздушных

аппаратов является возможность непосредственного получения образцов

Страницы: 1, 2, 3, 4