0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Научные открытия, которые привели нас в космос: Ракеты

Научные открытия, которые привели нас в космос: Ракеты

В одном из прошлых материалов мы разбирали важнейший компонент полета в глубокий космос — гравитационный маневр. Но в силу своей сложности такой проект, как космический полет, всегда можно разложить на большой ряд технологий и изобретений, которые делают его возможным. Таблица Менделеева, линейная алгебра, расчеты Циолковского, сопромат и еще целые области науки внесли свою лепту в первый, да и все последующие полеты человека в космос. В сегодняшней статье мы расскажем, как и кому пришла в голову идея космической ракеты, из чего она состоит и как из чертежей и расчетов ракеты превратились в средство доставки людей и грузов в космос.

Первая космическая ракета

Появлению ракет-носителей предшествовала разработка баллистических ракет. Одной из них была, немецкая «Фау-2». Ее использовали американцы в надежде «дотянуться» до космоса. В начале 1944 года было осуществлено несколько попыток запусков. Ракета смогла набрать высоту в 188 км.

Статья в тему:  Темы для развития человека. Развитие человека. Что становится иллюзией духовного самосовершенствования

Но более существенных результатов смогли добиться только через 5 лет. Тогда американцы на полигоне Уайт-Сэндз выполнили запуск ракеты, которая состояла из 2 ступеней: ракет «Фау-2» и «ВАК-Капрал», которая смогла подняться на 402 км.

Советская наука и техника во второй половине 50-х годов одержала крупнейшую победу – разработана и запущена в космос первая в мире космическая ракета «Спутник» под руководством С.П. Королева.

4 октября 1957 года ракета была запущена и вынесла в космос искусственный спутник земли весом 836 г. Он был примитивным и назывался пс 1. Запуск был состоялся на космодроме Байконур. Ракета справилась со своей задачей – она смогла вывести на орбиту первый искусственный спутник Земли. Разработка ракеты носителя «Спутник» предоставило новые возможности для научных исследований.

Запуски ракеты «Спутник», а также его модификаций «Спутник-3» производились 4 раза, 3 из которых оказались успешными. Затем на его базе создано целое семейство ракет-носителей, которые отличались повышенными значениями мощности и другими важными характеристиками.

Двухступенчатая ракета-носитель состояла из пяти блоков: 4 боковых (блоки Б, В, Г, Д), составлявших в сумме перde. Ступень, и 1 центрального (блок А), который выступает второй ступенью ракеты.

Вес первой ракеты с полным запасом топлива составляет 267 тонн, а вес второй – 58 тонн. Сухой вес ракеты «Спутник» 22 тонны. Эти показатели говорят о высоком конструктивном совершенстве системы. В ней на долю топлива проходилось 93 процента веса обеих ступеней и около 7 процентов – на остальные компоненты конструкции, включая двигатели.

  • Абсолютная длина ракеты – 29,167 метров.
  • Диаметр по воздушным рулям – 10,3 метров.
  • Длина боковых блоков – 19 метров, диаметр – 3 метра.
  • Длина центрального блока – 28 метров, диаметр 2,95 метра.
Статья в тему:  Ёж белогрудый (ёж белобрюхий). Ёж белогрудый (ёж белобрюхий) Травмы и болезни ежей

На «Спутнике» установлены жидкостные ракетные двигатели, отличающиеся высокими для того периода энергетическими характеристиками. Над их разработкой работал коллектив ГДЛ-ОКБ, которым руководил В.П. Глушко. На всех блоках первой ступени установлен двигатель РД-107 с 4 основными камерами сгорания и 2 рулевые с 1 общим турбона-сосновым агрегатом. При старте ракеты все двигатели развивали тягу 99,5 т. Общая тяга всех двигателей 4 блоков первой ступени – 398 т.

Центральный блок ракеты (вторая ступень) имела двигатель РД-108 с тягой 93 тонны у Земли. Его 4 рулевые и 2 основные камеры сгорания питались общим турбо-насосным агрегатом. И рулевые, и основные двигатеил работали на жидком кислороде и керосине, а турбина ТНА работала на продуктах разложения 82 процента перекиси водорода.

Во время старта сразу включались двигатели всех пяти блоков, первой и второй ступени «Спутника». Их общая тяга – 491 тонна. По мере подъема во все более разряженные слои воздуха тяга только увеличивалсь. В «пустоте» тяга РД-107 достигала 102 тонны, а РД-108 – 96 тонн. Удельная тяга Двигателей первой ступени на Земле составляла 250 с, а двигателя второй ступени в «пустоте» достигала 308 с.

Ракета «Спутник» оснащена надежной системой управления, отвечающей строгим самым жестким требованиям. Ее создала группа специалистов, которой руководил Н.А. Пилюгина.

Через 1 месяц после запуска первого искусственного спутника Земли, 3 ноября 1957 года вторая ракета-носитель вывела на орбиту первый биологический искусственный спутник Земли, в абсолютно герметичной кабине которого находилась собака Лайка.

Статья в тему:  Военный. Каковы основные обязанности военнослужащего. Общие обязанности военнослужащих

Общая масса аппаратуры, источников электропитания второго ИСЗ и подопытного животного превышал 500 килограмм. В мае 1968 года ракета такого же типа «Спутник» подняла в космос 3 советский ИСЗ, весом 1327 кг. В этот раз это была многоцелевая автоматическая летающая лаборатория с огромным количеством разных научных приборов, многоканальной телеметрической системой и прочим бортовым оборудованием. Благодаря запуску этих ИСЗ и было положено начало всестороннего освоения и развития космического пространства.

Космическая программа СССР, разработанная в конце 50-гг., предусматривала необходимость увеличения энергетических возможностей ракет-носителей, в результате чего, увеличилась бы масса полезного груза. В соответствии с поставленной задачей коллектив во главе с С.П. Королевым (главный конструктор ракетно-комических систем) приступил к активному совершенствованию двухступенчатой ракеты и на ее основе создал трехступенчатую, после чего четырехступенчатую ракеты. При несущественном увеличении стартового веса такие ракеты поднимали полезный груз в 3, а то и в 4 раза больший, чем «Спутник».

Характеристики телескопа Джеймса Уэбба

В создании самого большого телескопа в мире участвовали инженеры из 17 стран и весь процесс тщательно контролировался представителями NASA. Большая часть конструкции телескопа — это противосолнечный щит длиной 20 и шириной 7 метров. Он необходим для того, чтобы телескоп не перегревался под солнечным светом и матрица телескопа всегда была охлаждена до –220 градусов Цельсия. Если с этим щитом что-то случится, оптическое оборудование аппарата выйдет из строя и об исследовании космоса при помощи самого дорогого телескопа можно будет забыть. Именно поэтому инженеры потратили несколько лет на аккуратную установку зеркал. Также много времени ушло на испытание каждой системы, потому что после запуска астронавты не смогут подлететь к телескопу и заняться его ремонтом — он будет расположен слишком далеко от Земли.

Статья в тему:  Половцы кто они сейчас. Половцы, и кто их потомки

Конструкция телескопа Джеймса Уэбба. Источник: BBC News

Что касается встроенного оборудования, телескоп Джеймса Уэбба состоит из следующих компонентов:

  • камера ближнего инфракрасного диапазона;
  • камера среднего инфракрасного излучения;
  • спектрограф ближнего инфракрасного диапазона;
  • датчик точного наведения;
  • устройство для формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне.

Космическая программа СССР: от колыбели до конца

«Мы живем более жизнью Космоса, чем жизнью Земли, так как Космос бесконечно значительнее Земли»
К.Э. Циолковский

Космос — загадка и последний бастион человечества. Зачем и как осваивать космическое пространство и стремиться к другим мирам? Подобные вопросы волнуют нас уже давно, но, наверное, никто не сможет назвать дату, когда человека впервые посетили эти мысли.

В преддверии Дня космонавтики открываем серию публикаций, посвященных космосу и его героям!

Даты для запоминания

Среди основных успехов космической программы СССР:

  • запуск первого искусственного спутника Земли 4 октября 1957 года;
  • запуск 3 ноября 1957 второго спутника с собакой на борту;
  • первое изображение обратной стороны Луны — Луна-3. 1959 год;
  • первый полет человека в космос (Ю.А. Гагарин) 12 апреля 1961 года;
  • первый выход человека в открытый космос (А. А. Леонов) 19 марта 1965 года;
  • первый в мире планетоход — «Луноход-1», 1970 год;
  • первая мягкая посадка на Венеру — Венера-7, 1970 год;
  • первая мягкая посадка на Марс — Марс-3, 1971 год;
  • создание на орбите земли первой многомодульной орбитальной станции «Мир», 1986 год;
Статья в тему:  Как открыть магазин детской обуви с нуля? Как открыть магазин обуви

С чего все начиналось

В 1920-е годы в Петропавловской крепости открылась «колыбель» советской космонавтики — Газодинамическая лаборатория (ГДЛ). Именно она положила начало отечественному космическому двигателестроению и стала первой в СССР научно-исследовательской и опытно-конструкторской организацией по разработке ракет. Организатором ГДЛ стал инженер-химик Н. И. Тихомиров, а покровительство оказывал начальник вооружений Рабоче-Крестьянской Красной Армии (РККА) М. Н. Тухачевский.

Петропавловская крепость была выбрана не случайно — в те годы это был военный объект и попасть на ее территорию было крайне сложно. Лаборатория тогда подчинялась военным, которые не придавали особого значения освоению космоса. Ученые проводили разработку реактивных снарядов на порохе, а Н. И. Тихомиров уже тогда начал заниматься разработкой ракетных двигателей на бездымном порохе.

1929 год стал плодовитым временем. Во-первых, Н. И. Тихомиров подал заявку на патент под названием «Способ изготовления прессованного бездымного пороха на твёрдых растворителях». Во-вторых, в мае этого же года к коллективу ГДЛ присоединился молодой изобретатель Валентин Глушко, впоследствии прославившийся как создатель жидкостных двигателей для первых советских космических ракет.

Не стоит забывать, что первую идею полетов в космос высказал основоположник практической космонавтики, русский ученый Константин Циолковский. Его идеи начали воплощаться в 1933 году, когда при помощи Тухачевского в Москве был создан Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ). Большим прорывом тогда стало испытание экспериментальной ракеты на гибридном топливе ГИРД-09 под руководством Сергея Королева. Ракета поднялась на высоту 400 метров и находилась в полете 18 секунд.

Статья в тему:  Гапонов сергей викторович. Гапонов Сергей Викторович

К сожалению, 1937-1938 годы были тяжелыми для многих советских ракетчиков: арест М. Н.Тухачевского, С.П. Королева и других, РНИИ прекратил все работы со сроком завершения более трёх лет и сосредоточился на разработке реактивных снарядов и ракетных ускорителей для самолетов.

Как повлияла Великая Отечественная Война на изучение космоса в СССР

Обратить внимание на ракеты дальнего действия Советский Союз заставило применение вооружёнными силами нацистской Германии баллистической ракеты A-4, более известной как V-2 («Фау-2»). В 1944–1945 годах в стране формировались группы специалистов для изучения немецких трофейных материалов по ракете V-2.

А после победы в Великой Отечественной Войне СССР приступил к работе по созданию собственного ракетного оружия. 13 мая 1946 года утвердили государственную ракетную программу. В Министерстве вооружений была создана головная организация по разработке жидкостных ракет — НИИ-88. Административное руководство работами осуществлял Комитет по ракетной технике (впоследствии Специальный комитет № 2) при Совете Министров СССР во главе с Г. М. Маленковым. По линии МГБ СССР разработку ракет дальнего действия курировал заместитель Л. П. Берии Седов.

Запуск непилотируемых аппаратов

В 1957 году с нового космодрома в Байконуре успешно стартовала боевая межконтинентальная многоступенчатая баллистическая ракета «Р-7», спроектированная советским учёным Сергеем Павловичем Королёвым. Она была в длину около 30 метров и весом около 270 тонн. «Р-7» состояла из четырех боковых блоков первой ступени и центрального блока с собственным двигателем, служившего второй ступенью.

Статья в тему:  Каков главный итог февральской революции 1917. Февральская революция причины и поводы революции

4 октября 1957 года, с помощью Р-7 в СССР был произведён запуск первого в мире искусственного спутника Земли, что позволило впервые измерить плотность верхней атмосферы, получить данные о распространении радиосигналов в ионосфере, отработать вопросы выведения на орбиту, тепловой режим и многое другое. Именно с этого космического аппарата, созданного Советским Союзом, началось освоение космического пространства человечеством.

Спутники Земли

Первый спутник Земли представлял собой небольшой шар диаметром 58 см и весом 83,6 кг. Внутри его находились два радиопередатчика и источник питания.

3 ноября 1957 года в СССР был запущен в космос второй спутник, но первый в мире биологический спутник. В истории Земли на околопланетной орбите побывало живое существо — собака по кличке Лайка. Второй спутник весил 508,3 кг и был оснащён герметичной кабиной для собаки. К сожалению, обратно четвероногий космонавт на Землю так и не вернулся. Но в истории мировой космонавтики остался навечно. В честь Лайки в СССР даже выпустили марку сигарет.

В мае 1958 года на околоземную орбиту вышел третий спутник, чья длина составляла 3,5 метра, а диаметр доходил до 1,5 метров. Вес третьего спутника составлял 1327 килограммов, из которых 968 кг приходилось на научную аппаратуру. Конструкция этого спутника разрабатывалась значительно тщательнее, чем в двух предыдущих случаях. Он был оснащён не только бортовым источником питания, но и солнечной батареей, благодаря чему эксплуатировался гораздо дольше своих предшественников.

Статья в тему:  Работа в китае для русскоговорящих. Работа в китае. Что делать простым смертным

Спутник находился в полёте 691 день. В январе 1959 года в сторону спутника Земли ушла автоматическая станция «Луна-1». В сентябре и октябре были запущены станции «Луна-2» и «Луна-3». Первая доставила на поверхность спутника Земли вымпел с изображением советского герба, а вторая — впервые в истории сфотографировала невидимую сторону Луны.

Человек в космосе

От автоматических полетов С. П. Королёв и его коллеги перешли к подготовке пилотируемого полета. Для этой цели была разработана ракета-носитель «Восток», и началось конструирование одноименного космического корабля. Самым главным оставалась выработка методики возвращения корабля на Землю. Прежде чем добиться желаемого результата, понадобилось семь раз запустить «Восток» в автоматическом режиме.

И вот 12 апреля 1961 года в 9 час. 07 мин. по московскому времени с космодрома Байконур состоялся запуск ракеты-носителя «Восток». Именно она вывела на околоземную орбиту советский космический корабль «Восток» с человеком на борту. Этим человеком был Юрий Алексеевич Гагарин, чья продолжительность полёта составила 1 час 48 мин. После совершения одного оборота вокруг Земли спускаемый аппарат корабля совершил посадку на территории Саратовской области. Приземлился Юрий Гагарин в 10 час. 55 мин. по московскому времени.

Первый полёт человека в космос имел важнейшее значение для дальнейшего развития космонавтики и всего человечества. Благодаря Юрию Гагарина 12 апреля принято считать Днем Космонавтики.

Следом за Юрием Гагариным с 6 на 7 августа 1961 года первый суточный космический полет на космическом корабле «Восток-2» совершил космонавт Герман Степанович Титов, а 11–15 августа того же года состоялся первый групповой полет двух кораблей — «Восток-3» с космонавтом Андриян Николаевич Николаев и «Восток-4» с космонавтом Павел Романович Попович.

Статья в тему:  Моджахеды взяли и нашли стингеры. Как спецназ гру добывал секретный американский пзрк стингер. Гафар наносит удар

А в июне 1963 года корабли «Восток-5» и «Восток-6» с Быковским и Терешковой на борту совершили полет на орбиту. В октябре 1964 года на орбиту вышел многоместный «Восход-1» сразу с тремя космонавтами на борту, а в марте 1965 года, в ходе полета «Восхода-2», впервые в истории был осуществлён выход человека в открытое космическое пространство (это сделал космонавт А. А. Леонов). Всего при жизни Королева на его космических кораблях побывало одиннадцать человек.

Космическая программа СССР в 1970-х — 1980-х годах

В 1970 году с Байконура на траекторию полёта к Луне были выведены автоматические межпланетные станции «Луна-16» и «Луна-17», на борту последней находился аппарат «Луноход-1». В конце 1971 года спускаемый аппарат автоматической межпланетной станции «Марс-3» совершил мягкую посадку на поверхности Марса.

В 1987 году с космодрома Байконур была успешно запущена ракета-носитель «Энергия», а в 1988 году — ракета-носитель «Энергия-Буран», выведшая на околоземную орбиту многоразовый корабль «Буран». Это устройство впервые в мире осуществило автоматическую посадку на Землю и по многим показателям существенно превзошло американские аналоги космической техники.

Вопрос о реструктурировании советской космонавтики неоднократно поднимался в конце 1960-х годов, однако реальные изменения в этом направлении появились после перестройки. В 1985 году было создано «Главное управление по созданию и использованию космической техники в интересах народного хозяйства, научных исследований и международного сотрудничества в мирном освоении космоса» (Главкосмос СССР). Первоочередной задачей стал поиск иностранных клиентов для коммерческого использования РКТ, то есть запусков иностранных спутников советскими носителями и полетов иностранных космонавтов на советских кораблях.

Статья в тему:  Работа в китае для русскоговорящих. Работа в китае. Что делать простым смертным

Стоит заметить,что начало радикальных экономических преобразований в стране ухудшило положение оборонной отрасли. Космическая программа оказалась в сложном положении. В 1990 году Верховный Совет СССР сократил расходы на космонавтику на 10%. А к концу 1991 года управление космической программой вместе со всей прежней структурой государственного управления прекратила существование. Министерства оборонно-промышленного комплекса были расформированы.

Изображения взяты из Википедии – свободной энциклопедии

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector