Современная космонавтика: Современная космонавтика: ответы на главные вопросы

Современная космонавтика: ответы на главные вопросы

Современная космонавтика: ответы на главные вопросы

Миллиардеры запускают ракеты для межпланетных путешествий, а государства тратят огромные деньги на космические программы. Когда же мы полетим на Марс?

Вопрос №1

Много ли людей было в космосе?

Исследования космоса — достойнейшее занятие. Первый космонавт в мире Юрий Гагарин совершил полет вокруг земной орбиты 12 апреля 1961 года — когда Великобритания еще оставляла за собой право на колонии.

С тех пор в космическом пространстве побывали более 550 человек. Почему нет точного числа? Потому что нет единого мнения о том, на каком расстоянии от планеты находится «открытый космос». Из этих 550 человек — только 10 женщин (ответственность за это во многом лежит на плечах НАСА и Роскосмоса).

Вопрос №2

Где именно мы побывали?

Советский Союз стал пионером в покорении космоса, а Джон Ф. Кеннеди пообещал, что первые шаги на Луне сделает именно американский космонавт. 20 июля 1969 года на серый лунный грунт прилунился «Аполлон-11».

В следующие несколько лет на Луне побывали еще 12 человек, но с 1972 года нога человека не ступала ни на Луну, ни куда-либо еще за пределами Земли.

Наше воображение рисует отважных астронавтов среди лунных кратеров, однако почти все космонавты в истории космонавтики не выходят за пределы низкой околоземной орбиты (160–2000 км над поверхностью планеты).

Именно здесь находятся телекоммуникационные спутники и орбитальные станции.

Вопрос №3

Чем мы занимаемся в космосе?

Вопрос №4

Что происходит с телом в космосе?

Много чего, и пока мы не узнаем точных последствий воздействия невесомости на человеческое тело, мы не можем послать людей в более отдаленные места (на Марс или на астероиды).

Бывший пилот и астронавт НАСА Скотт Келли провел год в капсулах МКС для экспериментального изучения воздействия невесомости на человеческий организм. Но рекорд по пребыванию в космосе принадлежит российскому космонавту — Геннадий Падалка провёл в космосе 878 дней!

Если коротко — Скотт оказался примерно в такой же физической форме, что и брат, не считая некоторых проблем со зрением. В целом это хорошие новости для будущих космических миссий.

Вопрос №5

В каких странах реализуются программы пилотируемых космических полётов?

Россия, Китай и США — единственные страны с такими возможностями. Космические программы с участием человека — дорогое удовольствие, которое могут себе позволить далеко не все государства.

Тем не менее в космосе смогли побывать не только космонавты, но и индивидуальные путешественники из 40 стран, в том числе член королевской семьи Саудовской Аравии (а некоторые из путешественников даже заплатили за полет, например южноафриканский молодой миллионер Марк Шаттлворт).

Вопрос №6

В какую сумму обходится запуск шаттла?

Вопрос №7

Стоит ли тратить такие деньги на полеты в космос?

Хороший вопрос. К сожалению, космические агентства не всегда как следует информируют общественность о своих достижениях, а ведь от полетов в космос выиграли очень многие индустрии.

Ученые разрабатывают новые системы жизнедеятельности. Бортовые компьютеры стали предвестниками микрочипов, которые сегодня есть в каждом смартфоне. Пожарные получили униформу с большей степенью огнеупорности. Отслеживание состояния здоровья космонавтов привело к популярности подобных систем и на Земле. Исследование возбудителей различных заболеваний в состоянии невесомости помогает ученым находить новые способы лечения.

Еще есть мнение, что космические полеты привлекают дополнительные вливания в экономику: побочные компании космической индустрии вместе с индустрией коммерческих космических полетов окупают стоимость миссий в 7–14 раз.

Вопрос №8

Насколько плотно сотрудничают страны при освоении космоса?

Первая космическая гонка была частью холодной войны, но после ее окончания исследование космоса перестало быть соперничеством и превратилось в международное сотрудничество. МКС — яркий пример такого сотрудничества между пятью космическими агентствами (НАСА, Роскосмос, Японское агентство аэрокосмических исследований, Европейское космическое агентство и Канадское космическое агентство). Проект зрел 13 лет (начиная с 1998-го), в течение которых станция обрастала капсулами, как конструктор Lego.

Китай гнет свою линию в освоении космоса: на борту МКС не побывало ни одного китайского астронавта. В 2006 году Пекин испытывал лазеры к американским спутникам для нанесения им повреждений, после чего США наложили вето на сотрудничество между НАСА и Китайским космическим агентством.

Тем не менее будущее освоения космоса зависит от способности стран к сотрудничеству, а не к противодействию. С 2011 года национальные космические агентства 14 стран пытаются объединить свои взгляды и составить единый план действий для «освоения пространства Солнечной системы, в частности Марса».

Вопрос №9

Так мы уже почти на Марсе?

Пока нет. Перед Марсом хорошо бы вернуться на Луну.

Профессор планетарных наук и астробиологии Лондонского университета Ян Кроуфорд считает это

«… вполне логичным шагом».

«Я обеими руками за освоение Марса, но нам всё еще не хватает технологий, компетенций и опыта».

В возвращении на Луну есть несколько преимуществ: до нее всего три дня пути (в отличие от путешествия до Марса длиной в несколько месяцев), и на ней можно основать научно-исследовательскую станцию по образу земных антарктических.

На лунной экспериментальной площадке можно изучить воздействие радиации и лунной гравитации на организм человека перед тем, как отправляться в дальнее путешествие.

Вопрос №10

И когда на Луну?

Не всё сразу. Дорожная карта космических исследований НАСА предполагает строительство орбитальной базы, с которой космонавты будут летать до Луны и обратно. База будет сконструирована по образу и подобию МКС, только находиться она будет не на земной, а на лунной орбите.

Вопрос №11

Каковы шансы попасть на Марс?

Скорее всего, это произойдет нескоро.

Генри Херцфелд, директор Института политики освоения космоса в Университете Джорджа Вашингтона, говорит: «Наш путь в космосе определяется не только желаниями человечества, но и ограничениями реального мира, и бюджетом. Мы уже очень давно хотим попасть на Марс, но в любом серьезном документе по стратегическому планированию космических программ освоению Марса отводятся крайне долгие и неконкретные сроки. Нам до сих пор не хватает технологий, которые позволили бы человеку долгое время находиться в далеком космосе».

Вопрос №12

Что происходит в космонавтике?

На арену выходит новый игрок — Китай.

В 2003 году Китай стал третьей страной в мире, выпустившей на орбиту своего космонавта, а в 2022-м то же самое планирует сделать Индия.

Но главным двигателем изменений, безусловно, становится коммерческий сектор. Миллиардеры Илон Маск, Джефф Безос и Ричард Брэнсон работают над проектами по индивидуальным полетам в космос. Компании этих предпринимателей (SpaceX, Blue Origin и Virgin Galactic) нацелены на удешевление полетов и увеличение их доступности.

Такие организации встают в один ряд с другими коммерческими компаниями, которые уже работают в качестве подрядчиков на национальные космические агентства. Титаны аэрокосмической индустрии Boeing и Lockheed Martin посылают тяжелые ракеты-носители в космос, но это обходится им в 350 млн долларов за каждый запуск, в несколько раз дороже, чем система Falcon (запуск которой стоит 90 млн долларов).

В SpaceX уже забронированы запуски на общую сумму в 10 млрд долларов. Секрет удешевления полетов — многоразовый космический корабль, в котором даже стартовые реактивные двигатели могут использоваться повторно.

Вопрос №13

Что дальше?

Пока национальные агентства называют приоритетным направлением Луну, бизнес засматривается на Марс. Маск считает делом своей жизни создание колонии на Марсе, которая может спасти человечество от глобальной катастрофы на родной планете.

Для этого SpaceX разрабатывает пилотируемую ракету Big Falcon Rocket (BFR), с помощью которой можно уже к середине 2020-х годов доставить на Марс первую команду астронавтов.

новое инженерное образование и красота космоса для каждого

22. 07.2015

20 июля стартовал цикл научно-популярных лекций по космонавтике «Космос от моря до моря», который продлится до 10 сентября 2015 года и пройдет в 14 городах России от Калининграда до Петропавловска-Камчатского. В рамках этой программы Александр Шаенко, действующий разработчик ракетно-космической техники и руководитель образовательной программы «Современная космонавтика» Университета машиностроения, расскажет о красоте космоса и космонавтики, о судьбах людей, творивших своими руками историю ракетных полетов, о современном состоянии отечественной и зарубежной ракетно-космической отрасли и о перспективах покорения космоса. Лекции будут сопровождаться аудио-, фото- и видеоматериалами, полученными в ходе настоящих космических полетов и испытаний реальных образцов ракетно-космической техники.

«Космонавтика перестала быть уделом государств и миллиардеров, — считает Александр Шаенко. — Мы считаем, что космонавтика – это красиво, и хотим поделиться красотой космоса с каждым. Мы проводим научно-популярные лекции, ведем образовательные программы с детьми и взрослыми, устраиваем экскурсии на космические предприятия и занимаемся практическими работами над космической техникой».

«Космос от моря до моря» принимает эстафету другого мероприятия по популяризации космоса: на прошлой неделе состоялась «Летняя космическая школа» сообщества «Твой сектор космоса», проведенная при поддержке Университета машиностроения в спортивно-техническом центре «Полет» в Ивантеевке. В течение недели участники летней школы узнали о том, как построить настоящий спутник, совершали расчеты и запуски собственных космических аппаратов в инженерной игре-симуляторе «Орбита», знакомились с настоящими космонавтами – Сергеем Крикалевым и Александром Лазуткиным. Летнюю школу посетили более 100 человек из России, Украины, Беларуси и Польши. В программе школы были не только научно-популярные мероприятия: участники с интересом прослушали научные доклады по таким темам, как виды полезных нагрузок, баллистическое проектирование, строительная механика космических аппаратов и по другим аспектам разработки космической техники.

Александр Шаенко – инженер с более чем десятилетним опытом работы в космической отрасли. Принял участие в разработке ракет-носителей «Ангара-А5» иKSLV-1, отечественной космической обсерватории «Миллиметрон», частного российского спутникаDX1 компании Dauria Aerospace. Александр был главным конструктором в команде «Селеноход», единственном российском участнике конкурсаGoogle Lunar X PRIZE, преподавал в МГТУ им. Баумана и основал сообщество популяризации космонавтики «Твой сектор космоса».

Сегодня Александр работает в ЦНИИ машиностроения и руководит образовательной программой «Современная космонавтика» в Университете машиностроения. Современная космонавтика становится все более популярной среди молодежи, выбравшей для себя инженерные профессии: в частности, на образовательную программу Александра Шаенко в Университете машиностроения (бакалавриат на базе направления подготовки «Радиоэлектроника») в данный момент подано более 160 заявок при наличии 19 мест.

Лекции программы «Твой сектор космоса» пройдут в Калининграде, Севастополе, Нижнем Новгороде, Екатеринбурге, Омске, Новосибирске, Томске, Красноярске, Иркутске, Чите, Благовещенске, Хабаровске, Петропавловске-Камчатском и Владивостоке.

Фотографии

Поделиться:

История ракет — 20 век и далее

История ракет — 20 век и далее

20-й
Век и дальше

В
1898 г., русский школьный учитель, Константин Циолковский (1857-1935),
предложил идею освоения космоса ракетами. В 1903 году Циолковский опубликовал
отчет под названием Исследование Вселенной с помощью ракетных двигателей
Транспортные средства . В нем он предложил использовать жидкие ракетные топлива.
для ракет с целью достижения большей дальности. Циолковский утверждал, что
скорость и дальность полета ракеты ограничивались только скоростью истечения убегающего
газы. За свои идеи, тщательное исследование и великое видение Циолковский
был назван Отец современной космонавтики .

В начале 20 века,
американец, Роберт Х. Годдард (1882-1945), провел множество
практических опытов в ракетостроении. Его интересовал способ достижения
на больших высотах, чем это было возможно для воздушных шаров легче воздуха. Он опубликовал
брошюра 1919 года под названием «Метод достижения экстремальных высот » ,
математический анализ того, что сегодня называется метеорологическое зондирование
ракета .

Годдарда
самые ранние эксперименты были с твердотопливными ракетами. В 1915 году он начал
попробовать различные виды твердого топлива и измерить скорость выхлопа
горящие газы. Работая над твердотопливными ракетами, Годдард убедился
что эффективность ракеты будет значительно повышена при использовании жидкого топлива. Никто
когда-либо строил успешную ракету на жидком топливе. Делать это было намного
сложнее, чем строить твердотопливные ракеты. топливный и кислородный баки,
нужны турбины и камеры сгорания.

Несмотря на многочисленные трудности,
Годдард совершил первый успешный полет на жидкостном топливе .
ракеты 16 марта 1926 года. Заправляемая жидким кислородом и бензином, ракета летела
всего за две с половиной секунды, поднялся на 12,5 метра и приземлился на расстоянии 56 метров.
на капустной грядке. По нынешним меркам полет был невпечатляющим. Но, как
первый полет самолета с двигателем, совершенный братьями Райт в 1903 году, Годдард
бензиновая ракета была предвестником совершенно новой эры в ракетных полетах. Годдарда
эксперименты с жидкостными ракетами продолжались много лет. Его ракеты
стал больше и взлетел выше. Он разработал система гироскопов для полета
управления и отсек полезной нагрузки для научных приборов .
Парашютные спасательные системы использовались для возврата ракет.
и инструменты безопасно. Годдарда за его достижения называют Отцом .
современной ракетной техники .

В
1923 г. третий великий пионер космоса, Герман Оберт (1894-1989),
опубликовал книгу под названием Ракета в межпланетное пространство .
Его книга стала настольной книгой для ракетчиков-любителей. Благодаря работе Оберта,
по всему миру возникло множество небольших ракетных обществ. В Германии формирование
одного из таких обществ, Verein fur Raumschiffahrt ( Society
для Space Travel ), привело к разработке ракеты Фау-2 ,
который использовался против Лондона во время Второй мировой войны. В 1937 году Оберт и др.
Немецкие инженеры и ученые собрались в Пенемюнде на берегу
Балтийское море. Там была построена и запущена самая совершенная ракета своего времени.
направление Вернер фон Браун . За свои достижения Оберт
был назван Отцом космического полета .

Ракета Фау-2
(в Германии называлась А-4) была небольшой по сравнению с сегодняшними ракетами. Он достиг
свою большую тягу за счет сжигания смеси жидкого кислорода и спирта и смог
бросить однотонную боеголовку на 50 миль в высоту и на сотни миль вниз.
фюзеляж ракеты был сделан из тонкого разборного металла, который надувался
подача топлива в баки. После запуска Фау-2 был грозным
оружие, способное уничтожить целые городские кварталы.

К счастью
для Лондона и союзных войск Фау-2 появился слишком поздно в войне, чтобы что-то изменить
его результат. Тем не менее к концу войны немецкие ракетчики и инженеры
уже разрабатывал планы создания передовых ракет, способных преодолеть Атлантический океан.
Океан и посадка в США. Эти ракеты имели бы крылья
верхние ступени, но очень малая грузоподъемность.

С падением
Германии многие неиспользованные ракеты Фау-2 и их компоненты были захвачены союзниками.
Многие немецкие ученые-ракетчики приехали в Соединенные Штаты, а другие уехали в
Советский Союз. Немецкие ученые, приехавшие в США, в том числе Вернер
фон Браун и Георг фон Тизенхаузен были поражены успехами Годдарда.
сделанный.

Оба Соединенных
Штаты и Советский Союз осознали потенциал ракеты как военного
оружие и начали различные экспериментальные программы. Сайт в США, выбранный
фон Браун и его коллеги, был Redstone Arsenal в Хантсвилле, Алабама,
место, на котором сегодня стоит Центр космических полетов НАСА имени Маршалла. Соединенные Штаты
впервые начал развивать свою космическую программу с высотным зондированием атмосферы
ракеты, одна из первых идей Годдарда. Позже появились различные средне- и дальнобойные
были созданы межконтинентальные баллистические ракеты. Они стали отправной точкой
пункт космической программы США. Ракеты типа Редстоун ,
Atlas и Titan в конечном итоге запустят космонавтов.
в космос.

Вкл.
4 октября 1957 года мир был ошеломлен известием о первом в мире космическом аппарате, выходящем на околоземную орбиту.
искусственный спутник, запущенный Советским Союзом. Звонил Sputnik I ,
спутник был размером с баскетбольный мяч, весил около 183 фунтов,
и имел орбитальный период 98 минут. Это был первый успешный вход в
гонка за космос между двумя сверхдержавами. Менее чем через месяц,
Советы последовали за запуском спутника 2 с собакой по кличке 9.0005 Лайка
на борту. Лайка провела в космосе семь дней, прежде чем ее усыпили.
запас кислорода закончился.

Несколько месяцев
после первого спутника Соединенные Штаты последовали за Советским Союзом с
собственный спутник. Explorer I был выпущен армией США.
31 января 1958 года. В октябре того же года Соединенные Штаты официально организовали
свою космическую программу, создав Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства
( НАСА ). НАСА — гражданское агентство, целью которого является мирное
освоение космоса на благо всего человечества.

Советский Союз лидировал в космической гонке в первые дни. Но США упорствовали и
постепенно захватила лидерство, кульминацией чего стала программа «Аполлон» на Луну,
которые захватили воображение всего мира. Кто может забыть Джона Ф. Кеннеди
смелое заявление: «Мы полетим на Луну в течение этого десятилетия…
потому что это легко, а потому что это сложно…» или слова Нила Армстронга
с Лунной Базы Спокойствия: «Это один маленький шаг для человека, один гигантский
прыжок для человечества».

Аполлон
Moon Rocket — одна из самых больших ракет, когда-либо предназначенных для полетов в космос. стоя
высотой с небоскреб, машина буквально заставляла землю трястись под ногами
когда двигатели были запущены для взлета. И они зажгли небеса, как Аполлон
поднялся с мыса Канаверал на околоземную орбиту. Америка продолжила полеты
на Луну в течение десятилетия 1970-х годов, развивая с каждой новой миссией
новая уверенность и новые технологии. Пожалуй, самая зрелищная миссия из всех
был Аполлон-13, которого всегда будут помнить за выдающееся мужество и настойчивость
продемонстрировали все, кто участвовал в том, что могло бы стать одним из самых мрачных часов Америки.

Ракеты есть
использовался для запуска многих пилотируемых миссий после Аполлона, включая Skylab, и
множество миссий STS. Ракеты также запускали беспилотные военные спутники.
спутники связи, метеорологические спутники, спутники наблюдения Земли,
планетарные космические аппараты, планетоходы, космический телескоп Хаббл,
и так далее.

С самого раннего
дни открытий и экспериментов, ракеты произошли от простого пороха
устройства в гигантские транспортные средства, способные путешествовать в межпланетное пространство.
Было бы интересно услышать мысли тех самых первых пионеров ракетостроения,
своими огненными стрелами и вращающимися сферами, если бы их можно было провести сквозь
время и показали, к чему привели их открытия.

Ракеты
определенно открыли важную дверь во вселенную.

Закрыть
Окно

Описание курса | АИАА

Этот всеобъемлющий двухдневный курс охватывает системное мышление для решения сложных задач при разработке современных аэрокосмических систем. Применение системного подхода дает представление о неожиданном поведении системы из-за сложности. Изучение того, как справляться с масштабированием, взаимозависимостью и взаимосвязью в больших системах, открывает возможности для управления сложностью. Курс охватывает управление сложностью с различных точек зрения, включая организационное обучение, количественные показатели и методы визуализации системы.

Цели обучения

• Объяснить причины возникающего поведения
• Определите, относится ли проблема к простой, сложной, комплексной или хаотической области
• Сравните системное мышление и системную инженерию в прошлом и в настоящее время
• Применение пяти дисциплин Сенге к методологии решения инженерных задач
• Продемонстрировать, как механизмы обратной связи показывают, как задержки вызывают колебания системы
• Методы синтеза, используемые в других отраслях, которые совместимы с техническими системами, ориентированными на аппаратное обеспечение
• См. подробное описание ниже

Кто должен присутствовать

Предполагаемые участники — инженеры и аэрокосмические специалисты в технических областях, которые работают над разработкой больших систем. Он не предназначен для конкретной технической области, а скорее для инженеров и руководителей, которые могли бы использовать более широкую картину взаимодействия систем. Курс полезен всем, кто интересуется пониманием и управлением сложностью в аэрокосмической отрасли.

Информация о курсе
Тип курса: Краткий курс под руководством инструктора
Продолжительность курса: 2 дня

• Элегантный дизайн Грифона 
• Определение сложности и неожиданного поведения 
• Линейное и нелинейное мышление
• Развитие системной инженерии и системного мышления 

Инструкторы

Д-р Дайан ДеТуррис

— профессор аэрокосмической техники Калифорнийского политехнического университета в Сан-Луис-Обиспо, Калифорния.