Космос всегда был для человечества некой загадкой, решить которую не могут и по сей день. Он безграничен и полностью познать его будет сложно. Этими проблемами и занимается космонавтика. Я не буду полностью раскрывать тему космонавтики, а только затрону некоторые аспекты, которые меня больше всего заинтересовали, такие как: Система жизнеобеспечения пилотируемых космических аппаратов (СЖО), запуск спутников на орбиту и систему глобального позиционирования (GLONASS).
Цель – разобраться в работе системы СЖО, в запуске спутников на орбиту и разобраться в системе глобального позиционирования GLONASS. Также в мою цель входит рассказ-ответ на вопрос где лучше запускать космические аппараты, в какой точке Земли при старте они получают наибольшее ускорение и почему, в чём отличие ракеты от спутника?
Страница 4
Система жизнеобеспечения пилотируемых космических
аппаратов
Итак, что же такое СЖО. Во-первых, это система жизнеобеспечения пилотируемых космических аппаратов, а во-вторых, это та самая система, без которой человеческий организм просто не выдержит во внеземной среде. То есть это система, поддерживающая работоспособность (жизнедеятельность) человеческого организма, и создающая среду в обитаемом отсеке аппарата подобной земной.
Впервые СЖО использовалось при первом полёте в космос Юрия Гагарина. Тогда она состояла всего лишь из не самовозобновляющихся запасов воды, запасов пищи и ёмкости для сбора отходов. Но помимо этого она могла поддерживать в обитаемом отсеке атмосферу, сопоставимую земной, но только на 12 часов.
Сегодня же эту систему сильно усовершенствовали и сегодня, благодаря ней, на орбите Земли существуют космические станции, такие как МКС.
система обеспечения газового система состава водообеспечения
СЖО
система система обеспечения санитарно- питанием гигиенического обеспечения
система
обеспечения
теплового
режима
Из чего состоит система СЖО
Страница 5
Эти системы необходимы для нахождения живого организма на борту космического аппарата. Если мы посмотрим на таблицу [T1], то заметим, что СЖО это не только система, но и разные компоненты, от которых завит масса космического аппарата.
Государственная система обеспечения единства измерений в России
... работу по внедрению справочных данных в науке и технике в целях обеспечения единства измерений. ГССД обеспечивает разработку необходимых справочных данных на основе анализа направлении ... установленной сфере деятельности; организационно-методическое руководство работами по созданию федеральной системы каталогизации для федеральных государственных нужд; функции национального органа по стандартизации ...
Таблица [T1]
Также давайте рассмотрим схему [S1], на ней видно, что ничего с космического корабля не удаляется, а находится в неком цикле.
Схема [S1]
Страница 6
Запуск спутников на орбиту
Спутник – небесное тело, обращающееся вокруг другого небесного тела и имеющее свою орбиту. На орбиту его доставляет ракета, а как она это делает скажу чуть позже. Итак, что же такое орбита? Если мы обратимся к Википедии, то там написано что орбита это — траектория движения материальной точки в наперёд заданной системе пространственных координат для заданной в этих координатах конфигурации поля сил, которые на неё действуют… Но можно объяснить проще. Орбита — это траектория движения, в которой точка с постоянной скоростью вращается вокруг заданного тела. Это определение как нельзя кстати подходит к теме спутники. Но давайте, разберёмся касательно орбит поподробнее. Орбиты бывают 3 типов:
1)Полярная орбита – это орбита, имеющая наклонение i орбиты к плоскости экватора 90°. Довольно неудобная орбита, так как, чтобы постоянно поддерживать связь со спутником нужно постоянно подстраивать антенну. (применяются для спутников военного назначения, для контроля природных ресурсов); 2)Экваториальная орбита – это орбита, находящаяся в экваториальной плоскости нашей планеты. Спутник огибает Землю ровно за 24 часа. Спутник как будто бы находится в одной точке. С ним проще всего держать связь; 3)Наклонная орбита – это орбита, находящаяся между полярной и экваториальной. Она имеет точно такой же недостаток, что и полярная орбита Схема [S2]
Но как сделать так, чтобы спутник постоянно вращался вокруг Земли и с постоянной скоростью, и чтоб на голову никому не упал? Ну, во-первых, старые спутники сгорают в атмосфере, не долетая до поверхности Земли. Во-вторых, если поставить на спутник двигатели от Falcon Heavy, то масса спутника колоссально возрастёт, но, скажете вы, зато он будет держаться на орбите. На самом деле, чтобы заставить спутник двигаться по заданной траектории (орбите), нужно чтобы он постоянно падал на Землю. Но падать он должен под таким углом, чтобы он падал бесконечно. Тогда ему не нужно топливо и прочих затрат. В космическом пространстве на него не действуют никакие силы. Он
Страница 7
движется по инерции, кото ру ю е м у з а д а л а ракета в процессе старта. По такому же принципу работают все космические станции. В том числе МКС. Она Схема [S3] тоже постоянно падает на Землю, но опять же бесконечно. Но если з ап у с кат ь р а ке ту с о с п у т н и к о м перпендикулярно Земле, то она по инерции полетит в открытый ко с м о с = > с т а н е т космическим мусором? Не совсем так, потому что она также может упасть обратно на Землю, подобно камню. Схема [S5] Поэтому её запускают под углом к орбите. Но
угол наклона
возрастает не
сразу, а после 20 км, когда ракета преодолеет
плотные слои атмосферы. Изначально ракета
стартует перпендикулярно поверхности Земли,
затем примерно на высоте 20 –50 км меняет
угол наклона на 45 градусов далее происходит
Проектирование двухступенчатой баллистической ракеты
... 263 кН; время работы первой ступени: 88 с; время работы второй ступени: 183 с; топливная пара: (27%АТ+73%АК) + Керосин. 1. Выбор конструктивной схемы ракеты Конструктивная схема проектируем ракеты-носителя - моноблочная, двухступенчатая, ...
отделение 2 и 3 ступени ракеты, при этом угол
продолжает расти, и вот, спутник на орбите.
Итак, где же ракета получает наибольшее
ускорение? Ответ прост – на
э к вато р е р а ке т а п ол у ч а е т н а и б ол ь ш е е
ускорение. Земля не идеальная сфера, она
приплюснута у полюсов, а значит, что от
э к в а т о р а д о « ко с м о с а » ( т е р м о с ф е р ы
(предпоследнего слоя атмосферы)) просто
ближе. А теперь сравните какая выгода топлива
будет у Протон-М (700т) на Куру(Франция) и на
Плесецк (Россия).
Можете сравнить на схеме
Схема [S4] [S5]. Страница 8
Страница 9
Система глобального позиционирования (GLONASS).
Общая задача системы GLONASS заключается в вычислении
координат того или иного объекта. Собственно, практически вся навигация на территории РФ находится под управлением GLONASS. Принцип действия GLONASS основана на том, что на борту корабля специа льный приемник ловит радиоволны, по сылаемые навигационными спутниками на определенных частотах. Сигналы с приемника непрерывно поступают в компьютер. Компьютер их обрабатывает, дополняя информацией о времени передачи каждого сигнала и положения навигационного спутника на орбите. Затем навигационный компьютер на корабле определяет расстояние между ними и спутником. Эти вычисления компьютер повторяет через определенные промежутки времени и в конечном итоге получает данные о широте и долготе, то есть свои координаты.
Для вычисления расстояния от одного спутника до другого используют метод триангуляции (см рисунок [R1]).
Этот метод впервые в космонавтике стали использовать в 1963 году в СССР. Суть метода в том, что одна из вершин каждого решаемого треугольника лежит не на поверхности Земли, а совпадает с положением спутника.
рисунок [R1]
