Развитие космонавтики, создание орбитальных комплексов

На грани XIX-XX веков, как уже отмечалось, произошла новая научно-техническая революция.

В 1895 г. Александр Попов передал первую радиограмму, в 1905 г. Альберт Эйнштейн разработал общую теорию относительности, изменившую представления ученых об основах устройства мира. В 1903 г. братья Райт подняли в небо первый самолет, управляемый двигателем внутреннего сгорания. Эти и многие другие открытия и изобретения стали важнейшими вехами в процессе массового внедрения технических средств в жизнь людей: появились первые автомобили, первые кинофильмы, первые самолеты. Изменились представления человека о возможном и невозможном. Ядром новой индустриальной цивилизации явилась промышленность (индустрия), которая оказала влияние на экономику, политику, культуру.

В авангарде технического прогресса шли и изобретения средств уничтожения людей – от первых пулеметов, ядовитых газов, бронеавтомобилей, авиабомб - до атомных бомб и ядерных ракет.

Новый виток гонки вооружений был связан с гигантским прорывом в истории человечества – с началом освоения космоса. 4 октября 1957 г. в Советском Союзе был осуществлен запуск первого искусственного спутника Земли. Отныне советская ракета могла доставить груз, в том числе и ядерное устройство, в любую точку планеты. В 1958 г. американцы запустили свой спутник и начали массовое производство ракет.

Успехи в освоении космоса привели к соперничеству СССР и США. В июле 1969 г. американский космонавт Нил Армстронг первым ступил на Луну, США добились больших успехов в исследовании Марса. СССР исследовал Луну и Венеру с помощью автоматических станций. В космос запускались спутники- разведчики, испытывались новые виды боевых межконтинентальных баллистических ракет. Эти ракеты способны поражать цели на земле, двигаясь к ним через космическое околоземное пространство, их запускали с земли и даже с подводных лодок.

Космическое соперничество дало импульс развитию электроники и других передовых технологий, подготовило предпосылки для научно-технической революции 1960-1980-х гг.

Создание орбитальных станций и возможность продолжительных работ космонавтов в космосе стали толчком для организации более сложной космической системы — орбитальных комплексов. Они стали выполнять не только военные, но и народнохозяйственные функции. Появление орбитальных комплексов уже разрешило многие нужды производства, научных исследований и экспериментов, связанных с изучением Земли, ее природных ресурсов и охраны окружающей среды. Орбитальные станции и искусственные спутники Земли используются для астрономических наблюдений, трансляции телепередач, поддержания связи, для геологоразведки.

Космическая станция представляет собой обитаемый долговременный летательный аппарат, предназначенный для исследований на околоземной орбите или в открытом космосе. Космическая станция может служить как космический корабль, долговременное место пребывания космонавтов, лаборатория, телекоммуникационный центр, мастерская, космический порт, база для заправки топливом и строительная площадка. Следующие признаки отличают космическую станцию от других объектов космической техники: 1) способность поддерживать жизнеобеспечение присутствующих на ней людей в течение долгого периода времени; 2) длительное существование (до ее оставления или демонтажа) на орбите вокруг Земли или какого-либо тела Солнечной системы.

В рамках программы «Аполлон» в США в 1966 г. был создан проект орбитальной станции. Программа «Скайлэб» была успешной. Продолжительность трех экспедиций программы составила: первой – 28 сут. (25 мая – 22 июня 1973), второй – 59 сут. (28 июля – 25 сентября 1973) и третьей – 89 сут. (16 ноября 1973 – 8 февраля 1974). Космонавты выполнили большой объем научных и технологических экспериментов, в том числе по поведению материалов в условиях микрогравитации, астрофизике, физике Солнца, исследованию земных ресурсов и космической технологии. Астрономические наблюдения, по мнению специалистов, позволили удвоить объем информации по физике Солнца и привели к открытию нескольких неизвестных физических процессов в солнечной короне. Данные по адаптации человека к условиям невесомости служили отправной точкой для космической медицины в течение более десяти последующих лет. Стоившая более 2,4 млрд. долл. (в ценах 1974 г.) программа «Скайлэб» развеяла последние сомнения специалистов в США в том, что долговременная невращающаяся космическая станция со сменой экипажа каждые 90 сут. вполне реальна.

Первый советский орбитальный комплекс «Салют» пробыл в космосе почти 5 лет (работа завершилась в мае 1981 г.). За это время на борту работало 5 основных экипажей длительностью 140, 175, 185, 75 суток. За период их работы станцию посетили 11 экспедиций, 9 международных экипажей из стран — участниц программы «Интеркосмос»; осуществлено 35 стыковок и перестыковок кораблей. Во время полета были проведены испытания нового усовершенствованного космического корабля «Союз-Т» и ремонтно-профилактические работы. Исследовательские работы, проводимые на борту комплекса, внесли большой вклад в науку изучения планеты и освоения космоса.

В ходе эксплуатации орбитальных комплексов «Салют» в нашей стране был накоплен огромный опыт по организации деятельности и быта экипажа, по техническому обеспечению орбитальных работ и обслуживанию комплексов, проведению сложных ремонтно-профилактических операций в космосе. Успешно апробировали технологические операции — такие, как пайка, механическая и электронная резка металла, сварка и напыление покрытий (в том числе и в открытом космосе), наращивание панелей солнечных батарей.

К концу программы «Салют» советские специалисты убедились, что пребывание в космосе более шести месяцев не приводит к сколько-нибудь серьезным отрицательным последствиям, хотя и становится довольно утомительным. Поэтому следующим этапом было проведение практически непрерывной работы в космосе на борту новой станции, названной «Мир», которая была запущена 19 февраля 1986 г. На ней побывало несколько экспедиций, наиболее длительная из которых продолжалась 423 сут.

«Мир» — станция третьего поколения. Ее названием создатели стремились подчеркнуть, что они за использование космической техники только в мирных целях. Задумывалась она как постоянно действующая орбитальная станция, рассчитанная на многие годы работы. Станция «Мир» должна была стать базовым блоком для создания многоцелевого научно-исследовательского комплекса.

Станция «Мир» имела более совершенные солнечные батареи, а связь осуществлялась через ретрансляционный спутник. Значительно улучшились и жилищные условия. Так, например, появились мини-каюты, где космонавты могли посидеть за столиком перед иллюминатором, послушать музыку или почитать книгу.

Самым значительным изменением конструкции было создание нового переходного отсека с пятью стыковочными узлами, расположенного в передней части станции. В 1997 г. масса комплекса более чем в шесть раз превышала первоначальную и составляла около 120 т без учета массы грузового корабля и корабля «Союз». В 1999 г. станция «Мир» продолжала функционировать, хотя один из ее блоков в результате аварии утратил герметичность и, таким образом, вышел из строя.

Модуль «Квант» стал первой астрофизической обсерваторией в космосе, основу которой составила уникальная международная обсерватория «Рентген». В ее создании принимали участие ученые Великобритании, ФРГ, Нидерландов и Европейского космического агентства (ЕКА). «Квант» включал в себя телескоп-спектрометр «Пульсар Х-1», спектрометр высоких энергий «Фосфич», газовый спектрометр «Сирень» и телескоп с теневой маской. Обсерватория оснащалась ультрафиолетовым телескопом «Глазар», созданным советскими и швейцарскими учеными, многими другими аппаратами (Источник: http://www.krugosvet.ru).

Таким образом, запуск станции «Мир» положил начало созданию на орбите постоянно действующих пилотируемых научно-технических комплексов. На их борту производились научные исследования природных ресурсов, уникальных астрофизических объектов, медико-биологические эксперименты. Накопленный опыт по эксплуатации станции и комплекса в целом позволил сделать следующий шаг в разработке пилотируемых станций следующего поколения. В создании международной орбитальной космической станции «Альфа» принимали участие 16 стран мира (Япония, Канада и др.). Станция рассчитана на функционирование до 2014 г. В декабре 1993 г. к работе над проектом была приглашена и Россия.

К ее созданию приступили в 80-х гг., когда президент США Р. Рейган объявил о начале создания национальной орбитальной станции «Фридом» («Свобода»). Собираться она должна на орбите кораблями многоразового использования «Спейс Шаттл». В результате работы стало ясно, что такой дорогостоящий проект можно осуществить только при международном сотрудничестве.

В это время в СССР шла разработка орбитальной станции «Мир-2», так как эксплуатационные сроки «Мира» заканчивались. 17 июня 1992 г. Россия и США заключили соглашение о сотрудничестве в исследовании космоса, но из-за экономических проблем в нашей стране дальнейшее строительство приостановилось, и было решено продолжить эксплуатацию «Мира».

В соответствии с соглашением российское космическое агентство и NASA разработали программу «Мир»-«Шаттл». Она состояла из трех взаимосвязанных проектов: полетов российских космонавтов на кораблях «Спейс Шаттл» и американских астронавтов на орбитальном комплексе «Мир», совместного полета экипажей, включающего стыковку «Шаттла» с комплексом «Мир». Главная цель совместных полетов по программе «Мир»-«Шаттл» — объединение усилий для создания международной орбитальной станции «Альфа».

Станция «Мир» должна стать основой для построения многоцелевого, постоянно действующего пилотируемого комплекса модульного типа. По плану «Мир» представляет собой сложный многоцелевой комплекс, в состав которого, кроме базового блока, входят еще пять. «Мир» составляют следующие модули: «Квант», «Квант-2», «Заря», «Кристалл», «Спектр», «Природа». Модули «Спектр» и «Природа» будут использоваться для российско-американской научной программы. В них разместилась научная аппаратура производства 27 стран массой 11,5 т. Общая масса комплекса составила 14 т. Аппаратура позволит выполнять на борту комплекса исследования по 9 направлениям в различных областях науки и техники.

Орбитальные комплексы модульного типа позволили проводить более сложные целенаправленные исследования в различных областях науки и народного хозяйства. Например, космос дает возможность производить материалы и сплавы с улучшенными физико-химическими свойствами, аналогичное получение которых на Земле обходится очень дорого. Или известно, что в условиях невесомости свободно парящий жидкий металл (и другие материалы) легко деформируются слабыми магнитными полями. Это дает возможность получения слитков заданной формы высокой частоты, без кристаллизации и внутренних напряжений. А выращенные в космосе кристаллы отличаются высокой прочностью и большими размерами. Например, кристаллы сапфира выдерживают давление до 2000 т на 1 мм² что примерно в 10 раз превышает прочность земных материалов.

Создание и эксплуатация орбитальных комплексов приводит к развитию космической науки и техники, освоению новых технологий и совершенствованию научной аппаратуры. (Источник: http://www.liveussr.info/publ/8-1-0-16).

Дата добавления: 2013-12-14