Содержание
Как летает космическая ракета (на примере РН Союз)? / Хабр
Добрый день, дорогие Хабровчане!
Давно хотел разобраться и понять, хотя бы примерно, на качественном уровне, что есть траектория космической ракеты? Какую траекторию закладывают для того, чтобы точно попасть в заданную орбиту? Какая должна быть траектория для оптимального использования энергетического ресурса ракеты-носителя? Из этого, как быстро нужно наклонять ракету в процессе полёта? В этой статье поделюсь с Вами своими соображениями и вычислениями.
За основу я взял видео с официального Ютуб-канала Роскосмоса с временной линейкой параметров полёта. С этими параметрами и буду сравнивать свои вычисления. Параметры ракеты-носителя взяты с Википедии, со страницы с описанием для РН Союз-2 (несмотря на то что на видео представлен запуск РН Союз-ФГ, энергетические и тяговые параметры у них одинаковые)
Заранее оговорю, что сопротивление воздуха в расчётах учтено не будет. За физическую модель космической ракеты принимается материальная точка, то есть физические размеры ракеты в расчётах не участвуют.
2. Также будем считать для упрощения расчётов, что вектор силы тяжести направлен вертикально вниз на всём промежутке траектории полёта (хотя он разумеется несколько поворачивается вследствие движения ракеты по окружности относительно центра Земли). Расход топлива принимается постоянным для каждой ступени. Чего нельзя сказать для тяги двигателей первой и второй ступеней на начальном участке полёта (до отделения первой ступени). Тяга двигателей существенно зависит от давления внешней атмосферы: чем оно меньше, тем больше тяга. Об этом нам говорит разница в тяге конкретного двигателя на уровне моря и в вакууме, например: РД-107А — двигатель первой ступени, тяга на уровне моря — 85,6 ТС, тяга в вакууме — 104 ТС. Точка запуска принимается за уровень моря, на высоте отделения первой ступени считается вакуум. Я не нашёл нигде информацию о том, как зависит тяга двигателя от внешнего давления атмосферы, а соответственно и от высоты, поэтому в расчётах будет использована линейная зависимость.
Процесс полёта будет разделён на три этапа, по числу ступеней ракеты.
Расчёт будет произведён для каждого этапа полёта отдельно и затем суммирован в единую траекторию. Первый этап — с момента старта до отделения первой ступени, второй этап — с момента отделения первой ступени до момента отделения второй ступени, третий этап — с момента отделения второй ступени до момента отделения третьей ступени. В процессе полёта ракета поворачивается (наклоняется), или, как говорят, ложится в горизонт. Угол наклона управляется программным автоматом или бортовым компьютером. Закон изменения этого угла мне тоже найти не удалось, поэтому также буду менять его линейно, но с разной скоростью для разных этапов полёта ракеты. Угол наклона будем считать от вертикали, то есть вертикальному положению ракеты будет соответствовать 0 градусов, горизонтальному — 90 градусов. За основу расчётов будет использована динамика свободной материальной точки и будет решаться вторая задача динамики, то есть, по известным массе точки и силам, действующим на неё, будут вычислены законы её движения.
Основное уравнение динамики:
где — масса точки, — вектор ускорения, — векторы приложенных к точке сил. С учётом действующих на ракету сил уравнение примет вид:
где — суммарная тяга двигателей, — сила тяжести. Ускорение свободного падения принято постоянным, равным у поверхности Земли, тогда
И уравнение примет вид:
Разделим обе части уравнения на m:
Космическая ракета — это тело переменной массы, топливо сгорает, масса ракеты уменьшается. Будем называть расход топлива расходом массы. Поэтому в знаменателе первого слагаемого правой части будет представляться некоторой линейной (так как расход топлива принят постоянным) функцией зависимости массы от времени . Обозначим начальную массу ракеты , массу ракеты после выработки топлива . Тогда есть масса топлива. Обозначим время работы двигателей . Тогда
есть расход массы в единицу времени и уравнение расхода массы примет вид:
Подставим это уравнение в уравнение динамики:
Как было сказано выше, тяга двигателя зависит от внешнего давления, это актуально для двигателей первой и второй ступеней до отделения первой ступени, пока ракета летит в плотных слоях атмосферы.
Поэтому числитель первого слагаемого правой части уравнения тоже должен быть представлен в виде линейной функции (выше оговаривалось, что за неимением реального закона изменения тяги в зависимости от давления будет использована линейная зависимость). — тяга на старте, — тяга в вакууме, T — время работы двигателей до отделения первой ступени. Тогда коэффициент возрастания тяги будет
Уравнение тяги
Для каждого этапа полёта это уравнение будет считаться отдельно. — суммарная тяга двигателей первой и второй ступеней на старте, — стартовая масса ракеты, — тяга двигателя второй ступени, — масса ракеты в момент после отделения первой ступени, — тяга двигателя третьей ступени, — масса ракеты в момент после отделения второй ступени. Теперь распишем эти уравнения по осям координат, заранее задав линейный закон изменения угла наклона ракеты.
Для первого этапа полёта:
Для второго и третьего этапов полёта:
Теперь заменим в этих уравнениях все ускорения на вторую производную от перемещения:
Мы получили шесть дифференциальных уравнений, которые будем решать численным методом с начальными условиями с помощью программы.
Начальные условия для первых двух уравнений принимаются нулевыми (начальные координаты и скорость равны 0). Начальные условия для остальных уравнений берутся из конечных значений решений предыдущих уравнений соответственно.
Распишем подробно параметры ракеты.
Первая ступень (один боковой блок из четырёх)
Стартовая масса: 44 413 кг
Сухая масса: 3784 кг
Тяга: 85,6 тс / 104 тс
Время работы: 118 с
Вторая ступень:
Стартовая масса: 99 765 кг
Сухая масса: 6545 кг
Тяга: 80,8 тс / 94 тс
Время работы: 300 с
Третья ступень:
Стартовая масса: 27 755 кг
Сухая масса: 2355 кг
Тяга: 30,38 тс
Время работы: 224 с (на видео третья ступень отключается на 524-й секунде полёта, 524 — 300 = 224)
Масса на старте: M1 = 313 т Тяга на старте: 423,2 тс
Расход массы первой ступени: (44413 — 3784)/118 = 344,3 кг/с * 4 = 1377,3 кг/с
Расход массы второй ступени: k2 = (99765 — 6545)/300 = 310,7 кг/с
Суммарный расход массы до отделения первой ступени: k1 = 1377,3 + 310,7 = 1688 кг/с
Масса после отделения первой ступени: M2 = 96752 кг
Масса после отделения второй ступени: M3 = 30693 кг
Расход массы третьей ступени: k3 = (27755 — 2355)/300 = 84,7 кг/с
Вычисление
Программа расчёта траектории написана на языке Java.
Для визуализации траектории на плоскости использована библиотека awt. Решение дифференциальных уравнений произведено с помощью уточнённого метода Эйлера, подробное описание можно найти, например, в книге В. М. Вержбицкий «Численные методы». Код программы расчёта доступен по ссылке.
Для того чтобы отобразить траекторию полёта относительно плоскости к траектории применена поправка кривизны (кривизна Земли линеаризована).
Результаты вычислений
Траектория с поправкой кривизны:
Траектория без поправки кривизны:
Сравнение результатов
В момент перед отстыковкой первой ступени
|
|---|
В момент перед отстыковкой второй ступени
|
|---|
В момент перед отстыковкой третьей ступени
|
|---|
Вероятно, зная точные топливо-заправочные характеристики ракеты-носителя перед стартом, можно более точно посчитать параметры траектории.
Вообще, параметры конечной орбиты, на которую выводится космический корабль (параметры эллипса, в общем случае) сильно зависят от от конечной скорости, которую мы получаем в конце работы третьей ступени. Дадим чуть больше скорости — получим вытянутую орбиту, дадим чуть меньше — прилетим обратно.
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Для привода руля имеется электрическая рулевая
Время
… Подробнее »Северная Корея запустила ракету в сторону Японии 4 октября 2022 г.
— 4 октября 2022
Происшествия
4 октября 2022, 07:44
8 комментариев
Вой воздушной тревоги раздался утром 4 октября в нескольких городах Японии, людям советовали укрываться в домах или под землей из-за возможного падения обломков ракеты. Баллистическую ракету в сторону Японского моря запустила Северная Корея. Снаряд пролетел над Японией и упал в Тихом океане. Он преодолел максимальное расстояние за всю историю ракетных испытаний Пхеньяна.
КНДР запустила ракету в 7:23 по местному времени (1:23 мск) в восточном направлении, сообщает ТАСС со ссылкой на информацию комитета начальников штабов Вооруженных сил Республики Корея. По данным минобороны Японии, ракета летела на высоте до 1 тысячи километров и преодолела 4,6 тысячи километров. Это был пятый пуск КНДР за последние несколько дней (на фоне противолодочных учений Южной Кореи, США и Японии) и 23-е ракетное испытание с начала года. Последний раз корейская ракета пролетала над Японией в сентябре 2017 года.
Южнокорейские военные подсчитали, что максимальная скорость этой ракеты достигала 17 Махов (1 Мах в среднем равен примерно 1 198 км/ч), сообщило агентство Yonhap.
Силы самообороны Японии не отреагировали на запуск. Информации о каком-либо ущербе нет. Жителей Японии заранее предупредили о возможном падении обломков и просили не трогать их. Кроме того, было временно приостановлено движение скоростных поездов «синкансэн».
Японское правительство созвало совет национальной безопасности. Токио выразил решительный протест Пхеньяну через дипломатические каналы в Пекине. США осудили запуск ракеты, назвав это безрассудным и дестабилизирующим решением. В Южной Корее заявили, что «продолжающиеся провокации с пусками баллистических ракет» вызовут более сильный ответ со стороны союза США и Республики Корея.
Больше новостей в нашем официальном телеграм-канале «Фонтанка SPB online». Подписывайтесь, чтобы первыми узнавать о важном.
По теме
- Япония и США организовали учения в Японском море, Китай — в районе Тайваня
15 апреля 2022, 09:29
- Китайская армия анонсировала учения у Тайваня после приезда Пелоси
02 августа 2022, 19:12
- На Тайване ждут Пелоси.
Истребители в воздухе, а в парламенте — красная дорожка02 августа 2022, 16:36
- Китай направил истребители к Тайваню
02 августа 2022, 17:34
- Армия Китая начала масштабные учения вокруг Тайваня
04 августа 2022, 08:32
Истребители в воздухе, а в парламенте — красная дорожкаЛАЙК10
УДИВЛЕНИЕ1
ГНЕВ20
ПЕЧАЛЬ5
Комментарии 8
читать все комментариидобавить комментарий
ПРИСОЕДИНИТЬСЯ
Самые яркие фото и видео дня — в наших группах в социальных сетях
- ВКонтакте
- Телеграм
- Яндекс.Дзен
Увидели опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter
Новости СМИ2
сообщить новость
Отправьте свою новость в редакцию, расскажите о проблеме или подкиньте тему для публикации. Сюда же загружайте ваше видео и фото.
- Группа вконтакте
Новости компаний
Комментарии
8
Новости компаний
Школа в «Яниле» признана лучшим социальным объектом Ленинградской области в 2022 году
Союз строительных организаций Ленинградской области «ЛенОблСоюзСтрой» назвал имена победителей в своем конкурсе «Лучшая строительная организация Ленинградской области». В номинации «Лучший социальный объект (школа)» традиционную статуэтку бобра получила школа в голландском квартале «Янила». Награду генеральному директору ГК «Ленстройтрест» Валерии Малышевой на торжественном мероприятии в честь Дня строителя вручил заместитель председателя правительства Ленобласти по строительству и ЖКХ Евгений Барановский. Эксперты оценили учреждение на 825…
Президент Группы «Эталон» Геннадий Щербина награжден почетным знаком «За профессионализм и деловую репутацию»
В преддверии Дня строителя в петербургском Дворце труда состоялась торжественная церемония вручения наград лучшим сотрудникам строительной отрасли.
В мероприятии приняли участие лидеры рынка, представители компаний, которые формируют стратегическую повестку сферы строительства не только в Санкт-Петербурге, но и во всей России. В рамках мероприятия президент Группы «Эталон» Геннадий Щербина был награжден почетным знаком «За профессионализм и деловую репутацию» Ассоциации «Национальное объединение строителей». Почетным знаком награждаются…
ТОП 5
1
Одни и те же люди с обеих сторон: почему фильм Евгения Пригожина про ЧВК «Вагнер» оказался мощным антивоенным высказыванием
258 674
592
Не дожидаясь повестки. Власти Петербурга просят отправить в военкоматы сотрудников с мобилизационными предписаниями и ежедневно отчитываться о них
227 014
3
«Я напишу отказ, это хуже». Петербуржец рассказал «Фонтанке» о дистанционной повестке
190 237
494
Ни одного человека не призвали на Алтае в рамках мобилизации
131 310
315
Второй «единичный случай».
Ещё одной петербурженке прислали повестку в военкомат
80 288
50
Новости компаний
Ракета «Союз» выкатывается для запуска российско-американского экипажа на космическую станцию - Космический полет сейчас Предоставлено: NASA/Bill Ingalls. первый полет американского члена экипажа на российском космическом корабле после вторжения России в Украину.
Астронавт НАСА Франсиско «Фрэнк» Рубио вместе с российским командиром Сергеем Прокопьевым и бортинженером Дмитрием Петелиным запустится в среду в 9:54 утра по восточному поясному времени (13:54 по Гринвичу), чтобы начать полугодовое пребывание на космической станции. Рубио готовится к своему первому полету в космос после того, как его выбрали присоединиться к отряду астронавтов НАСА в 2017 году.
На вопрос, чего он с нетерпением ждет больше всего, Рубио ответил: «Сам запуск. Должно быть довольно удивительно сесть на ракету и, наконец, запуститься, а затем вскоре после этого вы станете невесомыми, и затем вы будете невесомыми в течение шести месяцев.
Я думаю, это будет довольно приятный опыт».
Рубио родился в Лос-Анджелесе и вырос в Майами вместе со своей матерью из Сальвадора. Он окончил Военную академию США и пилотировал вертолеты UH-60 Black Hawk в боевых действиях в Боснии, Афганистане и Ираке. Он получил медицинское образование в 2010 году и служил военным врачом, прежде чем стать астронавтом НАСА.
Рубио, 46 лет, подполковник армии, на его счету более 650 прыжков с парашютом в свободном падении. Сейчас он направляется на орбиту в полугодовую экспедицию на космическую станцию. Рубио сказал, что он хочет помочь продвинуть научные исследования в области биологии человека, чтобы помочь подготовиться к будущим полетам экипажа на Луну и Марс. Научные эксперименты на космической станции, на которой уже почти 22 года работают астронавты и космонавты, направлены на получение знаний для будущих исследований за пределами низкой околоземной орбиты.
«Вещи, которые изначально вызывали огромную озабоченность, такие как потеря плотности костей, мы вроде как выяснили, как немного обойти это с помощью упражнений и силовых тренировок», — сказал Рубио в интервью перед запуском.
«Итак, по мере того, как мы продолжаем двигаться вперед, я думаю, что мы будем лучше и лучше справляться с другими трудными препятствиями, одним из которых является радиация, то как изменения в распределении крови влияют на ваше сердце и вашу сосудистую систему.
«Знать, что каждый день мы вносим свой вклад в эту базу знаний, которая, надеюсь, поможет людям достичь чего-то, о чем мы даже не могли мечтать сейчас, я думаю, это очень приятно», — сказал Рубио.
Рубио стал первым американским астронавтом, который с апреля 2021 года совершил запуск на российском космическом корабле «Союз». Его полет на российском пилотируемом корабле «Союз МС-22» последовал за подписанием двустороннего соглашения об обмене местами между НАСА и Роскосмосом, российским космическим агентством. ранее этим летом, что позволило американским астронавтам летать на станцию на российских космических кораблях, а российским космонавтам запускать и приземляться на космическом корабле SpaceX Crew Dragon.
НАСА заплатило российскому правительству за места на кораблях «Союз» либо через прямые платежи, либо через коммерческих посредников до того, как космический корабль SpaceX Crew Dragon был введен в эксплуатацию для космонавтов в 2020 году. предназначен для того, чтобы гарантировать американским и российским членам экипажа непрерывный доступ к космической станции, даже в случае задержки или посадки на мель Crew Dragon компании SpaceX или российского корабля «Союз».
Через две недели после запуска Rubio в рамках миссии «Союз МС-22» российский космонавт Анна Кикина отправится на космическую станцию на космическом корабле SpaceX Dragon из Космического центра Кеннеди НАСА во Флориде с двумя членами экипажа НАСА и японским астронавтом. Астронавт НАСА Лорал О’Хара является дублером Рубио в миссии «Союз МС-22» и готовится к полетам в качестве основного члена экипажа космического корабля «Союз МС-23», запуск которого запланирован на март следующего года.
Хотя у Рубио еще не будет возможности полетать на одной из новых американских капсул для экипажа — Crew Dragon от SpaceX или Starliner от Boeing — он сказал журналистам, что уверен в надежности «Союза».
«Я думаю, что одна из вещей, которую вы ищете как летчик и как астронавт, или любой, кто собирается быть на любом космическом корабле или самолете, — это надежность, и «Союз» невероятно хорошо зарекомендовал себя», — сказал Рубио. «У него невероятный послужной список, и в этом смысле я чувствую себя в полной безопасности. Это проверенная технология в том смысле, что она существует уже давно. Из-за этого все было довольно проверено и верно. По крайней мере, я уверен, что это отличный космический корабль, и он доставит нас туда и обратно в целости и сохранности». 900:03
Наземные группы с космодрома Байконур передали космический корабль «Союз МС-22» и его ракету «Союз-2.1а» на стартовый комплекс Зоны 31 в воскресенье. Ракета ехала в специализированном вагоне на площадку от монтажного ангара «Союз», известного под русской аббревиатурой МИК.
После прибытия на стартовый комплекс ракета была вертикально поднята над пламенной траншеей площадки. Наземные команды установили выдвижные служебные башни вокруг ракеты, обеспечив доступ к машине для финальных предполетных проверок и для экипажа из трех человек, который должен был вывести «Союз» на орбиту в среду.
Прокопьев отправится в свой второй полет на космическую станцию. Петелин, как и Рубио, летает в космос впервые.
Российские команды загрузят керосин и жидкий кислород в трехступенчатую ракету «Союз» в последние часы перед стартом. Старт космического корабля «Союз МС-19» во вторник назначен на 9:54:49 утра по восточному поясному времени (13:54:49 по Гринвичу; 18:54:49 по времени Байконура), что положит начало быстрой погоне за Международной космической станцией.
Астронавт НАСА Франсиско «Фрэнк» Рубио, российский командир Сергей Прокопьев и космонавт Дмитрий Петелин у люка космического корабля «Союз МС-22». Кредит: GCTC 900:02 Обладая тягой почти в миллион фунтов, ракета-носитель «Союз» полетит по дуге к северо-востоку от Байконура, сбрасывая четыре навесных жидкостных ракеты-носителя примерно через две минуты полета.
Ракета сбросит аэродинамический обтекатель, защищающий космический корабль «Союз МС-22», а основная ступень уступит место третьей ступени, которая завершит работу по выводу космического корабля на орбиту.
Космический корабль отделится от третьей ступени и начнет маневрировать, чтобы соответствовать орбите космической станции, кульминацией чего станет автоматическая стыковка с модулем аванпоста «Рассвет» в 13:11. по восточноевропейскому времени (17:11 по Гринвичу).
Прибытие Прокопьева, Петелина и Рубио временно увеличит численность экипажа станции до 10 человек. Олег Артемьев, уходящий командир космической станции, должен вернуться на Землю 29 сентября на борту космического корабля «Союз МС-21» с товарищами по команде Денисом Матвеевым и Сергеем Корсаковым.
После отбытия Артемьева астронавт Европейского космического агентства Саманта Кристофоретти примет на себя командование экипажем 68-й экспедиции космической станции до своего запланированного возвращения на Землю на космическом корабле SpaceX Crew Dragon.
Кристофоретти отправился на станцию в апреле вместе с астронавтами НАСА Кьеллом Линдгреном, Бобом Хайнсом и Джессикой Уоткинс в рамках миссии Crew-4. Они покинут станцию после прибытия миссии SpaceX Crew-5 в следующем месяце.
См. дополнительные фотографии запуска ракеты «Союз» в воскресенье.
Авторы и права: НАСА/Билл ИнгаллсИзображение: НАСА/Билл ИнгаллсИзображение: НАСА/Билл ИнгаллсИзображение: GCTCИзображение: GTCTCИзображение: НАСА/Билл ИнгаллсИзображение: НАСА/Билл ИнгаллсИзображение: НАСА/Билл Ингаллс
Электронная почта автору.
Подписывайтесь на Стивена Кларка в Твиттере: @StephenClark1.
| |||
| СОЮЗ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ | |||
| Задуманный в 1960 году космический корабль «Союз» стал советским кораблем второго поколения, способным доставлять людей в космос. | |||
СОЮЗ | |||
По сравнению со своими предшественниками — «Востоком» и «Восходом» — трехместный «Союз» обладал огромными преимуществами. Наиболее важной особенностью нового корабля будет его система сближения и стыковки. | |||
Происхождение варианта 7К-ОК Несмотря на то, что первые космические корабли «Союз», достигшие космоса, были связаны с советскими исследованиями Луны, они предназначались для полетов на околоземную орбиту. | |||
Разработка 7К-ОК 28 августа 1965 года ведущий конструктор Алексей Тополь принес Борису Чертоку только что утвержденный Королевым официальный график разработки 7К-ОК. Черток с трудом поверил своим глазам, ведь к декабрю того же года документ требовал построить и оснастить прототипы «Союзов» для проведения 13 различных испытаний. | |||
Производство первых кораблей «Союз-9″0003 | |||
7К-ОК №2 (Космос-133) 28 ноября 1966 года в СССР был запущен первый испытательный полет космического корабля «Союз» нового поколения под кодовым названием «Космос-133». Предполагалось, что беспилотный аппарат будет играть роль «активного» корабля во время маневров сближения с «пассивным» космическим кораблем, запуск которого должен был состояться через 24 часа. Однако все пошло не по плану… | |||
7К-ОК №1 попытка пуска Надеясь быстро оправиться от серьезных технических неполадок в первом полете «Союза» 28 ноября 1966 г. | |||
Третий испытательный беспилотный пуск космического корабля «Союз» должен был окончательно отработать новый корабль и, таким образом, открыть двери для возобновления политически важного пилотируемого космического полета в СССР после двухлетнего перерыва. Миссия стартовала в феврале 1967 года и могла бы считаться оглушительным успехом космического корабля нового поколения… если бы не неприятный сюрприз в самом конце полета… | |||
Первый пилотируемый запуск космического корабля «Союз» 23 апреля 1967 года закончился катастрофически через 24 часа гибелью Владимира Комарова при аварийной посадке из-за нераскрывшегося основного парашюта. | |||
В октябре 1967 года пара беспилотных космических кораблей «Союз», официально обозначенных как «Космос-186» и «Космос-188», впервые в мире осуществила на орбите полностью автоматизированную стыковку. Это поистине выдающееся инженерное достижение значительно подняло боевой дух советской космонавтики, все еще не оправившейся от потери Владимира Комарова. | |||
После неудачной первой встречи в октябре 1967 года советские космические чиновники решили отправить еще одну пару беспилотных космических кораблей «Союз» для стыковки на орбите. | |||
В августе 1968 года в СССР началась генеральная репетиция вновь разработанного космического корабля «Союз», чтобы повторно сертифицировать его для пилотируемых полетов после гибели Владимира Комарова более года назад. Корабль 7К-ОК № 9, скрытый под названием «Космос-238», совершил пятый испытательный полет после аварии на корабле «Союз-1». | |||
В октябре 1968 года «Союз» наконец вернулся в полет с пилотом на борту. | |||
В январе 1969 года двойная миссия «Союз» наконец-то завершила сближение и выход двух космонавтов с одного космического корабля на другой, первоначально запланированный на 1966 год. Этот экспериментальный полет имел долгосрочные последствия для будущих лунных экспедиций и орбитальной сборки. | |||
| Космические корабли «Союз-6, -7, -8» выполняют тройной полет С советским лунным проектом застопорились неудачи ракеты Н1 в 1969 руководители ракетной промышленности были вынуждены изобретать более зрелищные миссии на базе имеющихся кораблей «Союз 7К-ОК». | |||
| В июне 1970 года два советских космонавта провели на борту корабля «Союз-9» 18 суток.космический корабль, установивший рекорд продолжительности полета. Теоретически миссия подготовила советских космонавтов к возможной лунной экспедиции. Однако цена достижения была высока, и это дало важные уроки на будущее. | |||
ПОСЛЕДУЮЩИЕ ВАРИАНТЫ «СОЮЗ» | |||
Параллельно | |||
Космический корабль «Союз» без Жилого модуля был разработан для | |||
С окончанием Лунной гонки, | |||
26 июня 1972 года советская космическая программа сделала свой первый крупный шаг на трудном пути восстановления после катастрофы «Союза-11». Модернизированная версия корабля 7К-Т облетела Землю без экипажа в автономном полете под названием «Космос-496». | |||
Специализированный вариант космического корабля «Союз», первоначально известный как 7К-ТМ, был специально разработан для совместной миссии с американским кораблем «Аполлон» в 1975. | |||
Открытый в 1979 году космический корабль «Союз-Т» («Т» означает «транспорт») был оснащен совершенно новой системой управления движением с использованием цифрового компьютера; модифицированная двигательная установка с интегрированной системой подачи топлива для всех двигателей. Многие бортовые системы были заменены на более новые, более качественные. В совокупности эти модификации позволили увеличить размер экипажа до трех человек, на этот раз включая скафандры. Также был увеличен орбитальный срок службы космического корабля. В 1980 «Союз-Т» впервые вывел экипаж на орбиту. | |||
Модификация космического корабля «Союз» ТМ, где М означает «модифицированный», имела усовершенствованную радиосистему сближения «Курс», модифицированную систему управления движением и систему радиосвязи. | |||
В октябре 1991 года во время встречи с представителями Боинга (головного подрядчика станции) глава НПО «Энергия» Юрий Семенов предложил космический корабль «Союз» компании «Союз» в качестве «спасательной шлюпки» для космической станции «Свобода». 18 июня 1992 г. | |||
Союз ТМА, | |||
Внедрение космического корабля «Союз ТМА-М» стало последним шагом в череде поэтапных модернизаций легендарного российского пилотируемого транспорта. | |||
| Союз МС: Окончательная модернизация? После почти полувека орбитальных полетов российский транспортный космический корабль-ветеран в 2016 году получил еще одну модернизацию — вариант «Союз-МС» (известный также как серия 730). Союз МС заменил Союз ТМА-М. Подробно: НОВИНКА, 30 июня: Проект корабля «Союз-МС» (ИНСАЙДЕРСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ) | Система сближения Курс-НА | Система электропитания | Система спутниковой связи ЭКТС | Двигательная установка | СЗИ-М «Черный ящик» | Замена импортной авионики на кораблях серии «Союз МС» (ИНСАЙДЕРСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ) | Модернизация кораблей «Союз-МС» и «Прогресс-МС» (ИНСАЙДЕРСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ) | |||
Усовершенствованная система транспортировки экипажа (АКТС), также известная как «Евро-Союз», появилась в 2006 году, когда российская компания РКК «Энергия» осознала, что ее предложения по замене космического корабля «Союз» многоразовым планером «Клипер» будут слишком амбициозными для нынешнего уровня финансирование российской космической отрасли. | |||
В середине 2000-х улучшение экономических перспектив российской экономики и медленно растущий космический бюджет, возможно, побудили РКК «Энергия» сбросить пыль со своих старых планов по строительству лунной базы. Одна из концепций лунного транспорта будет включать в себя комбинацию возвращаемого аппарата корабля «Союз» с большой жилой секцией на основе кабины предлагаемого многоразового орбитального корабля «Клипер». | |||
РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ НА СОЮЗ | |||
Классика | |||
Жилье | |||
Возвращаемый аппарат космического корабля «Союз», известного под аббревиатурой «СА». | |||
Приборный отсек космического корабля «Союз», известный под аббревиатурой ПАО, или Приборно-агрегатный Отсек , в свою очередь, подразделяется на три основных отсека: Промежуточный отсек, Приборный отсек, ПО и Двигательный отсек, АО. | |||
ПРОФИЛЬ НАЗНАЧЕНИЯ И БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ | |||
С 1971 года и вплоть до XXI века основной ролью кораблей «Союз» в космической программе России была доставка экипажей на космические станции на низкой околоземной орбите. | |||
Почти полвека пилотируемый корабль «Союз» выходил на орбиту на своей одноименной ракете. За десятилетия космический корабль и его ракета-носитель прошли несколько модернизаций, однако профиль запуска не сильно изменился. Отработавшие ступени ракеты и другие компоненты попадают в несколько специально отведенных зон в Казахстане и России через несколько минут после их отделения. | |||
Пожалуй, самая рискованная и страшная часть полета «Союза» наступает в самом конце, с огненным входом в атмосферу, за которым следует жесткое приземление, которое, по словам многих испытавших это членов экипажа, лишь номинально можно назвать мягким. | |||
На протяжении десятилетий ракеты оставались самым быстрым и опасным средством передвижения, созданным людьми. Неудивительно, что инженеры пошли на многое, чтобы разработать «страховые полисы» на случай, если что-то пойдет не так во время безумной поездки за пределы земной атмосферы. Как оказалось, наиболее практичным способом спастись от отказавшей ракеты было бы использовать еще одну специальную ракету! Такой метод применялся на американских «Меркуриях», «Аполлонах» и российских «Союзах». Последняя система действительно получила шанс проявить себя в реальной аварийной ситуации… | |||
Стыковка | |||
В отличие от своего предшественника — одноместного «Востока» — «Союз».
Получив обозначение 7К-ОК, его основной целью было
Окончательная сборка «Союза» проходила в зале 44 под руководством Г.М. Маркова на Заводе опытного машиностроения ЗЭМ в Подлипках, который традиционно служил производственной базой соседнего ОКБ-1.
, советские инженеры поспешили подготовить запуск второго космического корабля, оставшегося от прерванного двойного полета. Значительно лучше понимая технические и организационные проблемы, руководители проекта «Союз» решили 14 декабря 19 декабря отправить корабль 7К-ОК № 1 в одиночный полет.66. Однако на этот раз попытка запуска привела к фатальной катастрофе…
Подготовка к полету была омрачена трагической гибелью в авиакатастрофе первого в мире космонавта Юрия Гагарина в марте 1968 года, но уже в следующем месяце два корабля «Союз» без сучка и задоринки совершили успешную автоматическую стыковку.
Сразу после выхода на орбиту на борту корабля «Союз-3» космонавт Георгий Береговой начал ручной подход к беспилотному «Союзу-2», но в темноте ночи допустил серьезные ошибки, пытаясь состыковаться в перевернутом положении и серьезно перерасходов топлива.
Успех полета двух пилотируемых кораблей «Союз» в январе 1969 года вдохновил на идею повторить стыковку двух космических кораблей, но на этот раз с учетом того, что третий пилотируемый корабль летит в строю с первыми двумя. Тройная миссия проходила с 11 по 18 октября 1969 года.
Во время экспедиций на поверхность Луны ЛОК будет играть роль «материнского» корабля для спускаемого аппарата ЛК, который доставит на поверхность Луны одного члена экипажа.
Соответственно,
Он был оборудован стыковочным портом нового типа, получившим название APAS.
Он также был оснащен подруливающим устройством с сегментированными запасами топлива и газа. Корабль был впервые запущен в беспилотном режиме в 1986 году к космической станции «Мир» и доставил свой первый экипаж на «Мир» в 1986 году.87. Версия ТМ также стала базовой для грузовых автомобилей серии «Прогресс-М».
Первоначально обозначенный как Series 700, «Союз ТМА-М» также был неофициально известен как «цифровой Союз» — ссылка на усовершенствованный бортовой компьютер управления полетом. Системы, представленные в этом раунде модификаций, также обещали проложить путь к разработке пилотируемого автомобиля нового поколения. После некоторых задержек первый «Союз ТМА-М» поднялся на старт в октябре 2010 г.
Вместо этого модифицированный «Союз», способный выйти на лунную орбиту, послужит технологическим мостом, возможно, проложив путь к будущему развитию «Клипера».
Защищать
это единственная часть корабля, которая возвращается на Землю в конце миссии. Он состоит из двух или трех кушеток индивидуальной формы, на которых космонавты откидываются для подъема, спуска и посадки. Сиденья обращены к органам управления и дисплеям, используемым для всех важных действий в полете.
«Союз» мог оставаться в космосе до 200 суток при стыковке со станцией и мог вращаться вокруг Земли в автономном полете 4,2 суток. Автономный полет обычно делится на две фазы: 2,2 дня от запуска до стыковки со станцией и несколько часов от расстыковки до посадки с запасом в два дня.
НесколькоКосмические корабли «Союз» и «Прогресс» | Исторический космический корабль
Союз
Союз Обзор
Первоначально являвшийся частью советской программы посадки на Луну, «Союз» превратился в один из самых надежных в мире транспортных пилотируемых космических кораблей. Ракета «Союз» (справа) используется для вывода космического корабля на орбиту.
«Союз-
» стартовал неудачно. Две первые миссии, «Союз-1» в 1967 году и «Союз-11» в 1972 году, закончились катастрофой. Несмотря на эти ранние неудачи, «Союз» оказался бесценным для эксплуатации орбитальных космических станций.
Значение «Союза» выходит далеко за рамки простой доставки экипажа в космос и обратно. «Союз», способный провести шесть месяцев в стыковке со станцией, может служить спасательной шлюпкой, позволяющей эвакуировать космическую станцию в любое время, если того потребуют условия. Корабли снабжения «Прогресс», созданные на базе технологии «Союз», могут снабжать орбитальные станции топливом, водой, продовольствием, запчастями и другими критически важными предметами.
Без «Союза» и «Прогресса» непрерывная комплектация орбитальных аванпостов была бы невозможна.
Космический корабль «Союз» состоит из трех основных модулей.
Орбитальный модуль
Орбитальный модуль обеспечивает жилое и рабочее пространство на орбите. Стыковочное оборудование и антенны сближения, установленные на верхней части модуля, позволяют осуществлять стыковку с орбитальными космическими станциями.
Спускаемый модуль
Спускаемый модуль содержит стартовую и входную кушетки, органы управления космическим кораблем и парашюты.
Теплозащитный экран защищает модуль при входе в атмосферу. На космическом корабле есть несколько ретро-ракет, предназначенных для запуска за несколько мгновений до приземления, чтобы уменьшить силы удара при посадке.
Спускаемый аппарат имеет диаметр 2,2 метра и является единственным компонентом космического корабля «Союз», вернувшимся на Землю.
Сервисный модуль
Служебный модуль содержит главные двигатели космического корабля, систему ориентации и части системы жизнеобеспечения. Радиаторы и антенны монтируются снаружи. Солнечные батареи, входящие в состав большинства моделей «Союзов», установлены на служебном модуле.
Союз (ранние полеты)
Ранние капсулы «Союз» были рассчитаны на размещение от одного до трех членов экипажа. Созданный для маневрирования на орбите, «Союз» представляет собой значительное улучшение по сравнению с предыдущими космическими кораблями «Восток» и «Восход».
Ранняя система стыковки зонда и тормоза была включена в проект.
Эта система позволяла стыковаться двум космическим кораблям на орбите, но не включала герметичный туннель для пересадки экипажа. Чтобы перейти с одного пристыкованного космического корабля на другой, космонавты должны были совершить выход в открытый космос и использовать внешние поручни для перемещения между космическими кораблями. Орбитальные модули каждого космического корабля будут использоваться в качестве шлюзов во время пересадки экипажа.
Союз-1
Пилотируемый Владимиром Комаровым, «Союз-1» запущен в апреле 1967 года. Запланированный запуск второго корабля «Союз» позволил бы осуществить стыковку. Однако проблемы с кораблем «Союз-1» привели к отмене второго запуска «Союза».
Проблемы с установкой космического корабля, включая проблемы с управлением и неразвернувшуюся солнечную батарею, привели к досрочному прекращению миссии. Во время спуска парашют космического корабля не раскрылся должным образом. Спускаемый аппарат корабля «Союз-1» врезался в землю намного быстрее, чем планировалось, в результате чего погиб Комаров.
Другие испытательные полеты
«Союз-3» , пилотируемый Георгием Берегевым, сближается на орбите с беспилотным кораблем «Союз-2» в октябре 1968 года. Запланированная стыковка не состоялась.
Союз 4 и 5 осуществили стыковку и переход экипажа (через выход в открытый космос) в январе 1969 года. .
Союз 9 , запущен 19 июня70 установил рекорд продолжительности пребывания на орбите более 17 дней.
«Союз» (ранние полеты на космическую станцию)
Космический корабль «Союз», сконфигурированный для стыковки с космической станцией, включал в себя улучшенную систему стыковки зонда и тормоза, которая позволяла экипажу перемещаться между пристыкованными космическими кораблями через герметичный туннель. Как и в предыдущих миссиях, экипажи из трех космонавтов не носили скафандры.
«Союз-10»
«Союз-10», запущенный в апреле 1971 года, встретился с космической станцией «Салют-1». Хотя мягкая стыковка была выполнена, экипаж не смог обеспечить достаточно безопасную стыковку, чтобы можно было войти на станцию.
Вынужденные досрочно завершить свою миссию, космический корабль и экипаж сошли с орбиты и совершили благополучную посадку в России.
«Союз-11»
Запущенный в июне 1971 года «Союз-11» успешно состыковался со станцией «Салют-1». Экипаж в составе Георгия Добровольского, Владислава Волкова и Виктора Пацеева стал первым экипажем, занявшим орбитальную космическую станцию. Экипаж провел на космической станции более трех недель.
К сожалению, советский триумф закончился трагедией. Во время входа в атмосферу неисправный клапан позволил выйти из атмосферы космического корабля. Космонавты, не одетые в скафандры, погибли от удушья.
Остальная часть системы спуска и посадки сработала, как и планировалось, и капсула приземлилась в целости и сохранности. Спасательные бригады безуспешно пытались реанимировать экипаж. Это будет последний раз, когда «Союз» запускает экипаж без скафандров.
Перегонщик «Союз»
После гибели экипажа корабля «Союз-11» в конструкцию корабля «Союз» был внесен ряд существенных изменений.
Чтобы уменьшить риск потери атмосферы, было решено, что все будущие космонавты будут носить скафандры во время подъема и приземления. Чтобы разместить громоздкие скафандры в тесном спускаемом аппарате, экипаж сократили с трех до двух человек.
Поскольку космический корабль предназначался для перевозки экипажей на космические станции и обратно, а не для длительного независимого полета, разработчики решили убрать солнечные батареи. Одного заряда батареи хватило бы на короткий перелет на станцию и обратно. Во время стыковки с орбитальной космической станцией «Союз-Ферри» будет получать энергию от электрической системы станции.
Во время сближения и стыковки использовалась автоматизированная система, известная как «Игла».
Космический корабль «Союз-Ферри» совершил ряд успешных полетов между 1973 и 1981. Выполнены полеты на космические станции «Салют-3», «Салют-4», «Салют-5» и «Салют-6».
«Союз» (испытательный проект «Союз-Аполлон»)
В начале 1970-х несколько кораблей «Союз» были модифицированы для поддержки международной программы испытаний «Союз-Аполлон».
«Союз» обычно использовал систему стыковки зонда и тормоза. Для этой миссии использовалась новая стыковочная система, известная как АПАС-75. APAS ( A андрогинный P периферийный A ssembly S ystem), позволяла любому космическому кораблю принимать активное участие в маневрах стыковки.
Как и на пароме «Союз», будет перевозиться экипаж из двух космонавтов. Солнечные батареи были добавлены, чтобы увеличить продолжительность орбиты космического корабля.
В 1974 году было совершено несколько испытательных полетов, в том числе беспилотных космических кораблей «Космос-638» и «Космос-672», а также пилотируемого корабля «Союз-16». Экипаж корабля «Союз» состоял из космонавтов Алексея Леонова и Валерия Кубасова.
Резервный космический корабль «Союз-22» совершил самостоятельный полет в 1976 году. Замена стыковочного аппарата АПАС системой камер позволила экипажу вести наблюдения за Землей.
ASTM Союз
ASTM Союз на выставке в Национальном музее авиации и космонавтики.
(Фото: Ричард Крузе, 2009 г.)
Детальные снимки космического корабля «Союз»
Испытательный модуль «Союз-Аполлон» (ASTP) Стыковочный модуль
«Союз-Т»
Следующий крупный вариант корабля «Союз» был известен как «Союз-Т».
Первый испытательный беспилотный полет «Союз-Т» состоялся в 1978 году. Первый полет с экипажем состоялся в июне 1980 года. В конечном итоге корабли «Союз-Т» совершили полеты к космическим станциям «Салют-6», «Салют-7» и «Мир». «Союз-Т-15», запущенный в марте 1986 года, посетил «Салют-7» и «Мир», став первым космическим кораблем, состыковавшимся с двумя космическими станциями в одном полете.
Союз-Т использовал солнечные батареи в качестве источника энергии. Перепланировка салона спускаемых аппаратов позволила перевозить до трех космонавтов (в скафандрах).
Союз-ТМ
Созданный в середине 1980-х, Союз-ТМ должен был стать основным транспортным средством для экипажа космической станции Мир. Более поздние миссии будут летать на Международную космическую станцию.
«Союз-ТМ» заменил систему сближения «Игла», использовавшуюся на предыдущих кораблях «Союз» и «Прогресс», на более мощную систему «Курс». Благодаря способности оставаться на стыковке с космической станцией в течение шести месяцев «Союз-ТМ» идеально подходил для поддержки длительных миссий.
Испытательный беспилотный полет космического корабля «Союз-ТМ-1» произошел 19 мая.86. Первый пилотируемый полет «Союз-ТМ-2» был запущен на орбитальную станцию «Мир» в феврале 1987 года. Последний полет «Союз-ТМ-34» был запущен в апреле 2002 года. Спускаемый аппарат ТМ-10 на выставке в Национальном музее авиации и космонавтики. (Фото: Ричард Круз, 2008 г.)
Союз-ТМА
Очень похожая на Союз-ТМ модель ТМА включает в себя несколько изменений, чтобы лучше приспособить астронавтов НАСА.
Первый «Союз-ТМА» был запущен к Международной космической станции в октябре 2002 г.
Космический корабль «Прогресс»
Космические станции с ограниченным сроком действия, такие как «Скайлэб» и несколько первых станций «Салют», были запущены со всеми припасами, необходимыми для их запланированных миссий.
Станции, рассчитанные на более длительное пребывание, часто не могут быть запущены со всеми припасами на борту. Для обслуживания станции необходимы такие вещи, как еда, вода, топливо, запчасти и другие предметы. Хотя космические корабли с экипажем, такие как «Союз», могут нести ограниченное количество груза помимо экипажа, этого недостаточно для поддержки текущих операций.
Советы разработали «Прогресс» на основе испытанной в полете технологии «Союз-Ферри» в качестве беспилотного корабля снабжения. Без необходимости включать экипаж, можно было внести несколько серьезных изменений. Спускаемый модуль был полностью удален. На его месте был недавно разработанный заправочный модуль. Топливо, хранящееся в баках внутри модуля-заправщика, можно было перекачивать в топливные баки космических станций. Это было достигнуто с помощью специальных соединений топливопровода, встроенных в стыковочное оборудование.
Орбитальный модуль был переконфигурирован для перевозки герметичных грузов.
После стыковки члены экипажа космической станции могли открыть люк и выгрузить груз из орбитального модуля.
Будучи прикрепленным к станции, двигатели «Прогресса» можно было использовать для корректировки орбиты всего комплекса.
По окончании миссии космический корабль «Прогресс» будет завален мусором, отстыкован от станции и выведен с орбиты над отдаленными районами Тихого океана.
«Прогресс»
«Ранний» космический корабль «Прогресс» на базе парома «Союз» питался от аккумуляторов и имел систему автоматического сближения и стыковки «Игла».
«Прогресс-1″, запущенный в январе 1978 года, доставил продовольствие и припасы на космическую станцию »Салют-6». В доке успешно осуществлена перекачка топлива между модулем заправщика «Прогресс» и топливными баками станций.
В период с 1978 по 1990 год было спущено на воду более сорока грузовых кораблей «Прогресс». Миссии выполнялись на космические станции «Салют-6», «Салют-7» и «Мир».
Прогресс-М
Прогресс-М, первый полет которого состоялся в 1989 году, претерпел несколько существенных модернизаций. Добавление солнечных батарей продлило время, в течение которого «Прогресс» мог работать независимо. Система рандеву «Игла» была заменена на более новую систему «Курс».
На некоторых рейсах продается небольшая возвращаемая капсула. Находящаяся в орбитальном модуле возвращаемая капсула может быть развернута после отстыковки «Прогресса» от станции.
«Прогресс-М» совершил десятки успешных полетов на космическую станцию »Мир» и на Международную космическую станцию. Усовершенствованные версии продолжают обслуживать МКС.
Российский скафандр «Сокол»
Скафандр Александра Калери «Сокол»
Фотографии российского скафандра «Сокол» космонавта Александра Калери. В настоящее время скафандр находится на хранении в Мичиганском центре космических исследований. (Фото: Ричард Круз, 2008 г.)
Скафандр Денниса Тито «Сокол»
Фотографии российского скафандра «Сокол», в котором был космический турист Деннис Тито во время его космического полета на Международную космическую станцию в 2001 году.