Пилотируемый космический полет - Василий Лесников

Вот только не надо под исследованием космического пространства понимать только пилотируемые космические полеты. А ведь те, кто задает вопрос: «А зачем нам..?», имеют в виду именно полеты космонавтов. Эти полеты необходимая частность, без которой не может быть и полноценного целого.

И все-таки мы сейчас находимся только в начале пути к настоящему исследованию космического пространства. Мы даже не первоклашки, а скорее ясельные малыши со своими первыми робкими шагами в бескрайние просторы Вселенной.

Все живое живет, пока развивается, движется вперед. Остановка означает деградацию и равносильна смерти. И для Человечества сейчас пришло время сделать очередной шаг в своем развитии, осмыслить свое будущее.

С тех пор, как человек научился говорить, он постоянно задает вопрос: «А зачем?».

Кто-то придумал, как палку использовать в виде рычага. А зачем?

Кто-то придумал колесо. А зачем?

Кто-то не понимал, зачем нужен автомобиль, если есть телега и лошадь.

Самолет, атомная и ядерная энергия. Любые новшества начинались с вопроса «А зачем?», а в результате Человечество продвигалось в своем развитии еще на один шаг вперед.

Сейчас пришло время вопроса «А зачем нам космические исследования?» И это радует. Это означает, что Человечество на правильном пути, что у него есть Будущее.

И, если братья по разуму или представители других высокоразвитых цивилизаций помогут нам на этом пути развития, то мы, уверен, должны и будем им благодарны.

24. А можно коротко и популярно рассказать о том, что такое пилотируемый космический полет?

Пилотируемый космический полет это очень обширное понятие. По этому вопросу написано много умных книг. А вот коротко, да еще популярно…

Во всяком случае, я попробую сузить этот вопрос и рассказать об орбитальном пилотируемом космическом полете, то есть о космическом полете по орбите вокруг Земли.

Попробуем разобраться. Кто захочет детальнее, найдет много хороших книг, статей в том же Интернете.

Итак. Коротко. Схема орбитального космического полета проста. Космический корабль (объект) выводится на орбиту искусственного спутника земли мощной ракетой носителем.

На орбите космический корабль осуществляет стыковку с орбитальной станцией или другим объектом, для проведения экспериментов по заданной программе.

Космический корабль, орбитальная станция летают по орбите столько времени, сколько заложено в их программах полета. В это же время могут осуществляться и выходы космонавтов в открытый космос.

Когда наступает время возвращения корабля, он отделяется от станции, выдается тормозной импульс, и возвращаемый аппарат корабля спускается на землю.

Орбитальные станции, грузовые корабли и другие не пилотируемые космические объекты после завершения работы направляются в плотные слои атмосферы Земли, где в основном и сгорают. В отдельных случаях крупные фрагменты падают в океан. Еще реже на сушу — пока, правда, без последствий для людей.

Формально для космонавтов космический полет заканчивается через несколько недель после посадки экипажа докладом перед Государственной комиссией о результатах работы на орбите, замечаниями по работе техники и предложениями. Далее следуют: написание отчета о полете и длительная реабилитация.

Сама же подготовка к полету продолжается не месяцы, а годы, прежде чем космонавт сможет облегченно вздохнуть, сочтя, что все вопросы, связанные с предстоящим ему полетом, позади.

Теперь рассмотрим главные этапы космического полета более подробно.

Старт

Прежде чем осуществить старт космического корабля, ученые и конструкторы проводят вместе с космонавтами огромную подготовительную работу. Они до деталей рассчитывают программу будущего полета от старта до посадки, с учетом всех возможных неожиданных ситуаций, которые только можно представить, исходя из уровня познаний Человечества.

Затем космонавты с помощью ученых, инструкторов и специалистов изучают все операции, которые им предстоит выполнить, и тщательно отрабатывают их на тренажерах и стендах.

Чтобы представить, о чем идет рассказ, нужно разобраться хотя бы с основными формулировками и понятиями, связанными с пилотируемой космонавтикой. Вот некоторые из них.

Орбита — траектория движения космического летательного аппарата на основном участке полета.

Перигей — ближайшая к Земле точка орбиты космического аппарата.

Апогей — наиболее удаленная от Земли точка орбиты космического аппарата.

Линия апсид — линия, соединяющая точки апогея и перигея.

Восходящий узел орбиты — точка, в которой орбита пересекает плоскость экватора при переходе космического корабля из южной полусферы в северную.

Нисходящий узел орбиты — точка, в которой орбита пересекает плоскость земного экватора при переходе космического аппарата из северной полусферы в южную.

Линия узлов — линия, соединяющая восходящий и нисходящий узлы орбиты.

Наклонение орбиты — угол между плоскостью орбиты космического аппарата и плоскостью экватора.

Величина угла наклонения орбиты определяет границы географических широт, в пределах которых будет летать космический корабль. Чем больше наклонение орбиты, тем больше диапазон достижимых географических широт, но тем меньше вес выводимого на орбиту корабля. Последнее вызвано тем, что при увеличении наклона орбиты уменьшается энергия, передаваемая космическому кораблю за счет ее суточного вращения.

С полярной орбиты можно осматривать всю Землю, но для ее достижения требуются очень и очень многие энергетические затраты.

Одно и то же наклонение орбиты может быть получено при северо — восточном и юго — восточном направлении запуска ракеты — носителя. При старте с космодрома Байконур используется северо-восточное направление, так как в этом случае полет на участке выведения и непосредственно после отделения от ракеты-носителя проходит над территорией Казахстана и России. А это значит, что на наиболее ответственных участках полета наземные станции слежения и контроля могут осуществлять радио и телевизионную связь с кораблем, принимать телеметрическую информацию, более продолжительное время проводить измерения параметров орбиты.

На участке выведения от ракеты-носителя космического комплекса отделяются и падают на Землю отработавшие ступени. Выделить район для падающих частей естественно легче на собственной и дружественной территориях. Однако количество выделенных районов ограничено. Поэтому ограничены и возможные направления запусков ракет-носителей, а, следовательно, и величины угла наклонения.

Трасса выведения пролегает над малонаселенными районами и потому предполагаемый ущерб от падения обломков рассчитывается как минимальный.

Та же задача стоит перед учеными, конструкторами и при выборе возможных областей приземления возвращаемых аппаратов.

В уже выбранных районах выведения и спуска не допускают никакого строительства крупных промышленных объектов, не планируют расширение и развитие уже существующих населенных пунктов. И это понятно. Никто не хочет жить с осознанием того, что в любую минуту на голову может свалиться что-то тяжелое, от которого и убежать будет невозможно.

В СССР и теперь в России наклонение орбиты пилотируемых космических кораблей находится в пределах от 51 до 65 градусов. Большое наклонение было принято для первых космических кораблей. Затем практически была принята орбита выведения с наклонением 51,6 градуса. Но для интернациональных экипажей при автономных полетах широкий выбор угла наклона сохранялся, так как это позволяло экипажам проводить исследования природных ресурсов над территорией своих стран.

Если бы Земля была неподвижной, то есть не вращалась бы вокруг своей оси, то орбита космического корабля все время проходила бы над одними и теми же районами Земли. Однако Земля вращается не только вокруг Солнца, но и вокруг собственной оси. Вследствие этого вращения при заданном наклонении орбиты географические координаты мест, над которыми будет пролегать полет космического корабля, зависят от периода его обращения — времени одного полного оборота корабля вокруг Земли.

Эти координаты, соединенные одной линией, образуют трассу полета. Трасса каждого нового витка в пространстве точно такая же, как и предыдущего, но из-за собственного вращения Земли сдвинута к западу по долготе на угол поворота Земли относительно плоскости орбиты за период обращения. Долготное межвитковое расстояние сдвига за один оборот составляет 22,5 градуса.

Полный оборот плоскости орбиты космического корабля вокруг Земли завершается приблизительно через сутки. Можно подобрать период обращения орбиты таким, что к этому моменту корабль сделает целое число витков и его трасса совпадет с трассой предыдущих суток. То есть через сутки полета корабль может оказаться над той же точкой. Например, над точкой старта. Такие орбиты называют суточными.