Возвращаемую первую ступень ракеты-носителя создадут в РФ


Как космонавты возвращаются на Землю?

» Космодромы и освоение космоса » Как космонавты возвращаются на Землю? Одной из главных проблем, возникших при запуске человека в космос, была проблема возвращения его на Землю живым и здоровым. Над этим ученые очень долго работали, чтобы полёт человека в космос получился удачным.

Первый спускаемый аппаратДля успешного возвращения капсулы, в которой находился космонавт, необходимо было точно рассчитать место её падения и нагрузки, которые возникнут на человеческий организм при вхождении в плотные слои атмосферы. Прошло несколько десятков опытов по сбрасыванию кабины с самолётов и приземлению беспилотных модулей с манекенами человека и с животными. Только после этого создатели космических аппаратов решились на старт космического корабля с человеком на борту.

Был разработан особый принцип приземления. Космический аппарат, сделав несколько витков вокруг Земли, должен был при помощи тормозной установки снизить скорость и перейти на траекторию спуска. Ракетные двигатели необходимо было включить с точностью до секунды в определённый момент, иначе точка приземления не совпала бы с расчётной, что грозило катастрофой. Аппарат в космосе находился в постоянном вращении, и его необходимо было стабилизировать, чтобы вместо перехода на более низкую орбиту он не отдалился от Земли ещё больше.

Многоразовые космические кораблиВсе эти операции были благополучно проведены, и ненужная больше тормозная установка отделилась от корабля и сгорела при входе в атмосферу. Сам спускаемый аппарат обладал стойкостью к этому воздействию, и внутри него сохранялись условия, необходимые для нахождения там человека. Для смягчения приземления была разработана специальная система, благодаря которой кресло с космонавтом выстреливалось из аппарата и опускалось на парашюте. Сам спускаемый аппарат на парашюте приземлялся на поверхность планеты. Катапультирование не является необходимым, в случае надобности пилот может приземляться и в самом аппарате. Специальное компенсационное кресло обеспечивает человеку снижение нагрузки при ударе о землю.

В наше время процесс изменился несущественно. Разница в том, что системы уже отлажены и более надежны, кроме того, автоматизированные системы сделали спуск более простым. Разработаны и многоразовые космические корабли «Буран» и «Шаттл», по форме походящие на огромные самолёты и приземляющиеся на специальные посадочные полосы благодаря своим двигателям.

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.

А Вы смотрели: Экзопланета

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.

  1. Закрытие переходного люка и дальнейшая расстыковка корабля от МКС, с предварительным расчетом ее направления, импульса.
  2. После процедуры стыковки 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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

Возвращаемую первую ступень ракеты-носителя создадут в РФ

«Хруничев» проектирует «крылатую» первую ступень, которая сможет возвращаться на космодром как самолет и садиться на взлетно-посадочную полосу. Опыт компании SpaceX Илона Маска, сажающей первые ступени ракеты Falcon 9 на баржу в океане, российских инженеров не вдохновил, — пишет газета «Известия». По словам генерального конструктора «Роскосмоса» по космическим ракетным комплексам Александра Медведева, для российских условий возвращаемая первая ступень с выходящими крыльями — это оптимальный вариант.

Надо сказать, что в России уже велись работы по созданию многоразовых космических комплексов. Так, первая ступень ракеты- носителя «Энергия» (проект «Энергия-Буран») должна была после запуска возвращаться на Землю с помощью парашютов и твердотопливной двигательной установки мягкой посадки. Но проект закрыли. В 2003 году Центр им. Хруничева продемонстрировал полноразмерный макет многоразового ракетного блока «Байкал» для первой ступени ракеты-носителя из семейства «Ангара». Как поясняли тогда эксперты, блок после отделения от второй ступени носителя должен был возвращаться на аэродром «по-самолетному». В том же «Хруничеве» позже разрабатывался аналогичный проект для ракеты-носителя тяжелого класса («Многоразовая ракетно-космическая система», МРКС). В 2013 году по заказу Центра им. Хруничева в Центральном аэрогидродинамическом институте имени Жуковского (ЦАГИ) проводились исследования посадочных характеристик возвращаемой ступени.

Еще в феврале этого года, комментируя возможность разработки многоразовой ракеты-носителя, которая будет иметь спасаемую первую ступень, специалисты космической отрасли говорили, что ракетный комплекс будет включать в себя различные схемы спасения многоразовой первой ступени: парашютно-реактивную, крылатую и ракетодинамическую. Данные о стоимости, сроках создания и технической состоятельности многоразовой ракеты-носителя появятся после того, как эксперты ЦНИИмаш проведут детальный анализ этой идеи.

В США уже две частные компании испытали ракеты со стартом и последующей посадкой. Компания Blue Origin провела испытания одноступенчатой ракеты легкого класса, а SpaceX уже несколько раз удалось посадить первую ступень двухступенчатого носителя среднего класса Falcon 9. Многие спецы считают, что повторное использование элемента ракеты в будущем позволит сократить стоимость коммерческих запусков.

Как подчеркивают эксперты, первая ступень ракеты — самая дорогая в производстве: на ней стоят маршевые двигатели, определяющие возможности ракеты. Цена двигателей на первой ступени колеблется от 10 до 70 миллионов долларов.

Впрочем, у специалистов до сих пор нет единого мнения об экономической целесообразности «многоразовости». Многие считают, что с технической точки зрения решение, бесспорно, интересное, но если говорить о практической стороне, то это слишком затратно. На сегодняшний день важнее снижать стоимость ракеты-носителя и стоимость самой пусковой РГ» президент РКК «Энергия» Владимир Солнцев. — Поэтому целесообразно как раз его пытаться сделать многоразовым. И кстати, наши заделы позволяют такую задачу в России при необходимости реализовать, ведь двигатели «Энергомаша», которые используются для наших ракет — многоразовые. Например, РД-171 испытывался на 25-кратное использование, на Земле его 25 раз успешно запускали, останавливали и снова запускали.

Одной из причин прекращения полетов «шаттлов» стала как раз слишком высокая цена межполетной подготовки. И сегодняшний тренд мне кажется наиболее правильным: снижение стоимости запуска за счет снижения затрат на производство ракеты-носителя и двигателя. Надо удешевлять первые и вторые ступени, и такие возможности мы сегодня уже реализуем».

Самое малопонятное сокращение в сфере космических полетов — SSTO (одноступенчатый космический аппарат). Речь идет о космическом корабле многоразового использования, который целиком отправляется в космос и целиком возвращается. Так работают все самолеты. Но космический корабль? Редкость. Ракеты сбрасывают отработанные ступени, потому что каждый отделившийся и упавший в океан кусок железа делает их легче, а следовательно, быстрее. Но чтобы добраться до космоса целиком, нужен двигатель колоссальной мощности, а также огромный объем топлива, чтобы обеспечить взлет, а затем посадку мощного аппарата. Однако двигатель колоссальной мощности и огромный объем топлива увеличивают вес, а это требует еще более мощных двигателей и еще больше топлива. Получается замкнутый круг. Еще можно сделать так, чтобы ракета при подъеме отделяла ступени, но они при этом не тонули в океане. Вместо этого первая ступень приземляется в целости и сохранности, и ее можно использовать снова. А вторая и последующие ступени летят дальше в космос. Конечно, такая система тоже весьма затратна, и не все в ней возвращается на землю для повторного использования. Но первая ступень сохраняется в готовности к последующему использованию, а это существенно снижает затраты. В 1990-х годах компания McDonnell Douglas попыталась построить нечто подобное, создав одноступенчатый носитель Delta Clipper, который должен был подняться и совершить посадку с одной ступенью. Но она потерпела неудачу. То же самое попытались сделать и с шатлом, правда там наружный бак был не многоразовый, да и челнок сам по себе был дорог, опасен и чрезмерно привередлив. На нем погибли два экипажа.

Старт ракеты «Атлас V» с межпланетной станцией «Новые горизонты», Мыс Канаверал, 19 января 2006 года

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: