Animal Planet BBC Discovery Майкл Мур Андрей Скляров National Geographic Planet Green Живая история Тайные знаки Затерянные миры
documental.su
 
 
   
   
 
Документальные фильмы » Наши Статьи » Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я
 
  Заказать рекламу
 
 

 

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я

 
 
18-08-2010, 13:38

Наши Статьи

 
 
Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я

В первой части рассматривались перспективные системы выведения на околоземную орбиту космических аппаратов. Сегодня речь пойдет о перспективах орбитальных станций.

Лирическое отступление.

Кто-то из читателей наверняка задавался вопросом: "Что это автор уперся в космическую тематику? Ему космос больше всех нужен?".
Дело в том, что тема космоса и всего, что с ним связано, интересовала меня еще с детства. Мечтал когда-нибудь полететь в космос. В старших классах, вместе со своим закадычным другом вступил во Всесоюзное аэрокосмическое общество (ВАКО) "Союз". Подробнее о нем можно узнать здесь.
Много времени мы уделяли этой интересной теме, всерьез готовились к будущей профессии. Ежедневные занятия спортом, изучение технической литературы. Участвовали и в конкурсах. На одном из них за оригинальный проект получили приз.

В начале мы планировали поступить в Качинское высшее авиационное училище (истребители). Но потом, по совету старших, что называется решили "начать с малого", а именно с Запорожского авиацентра. Авиацентров тогда по Союзу было более 20-ти, сейчас остался лишь Вяземский. Они занимались подготовкой летчиков легкомоторной авиации, летчиков-спортсменов, парашютистов. Запорожский авиацентр занимался подготовкой летчиков поршневых самолетов Ан-2, Як-18 -52, реактивных Л-29 -39, вертолетов Ми-2, планеристов и парашютистов. Старшие аргументировали тем, что сначала нужно проверить какие вообще из нас получатся летчики (а вдруг мы передумаем). А потом идти дальше, в то время, для окончивших авиацентры, были льготы при поступлении в высшие училища.

Время поступления пришлось на конец 80-х. В авиацентр мы поступили (не без содействия одного знакомого) отлетали два года на Л-29 "Дельфин". Примерно за полгода до окончания обучения, в авиацентр поступило несколько новых Л-39 "Альбатрос". Некоторым наиболее успешным курсантам выпала возможность на них полетать. В числе счастливчиков оказался и я.

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я


Потом был выпуск, а потом… Окончание авиацентра пришлось на 91-й год. После вручения всем выпускникам летных удостоверений было объявлено, что вышло распоряжение министерства и в виду сокращения численности личного состава воинских частей и нас всех увольняют в запас. Для нас это был как гром среди ясного неба. Это означало, что дорого в высшее летное училище закрыта, так как и там получили соответствующие указания. Что делать? Пробовали пристроиться на Чернобаевском аэродроме в нашем городе. Но легкой реактивной авиации там не было, только Ан-2, Ка-26 сельхозавиации, сам аэродром принимал средние пассажирские самолеты. Если бы в авиацентре мы обучались на Ан-2, то было бы проще. Попытка переподготовки не удалась из-за того, что и по авиаотряду тоже пошли сокращения. Сами подумайте, зачем готовить новых летчиков если увольняют со стажем, да и кого оставят в первую очередь, новичков или тех кто уже со стажем. В общем, на этом моя летная карьера закончилась. Опять посидеть за штурвалом самолета довелось только через 8 лет, когда возродился местный аэроклуб. Во время полетов на Ан-2, который сбрасывал парашютистов, на месте второго пилота и на Як-18 и Як-52 с инструктором (самого не выпустили, не положено по инструкции). Но и того хватило, хоть вспомнил как оно управлять самолетом. После нескольких полетов, удовлетворив ностальгию я опять вернулся к работе за компьютером. Долгое время занимаюсь компьютерной графикой.

На этом лирическое отступление закончено и мы перейдем к основной теме.

После "Мира" у нас осталась "Надежда".

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я


30 декабря 2000 г. вышло правительственное постановление «О завершении работы орбитального пилотируемого комплекса "Мир".
23 марта, 2001 г. произошло сведение (читать уничтожение) с орбиты станции "Мир" с последующим затоплением.

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я


Мы лишились своего главного преимущества в космосе – собственной орбитальной станции. Выходит, отныне нам уготована роль статистов — мы обеспечиваем жизнедеятельность Международной космической станции, а эксперименты на российском национальном модуле должны непременно согласовываться с американцами. При этом нужно учитывать, что наши модули в МКС пока еще «в проекте»...

А ведь орбитальные пилотируемые станции формируют основу национальных космических программ

Так что же представляет собой Международная космическая станция? На ее создание, с учетом работы над проектами подобных станций "Фридом" и "Альфа", ушло десятилетие и миллиарды долларов. Кстати, после завершения программы "Аполлон" было объявлено о четырех следующих, столь же престижных, — создании орбитальных электростанций «стратегической оборонной инициативе», экспедиции на Марс и разработке многоразового воздушно-космического корабля "Шаттл". Это последнее — единственное, что было выполнено.

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я


Что же касается самой МКС, объявленная масса которой 408 т, а стоимость — 30 млрд. долл., то от запуска ее первого элемента до начала эксплуатации пройдет 2,5 года, полная же готовность комплекса наступит не ранее, чем через 8 лет. Родилась идея кооперации с Японией, Европейским космическим агентством и Россией при доминирующей роли США. А специалистам уже известны ее "врожденные" недостатки. Назовем лишь некоторые. Это весьма высокая стоимость эксплуатации и обслуживания, что делает ее втрое дороже лунной программы "Аполло". Не предусмотрен и собственный "москитный флот" вспомогательных спутников обслуживания. Свободная компоновка модулей станет причиной гравитационной и аэродинамической неустойчивости станции, и придется постоянно затрачивать энергию для ее ориентации.

Мы могли бы избежать ненужных расходов еще в 2000 г. Для этого — раз уж хронически не хватает средств на науку — следовало оставить «Мир» на 2—3 года на орбите в дежурном режиме Можно было бы предложить другим странам, например, Индии и Китаю, долевое участие в научных исследованиях на ней. Наконец, оставить на орбите часть модулей с наиболее важным и ценным оборудованием и приборами для дальнейшего использования.
Впрочем, есть и другой путь — поступить в традициях отечественной космонавтики. В свое время на смену "Салютам" пришла усовершенствованная станция "Мир". Значит, и ее преемницей должна стать усовершенствованная космическая система. При этом надо помнить, что со времен СП. Королева только нестандартные решения глобальных проблем обеспечивали нашей стране авангардные позиции в космосе.

Начнем с того, что любая орбитальная станция представляет собой своеобразный точечный зонд, с которого исследуют Землю и космическое пространство. Понятно, задачи ученых постоянно меняются, например — конкретизируются или расширяются, поэтому станция должна быть готова к приему новой техники и замене устаревшей либо отслужившей. Кроме того, ей следовало бы обладать "флотом" взаимодействующих с ней автоматических и пилотируемых спутников, что расширит ее возможности.

Такая станция, будучи эквивалентной "Миру" по оснащенности, была бы легче, а значит — дешевле, могла бы быстро разворачиваться и использовать фрагменты предшественницы. Поэтому проектировать ее необходимо по совершенно новым принципам. В частности — учитывая взаимодействие системы ориентации станции с солнечным излучением, магнитными и гравитационными полями, разреженной атмосферой и нижним радиационным поясом. Иными словами нужно привлечь окружающую среду к участию в ориентации станции, ее стабилизации на орбите. А вот проблемы ее энергоснабжения и маневрирования решать нужно иначе — учитывая, скажем, при спуске тормозящее действие атмосферы (что, опять-таки, позволит уменьшить потери энергии).

Вертикальная компоновка позволит сократить затраты электроэнергии или рабочего тела на ориентацию станции на 70 — 90 град. Это реализуется только за счет соответствующего расположения крупных модулей, солнечных батарей, выносных штанг и тросовых систем с концевыми грузами. Даже неизбежные возмущения можно будет парировать не работой двигателей, неизбежно сжигающих топливо, а перекачкой его и других жидкостей между неполными баками в разных концах станции или деформацией нежестких конструкций с внутренним трением. Топливо же потребуется, практически, только для начальной ориентации.

Высота орбиты минимального грузопотока определяется наименьшими затратами топлива для выведения станции, поддержания ее на этой орбите и расходами горючего для грузовиков, поднимающихся на эту орбиту с опорной (180 — 250 км), с учетом разброса плотности атмосферы. Для комплекса "Мир" и кораблей "Союз-ТМ" и "Прогресс" эта высота составляла 420 — 440 км. Но если применять "Прогрессы" с электрическими ракетными двигателями (стационарными плазменными, удельным импульсом 1600 — 2000 с), расход рабочего тела на такой перелет будет в 5 раз меньше, чем для штатных нынешних двигателей Соответствующую экономию даст и переход на использование таких двигателей для ориентации и коррекции
Другим средством малозатратного маневрирования являются механические и электромеханические тросовые устройства, активно разрабатываемые в последнее десятилетие и обеспечивающие как стыковку, так и необходимые инерционные характеристики при вращении станции вокруг ее центра масс. Мало того, они же, двигаясь в магнитном поле Земли, позволяют превращать механическую энергию движения станции в электрическую и наоборот.
В электропроводящем, вертикально ориентированном 10-км тросе, летящем по круговой орбите высотой 420 км и наклонением 51,6 град. (орбита станции "Мир2) наводится электродвижущая сила 1200 В, что позволяет снимать с него электрическую мощность 5 кВт при силе тока 7,7 А. При этом на конструкцию действует тормозящая сила 1,2 Н, способная за один виток уменьшить высоту орбиты 400-тонной станции на 30 м. Если же подать на тот же проводник ток силой 10 А в противоположном направлении (от солнечных батарей мощностью 16 кВт), то возникнет разгоняющая сила в 1,6 Н, которой можно не только компенсировать аэродинамическое сопротивление, но и увеличить высоту орбиты.

Механические стыковочные тросовые системы позволят сэкономить значительное количество топлива транспортных кораблей. Ведь обычно они используются и для коррекции орбиты всей станции, теперь же смогут решать ту же задачу так, как это было описано применительно к "Прогрессу" и "Миру" в предыдущей статье.

Широчайший спектр задач сможет решить "москитный флот2 — запускаемые с Земли или с самой станции и взаимодействующие с ней малые космические аппараты. С "флагманом" они будут связаны радио- и лазерными линиями высокоскоростного обмена информацией, а возможно и гибкими (тросовыми, кабельными) связями.

Режим эксплуатации станции видится как вахтово-циклический. Большие научные смены будут чередоваться с "технологическими", во время которых небольшой экипаж технических специалистов будет проводить профилактику основных систем, обновлять запасы расходуемых материалов (правда, опыт работы "Мира" показал, что рациональней будут малочисленные операторские смены и большие "ремонтные". — Ред.). И наконец, для большей пожарной безопасности, для дыхания лучше использовать кислород-азот-аргонную смесь с содержанием кислорода 15%, испытанную недавно в Институте медико-биологических проблем РАН.

Опираясь на опыт работы "Салютов", "Скайлэба" и "Мира", сотрудники Центральной научно-исследовательской лаборатории "Астра" Московского авиационного института, подготовили проекты легкой — 86-тонной — станции "Надежда", сравнимой по стоимости и возможностям с "Миром" и рассчитанной на орбиты высотой 375 — 400 км, а также более тяжелой (сравнимой с МКС) станции "Русь"

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я


Итак, "Надежда" отечественной космонавтики. Самоориентирующяся в вертикальном положении станция разделена на жилую и технологическую зоны с постоянно обитаемыми и периодически посещаемыми отсеками. Модули, в основном, создаются на базе уже отработанных конструкций орбитально-бытового отсека корабля "Союз" и функционально-грузового блока транспортного корабля снабжения ("родные братья" боковых модулей "Мира"). Последние — наиболее тяжелые, массой до 20 т, могут выводиться на околоземную орбиту заслуженными "Протонами" или создающейся сейчас "Ангарой", либо, на худой конец, "Шаттлами".

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я


Модули расположены линейно, один за другим. Для перемещения людей и грузов предусмотрен сквозной внутренний коридор, при необходимости перекрываемый герметичными люками, а снаружи — "тропа космонавтов", монорельс с передвигающейся по нему кареткой.

В передней части станции должны разместиться стыковочные узлы для кораблей типа "Союз". За ними находится базовый биологический модуль весом 20 — 23 т и диаметром 9 м, собираемый на орбите, на "фундаменте" жесткого корпуса из надувных и трансформируемых конструкций. Здесь персонал станции будет жить (в отдельных каютах) и работать, отсюда же управлять оборудованием в посещаемых отсеках. В жестком "фундаменте" предусмотрено убежище, в котором космонавты укроются от солнечных вспышек. Здесь же размещены "спасательные шлюпки" — спускаемые аппараты, которые опустят обитателей "Надежды" на Землю в случае серьезной аварии. Их предполагается оснащать управляемым парашютом-крылом.
За биологическим модулем следуют технологический (для "сверхчистого" производства на орбите) и два оптических: один — для астрономических исследований, другой — для дистанционного зондирования Земли Между ними, на специальном энергетическом модуле, расположены панели солнечных батарей.

На стыке технологического и астрофизического модулей закреплена тросовая система, обеспечивающая гравитационную стабилизацию станции. Причем один из "концов" представляет собой не трос, а гибкий тоннель, по которому космонавт может пройти в "груз" — кабину. Силовыми приводами тоннель изгибается, поднося кабину к нужной точке станции для осмотра и обслуживания.

На корме станции, за оптическим модулем, имеется второй стыковочный отсек, на который могут швартоваться «Союзы» и автоматические "Прогрессы".
Предлагаемая нами орбитальная станция выглядит более рационально, нежели растопыренная во все стороны МКС Что же касается безопасности персонала "Надежды" в форс-мажорных обстоятельствах, то ее обеспечат механизм мгновенной герметизации всех модулей и отсеков в них, убежище, предохраняющее людей от повышенной радиации, самостоятельно опускающиеся на Землю капсулы-шлюпки, вмещающие весь экипаж.
Таким образом, за 2—3 года, при затрате весьма скромных средств — 1-2°о от намеченных расходов на МКС, а это 2 7 млрд долл. только в 2001 г, — мы получим возможность вернуться на передовые позиции в космосе. Те самые, которые наша страна последовательно завоевывала в октябре 1957 г., апреле 1961 г. и закреплялась на них еще три десятилетия

Космический отель.

Концепция проекта создания семейства малых орбитальных станций для реализации коммерческих, научных и производственных программ на орбите с участием человека.

Смысл концепции новой пилотируемой программы, предлагаемый компанией "Атлас Аэроспейс" и Консорциумом "Космическая регата" состоит в следующих основных моментах:
1. В развитии корабельных космических средств в направлении максимального выполнения ими орбитальных задач в пилотируемых миссиях (наряду с решением транспортных задач);
2. В создании модулей, специализированных на выполнение с максимальным качеством одной-двух (нескольких) основных функций, важных для заказчика. Переход от многоцелевых модулей, практикуемых большей частью в настоящее время, к специализированным.
3. В создании сочетаний — орбитальных связок — указанных выше кораблей и модулей, позволяющих решать новые задачи, формулируемые заказчиком в наиболее короткие сроки. Такие связки в данной работе названы "малыми орбитальными станциями" — МОС.
4. В возможности длительной консервации орбитальных средств и прекращения программы полёта с минимальной остаточной стоимостью средств на орбите (при неблагоприятном спросе на космические миссии, что может потребоваться для своевременной корректировки космической программы).

Малые орбитальные станции (МОС) предназначены для организации гибких пилотируемых программ на коммерческой основе с возможностью использования как традиционных российских пилотируемых, грузовых кораблей, их модификаций, так и новых модулей, ориентируемых на минимальные стоимости и сроки создания орбитальных объектов.

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я


Принцип строительства МОС состоит в том, что создаётся не отдельный самодостаточный проект орбитальной станции с определённой инфраструктурой обслуживающих транспортных кораблей, а ряд (семейство) кораблей-модулей (модулей), позволяющих при различном сочетании в орбитальных связках создавать целевые либо многофункциональные пилотируемые объекты — мини станции. При этом к элементам таких мини станций не предъявляются требования длительной работоспособности (например, в течение 15 лет, как это требуется в современных проектах орбитальных станций). Ресурс кораблей-модулей (модулей) должен, с одной стороны, не уступать достигнутому уровню надёжности российских кораблей, эксплуатируемых в составе станций, а, с другой стороны, соответствовать сроку морального (технического, функционального) старения данного орбитального элемента.

За счёт этого планируется обеспечить:
-низкую стоимость создания и эксплуатации МОС,
сокращение сроков подготовки целевых миссий на орбиту,
-гибкую программу пилотируемых полётов (нацеленную на выполнение интересов заказчика),
-расширение круг потенциальных заказчиков на пилотируемые полёты за счёт адаптивного характера предоставляемого спектра услуг (по сравнению с МКС, с автономными полётами на транспортных средствах),
-минимизацию объёма работ по обслуживанию (ремонту, профилактике) орбитальных объектов,
-современный уровень элементной базы на борту, соответственно — простоту интеграции аппаратуры заказчика на борту,
-минимальные затраты на утилизацию орбитального средства и минимальную его остаточную стоимость, в случае принятия решения о прекращении "постоянной" (непрерывной во времени) пилотируемой программы.

Задачи семейства МОС следующие.
1. Осуществление пилотируемых полётов на околоземные орбиты на базе модернизированных пилотируемых и грузовых кораблей длительностью до 20 суток (для 3-х членов экипажа).
2. Возвращение на Землю ценного научного, коммерческого груза массой до 800 кг.
3. Осуществление пилотируемых полётов на околоземные орбиты длительностью до 45-60 суток (соответственно для 3-х или 2-х человек экипажа) с использованием кораблей-модулей.
4. Развёртывание и эксплуатация посещаемой орбитальной станции с длительностью экспедиций 35-45 суток для 3-х человек либо 40-60 суток для двух человек, с возможностью "выхода" космонавтов в космос и с возможностью возвращения грузов 70-800 кг на Землю.
5. Реализация космических экспериментов и производств на коммерческой основе, требующих периодического обслуживания (с участием человека) и с любой продолжительностью экспериментов (производств).

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я
Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я


Идея создания таких малых орбитальных станций не нова.

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я


14 января 1969 года в СССР стартовал к "Союз-4". На следующий день, 15 января, с космодрома Байконур стартовал следующий пилотируемый корабль — "Союз-5", на борту которого находились трое космонавтов. 16 января в 08:20 UTC корабли "Союз-4" и "Союз-5" состыковались. Это была первая стыковка двух пилотируемых кораблей. После стыковки, агентство ТАСС объявило, что впервые на орбите создана экспериментальная космическая станция с четырьмя космонавтами на борту. Корабли «Союз-4» и «Союз-5» находились в состыкованном состоянии 4 часа 35 минут.

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я


Похожую концепцию в создании собственной орбитальной станции намерен использовать и Китай. Обратите внимание на китайский космический корабль "Шэньчжоу". Внешне он имеет сходство с "Союз" но его орбитальный отсек имеет специфическую конструкцию, как раз предназначенную для создания орбитального комплекса.

Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я
Космос который нужен. Дело за малым. Часть 2-я


Китайские специалисты используют идеи проектов которые разрабатывались в СССР в КБ С.П.Королева в 60-х годах прошлого века.

В следующей части речь пойдет об орбитальных заводах

Продолжение следует...


.
...Text here...
 
 
 (голосов: 1)
 proq
  | (3174) | (0)
   
 
Похожие документальные фильмы:
  • Год на орбите. Поехали (2015) SATRip
  • Космическая одиссея. XXI век - Все 4 серии (2012)IPTVRip
  • На борту космической станции / Inside the Space Station (2000) SATRip
  • Год на орбите (2016) SATRip
  • Зачем нам в космос?
  • Искатели. Исчезнувшие мозаики московского метро (2016) SATRip
  • Покоренный космос (4 серии из 4-х) (2010) SATRip
  • Температурный режим паяльной станции (2014) MPG
  • О чём молчат космонавты?
  • Битва за Салют. Космический детектив (2011) DVB


  •  
       
       
     
    Информация
     
       
      Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к документальному фильму. Пожалуйста, пройдите несложную процедуру регистрации  
       
         

     
    documental.su © 2009-2014 ProQ

    Скачать документальные фильмы

    || Размещение рекламы | Правообладателям | Обратная связь | F.A.Q. ||

    Яндекс.Метрика
    ^ Наверх ^